zestaw narzędzi

Temat: Badanie roztworów koloidalnych.

Dyscyplina : Chemia

Dobrze : 2

Semestr : 3

Składający się : Polivanova T.V., nauczyciel chemii, pierwsza kategoria kwalifikacyjna

Moskwa

2015

Treść:

Motywacja tematu ……………… …..s.4

Cele i zadania..……………………. .strona 4

Blok informacyjny……………... strona 5

Jednostka sterująca…………….str. 18

1. Motywacja tematu

Układy koloidalne są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Białka, krew, limfa, węglowodany, pektyny są w stanie koloidalnym. Wiele gałęzi przemysłu (spożywcza, tekstylna, gumowa, skórzana, farbiarska, ceramiczna, technologia włókien sztucznych, tworzywa sztuczne, smary) kojarzy się z układami koloidalnymi. Produkcja materiałów budowlanych (cement, beton, spoiwa) opiera się na znajomości właściwości koloidów. Przemysł węglowy, torfowy, wydobywczy i naftowy zajmuje się materiałami rozproszonymi (pyłami, zawiesinami, pianami). Chemia koloidalna ma szczególne znaczenie w procesach przeróbki minerałów, kruszenia, flotacji i przeróbki na mokro rud. Z wykorzystaniem układów z dyspersją koloidalną związane są także procesy fotograficzne i kinematograficzne.

Przedmiotem chemii koloidów jest cała różnorodność form flory i fauny, w szczególności typowymi formacjami koloidalnymi są komórki mięśniowe i nerwowe, błony komórkowe, włókna, geny, wirusy, protoplazma, krew. Dlatego badacz koloidów II Żukow stwierdził, że „człowiek jest w istocie chodzącym koloidem”. W świetle tego technologii leków (maści, emulsje, zawiesiny, aerozole, proszki) nie można sobie wyobrazić wpływu różnych leków na organizm bez znajomości chemii koloidów.

2.Cele i zadania.

Cel: nabycie systematycznej wiedzy o koloidalnych układach rozproszonych w zależności od charakterystyki klasyfikacyjnej, metod przygotowania, oczyszczania i stabilności układów rozproszonych oraz umiejętność zastosowania tej wiedzy do specyficznych układów występujących w obiektach biologicznych.

Zadania:

edukacyjny:

Zapoznanie studentów z pojęciem układów rozproszonych, roztworów koloidalnych.

zapoznanie studentów z metodami otrzymywania roztworów koloidalnych.

Wyjaśnij uczniom sposób oczyszczania roztworów koloidalnych i budowę miceli.

zapoznanie studentów z właściwościami roztworów koloidalnych.

rozwijanie:

kontynuować i poszerzać aktywność poznawczą studentów, a także ich pomysły na temat metod otrzymywania roztworów koloidalnych.

nadal rozwijają i poszerzają wiedzę studentów na temat dializy, elektrodializy, ultrafiltracji, składników cząsteczki koloidalnej i ich praktycznego znaczenia w życiu codziennym.

kształcenie:

Kontynuuj kultywowanie uważności, obserwacji, uczuć estetycznych i umiejętności pracy z technologią.

Blok informacyjny.

Systemy rozproszone – układy heterogeniczne, w których jedna substancja (faza rozproszona) jest równomiernie rozmieszczona w innej (ośrodek dyspersyjny). Właściwości substancji pokruszonej (rozproszone ) stan różnią się znacznie od właściwości tej samej substancji w postaci ciała stałego lub pewnej objętości cieczy.

Istnieje kilka różnych klasyfikacji cząstek zdyspergowanych: ze względu na wielkość cząstek, stan skupienia fazy rozproszonej i ośrodka dyspersyjnego, ze względu na charakter oddziaływania cząstek fazy rozproszonej z cząsteczkami ośrodka dyspersyjnego, ze względu na termodynamikę i stabilność kinetyczna.

W zależności od wielkości cząstek fazy rozproszonej a wyróżnia się następujące układy dyspersyjne

Systemy rozproszone

Rozmiar cząsteczki

Nazwa

a ≤ 10 -9 M

Prawdziwe rozwiązania

a = 10 -9 –10 -7 M

Układy koloidalne

a ≥ 10 -7 –10 -5 M

Grube systemy

Klasyfikację układów dyspersyjnych według stanów agregatowych fazy rozproszonej i ośrodka dyspersyjnego podano w tabeli

Klasyfikacja układów rozproszonych

Rozproszone

faza

Medium dyspersyjne

Gaz

Płyn

Solidny

Gaz

Nie uformowany

Piana

Solidna pianka

Płyn

Aerosol

Emulsja

Stała emulsja

Solidny

Aerozol, proszek

Zawieszenie i rozt

Stały zol

Stan koloidalny jest charakterystyczny dla wielu substancji, jeśli ich cząstki mają wielkość 10ˉ 7 do 10 5 cm Ich całkowita powierzchnia jest ogromna i ma energię powierzchniową, dzięki czemu może adsorbować cząstki z roztworu. Powstała cząstka koloidalna nazywa sięmicela . Ma złożoną strukturę i składa się z rdzenia, zaadsorbowanych jonów i przeciwjonów.

Jeśli rozpuszczalnik oddziałuje z rdzeniem cząstki, wówczasliofilowy koloidy, jeśli nie wchodzą w interakcję, toliofobowy koloidy.

Odniesienie historyczne

Powszechnie uważa się, że twórcą chemii koloidów jest angielski naukowiec Thomas Graham (1805-1869), który w latach 50-60 ubiegłego wieku wprowadził do obiegu podstawowe pojęcia chemii koloidów. Nie powinniśmy jednak zapominać, że miał on poprzedników, a przede wszystkim Jacoba Berzeliusa, włoskiego chemika Francesco Selmiego. W latach 30XIXwieku Berzelius opisał szereg osadów, które po przemyciu przechodzą przez filtr (kwasy krzemowy i wanadowy, chlorek srebra, błękit pruski itp.). Berzelius nazwał te osady przechodzące przez filtr „roztworami”, ale jednocześnie zwrócił uwagę na ich ścisłe powinowactwo z emulsjami i zawiesinami, których właściwości były mu dobrze znane. Francesco Selmi w latach 50XIXwieków kontynuował prace w tym kierunku, szukając różnic fizykochemicznych pomiędzy układami utworzonymi przez osady przechodzące przez filtr (nazwał je „pseudoroztworami”) a zwykłymi roztworami prawdziwymi.

Angielski naukowiec Michael Faradaya (*) w 1857 r. zsyntetyzował koloidalne roztwory złota – zawiesinęAuw wodzie wielkość cząstek waha się od 1 do 10 nm. i opracowane metody ich stabilizacji.

Te „pseudoroztwory” rozpraszają światło, rozpuszczone w nich substancje wytrącają się po dodaniu niewielkich ilości soli, przejściu substancji do roztworu i wytrącaniu się z niego nie towarzyszy zmiana temperatury i objętości układu, co zwykle obserwuje się podczas rozpuszczania substancji krystalicznych.

Thomas Graham rozwinął te pomysły dotyczące różnicy między „pseudoroztworami” a roztworami prawdziwymi i wprowadził pojęcie „koloidu”. Graham odkrył, że substancje zdolne do tworzenia galaretowatych amorficznych osadów, takie jak wodorotlenek glinu, albumina, żelatyna, dyfundują w wodzie z mniejszą prędkością w porównaniu z substancjami krystalicznymi (NaCl, sacharoza). Jednocześnie substancje krystaliczne z łatwością przechodzą przez powłoki pergaminowe w roztworze („dializują”), ale substancje galaretowate nie przechodzą przez te skorupy. Uznając klej za typowego przedstawiciela substancji galaretowatych, niedyfuzyjnych i niedialitycznych, Graham nadał im ogólną nazwę „koloid”, tj. podobny do kleju (od greckiego słowa kolla - klej). Substancje krystaliczne i substancje dobrze rozpraszające i dializujące nazwał „krystaloidami”.

Micela i jej budowa

Cząstka koloidalna to rdzeń słabo rozpuszczalnej substancji o dyspersji koloidalnej, na powierzchni której adsorbowane są jony roztworu elektrolitu. Jony elektrolitów zapewniają stabilność zolu, dlatego elektrolit ten nazywany jest stabilizatorem jonowym. Oznacza to, że cząstka koloidalna jest kompleksem składającym się z rdzenia wraz z warstwą adsorpcyjną przeciwjonów. Agregat cząstek lub jądro to substancja o strukturze krystalicznej, składająca się z setek lub tysięcy atomów, jonów lub cząsteczek, otoczonych jonami. Rdzeń wraz z zaadsorbowanymi jonami nazywany jest granulką. Zatem granulka ma określony ładunek. Przeciwnie naładowane jony gromadzą się wokół niego, nadając mu ogólną neutralność elektryczną. Cały układ składający się z granulki i otaczających ją jonów nazywany jest micelą i jest elektrycznie obojętny. Faza ciekła otaczająca micelę nazywana jest cieczą międzymicelarną. Można to przedstawić na poniższym krótkim diagramie:

granulat, tj. cząsteczka koloidalna = rdzeń + warstwa adsorpcyjna + warstwa przeciwjonu + warstwa rozproszona

micela = granulka + przeciwjony

sol = micele + płyn międzymicelarny.

Rozważmy jako przykład sol As 2 S 3 (Rysunek 7). Aby otrzymać ten zol, kwas arsenowy należy potraktować siarkowodorem. Zachodzącą reakcję można zapisać następująco:

2H 3 AsO 3 + 3H 2 S= Jak 2 S 3 + 6H 2 O

Nadmiar H 2 S w tym układzie pełni rolę stabilizatora jonowego. H 2 S częściowo dysocjuje na jony:

H 2 S↔HS - + H +

Z tych jonów HS - Jony są adsorbowane na powierzchni rdzenia miceli As 2 S 3 , więc w tym systemie:

[ Jak 2 S 3 ] N - jednostka

[ Jak 2 S 3 ] N , mHS - - rdzeń

([ Jak 2 S 3 ] N , mHS - ,(m-x)N + } - X - granulka

([ Jak 2 S 3 ] N , mHS - ,(m-x)N + } - XN + - micela

Rdzenie miceli mają strukturę krystaliczną. Proces powstawania cząstek koloidalnych szczegółowo zbadał V.A. Kargin i Z.Ya. Berestneva w 1953 roku za pomocą mikroskopu elektronowego stworzył nową teorię. Zgodnie z tą teorią mechanizm powstawania cząstki koloidalnej przebiega dwuetapowo: najpierw powstają cząstki kuliste, które są w stanie amorficznym, a następnie wewnątrz cząstek amorficznych pojawiają się drobne kryształki. W wyniku pojawienia się struktur krystalicznych wewnątrz cząstek amorficznych powstaje napięcie i zgodnie z minimalną energią wewnętrzną układu, z zastrzeżeniem warunków (∆Н<0, ∆S<0), |∆Н| >|Т∆S|, ∆G<0) происходит самопроизвольный процесс распада на множество мелких кристаллических частиц и эти кристаллы становятся центром мицеллы. Скорость кристаллизации для различных золей различна.

Metody otrzymywania roztworów koloidalnych

Roztwory koloidalne można przygotować:

1. Metodami dyspersyjnymi polega na rozdrobnieniu lub rozproszeniu dużych cząstek substancji do rozmiarów koloidalnych. Dyspersję można przeprowadzić poprzez mielenie mechaniczne, natryskiwanie elektryczne i tak dalej.

Metody rozproszone obejmują– proces tworzenia zoli z żeli lub luźnych osadów pod wpływem peptyzatorów (w większości przypadków elektrolitów) zaadsorbowanych na powierzchni rdzeni koloidalnych i ułatwiających ich interakcję z ośrodkiem dyspersyjnym.

2. Metody kondensacji , opiera się na agregacji cząsteczek lub jonów w większe cząstki. Agregację cząstek można osiągnąć na różne sposoby.

W przypadku metody kondensacyjnej wzrost cząstek zatrzymuje się na długo przed utworzeniem termodynamicznie stabilnej granicy faz. Dlatego układy koloidalne, niezależnie od sposobu przygotowania, sątermodynamicznie niestabilny . Z biegiem czasu, w wyniku chęci uzyskania stanu korzystniejszego termodynamicznie, układy koloidalne przestają istnieć na skutek koagulacji – procesu powiększania się cząstek.

Kondensacja fizykochemiczna odnosi się do metody zastępowania rozpuszczalnika, która sprowadza się do tego, że substancję, z której ma zostać otrzymany zol, rozpuszcza się w odpowiednim rozpuszczalniku w obecności stabilizatora (lub bez niego) i następnie roztwór miesza się z nadmiarem innej cieczy, w której substancja jest nierozpuszczalna. W rezultacie powstaje zol. W ten sposób otrzymuje się zole siarki i kalafonię. Dzięki temu w tym przypadku występuje sytość.

Metoda kondensacji chemicznej opiera się na reakcjach prowadzących do powstania stałego produktu.

a) Reakcje redukcji.

Na przykład wytwarzanie zoli złota i srebra w reakcji soli tych metali ze środkami redukującymi:

2KAuO2 + 3HCHO + K2CO3 → 2Au + 3HCOOK + KHCO3 + H2O.

(·nAuO2–·(n–x)К+)x–·xК+ – micela zolu złota.

b) Reakcje utleniania.

Na przykład otrzymanie zolu siarki:

2H2S + O2 → 2S + 2H2O.

Strukturę miceli powstałego zolu można przedstawić następującym wzorem:

{ · nS5O62–· 2(n–x)H+)· 2xH+.

c) Reakcje wymiany. Na przykład otrzymanie zolu siarczanu baru.

W przypadku reakcji wymiany skład miceli zależy od kolejności spuszczania roztworów odczynników!

d) Reakcje hydrolizy.

Na przykład czerwonobrązowy zol wodorotlenku żelaza (III) otrzymuje się, jeśli do wrzącej wody doda się niewielką ilość chlorku żelaza (III): FeCl3 + H2O → Fe(OH)3 + 3HCl.

Strukturę miceli zolu Fe(OH)3 w zależności od tego, który jon jest stabilizatorem, można wyrazić wzorami:

{ · nFeO+· (n–x)Cl–)x+· xCl–

Lub { · nFe3+· 3(n–x)Cl–)3x+· 3xCl–

Lub { · nH+· (n–x)Cl–)x+· xCl–.

Przykładem wytwarzania układów koloidalnych poprzez krystalizację jest krystalizacja z przesyconego roztworu sacharozy w produkcji cukru. Proces desublimacji zachodzi podczas tworzenia się chmur, gdy w warunkach stanu przechłodzonego z pary wodnej natychmiast tworzą się kryształy, a nie kropelki wody.

Właściwości układów koloidalnych:

rozpraszanie światła (opalescencja) (wskazuje na niejednorodność, układ wielofazowy).

Opalescencja staje się szczególnie zauważalna, jeśli, jak zrobił to Tyndall, ( przepuścić wiązkę zbieżnych promieni przez roztwór koloidalny, umieszczając soczewkę pomiędzy źródłem światła a kuwetą z roztworem. W tym przypadku roztwory przezroczyste w świetle przechodzącym wykazują wszystkie właściwości ośrodków mętnych w oświetleniu bocznym. W cieczy koloidalnej widzianej z boku tworzy się jasny stożek świetlny (stożek Tyndalla).

powolna dyfuzja

niskie ciśnienie osmotyczne

roztwory koloidalne nadają się do dializy, tj. można oddzielić od zanieczyszczeń za pomocą membrany

zdolny do koagulacji (zniszczenia) układu podczas: dodawania zanieczyszczeń, zmiany T, mieszania itp.

czasami wykrywa się zjawisko elektroforezy, tj. cząstki w układzie mogą mieć ładunek.

Trwałość roztworów koloidalnych

Rozróżnia się stabilność kinetyczną i agregatową układów koloidalnych.Stabilność kinetyczna wiąże się ze zdolnością cząstek fazy rozproszonej do spontanicznego ruchu termicznego w roztworze, co jest znane jako ruchy Browna. Taki chaotyczny ruch cząstek uniemożliwia ich połączenie. Zazwyczaj roztwory koloidalne są stabilne kinetycznie, a ich zniszczenie następuje dopiero po przełamaniu stabilności agregatowej roztworu.

Stabilność agregatu Dzieje się tak dlatego, że adsorpcja jonów (cząsteczek) z otoczenia następuje na powierzchni cząstek koloidalnych.

Substancja adsorbowana na jądrach cząstek i zwiększająca stabilność roztworów koloidalnych nazywana jest stabilizatorem. W przypadku stabilizatora jonowego wokół rdzeni miceli pojawiają się podwójne warstwy elektryczne, co utrudnia ich integrację. W przypadku stabilizatora molekularnego powłoki (warstwy) cząsteczek ośrodka dyspersyjnego powstają na zaadsorbowanych cząsteczkach w wyniku sił interakcji międzycząsteczkowych, które zakłócają unifikację cząstek.

Niszczenie roztworów koloidalnych

Proces powiększania się cząstek koloidalnych, prowadzący do zmniejszenia stopnia dyspersji rozproszonej substancji, nazywa siękoagulacja . Koagulacja, czyli sklejanie się cząstek, prowadzi do osadzania się (sedymentacji) dużych agregatów w postaci osadu.

Spadek stabilności układów koloidalnych spowodowany jest wprowadzeniem elektrolitów, które zmieniają strukturę rozproszonej warstwy jonów. Co więcej, tylko te jony (koagulatory), które niosą ładunek, zgodnie z prawem o tej samej nazwie, co ładunek przeciwjonu cząstki koloidalnej, mają działanie koagulujące w elektrolicie. Efekt koagulacyjny jonu koagulującego jest tym większy, im większy jest jego ładunek.

Koagulacja – proces spontaniczny, powstający na skutek chęci przejścia układu do stanu o niższej energii powierzchniowej i niższej wartości potencjału izobarycznego. Proces sedymentacji skoagulowanej substancji zachodzi również samoistnie. Koagulacja może wynikać z różnych przyczyn, najskuteczniejszego działania elektrolitów. Minimalne stężenie elektrolitu w roztworze powodujące koagulację nazywa się progiem krzepnięcia. Koagulacja zachodzi również wtedy, gdy przemieszczają się dwa zole o różnych znakach ładunków cząstek. Zjawisko to nazywa się wzajemną koagulacją.

Metoda oczyszczania roztworów koloidalnych

metodą dializy

Podczas przygotowywania układów koloidalnych oprócz fazy rozproszonej ich skład zawiera duże ilości kwasów, zasad i soli. Aby zapewnić stabilność roztworu koloidalnego, w roztworze musi znajdować się pewna ilość elektrolitu, ale nadmiar elektrolitu należy usunąć. Usuwanie nadmiaru elektrolitu z roztworu koloidalnego nazywa się usuwaniem elektrolitu z roztworu koloidalnego. Do oczyszczania roztworów koloidalnych stosuje się metody dializy, ultrafiltracji i elektrodializy.

Osobliwością dializy jest to, że roztwór koloidalny i obecne w nim elektrolity oddziela się od czystego rozpuszczalnika (wody) za pomocą półprzepuszczalnej membrany (ryc. 4). Cząsteczki i jony zdolne do przejścia przez taką membranę przejdą do roztworu, aż do ustalenia się równowagi pomiędzy stężeniami cząsteczek i jonów po obu stronach membrany. Okresowo zmieniając rozpuszczalnik, można w pewnym stopniu oczyścić zol z zanieczyszczeń. Do dializy wykorzystuje się najczęściej folie kolodionowe, a także przegrody wykonane z octanu celulozy, celofanu i innych materiałów. Oprócz tego stosuje się również naturalne filmy, na przykład ściany pęcherza moczowego.

Roztwór koloidalny (A) wlewa się do naczynia pokrytego membraną (B), po czym zanurza się go w naczyniu wypełnionym czystą wodą (C). Woda w naczyniu zewnętrznym ulega okresowym zmianom, tj. Stosowany jest dializator przepływowy z ciągłą podmianą wody. Ściany pęcherza lub innych membran mają bardzo małe otwory (ich średnica wynosi 20-30 mikronów). Cząsteczki lub jony mogą przechodzić przez te otwory, ale nie cząstki koloidalne. Elektrolity zawarte w popiele dyfundują do wody i są wypłukiwane z roztworu koloidalnego przez membranę. Zmieniając wodę, roztwór koloidalny można w pewnym stopniu oczyścić.

metodą elektrodializy

W elektrodializie dializa jest przyspieszana przez działanie prądu elektrycznego. Pomiędzy dwiema membranami M 1 ich 2 umieszcza się roztwór koloidalny, który należy oczyścić z elektrolitów (ryc. 5). W bocznych częściach naczynia, przez które w sposób ciągły przepływa czysta woda (rozpuszczalnik), umieszczone są elektrody. Kiedy przepływa prąd elektryczny, jony naładowane dodatnio kierowane są do katody, a jony naładowane ujemnie do anody. Jony elektrolitu po przejściu przez membranę gromadzą się w części naczynia, w której zamontowane są elektrody. Oczyszczony zol pozostaje w środkowej części naczynia pomiędzy dwiema membranami. Metodę tę stosuje się głównie do oczyszczania koloidów organicznych. W przemyśle jest szeroko stosowany do otrzymywania czystej żelatyny i kleju.

metoda ultrafiltracji

Roztwory koloidalne można oczyszczać poprzez filtrację przez membrany półprzepuszczalne. Ultrafiltr składa się z lejka Buchnera (1), membrany (2), kolby Bunsena (3) i pompy (4) (ryc. 6). Aby przyspieszyć, ultrafiltrację przeprowadza się pod ciśnieniem. Za pomocą określonej membrany można odfiltrować roztwór koloidalny od elektrolitu, a także zole od siebie. Aby to zrobić, średnica otworów membrany musi być większa niż cząstki jednego zolu i mniejsza niż cząstki drugiego zolu.

Zastosowanie w medycynie

W medycynie wszędzie stosuje się roztwory koloidalne. Oto kilka przykładów ich zastosowania. które są drobnymi cząsteczkami metalu rozproszonymi w wodzie, stosowanymi w leczeniu oparzeń, i dwunastnicy, do przemywania błony śluzowej nosa w celu zapobiegania rozprzestrzenianiu się infekcji wirusowych.

Przemysł farmaceutyczny oferuje duży wybór roztworów koloidalnych o różnym przeznaczeniu. Wśród nich są uniwersalne środki, które można stosować jako środki gojące rany na oparzenia i hemoroidy; przeciwzapalne – na katar, ból gardła, zapalenie zatok; leki przeciwbólowe – łagodzące ból zęba i nie tylko. Należą do nich roztwór koloidalny „Millennium”. Żel zawiera aloes, białko pszenicy, żeń-szeń, witaminę E i inne korzystne dodatki. Wiele środków farmaceutycznych do użytku zewnętrznego to tak naprawdę roztwory koloidalne. Na przykład w przypadku stawów stosuje się „Arthro Complex”, który zawiera tak przydatny składnik, jak chrząstka rekina.

Zastosowanie w życiu codziennym i przemyśle

Roztwory koloidalne stanowią podstawę detergentów i czyszczących środków powierzchniowo czynnych. Zanieczyszczenia wnikają do miceli i w ten sposób są usuwane z powierzchni.

Kolejnym ważnym aspektem zastosowania surfaktantów tworzących micele jest produkcja polimerów, w szczególności lateksów, alkoholu poliwinylowego i klejów pochodzenia roślinnego. Na bazie emulsji otrzymuje się różne tworzywa sztuczne i sztuczne skóry. Do czyszczenia stosuje się również środki powierzchniowo czynne i wodę pitną.

Zaletą kosmetyków na bazie roztworów koloidalnych jest przenikanie substancji aktywnych przez ludzką skórę i strukturę włosów. Takie produkty skutecznie przeciwdziałają starzeniu się. Należą do nich w szczególności żel Millennium Neo. Roztwór koloidalny pomaga zawartym w nim składnikom przedostać się do głębokich warstw skóry, omijając naskórek.

Literatura:

Pustovalova L.M., Nikanorova I.E. Chemia ogólna. – Rostów n/d: Phoenix, 2006. – 478 s.

Stromberg A.G., Semchenko D.P. Chemia fizyczna. – M.: Szkoła Wyższa, 2003. – 527 s.

Evstratova K.I., Kupina N.A., Malakhova E.E. Chemia fizyczna i koloidalna. – M.: Szkoła wyższa, 1990. – 487 s.

Boldyrev A.I. Eksperymenty demonstracyjne z zakresu chemii fizycznej i koloidalnej. – M.: Szkoła wyższa, 1976. – 256 s.

Blok kontrolny

Test na temat: „Systemy rozproszone”

1.

Rozważmy rysunek przedstawiający system rozproszony. Nazwij jego główne elementy:

1

2

2.

Żel biologiczny to:

chrząstka

powietrze

chmury

woda rzeczna

3 .

Układy rozproszone podzielić na osobne grupy w zależności od stanu skupienia fazy rozproszonej i ośrodka dyspersyjnego: płyny ustrojowe, burze piaskowe, powietrze, towarzyszące im gazy z kropelkami oleju, kremy, pianki, szkła kolorowe, tkaniny tekstylne, napoje gazowane, produkty medyczne i kosmetyczne , gazowana czekolada, mleko, cegły i ceramika, gaz ziemny, mokra gleba, skały, zaprawy, pasty, smog, proszki, oleje, pyły w powietrzu, żele, opary, stopy, mgła, zole.

Faza środowa

G – substancja gazowa;I – substancja ciekła;T - solidny

4.

Podobieństwa między zawiesinami i emulsjami polegają na tym, że:

są to systemy heterogeniczne

cząsteczki są widoczne gołym okiem

łatwo się osiedlają

wszystkie odpowiedzi są prawidłowe

5.

Emulsja to:

mleko

piana

galareta

mgła

6.

Systemy zgrubne obejmują:

rozwiązanie

sol

zawieszenie

żel

7.

Fazą rozproszoną wyrobów ceramicznych jest:

1) stałe

2) gaz

3) ciecz

4) zależy od rodzaju wyrobu ceramicznego

8.

Emulsje obejmują:

1) krem

2) muł rzeczny

3) kolorowe szkło

4) tkaniny tekstylne

9.

Faza rozproszona napojów musujących:

1) azot

2) woda

3) dwutlenek węgla

4) tlen

10.

Podaj rysunek ilustrujący efekt Tyndalla w roztworach koloidalnych i prawdziwych:

11.

Aerozol to:

1) proszek

2) chmura pyłu

3) lakier do włosów

4) wszystkie odpowiedzi są prawidłowe

12.

Chromatografia to:

metoda rozdzielania mieszanin heterogenicznych

rodzaj układu rozproszonego

ośrodek dyspersyjny

metoda rozdzielania mieszanin jednorodnych

13.

Emulsja to układ utworzony przez:

1) ciało stałe i gaz

2) dwie różne ciecze

3) ciecz i gaz

4) ciecz i ciało stałe

14.

Dopasuj przykłady systemów rozproszonych do ich nazw:

SYSTEM ROZPROSZONY

PRZYKŁAD

1) zawieszenie

Mleko

2) emulsja

B) białko jaja

3) roztwór koloidalny

B) zawiesina osadu

4) rozwiązanie

D) roztwór cukru

STANDARDOWE ODPOWIEDZI

Zrozumienie, czym jest ochrona koloidalna i jaki ma ona wpływ na zwykłego człowieka, nie jest łatwe. Sieć WWW jest przepełniona różnorodnymi artykułami naukowymi z zakresu chemii i anatomii. Jednak przydałoby się każdemu z nas zrozumienie tego trudnego zagadnienia, gdyż z tym zjawiskiem spotykamy się na co dzień.

Ochrona koloidalna to właściwość polegająca na ochronie układów koloidalnych przed koagulacją. Aby zrozumieć tę definicję, konieczne jest zrozumienie wszystkich terminów w kolejności.

Układy koloidalne i czym są

Po pierwsze, należy zrozumieć, czym jest układ koloidalny. Jest to formacja lub substancja zawierająca kilka składników. Cząstki komponentów pojawiają się w różnych fazach lub stanach. W przyrodzie występują trzy główne stany skupienia: stały, ciekły i gazowy.

Istnieje kilka rodzajów układów koloidalnych:

• ciekłe aerozole (na przykład mgła);
• aerozole stałe (chmury cirrus);
• piana (szumowina z mydła);
• twarda pianka (pianka);
• emulsja (mleko);
• twarda pasta (perły);
• zole lub roztwory (pasta do zębów);
• solidne zawieszenie (plastikowe).

Często w przyrodzie układy koloidalne są przedstawiane jako roztwory ciekłe zawierające cząstki stałe.

Roztwór to jednorodna mieszanina składająca się z kilku składników. Wszystkie pojawiają się w tej samej fazie lub stanie agregacji. Roztwór charakteryzuje się ciekłym stanem skupienia. Roztwór koloidalny to substancja zawierająca cząstki stałe. Ich rozmiar jest na tyle mały, że nie przekracza 0,1 mikrona. Chociaż w razie potrzeby nawet zwykła osoba może zobaczyć cząstki. Wystarczy umieścić roztwór w przezroczystym pojemniku w bezpośrednim świetle słonecznym. Pomogą Ci dostrzec niejednorodność konstrukcji. Podsumowując, możemy powiedzieć, że roztwór koloidalny to ciecz składająca się z kilku składników, z których jednym są cząstki stałe.

Tajemnicza koagulacja

Kolejnym niejasnym terminem w definicji jest koagulacja. Tłumaczenie tego słowa z łaciny oznacza nic innego jak zgrubienie lub koagulację. Aby maksymalnie uprościć znaczenie naukowe, koagulacja to proces łączenia lub sklejania cząstek stałych podczas kontaktu. Impulsem do rozpoczęcia takiej reakcji może być naturalne zderzenie w momencie ruchu Browna cząstek, wpływ pola elektrycznego lub efekt mechaniczny (na przykład wibracje lub aktywne mieszanie).

Większość z nas nawet nie zastanawia się, jak często w życiu codziennym spotykamy się z procesem krzepnięcia. Widząc kwaśne mleko, dobrej gospodyni domowej nigdy nie przyszłoby do głowy, że obserwuje proces krzepnięcia. Główne objawy krzepnięcia to:

• pojawienie się osadu;
• wzrost zmętnienia cieczy;
• formacje kłaczkowate.

Koagulacja jest szeroko stosowana w medycynie. Jest to na przykład doskonały sposób na walkę z pajączkami na twarzy i ciele. Współcześni kosmetolodzy działają na naczynie za pomocą lasera, co powoduje jego sklejenie. Z biegiem czasu całkowicie się rozpuszcza.

Należy zaznaczyć, że koagulacja jest zjawiskiem naturalnym, a nie wynalazkiem człowieka. Współcześni naukowcy znaleźli jedynie zastosowanie dla tego cudu.

Technika ta jest szeroko stosowana w przemyśle. Czy zastanawiałeś się kiedyś na przykład, jak działają nasze filtry do oczyszczania wody? Filtr składa się z substancji, która jest w stanie przyłączyć do swoich cząsteczek niepożądane cząsteczki zanieczyszczeń, nie reagując z cząsteczkami wody.

Na tym etapie całkiem możliwe jest wytyczenie linii, że ochrona koloidalna jest właściwością kilku składników roztworu, w tym cząstek stałych, aby nie sklejać się i łączyć ze sobą, ale pozostać niezależnymi.

Należy zaznaczyć, że istnieje jeden warunek, pod którym ochrona koloidalna zachowuje swoje właściwości – obecność niewielkiej ilości substancji wielkocząsteczkowych. Oznacza to, że aby cząsteczki nie połączyły się ze sobą, konieczne jest posiadanie w roztworze substancji ochronnych, czyli takich, które zapobiegną przyleganiu. Są to na przykład białka, skrobia, agar-agar i inne.

Ochrona koloidalna w organizmie człowieka

W swej istocie człowiek składa się wyłącznie z układów koloidalnych, które istnieją tylko wtedy, gdy istnieje ochrona koloidalna. Doskonałymi przykładami takich układów są krew i zwykła mała komórka.

Każda komórka naszego ciała składa się z jądra, lizosomu, rybosomu, kompleksu Golgiego, hialoplazmy i błony. Substancją ochronną, która zapobiega sklejaniu się składników komórki, jest białko, którego synteza odpowiada za jądro. Hialoplazma jest podstawą układu koloidalnego, mówiąc najprościej, płynna. Wszystkie pozostałe składniki można konwencjonalnie nazwać cząstkami stałymi. Skutecznie wykonują swoje funkcje tylko wtedy, gdy są od siebie niezależne.

Drugim uderzającym przykładem układu koloidowego jest krew. W tym przypadku płynnym podłożem jest osocze, które składa się z wody, białka, aminokwasów, poli- i monosacharydów i wielu innych. Cząsteczki, które nie powinny się sklejać, to czerwone krwinki, płytki krwi i leukocyty.

Ponadto białko zawarte w osoczu zapobiega łączeniu się kropelek tłuszczu cholesterolowego. Jeśli ochrona koloidalna układu krwionośnego osłabnie, cholesterol zacznie się gromadzić, łączyć i odkładać na ściankach naczyń krwionośnych i narządów wewnętrznych.

Oczywiście z punktu widzenia naukowców opis ten jest raczej arbitralny i wątpliwy. Pomoże to jednak przeciętnemu człowiekowi zrozumieć podstawowe zasady działania ochrony koloidalnej.

Ochrona koloidalna w farmaceutykach. Srebro koloidalne

Jak wspomniano wcześniej, naukowcy szeroko wykorzystują zjawisko ochrony koloidalnej w przemyśle, medycynie, kosmetyce, przemyśle spożywczym i farmaceutyce. Najpopularniejszym rozwinięciem tego ostatniego jest srebro koloidalne.

Od czasów starożytnych lekarze i chemicy wiedzieli o antybakteryjnych właściwościach srebra. Wykorzystując zjawisko ochrony koloidalnej, naukowcy opracowali roztwory spożywcze z dodatkiem jonów srebra, których łączeniu zapobiegają substancje ochronne. W ten sposób stało się możliwe podawanie srebra doustnie. Srebro koloidalne stosowane jest jako naturalny antybiotyk. Prowadzone są eksperymenty z wykorzystaniem srebra w walce z nowotworami, AIDS, gruźlicą i chorobami układu moczowo-płciowego.

Nie zapominaj, że srebro jest metalem ciężkim, dlatego jest usuwane z organizmu człowieka dość powoli, a także ma działanie kumulacyjne. Jony srebra łatwo wchłaniają się do układu krwionośnego, przedostając się do przewodu pokarmowego. Wątroba, skóra, błony śluzowe, nerki, śledziona, szpik kostny, ściany naczyń włosowatych, gruczoły dokrewne, soczewka i rogówka oka mają tendencję do gromadzenia i osadzania jonów srebra. Z biegiem czasu nadmierne gromadzenie się srebra w organizmie człowieka może powodować „argiozę”. Choroba ta objawia się zmianami koloru oczu, skóry i błon śluzowych.

Obecnie w większości krajów doustne i dożylne stosowanie srebra koloidalnego jest zabronione. Pomimo leczniczych właściwości, jakie natura obdarzyła srebrem, jest ono niebezpieczne dla ludzkiego organizmu. Ponieważ srebro koloidalne jest całkowicie dostępne na rynku farmaceutycznym, to Ty decydujesz, czy je spożywać, czy też powstrzymać się od jego stosowania.

Chemia koloidalna bada właściwości fizykochemiczne układów rozproszonych - układów, których jedną z faz jest zbiór bardzo małych cząstek. Systemy takie są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, w życiu codziennym, w technologii, budownictwie i innych dziedzinach działalności, a także, co ważne, w farmacji. Prawa chemii koloidalnej leżą u podstaw procesów przygotowania postaci dawkowania, ich przechowywania i starzenia. Dlatego też znajomość podstaw chemii koloidalnej jest niezbędna zarówno farmaceutom ogólnym, jak i technologom zajmującym się produkcją chemiczną, farmaceutyczną, wytwarzaniem produktów stosowanych w przemyśle perfumeryjnym, kosmetyce oraz w życiu codziennym.

W tym „Kursie” zastosowano ten sam modułowy system prezentacji, co w tomie poświęconym chemii fizycznej. To samo dotyczy projektu tekstu i wyszukiwarki. Ze względu na to, że materiał zawarty w każdym dziale stanowi jedną całość, książka nie jest podzielona na wykłady.

Autor wyraża głęboką wdzięczność wszystkim pracownikom Państwowej Akademii Farmaceutycznej w Piatigorsku, a w szczególności pracownikom Katedry Chemii Fizycznej i Koloidalnej Państwowego Uniwersytetu Fizyki w Permie, których rady, krytyczne uwagi i pomoc wykorzystano w przygotowaniu kursu wykładów i napisania tej publikacji, a także serdeczne podziękowania recenzentom za wnikliwą analizę manuskryptu i konstruktywne uwagi przed oddaniem go do druku.

ZAAKCEPTOWANE NOTATKI

A – wartość adsorpcji

A - 1) liniowe rozmiary cząstek

2) aktywność termodynamiczna

C – 1) stężenie molowe

2) stężenie objętościowe

D – 1) stopień rozproszenia

D – średnica

2) energia

F - siła

G.S. - darmowa energia powierzchniowa

G - przyśpieszenie grawitacyjne

2) entalpia

I - natężenie światła

J diff - strumień dyfuzyjny

K - 1) stała adsorpcji

równowaga

2) stała wymiany

3) stała szybkości krzepnięcia

K ’ – współczynnik zmętnienia molowego

k - 1) Stała Boltzmanna

l - długość

M - masa cząsteczkowa

M - waga

nie dotyczy - Liczba Avogadra

N – 1) ilość substancji (mol)

2) współczynnik załamania światła

3) liczba cząstek

P – zdolność koagulacji

P - ciśnienie

Q – objętościowa prędkość przepływu

R - uniwersalna stała gazowa

R - promień

S – 1) obszar

2) entropia

S sed - stała sedymentacji

S sp – powierzchnia właściwa

T - temperatura

T - czas

V - tom

w – prędkość

w - Stanowisko

z – ładunek jonowy

A – stopień obrzęku

B - stosunek piany

G - nadmiar powierzchni

g - próg krzepnięcia

D X – średnie przesunięcie cząstek przy

Ruch Browna

d - grubość podwójnego elektrycznego

mi - stała dielektryczna

mi 0 – stała elektryczna

z - potencjał elektrokinetyczny

J - 1) stężenie objętościowe

2) elektrotermodynamiczny

potencjał

H - lepkość

Q - 1) kąt zwilżania

2) granica plastyczności

l - 1) hydrofilowo-lipofilowy

2) długość fali

N - częściowe stężenie

P - 1) stała geometryczna

2) ciśnienie osmotyczne

R - gęstość

S - suma

S - 1) napięcie powierzchniowe

2) gęstość ładunku

w - prędkość kątowa obrotu

PODSTAWOWE STAŁE FIZYCZNE

Liczba Avogadro nie dotyczy 6,02252´1023 mol-1

Liczba Faradaya F 96487 C/równoważnik molowy

Stała Boltzmanna k 1.3804´10-23 J/K

Uniwersalna stała gazowa R 8,314 J/mol K =

1,98725 kal/mol K =

0,082057 l atm/mol K

Stała elektryczna mi 0 8.´1012 F/m

WSTĘP

1. Przedmiot chemii koloidalnej, jej miejsce wśród nauk przyrodniczych

dyscypliny i implikacje dla farmacji, medycyny i biologii

Chemia koloidów- nauka zajmująca się badaniem układów rozproszonych i zjawisk powierzchniowych. Roztwory substancji wielkocząsteczkowych pod wieloma względami przypominają właściwościami układy rozproszone, dlatego też są uwzględniane w chemii koloidalnej.

W 1861 r. Angielski chemik T. Graham, kontynuując prace F. Selmiego (1845), zaproponował podzielenie wszystkich substancji chemicznych na dwie klasy ze względu na ich zdolność do tworzenia roztworów o bardzo różnych właściwościach. Roztwory substancji tej samej klasy - „krystaloidy” w terminologii Grahama - są trwałe, przechodzą w niezmienionej postaci przez błony roślinne i zwierzęce, po odparowaniu zwykle dają krystaliczny osad, dyfuzja w nich przebiega stosunkowo szybko, w większości przypadków są przezroczyste (są to tak zwane rozwiązania prawdziwe). Roztwory substancji innej klasy są najczęściej niestabilne (labilne), przechodząc przez membrany często rozdzielają się lub zmieniają swoje właściwości, po odparowaniu tworzą się amorficzne osady, których często nie można ponownie rozpuścić, dyfuzja w takich roztworach przebiega bardzo wolno i w większości przypadków są mętne. T. Graham nazwał tę klasę substancji, od greckiej nazwy ich typowych przedstawicieli - gum roślinnych i klejów zwierzęcych, koloidów (od greckiego kolla - klej), a także utworzonych przez nie roztworów - roztworów koloidalnych. I chociaż później stało się jasne, że podział substancji na krystaloidy i koloidy jest nieprawidłowy, ponieważ te same substancje mogą w różnych warunkach tworzyć zarówno roztwory prawdziwe, jak i koloidalne, termin „roztwory koloidalne”, a także pochodna nazwa nauki „ chemia koloidów” „” zostały zachowane. Jednak teraz pojęcia te mają inną treść, co zostanie omówione poniżej.

Większość otaczających nas rzeczywistych ciał składa się z małych cząstek - odchylenia zanurzone w jakimkolwiek ośrodku (ciekłym, stałym lub gazowym). Do dyspersji zaliczają się cząstki o najróżniejszych kształtach - ziarna, grudki, błony, nitki, pęcherzyki powietrza, krople cieczy, kapilary itp. Całość takich dyspersji wraz z ośrodkiem, w którym są rozproszone, tworzy układ rozproszony. Zatem systemy rozproszone składają się z układu ciągłego ośrodek dyspersyjny I faza rozproszona- suma wszystkich wariancji.

Przykłady naturalnych systemów rozproszonych obejmują skały, glebę, piasek, pył, dym, chmury i mgłę; tkanki roślinne i zwierzęce, komórki i twory wewnątrzkomórkowe roślin, zwierząt, mikroorganizmów, a także same mikroorganizmy - bakterie i wirusy. Wiele produktów przemysłowych to także układy rozproszone, np. materiały budowlane, stopy metali, papier, tkaniny, produkty spożywcze oraz wiele postaci dawkowania (proszki, emulsje, zawiesiny, aerozole)
itp.). Wynika z tego, że procesów technologii leków nie można fachowo kontrolować bez znajomości podstawowych właściwości układów rozproszonych.

Pomimo małych rozmiarów dyspersji, całkowita powierzchnia oddzielająca je od ośrodka dyspersyjnego jest bardzo duża. Z tego powodu w układach rozproszonych są one szczególnie zauważalne. zjawiska powierzchniowe, które w dużej mierze decydują o ich właściwościach. Do zjawisk powierzchniowych zalicza się procesy zachodzące na granicy oddzielającej stykające się (sprzężone) fazy. Zatem procesy biochemiczne w organizmach żywych zachodzą na różnych stykach, takich jak błony tworzące błony komórkowe, jądra, mitochondria itp. Aby uzyskać szczegółowe omówienie tych procesów w warunkach normalnych i patologicznych, a także procesów z udziałem substancji leczniczych , niezbędna jest znajomość teorii zjawisk powierzchniowych.

Chemia koloidalna ma inny przedmiot badań - substancje o dużej masie cząsteczkowej (HMW) i ich roztwory. Faktem jest, że makrocząsteczki EMV mają rozmiary porównywalne z rozmiarami wielu małych dyspersji. Dlatego ich rozwiązania mają wiele cech wspólnych z układami rozproszonymi. Konieczność badania EMV wynika również z faktu, że skład tkanek i komórek organizmu, cytoplazmy, krwi itp. obejmuje naturalne substancje wielkocząsteczkowe - białka, polisacharydy, kwasy nukleinowe. Roztwory różnych EMV stosowane są jako leki, dlatego zarówno farmakolog, jak i farmaceuta muszą znać właściwości i cechy strukturalne takich układów oraz opanować metody ich badania.

Mając za przedmiot badań głównie obiekty rzeczywiste w całej różnorodności ich właściwości, chemia koloidalna uzupełnia ogólną edukację chemiczną. Jednocześnie nie ma powodów, aby naukę o układach rozproszonych i zjawiskach powierzchniowych nazywać chemią fizyczną ciał rzeczywistych.

2. Oznaki obiektów chemii koloidalnej

Obiekty chemii koloidalnej charakteryzują się dwiema wspólnymi cechami – niejednorodnością i dyspersją. Wszystkie związane z nimi szczególne właściwości są konsekwencjami lub funkcjami heterogeniczności i rozproszenia.

Niejednorodność(wielofazowy) - znak wskazujący na obecność interfejsu międzyfazowego. W przeciwieństwie do innych układów heterogenicznych, układy rozproszone charakteryzują się wysokim stopniem fragmentacji i dużą liczbą cząstek fazy rozproszonej.

Rozproszenie(fragmentacja) zależy od wielkości cząstek fazy rozproszonej. Im mniejsze wymiary liniowe cząstek fazy, tym większe jest jej rozproszenie. Ilościowo rozproszenie można wyrazić następującymi cechami:

1) wymiary liniowe cząsteczki A . Wymiar A w układzie SI – m. W przypadku izometrycznego kształtu cząstek – sześciennego lub kulistego, wymiary liniowe oznaczają średnicę lub krawędź sześcianu, a w przypadku nitek, kapilar, folii i innych cząstek nieizometrycznych – to jest długością najmniejszej osi cząstki.

2) stopień dyspersji D , często nazywane po prostu dyspersją. D jest odwrotnością wymiarów liniowych cząstek D = 1/A . Wymiar D w układzie SI – m-1. D można traktować jako liczbę cząstek mieszczących się na jednostkę długości, tj. na 1 m.

3) określoną powierzchnię Sud , określony przez stosunek powierzchni międzyfazowej do objętości lub masy cząstek fazy rozproszonej. Istnieją dwa rodzaje powierzchni właściwej:

- Powierzchnia właściwa objętościowo:

,

Gdzie N - liczba cząstek, S - pole powierzchni jednej cząstki, V - objętość jednej cząstki. Wymiar S pokonać V m2/m3 (lub mniej poprawnie m-1).

W wielu przypadkach dyspersje samoistnie przyjmują kształt zbliżony do kulistego lub sześciennego. Wynika to z faktu, że ze wszystkich ciał geometrycznych kula i sześcian mają najmniejsze pole powierzchni przy tej samej objętości. Dlatego istnieją proste wzory do obliczeń S pokonać V :

-

Gdzie R - promień cząstki, D - jego średnica;

- dla układów z cząstkami sześciennymi

,

Gdzie A - długość krawędzi sześcianu.

- Powierzchnia właściwa w masie:

,

Gdzie M - masa jednej cząstki. Ponieważ M = R V , Gdzie R jest gęstością materii cząstek, wówczas możemy napisać: . Oznacza,

- dla układów z cząstkami kulistymi

;

- dla układów z cząstkami sześciennymi:

Wszystkie trzy cechy dyspersji są ze sobą powiązane: ze spadkiem A zwiększa się dyspersja D i konkretną powierzchnię Sud .

Wraz ze spadkiem cechy ilościowej - wielkości cząstek - wraz z osiągnięciem pewnego stopnia dyspersji, następuje jakościowa zmiana właściwości układu heterogenicznego, a mianowicie: spośród wielu właściwości fizycznych i chemicznych wiodącą rolę odgrywają zjawiska powierzchniowe . Ta oryginalność jakościowa zaczyna się objawiać, gdy wielkość cząstek fazy rozproszonej zmniejsza się do 10-4 ¸ 10-6 m, a szczególnie wyraźnie wyraża się w układach z cząstkami o wielkości 10-7 ¸ 10-9 m. To właśnie jest takie układy, które są w rzeczywistości przedmiotem badań chemii koloidów ( układy koloidalne). Dlatego zwyczajowo mówi się o cząstkach rozmiary koloidalne i o specjalnym stan koloidalny substancji, podkreślając tym samym wyjątkowość układów o wyjątkowo małych cząsteczkach.

3. Krótki szkic historyczny

Za twórcę chemii koloidów uważa się T. Grahama, który występował w latach 60. XIX wieku. pierwsze systematyczne badania roztworów koloidalnych. Następnie chemia koloidalna wchłonęła wyniki uzyskane w innych dziedzinach fizyki i chemii na przełomie XIX i XX wieku. V. przekształcił się w niezależną gałąź chemii.

Opiera się na mechanicznej teorii kapilarności opracowanej na początku XIX wieku.
T. Younga i P. Laplace'a oraz termodynamikę zjawisk powierzchniowych
J. W. Gibbs w latach 70. XIX w. sformułował główne kierunki badań chemii koloidalnej: badanie procesów powstawania nowej fazy w układach jednorodnych, stabilność termodynamiczną układów koloidalnych oraz ilościowy opis adsorpcji na granicy faz. Opracowane w 1853 roku przez G. Helmholtza koncepcje budowy podwójnej warstwy elektrycznej umożliwiły wyjaśnienie zjawisk elektrokinetycznych i kapilarnych. Stworzenie teorii rozpraszania światła przez J. Rayleigha przyczyniło się do ilościowych badań właściwości optycznych układów koloidalnych. Badanie
J. Perrina, T. Svedberga i R. Zsigmondy'ego ruchu Browna w oparciu o teorię stworzoną w 1905 roku przez A. Einsteina i M. Smoluchowskiego, umożliwiły udowodnienie realności istnienia cząsteczek i poprawności pojęć kinetyki molekularnej. W 1903 roku odkrył zjawisko chromatografii i opracował chromatograficzną metodę rozdzielania i analizy mieszanin substancji. W oparciu o kinetyczną teorię adsorpcji zaproponowaną w 1917 roku przez I. Langmuira opracowano metody badania stanu cząsteczek surfaktantów w jednocząsteczkowych warstwach adsorpcyjnych. W 1928 roku odkrył adsorpcyjne zmniejszenie wytrzymałości („efekt Rehbindera”), a w latach 40. – 50. XX wieku, w oparciu o rozwój tego kierunku i badania powstawania struktur w układach rozproszonych, stworzył mechanikę fizykochemiczną. Fizyczna teoria stabilności układów koloidalnych została opracowana w 1937 roku wspólnie i niezależnie od nich przez E. Verweya i J. Overbecka („teoria DLVO”).

Główne obszary badań współczesnej chemii koloidalnej to termodynamika zjawisk powierzchniowych, badanie adsorpcji substancji, właściwości układów rozproszonych, struktura podwójnej warstwy elektrycznej, tworzenie i doskonalenie koloidowo-chemicznych metod analizy i badań itp.

I. ZJAWISKA POUFNE

ROZDZIAŁ 1

CECHY STRUKTURY WARSTWY POWIERZCHNIOWEJ. NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE

1.1. Energia powierzchniowa Gibbsa. Napięcie powierzchniowe

Powierzchnia międzyfazowa może istnieć tylko wtedy, gdy w układzie występuje faza ciekła lub stała. Określają kształt i strukturę warstwy powierzchniowej - obszaru przejścia z jednej fazy do drugiej.

W najprostszym przypadku każda substancja stała lub ciekła składa się z cząsteczek jednego typu. Jednak stan cząsteczek znajdujących się na powierzchni różni się od stanu cząsteczek znajdujących się w większości fazy stałej lub ciekłej, ponieważ nie są one otoczone ze wszystkich stron innymi podobnymi cząsteczkami. Cząsteczki powierzchniowe są wciągane do cieczy lub ciała stałego, ponieważ doświadczają większego przyciągania ze strony cząsteczek w większości fazy skondensowanej niż z cząsteczek gazu po drugiej stronie powierzchni. To przyciąganie powoduje maksymalne kurczenie się powierzchni i skutkuje powstaniem w płaszczyźnie powierzchni pewnej siły zwanej siłą napięcie powierzchniowe.

Dlatego ciała ciekłe i stałe samoistnie uzyskują minimalną możliwą objętość i praktycznie nie są ściśliwe, a ich rozciąganie i rozrywanie wymaga znacznych nakładów energii.

Energia ta przekazana warstwie wierzchniej i decydująca o jej stabilności to, według J.W. Gibbsa, tzw. darmowa energia powierzchniowa G.S. , proporcjonalnie do powierzchni interfejsu:

G.S. = S S , (1.1)

Gdzie S - współczynnik proporcjonalności, tzw współczynnik napięcia powierzchniowego. Znaczenie fizyczne S - swobodna energia powierzchniowa na jednostkę powierzchni styku, czyli innymi słowy, praca odwracalnego tworzenia się izotermy na jednostkę powierzchni styku. Wymiar SI S - J/m2.

Napięcie powierzchniowe można również uznać za siłę działającą na jednostkę długości konturu powierzchni i zmierzającą do zmniejszenia powierzchni do minimum dla danego stosunku objętości faz. W tym przypadku wymiar S wygodniej jest wyrazić to w N/m.

Istnienie napięcia powierzchniowego wyjaśnia dobrze znane fakty: krople wody nie przedostają się przez małe otwory i przestrzenie pomiędzy nitkami tkaniny parasola lub namiotu; pająki wodne i owady mogą biegać po powierzchni wody, podtrzymywane przez niewidzialną warstwę powierzchniową, krople deszczu lub mgły przyjmują kształt kulisty itp.

Podczas kruszenia ciała stałego lub ciekłego zwiększa się całkowita powierzchnia międzyfazowa, przez co coraz większa część jego cząsteczek trafia na powierzchnię, a udział cząsteczek znajdujących się w objętości maleje. Dlatego im mniejsze cząstki, tym większa część funkcji termodynamicznych, w tym energia Gibbsa cząstki, należy do cząsteczek powierzchniowych.

1.2. Sposoby redukcji darmowej energii powierzchniowej

Każdy układ, także rozproszony, dąży do równowagi. Z przebiegu chemii fizycznej wiadomo, że w tym przypadku zawsze istnieje tendencja do samoistnego spadku energii Gibbsa G . Dotyczy to również swobodnej energii powierzchniowej układów rozproszonych G.S. .

Ponadto, zgodnie z równaniem (1.1), spadek G S można osiągnąć w następujący sposób:

A) Przy stałym napięciu powierzchniowym poprzez zmniejszenie interfejsu interfejsu:

D G S = S D S .

Zmniejszenie powierzchni interfejsu można z kolei przeprowadzić na dwa sposoby:

Spontaniczne przyjęcie przez cząstki kształtu geometrycznego odpowiadającego minimalnej swobodnej energii powierzchniowej. Zatem przy braku wpływu siły zewnętrznej kropla cieczy przyjmuje kształt kuli.

Połączenie (agregacja) małych cząstek w większe (agregaty). W tym przypadku osiąga się znacznie większy zysk energii, ponieważ po połączeniu granica fazowa maleje bardzo znacząco.

Wynika z tego, że mając duży zapas energii powierzchniowej, systemy rozproszone są zasadniczo niestabilne agregacyjnie i dążą do samorzutnego zmniejszenia stopnia dyspersji poprzez łączenie cząstek fazy rozproszonej.

B) Na stałym obszarze interfejsu poprzez zmniejszenie napięcia powierzchniowego:

D G S = S D S .

W wielu przypadkach, także przy wytwarzaniu postaci dawkowania, gdy konieczne jest utrzymanie stałej wielkości cząstek fazy rozproszonej w układzie, najważniejszym, a często jedynym sposobem na utrzymanie stopnia dyspersji, jest zmniejszenie międzyfazowego napięcia powierzchniowego.

Obniżenie napięcia powierzchniowego uzyskuje się poprzez wprowadzenie do układu rozproszonego środki powierzchniowo czynne (Środek powierzchniowo czynny), które mają zdolność koncentracji (adsorbcji) na granicy faz i poprzez swoją obecność zmniejszają napięcie powierzchniowe.

1.3. Środki powierzchniowo czynne

Substancje organiczne o asymetrycznym, dyfiliczny cząsteczki zawierające zarówno grupy polarne (hydrofilowe), jak i niepolarne (lipofilowe). Grupy hydrofilowe (-OH, -COOH, -SO3H, -NH2 itp.) zapewniają powinowactwo środka powierzchniowo czynnego w wodzie, natomiast grupy hydrofobowe (zwykle rodniki węglowodorowe, zarówno alifatyczne, jak i aromatyczne) zapewniają powinowactwo środka powierzchniowo czynnego do substancji niepolarnych głoska bezdźwięczna. Własne napięcie powierzchniowe środka powierzchniowo czynnego musi być mniejsze niż napięcie powierzchniowe danego ciała stałego lub cieczy. W warstwie adsorpcyjnej na granicy faz cząsteczki amfifilowe są zorientowane w najbardziej korzystny energetycznie sposób: grupy hydrofilowe – w stronę fazy polarnej, hydrofobowe – w stronę fazy niepolarnej.

Graficznie cząsteczka środka powierzchniowo czynnego jest oznaczona symbolem ¡¾¾¾, w którym okrąg oznacza grupę hydrofilową, a linia hydrofobową.

1.4. Klasyfikacja środków powierzchniowo czynnych

- Według wielkości molekularnej Surfaktanty dzielą się na wysokocząsteczkowe (na przykład białka) i niskocząsteczkowe (zdecydowana większość surfaktantów wyszczególnionych w innych typach klasyfikacji).

- Według rodzaju grup hydrofilowych Rozróżniać niejonowy (niejonowy) I joński (joński) środek powierzchniowo czynny.

Substancje niejonowe występują w roztworze w postaci niezdysocjowanych cząsteczek (na przykład Tweens lub sorbitale, alkohole).

Jonowe dysocjują w roztworze na jony, z których niektóre faktycznie wykazują aktywność powierzchniową, a inne nie. W zależności od znaku ładunku jonu powierzchniowo czynnego, środki powierzchniowo czynne dzielą się na kationowo aktywny, anionowo aktywny I amfoteryczny.

W praktyce najczęściej stosuje się anionowe środki powierzchniowo czynne: kwasy karboksylowe i ich sole (mydła), alkilosiarczany, alkilosulfoniany, alkiloarylosulfoniany, fenole, garbniki itp.

Drugie miejsce zajmują niejonowe środki powierzchniowo czynne - alkohole alifatyczne, ich etery polioksyetylenowe o różnym charakterze, lipidy.

Znacznie mniejszy, choć stale rosnący udział w produkcji surfaktantów mają surfaktanty kationowe (głównie pochodne alkiloamin pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe) i amfoteryczne (np. aminokwasy, białka). Wiele alkaloidów to także kationowe środki powierzchniowo czynne.

- Zachowanie w roztworze wszystkie środki powierzchniowo czynne są podzielone na prawdziwie rozpuszczalny i koloidalny (lub tworzące micele, MPAV). Do pierwszej grupy zalicza się dużą liczbę dobrze rozpuszczalnych amfifilowych związków organicznych z małymi rodnikami węglowodorowymi (alkohole, fenole, niższe kwasy karboksylowe i ich sole, aminy). Substancje tego typu występują w roztworze w postaci pojedynczych cząsteczek lub jonów, do stężeń odpowiadających ich rozpuszczalności.

Szczególnie interesujące są koloidalne środki powierzchniowo czynne. To właśnie one są najczęściej stosowane w praktyce, m.in. do stabilizacji układów rozproszonych i przede wszystkim pod pojęciem środka powierzchniowo czynnego rozumie się je. Ich główną cechą wyróżniającą jest zdolność do tworzenia stabilnych termodynamicznie ( liofilowy) heterogeniczne układy dyspersyjne - roztwory micelarnych środków powierzchniowo czynnych. Minimalna liczba atomów C w cząsteczkach MPAS wynosi 8–12, czyli związki te mają dość duży rodnik węglowodorowy.

1,5. Zastosowanie środków powierzchniowo czynnych

Surfaktanty stosowane są jako środki flotacyjne, dyspergatory, emulgatory, detergenty, składniki kompozycji gaśniczych, kosmetyków itp. Surfaktanty odgrywają ważną rolę w procesach biologicznych.

W farmacji środki powierzchniowo czynne stosowane są głównie w postaci mydeł leczniczych oraz stabilizatorów do postaci dawkowania, takich jak emulsje, zawiesiny, roztwory koloidalne i układy solubilizowane.

Mydła medyczne znajdują zastosowanie jako środki piorące, dezynfekcyjne i dermatologiczne. Są to mieszaniny zwykłego mydła sodowego i potasowego z barwnikami, substancjami zapachowymi i niektórymi środkami dezynfekującymi lub lekami (na przykład mydło zielone, smoła, ichtiol, karbol, siarka, chlorofenol, mydło sulsenowe).

Jako stabilizatory postaci dawkowania stosuje się naturalne środki powierzchniowo czynne o dużej masie cząsteczkowej, takie jak białka (w tym żelatyna), gumy, substancje naturalne o niskiej masie cząsteczkowej – saponiny, palmitynian, laurynian sodu lub potasu, a także syntetyczne środki powierzchniowo czynne – Tweens (sorbitole) itp. w aptece.

Detergenty szeroko stosowane w życiu codziennym (mydła, szampony, płyny do mycia naczyń, proszki do prania itp.) produkowane są na bazie środków powierzchniowo czynnych takich jak stearynian, oleinian i palmitynian sodu (lub potasu), a także pochodnych sulfanolu ( para-dodecylobenzenosulfonian sodu).

Twin-80 Sulfanol

1.6. Izoterma napięcia powierzchniowego. Równanie

Szyszkowski

Zależność napięcia powierzchniowego roztworów środków powierzchniowo czynnych od ich stężenia wyraża się w każdej stałej temperaturze za pomocą izoterm. Ogólny widok takiej izotermy pokazano na ryc. 1.1. Izoterma napięcia powierzchniowego pozostawia sedno S 0 na osi y, co odpowiada napięciu powierzchniowemu czystego rozpuszczalnika. Wraz ze wzrostem stężenia środka powierzchniowo czynnego napięcie powierzchniowe stopniowo maleje, zmierzając do pewnej minimalnej stałej wartości charakterystycznej dla każdego danego środka powierzchniowo czynnego.

Ryż. 1.1. Ogólny widok izotermy napięcia powierzchniowego

Izotermy napięcia powierzchniowego można opisać równaniem B. Szyszkowskiego (1908):

https://pandia.ru/text/78/117/images/image012_28.gif" szerokość="204" wysokość="29 src=">,

Gdzie S - napięcie powierzchniowe roztworu środka powierzchniowo czynnego; D S - spadek napięcia powierzchniowego roztworu środka powierzchniowo czynnego wraz ze stężeniem Z w porównaniu z S 0 - napięcie powierzchniowe rozpuszczalnika (na przykład wody) w danej temperaturze; A I B - stałe. Stały A charakterystyka każdej serii homologicznej; współczynnik B indywidualnie dla każdego środka powierzchniowo czynnego.

1.7. Właściwości środka powierzchniowo czynnego: aktywność powierzchniowa, hydrofilowy

równowaga lipofilowa

Można scharakteryzować zdolność środków powierzchniowo czynnych do obniżania napięcia powierzchniowego aktywność powierzchniowa, która zależy głównie od długości rodnika węglowodorowego w cząsteczce środka powierzchniowo czynnego. Aktywność powierzchniowa jest pochodną napięcia powierzchniowego roztworu środka powierzchniowo czynnego w oparciu o jego stężenie

Znak minus wskazuje, że wraz ze wzrostem stężenia środka powierzchniowo czynnego maleje napięcie powierzchniowe jego roztworu.

W przypadku naprawdę rozpuszczalnych środków powierzchniowo czynnych aktywność powierzchniową określa się na podstawie początkowej części izotermy napięcia powierzchniowego (ryc. 1.2) przy stężeniu dążącym do zera.

Ryż. 1.2. Oznaczanie aktywności powierzchniowej surfaktantów metodą izotermy

napięcie powierzchniowe

Aby to znaleźć, rysuje się styczną do izotermy napięcia powierzchniowego w odpowiednim punkcie S 0 .Styczna jest przedłużana aż do przecięcia osi stężenia. Aktywność powierzchniową oblicza się jako tangens kąta nachylenia stycznej do osi odciętych:

.

W przypadku środków powierzchniowo czynnych tworzących micele aktywność powierzchniową można obliczyć za pomocą wzoru

https://pandia.ru/text/78/117/images/image017_20.gif" szerokość="108" wysokość="49 src="> ,

Gdzie ( B + Y N ) – powinowactwo (energia oddziaływania Gibbsa) niepolarnej części cząsteczki surfaktantu do cieczy węglowodorowej ( B – współczynnik zależny od rodzaju środka powierzchniowo czynnego, Y - powinowactwo na grupę - CH2-, N - liczba grup - CH2- w rodniku węglowodorowym); A – powinowactwo grupy polarnej do wody.

Im wyższa hydrofilowość środka powierzchniowo czynnego, tym większy jest jego HLB. Istnieje skala liczb HLB (D. Davis, 1960; Griffin) w zakresie od 1 do 40. Liczbę HLB w tej skali można obliczyć z sumy numerów grup przypisanych do każdej grupy atomów wchodzących w skład cząsteczki środka powierzchniowo czynnego:

HLB = å liczby grup hydrofilowych +

+ å numery grup hydrofobowych + 7

Oto kilka numerów grup według Griffina:

grupy hydrofilowe
grupy hydrofobowe

W praktycznym wyznaczaniu HLB stosuje się tzw. punkty odniesienia, którymi są liczby HLB niektórych surfaktantów: kwas oleinowy – 1, trietanoloamina – 12, oleinian sodu – 18.

Choć koncepcja HLB jest dość formalna, pozwala z grubsza określić obszary zastosowań surfaktantów. Na przykład:

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

Ministerstwo Zdrowia Federacji Rosyjskiej

Państwowa budżetowa instytucja edukacyjna wyższej edukacji zawodowej

Państwowa Akademia Farmaceutyczna w Permie

Katedra Technologii Farmaceutycznej

KursowaIStanowisko

Na temat: „Zastosowanie substancji wielkocząsteczkowych w farmacji”

Ukończyli: student IV roku, 44 grupy

Osaw Ifueko Frances

Kierownik: Kozhukhar Wiaczesław Juriewicz

Perm, 2015

Wstęp

1. Klasyfikacja substancji wielkocząsteczkowych

2. Zastosowanie BMB w farmacji

3. Charakterystyka VMB

4. Właściwości roztworów BMB

5. Czynniki powodujące niestabilność rozwiązań VMV. Rodzaje niestabilności

6. Schemat technologii i kontroli jakości roztworów WW i koloidów chronionych

7. Technologia rozwiązań VMV

8. Charakterystyka roztworów koloidalnych

9. Właściwości roztworów koloidalnych

10. Czynniki powodujące nietrwałość roztworów koloidów chronionych

11. Charakterystyka koloidów chronionych

12. Technologia roztworów koloidów chronionych

13. Roztwory półkoloidów

14. Ocena jakości i przechowywanie roztworów VMV i koloidów chronionych

15. Udoskonalanie roztworów VMV i koloidów chronionych

Literatura

Wstęp

Szybki rozwój chemii substancji wielkocząsteczkowych (HMW) przyczynił się w ostatnim czasie do ich szerokiego zastosowania w różnych gałęziach przemysłu. Szczególnie interesujące jest zastosowanie VMV w farmacji.

W praktyce farmaceutycznej EMV stosowane są jako produkty lecznicze (białka, hormony, enzymy, polisacharydy, śluzy roślinne itp.) oraz substancje pomocnicze, materiały do ​​zamykania pojemników. Substancje pomocnicze są szeroko stosowane jako stabilizatory, emulgatory, formulacje, solubilizatory do tworzenia bardziej stabilnych układów dyspersyjnych przy produkcji różnych postaci dawkowania: zawiesin, emulsji, maści, aerozoli itp. Wprowadzenie do technologii nowych EMV umożliwiło stworzenie nowych postaci dawkowania: tabletek wielowarstwowych o przedłużonym działaniu, spansule (granulki impregnowane roztworem EMV), mikrokapsułki; okulistyczne folie lecznicze; postacie dawkowania dla dzieci itp.

Roztwory VMV są układami stabilnymi, jednak w pewnych warunkach stabilność może zostać zakłócona, co prowadzi do wysalania, koacerwacji i żelowania. Dlatego wiedza na temat intensywności oddziaływania cząstek fazy rozproszonej z ośrodkiem dyspersyjnym jest dla technologa bardzo ważna, gdyż w istotny sposób wpływa na wybór metody przygotowania leku.

We współczesnej praktyce farmaceutycznej stosuje się substancje lecznicze będące koloidami chronionymi, które składają się ze składnika koloidalnego i substancji wielkocząsteczkowej. Dlatego rozwiązania tych grup leków omówiono w jednym temacie.

1. Klasyfikacja substancji wielkocząsteczkowych

Substancje wielkocząsteczkowe to substancje naturalne lub syntetyczne o masie cząsteczkowej od kilku tysięcy (nie mniej niż 10-15 tysięcy) do miliona i więcej.

2. Aplikacjamaszyna wirtualnaBVApteka

Szczególnie ważne jest zastosowanie VMV jako substancji pomocniczych. W oparciu o wpływ VMV na właściwości technologiczne leków, dzieli się je na osobne grupy.

apteka z roztworami koloidalnymi o dużej masie cząsteczkowej

3. Charakterystykamaszyna wirtualnaB

Cząsteczki EMV mają charakter niejednoznaczny, ponieważ zawierają polarne (-COOH, -NH2, -OH itp.) i niepolarne (-CH3, -CH2, -C6H5) grupy funkcyjne.

Im bardziej polarne rodniki w cząsteczce BMV, tym jest ona bardziej rozpuszczalna.

Rozpuszczalność EMV zależy od wielkości i kształtu ich cząsteczek.

Proces rozpuszczania VMV przebiega w 2 etapach

4. Właściwości roztworówmaszyna wirtualnaB

Łącząc je z prawdziwymi rozwiązaniami:

Co odróżnia je od prawdziwych rozwiązań:

5. Czynniki powodujące niestabilność rozwiązańII wojna światowa. Rodzajeniestabilność

6. Schemat blokowy technologii i kontroli jakości rozwiązańII wojna światowai chronione koloidy

7. TechnologiaRozwiązania VMV

Podczas przygotowywania rozwiązań nieograniczony obrzęk Substancje kierują się ogólnymi zasadami sporządzania roztworów substancji o niskiej masie cząsteczkowej, z uwzględnieniem właściwości substancji leczniczych i rozpuszczalników.

Rp.: Pepsini 2.0

Kwas chlorowodorowy 5 ml

Aquae purificatae 200 ml

Misce. Tak. Signa. 1-2 łyżki 2-3 razy dziennie z posiłkami.

Aktywność pepsyny występuje przy pH 1,8-2,0. W silnie kwaśnym środowisku pepsyna ulega inaktywacji, co determinuje specjalną technologię jej roztworów: najpierw przygotowuje się roztwór kwasu, w którym jest ona rozpuszczana

Do stojaka odmierza się 155 ml oczyszczonej wody, dodaje się 50 ml roztworu kwasu solnego (1:10), w otrzymanym roztworze rozpuszcza się 2,0 g pepsyny i miesza aż do całkowitego rozpuszczenia. Roztwór, jeśli to konieczne, przesącza się przez gazę złożoną z kilku warstw (najlepiej przez filtr szklany nr 1 lub nr 2) do butelki w celu uwolnienia.

Rozpuszczenie ograniczony obrzęk substancji wymaga zastosowania dodatkowych technik technologicznych ułatwiających przejście z etapu pęcznienia do etapu rozpuszczania.

Rp.: Solutionis Gelatinae 5% 50,0

Tak. Signa.1 łyżka stołowa na 2 godziny.

Odważ 2,5 g suchej żelatyny, umieść ją w skalibrowanym porcelanowym kubku, dodaj 10-krotną ilość zimnej wody i pozostaw do spęcznienia na 30-40 minut. Następnie dodaje się resztę wody, mieszaninę umieszcza się w łaźni wodnej (temperatura 60-70°C) i rozpuszcza, mieszając, aż do uzyskania klarownego roztworu. Dodaj wodę do wymaganej masy. W razie potrzeby powstały roztwór przefiltrować do butelki w celu dozowania.

Przed użyciem roztwórżelatynapowinienrozgrzej się, bo rozwiązanie może gęstnieć

Rp.: Mucilaginis Amyli 100.0

Tak. Signa.Na 2 lewatywy.

Roztwór przygotowuje się wagowo w następujący sposób: 2 części skrobi miesza się z 8 częściami zimnej wody i mieszając dodaje do 90 części wrzącej wody. Mieszać, podgrzewać do wrzenia. W razie potrzeby można przecedzić przez gazę.

Jeśli stężenie nie jest wskazane, przygotuj 2% roztwór zgodnie z przepisem: skrobia - 1 H;

zimna woda - 4 godziny;

gorąca woda - 45 H.

Aby zapobiec wysoleniu, do roztworu VMV należy dodać elektrolity w postaci wodnej rozwiązania

Przygotowanie roztworumetyloceluloza:

1. Metylocelulozę zalewa się gorącą wodą (80-90°C) w ilości 1/2

z wymaganej objętości powstałego roztworu.

2. Ochłodzić do temperatury pokojowej.

3. Dodać resztę zimnej wody i pozostawić w lodówce na 10-12 godzin.

4. Przecedzić przez szklany filtr nr 2.

8. Charakterystykaroztwory koloidalne

Koloidalny rozwiązania obecny to układ ultramikroheterogeniczny, w którym jednostką strukturalną jest kompleks cząsteczek, atomów i jonów zwanych micelami.

Micela to cząstka fazy rozproszonej otoczona podwójną warstwą elektryczną. Rozmiar miceli mieści się w zakresie od 1 do 100 nm.

Struktura miceli

9. Właściwościroztwory koloidalne

· elementarna jednostka strukturalna – micela;

· charakteryzuje się ruchami Browna;

· niska zdolność dyfuzyjna;

· niskie ciśnienie osmotyczne;

· niska zdolność do dializy;

· zdolność do rozpraszania światła we wszystkich kierunkach podczas oglądania roztworów w świetle odbitym (powstaje charakterystyczny stożek Tyndalla);

· micele w roztworze koloidalnym poruszają się chaotycznie, charakteryzują się ruchami Browna;

· systemy odporne na sedymentację;

· Układy niestabilne agregacyjnie i termodynamicznie, które istnieją w wyniku stabilizacji spowodowanej pojawieniem się podwójnej warstwy elektrycznej.

10. Czynniki powodujące niestabilność chronionych rozwiązańkoloidy

11. Charakterystyka koloidów chronionych

Chronione preparaty koloidalne nie przechodzą przez błony fizjologiczne, więc wykazują tylko lokalne działanie.

12. Technologia rozwiązania chroniony koloidy

RP.: Rozwiązanie Protargoli 2% 100 ml

Da. Signa. Do płukania jamy nosowej.

Zalej 100 ml wody w stojaku z szeroką szyjką i zostaw w spokoju. Lek pęcznieje, a cząsteczki protargolu, stopniowo rozpuszczając się, opadają na dno stojaka, dając dostęp kolejnym porcjom wody do leku.

Nie można stosować roztworów koloidów chronionych przefiltrować przez filtr papierowy, ponieważ Zawarte w bibule jony żelaza, wapnia, magnezu powodują koagulację z utratą leku filtr.

W razie potrzeby roztwory te są filtrowane przez filtry szklane nr 1 i nr 2 lub filtrowane przez filtr bezpopiołowy papier.

Jeżeli roztwór zawiera oprócz wody glicerynę, wówczas protargol najpierw rozciera się w moździerzu z gliceryną a gdy spęcznieje, stopniowo dodawać woda

Przepisując Collargol w stężeniach do 1% jego roztwory przygotowywane są w stojaku lub butelce wakacje, rozpuszczając kołnierzgol w wodzie oczyszczony

Oczyszczoną wodę filtruje się (można odcedzić) do szklanej butelki w celu dozowania, wlewa się kołnierzgol i zawartość butelki wstrząsa się, aż kołnierzgol całkowicie przejdzie do roztworu.

Przepisując Collargol w stężeniach większych niż 1%, jego roztwory przygotowuje się w moździerzu, mieląc Collargol z oczyszczoną wodą

Rp.: Solutionis Collargoli 2% 200 ml

Tak.Signa.Do douczucia.

Collargol umieszcza się w moździerzu, dodaje niewielką ilość oczyszczonej wody, pozostawia na 2-3 minuty do spęcznienia, miele, a następnie mieszając dodaje się stopniowo pozostałą ilość wody.

W razie potrzeby roztwór kołnierzgolu przesącza się przez filtr szklany nr 1 lub nr 2 lub filtruje przez luźny kłębek waty, przemywany gorącą wodą.

Ichtiol nie jest kompatybilny z:

· z kwasami(wytrąca się osad kwasu sulfoichtiolowego)

· z solami wapnia, amonowego, miedzi, rtęci, srebra, ołowiu i cynku (tworzą się nierozpuszczalne sole kwasu sulfoichtiolowego)

· z solami alkaloidów i innych zasad organicznych zawierających azot (powstają nierozpuszczalne sole sulfoichtiolowe alkaloidów i innych zasad organicznych zawierających azot)

· z elektrolitami (bromek potasu; chlorki amonu, sodu i wapnia; jodek potasu) (następuje koagulacja)

· z tetraboranem sodu, zasadami żrącymi i węglowymi (tworzy się osad i wydziela się amoniak)

Rp.: Solutionis Ichthyoli 1% 200 ml

Tak. Signa.Do balsamów.

Do starego porcelanowego kubka odważ 2,0 g ichtiolu, stopniowo dodawaj 200 ml wody, ciągle mieszając szklaną laską, a następnie w razie potrzeby przefiltruj do butelki w celu uwolnienia.

RP.: Rozwiązanie Ichtioli 2% 100 ml

Gliceryna10,0 Misce.

Tak. Signa. Do tamponów.

Do wytarowanego stojaka odważa się 10,0 g gliceryny i odmierza się w nim 100 ml oczyszczonej wody, wytrząsa do uzyskania gładkiej masy. Do kalibrowanego kubka porcelanowego odważa się ichtiol 2,0, dodaje się w częściach roztwór gliceryny w wodzie i miele aż do całkowitego rozpuszczenia, pozostawiając część roztworu woda-gliceryna w stojaku. W razie potrzeby powstały roztwór ichtiolu przesącza się do butelki w celu dozowania. Kubek porcelanowy płucze się pozostałą częścią roztworu woda-gliceryna i filtruje do butelki w celu uwolnienia.

13. Rozwiązaniapółkoloidy

Roztwory półkoloidowe- są to układy, które w pewnych warunkach są roztworami prawdziwymi, a przy zmianie stężenia fazy rozproszonej stają się zolami w stanie koloidalnym.

Należą do nich roztwory garbników, mydeł i niektórych zasad organicznych (mleczan etakrydyny).

Przygotowanie roztworów półkoloidów odbywa się zgodnie z ogólnymi zasadami przygotowywania roztworów.

Rp.: Tannini3.0 Aquae purificatae 100 ml

Misce.Tak. Signa. Do zwilżania skóry w przypadku oparzeń.

Do stojaka odmierza się 98,2 ml ciepłej, oczyszczonej wody i rozpuszcza się w niej 3,0 g taniny (CUO = 0,61 ml/g). Roztwór przesączono przez wacik do butelki dozującej.

14. Ocena jakości i przechowywanie roztworów WWi chronionekoloidy

Kontrola jakości roztworów i koloidów VMV przeprowadzana jest według:

· substancje czynne;

· instrukcje i zarządzenia Ministerstwa Zdrowia Federacji Rosyjskiej

Kontrola jakości obejmuje wszystkie rodzaje kontroli w aptece:

· napisane;

· ankieta;

· organoleptyczne (barwa, smak, zapach) oraz jednorodność i brak zanieczyszczeń mechanicznych;

· fizyczny (całkowita objętość lub masa, która po przygotowaniu produktu leczniczego nie powinna przekraczać dopuszczalnych odchyleń);

· kontrola chemiczna (selektywna);

· kontrola w czasie wakacji.

Warunki przechowywania Roztwory VMV i koloidy chronione zależą od właściwości substancji leczniczych znajdujących się na recepcie. O ile nie wskazano inaczej, doraźne roztwory BMV i zabezpieczonych koloidów przechowuje się w chłodnym, ciemnym miejscu przez 10 dni.

Roztwory VMV i roztwory koloidalne są dostępne w butelkach ze szkła pomarańczowego z dodatkowymi etykietami „Przed użyciem wstrząsnąć”, „Przechowywać w chłodnym miejscu, chronić przed światłem”, „Trzymać z dala od dzieci”.

15. Udoskonalanie rozwiązań WWi chronionekoloidy

Literatura

1. Biofarmacja: podręcznik. dla uczniów farmaceutyczny uniwersytety i wydziały/A.I. Tichonow, T.G. Jarnych, I.A. Zupanets i in.; wyd. sztuczna inteligencja Tichonow. - Kh.: Wydawnictwo NUPh; Złote Strony, 2003. - 240 s.

2. Gelfman M.I. Chemia koloidów / Gelfman M.I., Kovalevich O.V., Yustratov V.P. - S.Pb. i inni: Lan, 2003. - 332 s.

3. Farmakopea Państwowa Ukrainy / Przedsiębiorstwo Państwowe „Centrum Farmakopei Ekspertów Naukowych”. - 1. typ. - Kh.: RIREG, 2001.-556 s.

4. Dodatkowe słowa i ich zastój w technologii form leczniczych: kompilator Dovidkovyi / F. Zhoglo, V. Woźniak, V. Popovich, J. Bogdan. - Lwów, 1996. - 96 s.

5. Evstratova K.I., Kupina N.A., Malakhova E.E. Chemia fizyczna i koloidalna: Podręcznik. dla farmaceutyków uniwersytety i wydziały / wyd. K.I. Ewstratowa. - M.: Wyżej. szkoła, 1990. - 487 s.

6. Receptura doraźna (technologia, utwardzanie). Rzadkie postacie dawkowania: Dovidnik/ O.I. Tichonow, wicep. Czernik, T.G. Yarnikh i in.; Według wyd. O.I. Tichonowa.-Ch.: Widok NFAU, 2000.- 208 s.

7. Mashkovsky M.D. Leki: W 2 tomach - wyd. 14, poprawione, poprawione. i dodatkowe - M .: Wydawnictwo Novaya Volna LLC, 2000. - T. 1. - 540 s.

8. Zarządzenie Ministra Zdrowia Ukrainy z dnia 09.07.93 nr 197 „W sprawie zatwierdzenia Instrukcji sporządzania w aptekach postaci leczniczych z rzadkimi substancjami rozproszonymi”.

9. Zarządzenie Ministra Zdrowia Ukrainy z dnia 30 czerwca 1994 r. nr 117 „W sprawie trybu wystawiania recept i wydawania leków i leków do celów leczniczych z aptek”.

10. Polimery do celów medycznych / wyd. Senoo Manabu. - M.: Medycyna, 1991. - 248 s.

11. Podręcznik preparatów doraźnych / wyd. A.I.Tichonow. - K.: MORION, 1999. - 496 s.

12. Technologia i standaryzacja leków. sob. naukowy Pracuje / wyd. wiceprezes Georgievsky i F.A. Koneva – Kh.: „Rireg”, 1996, – s. 606-698.

13. Tichonow O.I., Yarnikh T.G. Farmaceutyczna technologia leków / Pod redakcją O.I. Tichonowa. - Kh.: Wiceprezes „Oryginał”, 1995. - 600 s.

14. Tichonow A.I., Yarnykh T.G. Technologia medycyny: podręcznik. dla farmaceutyków uczelnie i wydziały: Per. z ukraińskiego / wyd. sztuczna inteligencja Tichonow. - Kh.: Wydawnictwo NUPh; Złote Strony, 2002. - 704 s.: 139 il.

15. Tichonow O.I., Yarnikh T.G. Technologia leków: Podręcznik dla studentów wydziałów farmaceutycznych VMNZ Ukrainy na poziomach akredytacji III-IV: Tłumaczenie z języka rosyjskiego / Pod redakcją O.I. Tichonowa. - Winnica: Zobacz „Nową książkę”, 2004. - 640 s.

16. Friedrichsberg D.A. Kurs chemii koloidalnej: Podręcznik dla uniwersytetów. - wyd. 2, poprawione. i dodatkowe - L.: Chemia, 1984. - 368 s.

17. Farmaceutyczne i biomedyczne aspekty leków. Podręcznik dla słuchaczy in-tov, fak. zaawansowane szkolenie dla specjalistów farmacji: B 2

t./I.M. Pertsev, I.A. Zupanets, L.D. Szewczenko i inni; Pod. wyd. ICH. Pertseva, I.A. Zupanka. - Kh.: Wydawnictwo NFAU, 1999.- T.1.- 448 s.

18. Receptura doraźna (technologia, zastosowanie). Płynne postacie dawkowania: katalog / A.I. Tichonow, wiceprezes Chernykh, T.G. Yarnykh itp.; wyd. Akademik A.I. Tichonow. - Kh.: Wydawnictwo NFAU, 2000. - 208 s.

19. Encyklopedia Technologii Farmaceutycznej / wyd. J. Swarbrick, IC Boylana. - 2. miejsce - Nowy Jork, Bazylea: Marcek Dekker, Inc., 2002. - Cz. 3. - 3032 s.

20. Farmakopea Europejska, wyd. 4. - Strasburg: Rada Europy, 2001. -2416 s.

21. Farmakopea Brytyjska, 2000. - 2346 s.

22. Przewodnik dobrej praktyki wytwarzania produktów leczniczych/Zasady regulujące produkty lecznicze we Wspólnocie Europejskiej.- Vol.IV.-P.135.

Opublikowano na Allbest.ru

...

Podobne dokumenty

Koncepcja roztworów związków wysokocząsteczkowych (HMC). Proces obrzęku wkładki wewnątrzmacicznej: jego etapy, przyczyny, ciśnienie i stopień. Lepkość układów rozproszonych i roztworów wkładek domacicznych, metody jej pomiaru. Lepkość strukturalna i względna. Struktury koagulacyjne.

streszczenie, dodano 22.01.2009


Charakterystyka roztworów zawierających układy buforowe i posiadających zdolność utrzymywania pH na stałym poziomie. Zastosowanie roztworów buforowych i ich klasyfikacja. Istota działania buforowego. Właściwości buforowe roztworów mocnych kwasów i zasad.

test, dodano 28.10.2015


Chemia koloidalna jako nauka badająca właściwości fizykochemiczne układów heterogenicznych, silnie rozproszonych i związków wielkocząsteczkowych. Wytwarzanie i metody oczyszczania roztworów koloidalnych. Zastosowanie żeli w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i medycznym.

prezentacja, dodano 26.01.2015


Stałe i parametry określające stan jakościowy (fazowy) i cechy ilościowe roztworów. Rodzaje roztworów i ich specyficzne właściwości. Metody wytwarzania roztworów stałych. Cechy rozwiązań z eutektyką. Roztwory gazów w cieczach.

streszczenie, dodano 09.06.2013


Rola osmozy w procesach biologicznych. Proces dyfuzji dla dwóch roztworów. Sformułowanie prawa Raoulta i jego konsekwencje. Zastosowanie metod krioskopii i ebulioskopii. Izotoniczny współczynnik van't Hoffa. Właściwości koligatywne roztworów elektrolitów.

streszczenie, dodano 23.03.2013


Stopy krzemowo-niklowe, ich właściwości i zastosowania przemysłowe. Termodynamiczne modelowanie właściwości roztworów metali stałych. Teoria rozwiązań „zwykłych”. Termodynamiczne funkcje powstawania związków międzymetalicznych. Obliczanie działań składowych.

praca magisterska, dodana 13.03.2011


Charakter substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika. Metody wyrażania stężeń roztworów. Wpływ temperatury na rozpuszczalność gazów, cieczy i ciał stałych. Czynniki wpływające na rozpuszczanie. Związek między normalnością a molarnością. Prawa rozwiązań.

wykład, dodano 22.04.2013


Klasyfikacja układów rozproszonych. Główne czynniki stabilności roztworów koloidalnych. Metody ich otrzymywania (dyspersja, kondensacja) i oczyszczania (dializa, ultrafiltracja). Micelarna teoria budowy cząstek koloidalnych. Koagulacja mieszaninami elektrolitów.

prezentacja, dodano 28.11.2013


Równowagi fazowe, sposoby syntezy i właściwości strontu, roztworów stałych zawierających bar o składzie (Sr1-xBax) 4M2O9 (M-Nb, Ta) o strukturze perowskitu. Charakterystyka substancji wyjściowych i ich otrzymywanie. Metody obliczania budowy elektronowej ciał stałych.

praca na kursie, dodano 26.04.2011


Właściwości fizyczne wody, moment dipolowy cząsteczki. Mechanizm tworzenia roztworu. Wpływ ciśnienia, temperatury i elektrolitów na rozpuszczalność substancji. Twierdzenie termiczne Nernsta. Główne sposoby wyrażania składu roztworów. Pojęcie ułamka molowego.

(specjalność „Apteka”)

Cele studiowania dyscypliny „Chemia fizyczna i koloidalna”
Podstawowa dyscyplina „Chemia fizyczna i koloidalna” jest podstawą do opanowania przez studentów chemii analitycznej, organicznej, farmaceutycznej, chemii toksykologicznej, technologii postaci dawkowania objętych programem kształcenia studentów specjalności 040500 „Apteka”.

CHEMIA FIZYCZNA

Przedmiot, zadania i metody chemii fizycznej
Główne etapy rozwoju chemii fizycznej. Rola naukowców krajowych i zagranicznych w rozwoju chemii fizycznej. Miejsce chemii fizycznej wśród innych nauk i jej znaczenie w rozwoju farmacji. M.V. Łomonosow, D.I. Mendelejew, N.S. Kurnakow, G.I. Hess, V.F. Alekseev, N.N. Beketov - rosyjscy naukowcy, twórcy chemii fizycznej.
Podstawowe pojęcia i prawa termodynamiki chemicznej. Termochemia
Przedmiot i metody termodynamiki. Podstawowe pojęcia i definicje . Systemy: izolowane, zamknięte i otwarte. Stan systemu. Funkcja stanu. Procesy: izobaryczny, izotermiczny, izochoryczny i adiabatyczny. Energia wewnętrzna układu. Stanowisko. Ciepło.
Pierwsza zasada termodynamiki. Matematyczne wyrażenie pierwszego początku. Entalpia. Izochoryczne i izobaryczne ciepło procesu oraz zależności między nimi. Prawo Hessa. Równania termochemiczne. Standardowe ciepło tworzenia i spalania substancji. Obliczanie ciepła standardowego reakcji chemicznych z wykorzystaniem standardowych ciepła tworzenia i spalania substancji. Ciepło zobojętniania, rozpuszczania, hydratacji. Wykresy entalpii. Zależność ciepła procesu od temperatury, równanie Kirchhoffa.
Druga zasada termodynamiki. Procesy odwracalne i nieodwracalne w sensie termodynamicznym. Maksymalna wydajność procesu. Przydatna praca. Entropijne sformułowanie drugiej zasady termodynamiki. Entropia jest funkcją stanu układu. Zmiana entropii w układach izolowanych. Zmiana entropii podczas procesów izotermicznych i zmian temperatury. Charakter statystyczny drugiej zasady termodynamiki. Entropia i jej związek z termodynamicznym prawdopodobieństwem stanu układu. Wzór Boltzmanna.
Trzecia zasada termodynamiki. Absolutna entropia. Standardowa entropia.
Potencjały termodynamiczne. Energia Helmholtza. Energia Gibbsa; połączenie między nimi. Zmiany energii Helmholtza i energii Gibbsa w procesach spontanicznych. Potencjał chemiczny.
Termodynamika równowagi chemicznej
Równanie izotermy reakcji chemicznej. Termodynamiczne uzasadnienie prawa działania mas dla jednorodnej i niejednorodnej równowagi chemicznej. Stała równowagi chemicznej i metody jej wyrażania.
Równania izobar i izochor reakcji chemicznej. Konsekwencje wynikające z tych równań. Stała równowagi chemicznej i zasada Le Chateliera-Browna. Obliczanie stałej równowagi chemicznej z wykorzystaniem tablic wielkości termodynamicznych.
Termodynamika równowag fazowych
Podstawowe koncepcje. Układy jednorodne i heterogeniczne. Faza. Substancje składowe. Składniki. Przemiany fazowe i równowagi: parowanie, sublimacja, topienie, zmiana modyfikacji alotropowej. Liczba elementów i liczba stopni swobody. Reguła fazowa Gibbsa. Przewidywanie przejść fazowych przy zmianie warunków.
Systemy jednoskładnikowe. Diagramy stanu układów jednoskładnikowych (woda, dwutlenek węgla, siarka).Równanie Clapeyrona-Clausiusa. Związek z zasadą Le Chateliera-Browna.
Układy dwuskładnikowe (binarne).. Diagramy topliwości układów binarnych. Analiza termiczna. Pojęcie analizy fizycznej i chemicznej (N. S. Kurnakov), zastosowanie do badania postaci dawkowania. Prawo Raoulta jest uzasadnieniem metodą potencjałów chemicznych w oparciu o ogólne prawo rozkładu substancji pomiędzy dwiema fazami. Idealne i realne rozwiązania. Rodzaje diagramów: „skład - prężność pary”, „skład - temperatura wrzenia”. Azeotropy. Pierwsze i drugie prawo Konovalova-Gibbsa. Destylacja frakcyjna i ciągła (rektyfikacja). Rozpuszczalność cieczy w cieczach. Górna i dolna krytyczna temperatura rozpuszczania (V.F. Aleksiejew). Wzajemnie nierozpuszczalne ciecze. Teoretyczne podstawy destylacji z parą wodną .
Systemy trójskładnikowe. Prawo Nernsta dotyczące rozkładu substancji pomiędzy dwiema niemieszającymi się cieczami. Współczynnik dystrybucji. Zasady otrzymywania nalewek i wywarów. Ekstrakcja.
Termodynamika roztworów rozcieńczonych
Zależność między właściwościami koligatywnymi: względny spadek prężności pary, spadek temperatury zamarzania rozpuszczalnika, wzrost temperatury wrzenia rozpuszczalnika i ciśnienie osmotyczne rozcieńczonych roztworów nielotnych nieelektrolitów. Stałe krioskopowe i ebulioskopowe oraz ich związek z ciepłem wrzenia i topnienia rozpuszczalnika.
Właściwości osmotyczne roztworów elektrolitów. Współczynnik izotoniczny.
Metody kriometryczne, ebuliometryczne i osmometryczne do wyznaczania mas molowych, współczynnika izotonicznego .
Termodynamika roztworów elektrolitów
Teoria roztworów mocnych elektrolitów Debye'a i Hückela. Pojęcie atmosfery jonowej. Aktywność jonów i jej związek ze stężeniem. Współczynnik aktywności i zależność jego wartości od całkowitego stężenia elektrolitów w roztworze. Siła jonowa roztworu. Reguła siły jonowej. Zależność współczynnika aktywności od siły jonowej roztworu.
Systemy i rozwiązania buforowe: kwas-zasada, stężenie, redoks. Mechanizm ich działania. Bufory octanowe, fosforanowe, amoniakowe, węglanowe, hemoglobinowe. Pojemność buforowa i czynniki na nią wpływające. Znaczenie układów buforowych dla chemii i biologii.
Elektrochemia
Przewodniki drugiego rodzaju. Specyficzne, równoważne i molowe przewodnictwo elektryczne; ich zmiana wraz z rozcieńczeniem roztworu. Molowa przewodność elektryczna przy nieskończonym rozcieńczeniu. Prawo Kohlrauscha. Przewodność elektryczna roztworów niewodnych. Szybkość ruchu i ruchliwość jonów. Mobilność i hydratacja (solwatacja) jonów.
Potencjały elektrod. Mechanizm występowania. Równanie Nernsta. Potencjał elektrochemiczny. Standardowe potencjały elektrod. Klasyfikacja elektrod. Standardowa elektroda wodorowa. Pomiar potencjałów elektrod. Koncentracyjne ogniwa galwaniczne. Chemiczne źródła prądu.
Potencjały redoks. Mechanizm występowania. Elektrody redoks. Prawdziwy standardowy potencjał redoks .
Elektrody jonoselektywne. Elektroda szklana. Inne typy elektrod jonoselektywnych. Zastosowanie w biologii, medycynie, farmacji. Potencjometryczna metoda pomiaru pH. Miareczkowanie potencjometryczne. Znaczenie tych metod w praktyce farmaceutycznej. Potencjometryczne wyznaczanie standardowej energii Gibbsa reakcji i stałej równowagi chemicznej.
Kinetyka reakcji chemicznych i katalizy
Przedmiot i metody kinetyki chemicznej. Podstawowe koncepcje. Reakcje są proste (jednoetapowe) i złożone (wieloetapowe), jednorodne i niejednorodne. Szybkość jednorodnych reakcji chemicznych i metody jej pomiaru. Zależność szybkości reakcji od różnych czynników. Prawo działania mas dla szybkości reakcji. Molekularność i porządek reakcji.
Równania kinetyki nieodwracalne reakcje zera, pierwszego, drugiego rzędu. Okres półtrwania. Metody wyznaczania rzędu reakcji. Zależność szybkości reakcji od temperatury. Współczynnik temperaturowy szybkości reakcji. Teoria aktywnych zderzeń binarnych. Energia aktywacji. Zależność szybkości reakcji od energii aktywacji. Wyznaczanie energii aktywacji. Przyspieszone metody ustalania dat ważności leków. Elementy teorii stanu przejściowego (kompleksu aktywowanego).
Złożone reakcje: odwracalny (dwustronny), konkurencyjny (równoległy), sekwencyjny, sprzężony (N. A. Shilov). Przemiany substancji leczniczej w organizmie jako zespół procesów sekwencyjnych; stała absorpcji i stała eliminacji. Reakcje łańcuchowe (M. Bodenstein, N. N. Semenov). Poszczególne etapy reakcji łańcuchowej. Reakcje łańcuchowe nierozgałęzione i rozgałęzione. Reakcje fotochemiczne. Prawo równoważności fotochemicznej Einsteina. Wydajność kwantowa reakcji.
Procesy katalityczne. Kataliza dodatnia i ujemna. Rozwój doktryny katalizy (A. A. Balandin, N. I. Kobozev). Kataliza homogeniczna. Mechanizm działania katalizatora. Energia aktywacji reakcji katalitycznych. Kataliza kwasowo-zasadowa. Kataliza metalokompleksowa. Kataliza enzymatyczna. Hamowanie reakcji chemicznych. Mechanizm działania inhibitorów.
Termodynamiczna analiza adsorpcji. Nadmierna adsorpcja Gibbsa. Równanie izotermy adsorpcji Gibbsa. Pomiar adsorpcji na granicy faz ciało stałe-gaz i ciało stałe-ciecz. Czynniki wpływające na adsorpcję gazów i substancji rozpuszczonych. Adsorpcja monocząsteczkowa, równanie izotermy adsorpcji Langmuira i Freundlicha. Adsorpcja wielocząsteczkowa. Kondensacja kapilarna, absorpcja, chemisorpcja.
Adsorpcja elektrolitów. Niespecyficzna (równoważna) adsorpcja jonów. Selektywna adsorpcja jonów. Paneth-Fajans rządzi. Adsorpcja jonowymienna. Jonity i ich klasyfikacja. Pojemność wymiany. Zastosowanie wymienników jonowych w farmacji.
Chromatografia(MS Tsvet). Klasyfikacja metod chromatograficznych ze względu na technikę wykonania i mechanizm procesu. Zastosowanie chromatografii do wytwarzania i analizy substancji leczniczych. Filtracja żelowa.

CHEMIA KOLOIDÓW

Przedmiot, zadania i metody chemii koloidów
Główne etapy rozwoju chemii koloidalnej. Twórcami chemii koloidów są T. Graham i I.G. Borschov. Rola naukowców krajowych i zagranicznych w rozwoju chemii koloidów (A. V. Dumansky, V. Ostwald, P. A. Rebinder). Znaczenie chemii koloidów w rozwoju farmacji.
Systemy rozproszone
Struktura układów rozproszonych. Faza rozproszona, ośrodek dyspersyjny. Ilościowe charakterystyki dyspersji.
Klasyfikacja systemów rozproszonych: przez stan skupienia fazy rozproszonej i ośrodka dyspersyjnego, przez stężenie, przez charakter oddziaływania fazy rozproszonej z ośrodkiem dyspersyjnym. Pojęcie liofilowych i liofobowych układów dyspersyjnych. Cechy stanu koloidalnego (nanostanu) substancji. Powszechność rozproszonego stanu materii. Decydująca rola zjawisk powierzchniowych w chemii koloidów.
Metody otrzymywania i oczyszczania roztworów koloidalnych. Dializa, elektrodializa, ultrafiltracja.
Właściwości molekularno-kinetyczne i optyczne układów koloidalnych
Ruchy Browna (równanie Einsteina), dyfuzja (równania Ficka), ciśnienie osmotyczne. Ich związek.
Osadzanie. Stabilność sedymentacji i równowaga sedymentacji. Wirówka i jej zastosowanie w badaniu układów koloidalnych.
Rozpraszanie i absorpcja światła. Równanie Rayleigha. Ultramikroskopia i mikroskopia elektronowa układów koloidalnych. Oznaczanie kształtu, wielkości i masy cząstek koloidalnych.
Termodynamika zjawisk powierzchniowych
Termodynamika warstwy wierzchniej. Powierzchniowa energia Gibbsa i napięcie powierzchniowe. Metody wyznaczania napięcia powierzchniowego. Zależność napięcia powierzchniowego od temperatury. Zależność pomiędzy powierzchniową energią Gibbsa a entalpią powierzchniową. Kąt zwilżania. Termodynamiczne warunki zwilżania i rozprzestrzeniania się Hydrofilowość i hydrofobowość powierzchni ciał stałych.
Adsorpcja środków powierzchniowo czynnych (surfaktanty)
Termodynamika adsorpcji. Wyprowadzenie równania Gibbsa. Surfaktanty i substancje nieaktywne powierzchniowo. Izoterma napięcia powierzchniowego. Równanie Szyszkowskiego. Aktywność powierzchniowa. Reguła Duclosa-Traubego. Równanie Langmuira dla adsorpcji jednocząsteczkowej.
Orientacja cząsteczek surfaktantu w warstwie powierzchniowej. Wyznaczanie powierzchni zajmowanej przez cząsteczkę surfaktantu w nasyconej warstwie adsorpcyjnej oraz maksymalnej długości cząsteczki surfaktantu.
Adsorpcja środków powierzchniowo czynnych na powierzchni niemieszających się cieczy. Adsorpcja środków powierzchniowo czynnych z roztworów na powierzchni ciał stałych.
Zjawiska elektropowierzchniowe w układach rozproszonych.
Zjawiska elektrokinetyczne
Charakter zjawisk elektrycznych w układach rozproszonych. Mechanizm powstawania ładunku elektrycznego na styku dwóch faz. Struktura podwójnej warstwy elektrycznej. Micela, struktura hydrofobowej miceli zolowej. Ładunek i potencjał elektrokinetyczny cząstki koloidalnej.
Wpływ elektrolitów na potencjał elektrokinetyczny. Zjawisko ładowania cząstek koloidalnych.
Zjawiska elektrokinetyczne. Elektroforeza. Zależność prędkości elektroforetycznej cząstek koloidalnych od ich potencjału elektrokinetycznego (równanie Helmholtza-Smoluchowskiego). Ruchliwość elektroforetyczna. Elektroforetyczne metody badań w farmacji.
Elektroosmoza . Elektroosmotyczna metoda pomiaru potencjału elektrokinetycznego. Praktyczne zastosowanie elektroosmozy w farmacji.
Stabilność i koagulacja układów koloidalnych
Stabilność sedymentacyjna i agregacyjna układów koloidalnych. Agregacja i sedymentacja cząstek fazy rozproszonej. Czynniki trwałości. Koagulacja i czynniki ją powodujące. Powolna i szybka koagulacja. Próg krzepnięcia, jego definicja. Reguła Schulze-Hardy’ego. Naprzemienność stref koagulacji. Koagulacja zoli z mieszaninami elektrolitów. Zasada addytywności, antagonizm i synergizm jonów. Ochrona koloidalna. Heterokoagulacja. Peptyzacja.
Teorie koagulacji.. Teoria Deryagina-Landau-Verweya-Overbecka. Zastosowanie środków powierzchniowo czynnych do kontroli właściwości układów dyspersyjnych.
Żelowanie (żelowanie). Reologia strukturalnych układów dyspersyjnych.
Różne klasy układów koloidalnych
Aerozole i ich właściwości. Preparatyka, właściwości kinetyczne cząsteczek. Właściwości elektryczne. Stabilność agregatowa i czynniki ją determinujące. Niszczenie aerozolu. Zastosowanie aerozoli w farmacji.
Proszki i ich właściwości. Właściwości zbrylające, granulujące i atomizujące proszków. Zastosowanie w farmacji.
Zawieszenia i ich właściwości. Paragon. Stabilność agregatowa i jej czynniki determinujące. Flokulacja. Analiza sedymentacyjna zawiesin. Piana. Makarony.
Emulsje, pianki i ich właściwości. Paragon. Rodzaje emulsji. Emulgatory, dyspergatory i mechanizm ich działania. Odwrócenie faz w emulsjach. Trwałość emulsji i pianek i jej naruszenie. Czynniki stabilności emulsji i pianek. Połączenie. Właściwości emulsji stężonych i wysokoskoncentrowanych. Zastosowanie pian i emulsji w farmacji.
Układy koloidalne utworzone przez środki powierzchniowo czynne: roztwory mydeł, detergentów, garbników, barwników. Micelarne układy koloidalne. Tworzenie się miceli w roztworach surfaktantów. Stężenie krytyczne micelizacji, metody jego oznaczania. Liposomy i pęcherzyki. Solubilizacja i mikroemulsje; ich zastosowanie w farmacji. Micelarne i liposomalne układy koloidalne w farmacji.
Związki wielkocząsteczkowe (HMC) i ich roztwory.
Molekularne układy koloidalne. Metody uzyskania wkładki wewnątrzmacicznej. Klasyfikacja BMC, elastyczność łańcucha polimerowego. Rotacja wewnętrzna jednostek w makrocząsteczkach IUD. Stan krystaliczny i amorficzny wkładki wewnątrzmacicznej.
Obrzęk i rozpuszczenie wkładki wewnątrzmacicznej. Mechanizm obrzęku. Termodynamika pęcznienia i rozpuszczania wkładek domacicznych. Wpływ różnych czynników na stopień obrzęku. Liotropowe serie jonów.
Lepkość roztworów IUD. Odchylenie właściwości roztworów IUD od praw Newtona i Poiseuille’a. Równanie Binghama. Przyczyny nieprawidłowej lepkości roztworów polimerów.
Metody pomiaru lepkości roztworów IUD. Lepkość właściwa, zredukowana i charakterystyczna. Równanie Staudingera i jego modyfikacja. Oznaczanie masy molowej polimeru metodą wiskozymetryczną.
Polielektrolity i polielektrolity polimerowe. Poliamfolity. Punkt izoelektryczny poliamfolitów i metody jego wyznaczania.
Właściwości osmotyczne roztworów IUD. Ciśnienie osmotyczne roztworów nieelektrolitów polimerowych. Odchylenie od prawa van't Hoffa. Równanie Hallera. Oznaczanie masy molowej nieelektrolitów polimerowych. Polielektrolity. Ciśnienie osmotyczne roztworów polielektrolitów. Równowaga błony Donnana.
Czynniki stabilności roztworów IUD. Wysalanie, wysalanie progów. Liotropowe serie jonów. Zależność progów zasolenia poliamfolitów od pH środowiska. Koacerwacja - prosta i złożona. Mikrokoacerwacja. Znaczenie biologiczne. Mikrokapsułkowanie. Formacja galaretki. Wpływ różnych czynników na szybkość żelowania. Tiksotropia galaretek i żeli. Synereza.

Główny

• Gorszkow V.I., Kuzniecow I.A. Podstawy chemii fizycznej. - M., BINOM. Laboratorium Wiedzy, 2006.
• Eremin V.V., Kargov S.I., Uspenskaya I.A., Kuzmenko N.E., Lunin V.V. Podstawy chemii fizycznej Teoria i problemy M., Egzamin, 2005.
• Ershov Yu.A., Popkov V.A., Berlyand A.S., Knizhnik A.Z. Chemia ogólna. Chemia biofizyczna. M., Szkoła Wyższa, 2000.
• Friedrichsberg DA Kurs chemii koloidów. - L., 1995.
• Evstratova K.I., Kupina N.A., Malakhova E.E. Chemia fizyczna i koloidalna. - M., Szkoła Wyższa, 1990.
• Warsztaty z chemii fizycznej i koloidalnej (Bugreeva E.V. i in.). - M., Szkoła Wyższa, 1990.

Dodatkowy

• Shchukin E. D., Pertsov A. V., Amelina E. A. Chemia koloidów. - M. 2007.
• Frolov Yu G. Kurs chemii koloidów. Zjawiska powierzchniowe i układy rozproszone. - M., Chemia, 2004
• Zimon D. A., Leshchenko N. F. Chemia koloidów. - M. 1999.
• Książka warsztatowa i problemowa z chemii koloidów pod redakcją Nazarowa V.V., Grodsky A.S. - M. 2007.
• Shur A. M. Substancje wielkocząsteczkowe. - M., 1981.
• Zakharchenko V. N. Zbiór problemów i ćwiczeń z chemii fizycznej i koloidowej. - M., 1978.
• Zakharchenko V. N. Chemia koloidalna. - M., 1989.
• Nikolsky B. P. (red.) Chemia fizyczna. - L., 1987.
• Soloviev Yu I. Eseje z historii chemii fizycznej. - M., 1984.

Program został skompilowany
doc. Kargow S.I.
doc. Ivanova N.I.