EGE UNIVERSITY Lifelong Learning Programme

Description of Individual Course Units

Course Unit Code	Course Unit Title	Type of Course Unit	Year of Study	Semester	Number of ECTS Credits
9105025432013	Adsorption Behavior of Solid Surfaces	Elective	1	1	8

Level of Course Unit

Second Cycle

Language of Instruction

English

Objectives of the Course

Dersin amacı katı-gaz ve katı-sıvı arayüzeyindeki adsorpsiyon proseslerine teorik bir temel oluşturmaktır. Bu amaçla, arayüzey sistemlerinde etkili olan moleküller arası çekim kuvvetleri, adsorpsiyon prosesinde etkili olan katı yüzeyin yapısı detaylı olarak ele alınmaktadır. Adsorpsiyonda denge, adsorpsiyon izotermleri, tek ve çok tabakalı adsorpsiyon ele alınmakta, adsorpsiyon kinetiği, elektrolit çözeltilerinde bulunan kolloid sistemlerde elektriksel çift tabaka oluşumu ve DLVO- teorileri, kolloidleri kararlı ve karasız hale getiren şartlar detaylı olarak incelenmektedir. Ağır metal iyonlarının, yüzey aktif maddelerin ve polimerlerin çözeltilerinden katı yüzeylere adsorpsiyonu özel olarak ele alınmaktadır. Katı ve sıvıların yüzey özellikleri ve etkileşimleri: yüzey/arayüzey gerilimi, kohezyon/adhezyon, ıslatma, yayılma gibi kavramların ele alınması ile konunun daha derinlemesine incelenmesi sağlanmaktadır.

Name of Lecturer(s)

Learning Outcomes

1	Learning subjects like adsorption of ions (ion-exchange), surface active agents and polymers by the use of these theoretical knowledge applications on the areas of waste water treatment, deionized water production, paints, dyes, inks, detergency production etc. exist.
2	Inquiring the ability to present new information studied from sources like books and internet sites on the structure of solid surfaces, properties of colloids, adsorption of surfactants and polymers onto solid surfaces etc..
3	Comprehend the study in team work during project preparation and problem solving.
4	Learning interaction forces between different types of molecules, surface/interfacial tension, work of cohesion/adhesion which are important for adsorption and surface phenomena. Having information on adsorption behavior of solid surfaces, the reason for their adsorption behavior and structure of solid surfaces. Distinguishing between physical and chemical adsorption and learning equilibrium principles at the solid-gas and solid-liquid interface of adsorption, isotherm models and adsorpsion kinetics. Establishing the link between colloid chemistry and the conditions for stabilization and instabilization of colloid particles and having deeper knowledge on the formation of electrical double layer at the colloid systems in electrolyte solutions-the DLVO Theory.

Mode of Delivery

Face to Face

Prerequisites and co-requisities

Yok

Recommended Optional Programme Components

Yok

Course Contents

Arayüzey olaylarının önemi, arayüzey olaylarında etkili olan moleküller arası etkileşim kuvvetlerinin türleri, katı yüzey-sıvı (gaz) etkileşiminde önemli olan yüzey/arayüzey gerilimi, kohezyon/adhezyon, ıslatma, yüzeyde yayılma, eğimli yüzeylerde oluşan basınç farkı gibi kavramlar, katı yüzeylerin yapısı: kristal yapıdaki katılarda atomların dizilimi, serbest katı yüzeyin özellikleri, kristal yapılı katıların yüzey enerjileri ve yüzey atomlarının farklı dizilimi, yüzey enerjisi ve adsorpsiyon, fiziksel ve kimyasal adsorpsiyon arasındaki farklar, adsorpsiyonda katı/gaz ve katı/sıvı arayüzeyinde denge, ve izoterm modelleri, adsorpsiyon kinetiği, ağır metal iyonlarının (iyon değişimi) ve yüzey aktif maddelerin katı yüzeylere adsorplanma özellikleri, kolloidler: kolloid parçacıkların yüzey potansiyeli, yüklü arayüzeyler, elektrolit çözeltisi ile yüklü yüzeyler arası etkileşim, Gouy-Chapman teorisine göre elektriksel çift tabakada iyonların dağılımı, yüklü yüzeyler arası etkileşim- DLVO teorisi ve kolloid parçacıkların kararlılığını veya koagülasyonunu etkileyen faktörler, yüzey kimyası ve zeta potansiyeli, polimerlerin adsorpsiyonu: polimerlerin çözeltilerdeki davranışı ve değişik çözeltilerden katı yüzeylere adsorplanma özellikleri.

Weekly Detailed Course Contents

Week	Theoretical	Practice	Laboratory
1	Introduction to interfacial phenomena. Interaction forces in interfacial systems.
2	Interactions between different types of molecules such as: permanently charged-polar, permanently charged-induced dipole and induced dipole - induced dipole molecules.
3	Interaction forces (continiued)- van der Waals Interactions: Keesom orientation, Debye inductive and London dispersion forces. Potential energy curves. Forces and energies of adsorption. Attractive energies in condensed phases.
4	Some definitions: Surface/interfacial tension, work of cohesion /adhesion, wetting, spreading,pressure differences across a curved surface, capillary effect.
5	Structure of solid surfaces: Crystalline solids and their structure, characteristics of the free solid surface, surface energy of crystalline solids and rearrangement of the surface atoms. Surface energy and adsorption.
6	Fundamental concepts in physical and chemical adsorption. Definitions, forces and energies of adsorption, practical adsorbents.
7	Physical adsorption. Adsorption at the solid-gas and solid-liquid interface. Adsorption equilibrium. Adsorption isotherms, monolayer and multilayer adsorption, orientation of adsorbed molecules and their interactions.
8	Theoretical foundations of isotherm models, calculation of isotherms with chosen isotherm models. Adsorption at the solid-liquid interface. Adsorption equilibrium. Adsorption isotherms, monolayer and multilayer adsorption.
9	Adsorption kinetics and their models. Ion-exchange adsorption. Principles, factors that affect the ion exchange process.
10	Adsorption of surfactants. Adsorption behaviour of anionic and non-ionic surfactants from solution onto solid surfaces.
11	Colloids: Surface potential of colloidal particles, charged interfaces,
12	Colloids: (continued) interaction between charged surfaces and electrolyte solution – distribution of charged ions in electrical double layer according to Gouy-Chapman Theory, interactions between charged surfaces-DLVO-Theory and stabilization or coagulation of colloidal particles, surface chemistry-zeta potential.
13	Colloids (continued 3): Applications involving colloidal interfacial systems; Paints, protecting latex coatings, modern ceramics and powder synthesis, zeolite synthesis, etc.
14	Adsorption of polymers. Polymers in solution and their adsorption behavior from solution
15	Amphiphilic systems; liquid-liquid interfaces. Emulsion formation and types.
16	FINAL EXAM