Hantar kerja baik anda di pangkalan pengetahuan adalah mudah. Gunakan borang di bawah

Pelajar, pelajar siswazah, saintis muda yang menggunakan pangkalan pengetahuan dalam pengajian dan kerja mereka akan sangat berterima kasih kepada anda.

Disiarkan pada http://www.allbest.ru/

Kementerian Kesihatan Persekutuan Rusia

Institusi pendidikan belanjawan negeri pendidikan profesional tinggi

Akademi Farmaseutikal Negeri Perm

Jabatan Teknologi Farmaseutikal

KursovasayaKerja

Mengenai topik: "Penggunaan bahan molekul tinggi di farmasi"

Diisi oleh: murid tahun 4, 44 kumpulan

Osaw Ifueko Frances

Ketua: Kozhukhar Vyacheslav Yurievich

Perm, 2015

pengenalan

1. Pengelasan bahan berat molekul tinggi

2. Penggunaan BMB di farmasi

3. Ciri-ciri VMB

4. Sifat penyelesaian BMB

5. Faktor yang menyebabkan ketidakstabilan penyelesaian VMV. Jenis ketidakstabilan

6. Carta alir teknologi dan kawalan kualiti penyelesaian WW dan koloid yang dilindungi

7. Teknologi penyelesaian VMV

8. Ciri-ciri larutan koloid

9. Sifat larutan koloid

10. Faktor yang menyebabkan ketidakstabilan larutan koloid terlindung

11. Ciri-ciri koloid yang dilindungi

12. Teknologi penyelesaian koloid terlindung

13. Larutan separa koloid

14. Penilaian kualiti dan penyimpanan penyelesaian VMV dan koloid yang dilindungi

15. Penambahbaikan penyelesaian VMV dan koloid yang dilindungi

kesusasteraan

pengenalan

Perkembangan pesat kimia bahan makromolekul (HMWs) baru-baru ini menyumbang kepada penggunaannya yang meluas dalam pelbagai industri. Kepentingan khusus ialah penggunaan VMV di farmasi.

Dalam amalan farmaseutikal, EMV digunakan sebagai produk perubatan (protein, hormon, enzim, polisakarida, lendir tumbuhan, dll.), dan bahan tambahan, bahan penutup bekas. Eksipien digunakan secara meluas sebagai penstabil, pengemulsi, perumus, pelarut untuk mencipta sistem penyebaran yang lebih stabil dalam penghasilan pelbagai bentuk dos: penggantungan, emulsi, salap, aerosol, dll. Pengenalan EMV baharu ke dalam teknologi memungkinkan untuk mencipta bentuk dos baharu: tablet multilayer bertindak panjang, spansul (butiran yang diresapi dengan larutan EMV), mikrokapsul; filem perubatan oftalmik; bentuk dos kanak-kanak, dsb.

Penyelesaian VMV ialah sistem yang stabil; walau bagaimanapun, dalam keadaan tertentu, kestabilan mungkin terganggu, yang membawa kepada pengasinan, penyatuan dan penggelapan. Oleh itu, pengetahuan tentang keamatan interaksi antara zarah fasa tersebar dan medium penyebaran adalah sangat penting untuk ahli teknologi, kerana ini sangat mempengaruhi pilihan kaedah untuk menyediakan ubat.

Dalam amalan farmaseutikal moden, bahan perubatan digunakan yang dilindungi koloid, yang terdiri daripada komponen koloid dan bahan molekul tinggi. Oleh itu, penyelesaian kumpulan ubat ini dibincangkan dalam satu topik.

1. Pengelasan bahan berat molekul tinggi

Bahan molekul tinggi adalah bahan semula jadi atau sintetik dengan berat molekul dari beberapa ribu (tidak kurang daripada 10-15 ribu) kepada satu juta atau lebih.

2. PermohonanVMBVfarmasi

Yang paling penting ialah penggunaan VMV sebagai eksipien. Berdasarkan pengaruh VMV pada ciri-ciri teknologi ubat-ubatan, mereka dikelaskan kepada kumpulan berasingan.

farmasi larutan koloid berat molekul tinggi

3. Ciri-ciriVMB

Molekul EMV bersifat samar-samar, kerana ia mengandungi kumpulan berfungsi polar (-COOH, -NH2, -OH, dll.) dan bukan polar (-CH3, -CH2, -C6H5).

Semakin banyak radikal polar dalam molekul BMV, semakin mudah larut.

Keterlarutan EMV bergantung kepada saiz dan bentuk molekulnya.

Proses pelarutan VMV berlaku dalam 2 peringkat

4. Sifat penyelesaianVMB

Menggabungkannya dengan penyelesaian sebenar:

Apa yang membezakannya daripada penyelesaian sebenar:

5. Faktor yang menyebabkan ketidakstabilan penyelesaianPerang Dunia Kedua. Jenisketidakstabilan

6. Gambar rajah blok teknologi dan kawalan kualiti penyelesaianPerang Dunia Keduadan koloid yang dilindungi

7. TeknologiPenyelesaian VMV

Semasa menyediakan penyelesaian bengkak tanpa had bahan berpandukan peraturan am untuk menyediakan penyelesaian bahan berat molekul rendah, dengan mengambil kira sifat bahan perubatan dan pelarut.

Rp.: Pepsini2.0

Acidi hydrochlorici 5 ml

Aquae purificatae 200 ml

pelbagai. ya. Signa. 1-2 sudu besar 2-3 kali sehari dengan makanan.

Aktiviti pepsin berlaku pada pH 1.8-2.0. Dalam persekitaran yang sangat berasid, pepsin dinyahaktifkan, yang menentukan teknologi khas penyelesaiannya: pertama, larutan asid disediakan di mana ia dibubarkan

155 ml air tulen disukat ke dalam dirian, 50 ml larutan asid hidroklorik (1:10) ditambah dan 2.0 g pepsin dilarutkan dalam larutan yang terhasil, dikacau sehingga ia larut sepenuhnya. Penyelesaiannya, jika perlu, ditapis melalui kain kasa yang dilipat dalam beberapa lapisan (sebaik-baiknya melalui penapis kaca No. 1 atau No. 2) ke dalam botol untuk dilepaskan.

Pembubaran bengkak terhad bahan memerlukan penggunaan teknik teknologi tambahan yang memudahkan peralihan dari peringkat bengkak ke peringkat pembubaran.

Rp.: Solutionis Gelatinae 5% 50,0

ya. Signa.1 sudu besar setiap 2 jam.

Timbang 2.5 g gelatin kering, letakkan dalam cawan porselin yang ditentukur, tambahkan 10 kali jumlah air sejuk dan biarkan membengkak selama 30-40 minit. Kemudian baki air ditambah, campuran diletakkan di dalam tab mandi air (suhu 60-70°C) dan dibubarkan dengan kacau sehingga larutan jernih diperolehi. Tambah air ke jisim yang diperlukan. Jika perlu, tapis larutan yang terhasil ke dalam botol untuk dispensing.

Sebelum menggunakan penyelesaiangelatinsepatutnyamemanaskan badan, kerana penyelesaian boleh menebal

Rp.: Mucilaginis Amyli 100.0

ya. Signa.Untuk 2 enema.

Penyelesaian disediakan mengikut berat seperti berikut: 2 bahagian kanji dicampur dengan 8 bahagian air sejuk dan, sambil kacau, ditambah kepada 90 bahagian air mendidih. Kacau, panaskan hingga mendidih. Jika perlu, anda boleh menapis melalui kain tipis.

Sekiranya kepekatan tidak ditunjukkan, maka sediakan penyelesaian 2% mengikut resipi: kanji - 1 h;

air sejuk - 4 jam;

air panas - 45 h.

Untuk mengelakkan pengasinan, elektrolit hendaklah ditambah kepada larutan VMV dalam bentuk akueus penyelesaian

Penyediaan penyelesaianmetilselulosa:

1. Metilselulosa dituangkan dengan air panas (80-90°C) dalam jumlah 1/2

daripada isipadu yang diperlukan bagi larutan yang terhasil.

2. Sejukkan pada suhu bilik.

3. Masukkan baki air sejuk dan biarkan di dalam peti sejuk selama 10-12 jam.

4. Tapis melalui penapis kaca No. 2.

8. Ciri-cirilarutan koloid

Koloid penyelesaian hadir ialah sistem ultramikroheterogen di mana unit strukturnya ialah kompleks molekul, atom dan ion yang dipanggil misel.

Misel ialah zarah fasa tersebar yang dikelilingi oleh lapisan dua elektrik. Saiz misel berkisar antara 1 hingga 100 nm.

Struktur misel

9. Hartanahlarutan koloid

· unit struktur asas - misel;

· dicirikan oleh gerakan Brown;

· kapasiti resapan rendah;

· tekanan osmotik rendah;

· keupayaan rendah untuk dialisis;

· keupayaan untuk menyerakkan cahaya ke semua arah apabila melihat penyelesaian dalam cahaya yang dipantulkan (kon Tyndall ciri terbentuk);

· misel dalam larutan koloid berada dalam gerakan huru-hara, ia dicirikan oleh gerakan Brown;

· sistem tahan pemendapan;

· sistem tidak stabil secara agregat dan termodinamik yang wujud akibat penstabilan akibat kemunculan lapisan elektrik berganda.

10. Faktor yang menyebabkan ketidakstabilan penyelesaian yang dilindungikoloid

11. Ciri-ciri koloid yang dilindungi

Persediaan koloid yang dilindungi tidak lulus melalui membran fisiologi, jadi mereka hanya mempamerkan tempatan tindakan.

12. Teknologi penyelesaian dilindungi koloid

Rp.: Penyelesaian Protargoli 2% 100 ml

Da. Signa. Untuk membilas rongga hidung.

100 ml air dalam bekas bermulut lebar dan biarkan sahaja. Dadah membengkak, dan zarah protargol, secara beransur-ansur larut, tenggelam ke bahagian bawah pendirian, memberikan akses kepada bahagian air seterusnya kepada ubat.

Penyelesaian koloid yang dilindungi tidak boleh tapis melalui penapis kertas, kerana Ion besi, kalsium, magnesium yang terkandung dalam kertas menyebabkan pembekuan dengan kehilangan ubat pada penapis.

Jika perlu, penyelesaian ini ditapis melalui penapis kaca No. 1 dan No. 2 atau ditapis melalui penapis tanpa abu kertas.

Jika larutan mengandungi gliserin sebagai tambahan kepada air, maka protargol dikisar terlebih dahulu dalam mortar dengan gliserin dan selepas ia membengkak, masukkan sedikit demi sedikit air

Apabila menetapkan kolargol dalam kepekatan sehingga 1% penyelesaiannya disediakan dalam dirian atau botol untuk bercuti, melarutkan kolargol dalam air disucikan

Air yang telah disucikan ditapis (anda boleh menapis) ke dalam botol kaca untuk dispensing, kolargol dituangkan dan kandungan botol digoncang sehingga kolargol benar-benar masuk ke dalam larutan.

Apabila menetapkan kolargol dalam kepekatan lebih daripada 1%, penyelesaiannya disediakan dalam mortar, mengisar kolargol dengan air yang disucikan

Rp.: Solutionis Collargoli 2% 200 ml

ya.Signa.Untuk douching.

Collargol diletakkan di dalam mortar, sedikit air yang disucikan ditambah, campuran dibiarkan selama 2-3 minit untuk membengkak, dikisar, dan kemudian baki jumlah air ditambah sedikit demi sedikit sambil kacau.

Sekiranya perlu, larutan kolargol ditapis melalui penapis kaca No 1 atau No 2 atau ditapis melalui bola kapas yang longgar, dibasuh dengan air panas.

Ichthyol tidak serasi dengan:

· dengan asid(mendakan asid sulfoichthyolic mendakan)

· dengan garam kalsium, ammonium, kuprum, merkuri, perak, plumbum dan zink (garam asid sulfoichthyolic tidak larut terbentuk)

· dengan garam alkaloid dan bes organik yang mengandungi nitrogen lain (garam sulfoichthyol tidak larut daripada alkaloid dan bes organik yang mengandungi nitrogen lain terbentuk)

· dengan elektrolit (kalium bromida; ammonium, natrium dan kalsium klorida; kalium iodida) (pembekuan berlaku)

· dengan natrium tetraborat, dengan alkali kaustik dan karbonik (bentuk mendakan dan ammonia dibebaskan)

Rp.: Solutionis Ichthyoli 1% 200 ml

ya. Signa.Untuk losyen.

Timbang 2.0 g ichthyol ke dalam cawan porselin lama, tambah 200 ml air secara beransur-ansur dengan kacau berterusan dengan batang kaca, kemudian, jika perlu, tapis ke dalam botol untuk dilepaskan.

Rp.: Penyelesaian Ichthyoli 2% 100 ml

Gliserini10,0 pelbagai.

ya. Signa. Untuk tampon.

10.0 g gliserin ditimbang ke dalam bekas tar dan 100 ml air tulen disukat di sana, digoncang sehingga licin. 2.0 ichthyol ditimbang ke dalam cawan porselin yang ditentukur, larutan gliserin dalam air ditambah dalam bahagian dan dikisar sehingga larut sepenuhnya, meninggalkan sebahagian daripada larutan air-gliserin dalam dirian. Jika perlu, larutan ichthyol yang terhasil ditapis ke dalam botol untuk dispensing. Cawan porselin dibilas dengan baki larutan air-gliserin dan ditapis ke dalam botol untuk dilepaskan.

13. Penyelesaiansemikoloid

Larutan semikoloid- ini adalah sistem yang, dalam keadaan tertentu, adalah penyelesaian yang benar, dan apabila kepekatan fasa tersebar berubah, ia menjadi sol dalam keadaan koloid.

Ini termasuk larutan tannid, sabun, dan beberapa bes organik (etacridine laktat).

Penyediaan penyelesaian semikoloid dijalankan mengikut peraturan am untuk penyediaan penyelesaian.

Rp.: Tannini3.0 Aquae purificatae 100 ml

pelbagai.ya. Signa. Untuk membasahkan kulit untuk melecur.

98.2 ml air tulen suam disukat ke dalam dirian dan 3.0 g tanin dilarutkan di dalamnya (CUO = 0.61 ml/g). Penyelesaian ditapis melalui swab kapas ke dalam botol pendispensan.

14. Penilaian kualiti dan penyimpanan penyelesaian WWdan dilindungikoloid

Kawalan kualiti penyelesaian dan koloid VMV dijalankan mengikut:

· bahan aktif;

· arahan dan perintah Kementerian Kesihatan Persekutuan Rusia

Kawalan kualiti merangkumi semua jenis kawalan dalam farmasi:

· bertulis;

· tinjauan;

· organoleptik (warna, rasa, bau), serta keseragaman dan ketiadaan kekotoran mekanikal;

· fizikal (jumlah isipadu atau berat, yang selepas penyediaan produk perubatan tidak boleh melebihi penyimpangan yang dibenarkan);

· kawalan kimia (secara terpilih);

· kawalan semasa bercuti.

Keadaan penyimpanan Penyelesaian VMV dan koloid terlindung bergantung pada sifat bahan ubat yang disertakan dalam preskripsi. Melainkan dinyatakan sebaliknya, larutan ekstemporan BMV dan koloid terlindung disimpan di tempat yang sejuk dan gelap selama 10 hari.

Penyelesaian VMV dan larutan koloid dikeluarkan dalam botol kaca oren dengan label tambahan "Goncang sebelum digunakan", "Simpan di tempat yang sejuk, terlindung daripada cahaya", "Jauhkan daripada kanak-kanak".

15. Penambahbaikan penyelesaian WWdan dilindungikoloid

kesusasteraan

1. Biofarmasi: Buku Teks. untuk pelajar farmaseutikal universiti dan fakulti/ A.I. Tikhonov, T.G. Yarnykh, I.A. Zupanets et al.; Ed. A.I. Tikhonov. - Kh.: Rumah penerbitan NUPh; Halaman Emas, 2003.- 240 hlm.

2. Gelfman M.I. Kimia koloid / Gelfman M.I., Kovalevich O.V., Yustratov V.P. - S.Pb. dan lain-lain: Lan, 2003. - 332 p.

3. Farmakope Negeri Ukraine / Perusahaan Negeri "Pusat Farmakope Pakar Saintifik". - Jenis pertama. - Kh.: RIREG, 2001.-556 hlm.

4. Kata-kata tambahan dan stasis mereka dalam teknologi bentuk perubatan: Penyusun Dovidkovyi / F. Zhoglo, V. Wozniak, V. Popovich, J. Bogdan. - Lviv, 1996.- 96 hlm.

5. Evstratova K.I., Kupina N.A., Malakhova E.E. Kimia fizikal dan koloid: Buku teks. untuk farmaseutikal universiti dan fakulti / Ed. K.I. Evstratova. - M.: Lebih tinggi. sekolah, 1990. - 487 p.

6. Formulasi ekstemporari (teknologi, pengawetan). Bentuk dos yang jarang berlaku: Dovidnik/ O.I. Tikhonov, V.P. Chernikh, T.G. Yarnikh dan dalam.; Per ed. O.I. Tikhonova.- Kh.: Pandangan NFAU, 2000.- 208 p.

7. Mashkovsky M.D. Ubat: Dalam 2 jilid - ed. ke-14, disemak, diperbetulkan. dan tambahan - M.: Novaya Volna Publishing House LLC, 2000. - T. 1. - 540 p.

8. Perintah Kementerian Kesihatan Ukraine bertarikh 09/07/93 No. 197 "Mengenai kelulusan Arahan untuk penyediaan di farmasi dalam bentuk ubat dengan bahan tersebar yang jarang berlaku."

9. Perintah Kementerian Kesihatan Ukraine bertarikh 30 Jun 1994 No. 117 "Mengenai prosedur untuk menulis preskripsi dan mendispens ubat dan ubat untuk tujuan perubatan dari farmasi."

10. Polimer untuk tujuan perubatan / Ed. Senoo Manabu. - M.: Perubatan, 1991. - 248 hlm.

11. Buku panduan formulasi ekstemporan / Ed. A.I.Tikhonov. - K.: MORION, 1999. - 496 hlm.

12. Teknologi dan penyeragaman dadah. Sab. saintifik berfungsi / Ed. V.P. Georgievsky dan F.A. Koneva - Kh.: "Rireg", 1996, - ms 606-698.

13. Tikhonov O.I., Yarnikh T.G. Teknologi farmaseutikal ubat / Disunting oleh O.I. Tikhonov. - Kh.: RVP “Asal”, 1995. - 600 s.

14. Tikhonov A.I., Yarnykh T.G. Teknologi perubatan: Buku teks. untuk farmaseutikal universiti dan fakulti: Per. dari bahasa Ukraine / Ed. A.I. Tikhonov. - Kh.: Rumah penerbitan NUPh; Golden Pages, 2002. - 704 ms: 139 sakit.

15. Tikhonov O.I., Yarnikh T.G. Teknologi ubat-ubatan: Buku panduan untuk pelajar fakulti farmaseutikal VMNZ Ukraine peringkat akreditasi III-IV: Terjemahan dari Rusia / Disunting oleh O.I. Tikhonov. - Vinnytsia: Lihat “Buku Baru”, 2004. - 640 p.

16. Friedrichsberg D.A. Kursus kimia koloid: Buku teks untuk universiti. - ed. ke-2, disemak. dan tambahan - L.: Kimia, 1984. - 368 hlm.

17. Aspek farmaseutikal dan bioperubatan ubat. Buku teks untuk pendengar in-tov, fak. latihan lanjutan untuk pakar farmasi: B 2

t./ I.M. Pertsev, I.A. Zupanets, L.D. Shevchenko dan lain-lain; Di bawah. ed. MEREKA. Pertseva, I.A. Zupanca. - Kh.: Rumah penerbitan NFAU, 1999.- T.1.- 448 hlm.

18. Formulasi ekstemporari (teknologi, aplikasi). Bentuk dos cecair: Direktori / A.I. Tikhonov, V.P. Chernykh, T.G. Yarnykh, dsb.; Ed. Ahli akademik A.I. Tikhonov. - Kh.: Rumah penerbitan NFAU, 2000. - 208 hlm.

19. Ensiklopedia Teknologi Farmaseutikal / Ed. J. Swarbrick, I.C. Boylan. - Ke-2 - New-York, Basel: Marcek Dekker, Inc., 2002. - Jld. 3. - 3032 hlm.

20. Farmakope Eropah, 4th Ed. - Strasbourg: majlis Eropah, 2001. -2416 p.

21. British Pharmacopoeia, 2000. - 2346 p.

22. Panduan Amalan Pengilangan yang Baik untuk Produk Perubatan/ Peraturan yang Mentadbir Produk Perubatan dalam Komuniti Eropah.- Vol.IV.-P.135.

Disiarkan di Allbest.ru

...

Dokumen yang serupa

Konsep penyelesaian sebatian berat molekul tinggi (HMCs). Proses pembengkakan IUD: peringkat, punca, tekanan dan tahapnya. Kelikatan sistem tersebar dan penyelesaian IUD, kaedah untuk pengukurannya. Kelikatan struktur dan relatif. Struktur pembekuan.

abstrak, ditambah 01/22/2009


Ciri-ciri larutan yang mengandungi sistem penimbal dan mempunyai keupayaan untuk mengekalkan pH pada tahap yang tetap. Aplikasi penyelesaian penimbal dan klasifikasinya. Intipati tindakan penimbal. Sifat penampan larutan asid dan bes kuat.

ujian, ditambah 28/10/2015


Kimia koloid sebagai sains yang mengkaji sifat fizikokimia sistem heterogen, sangat tersebar dan sebatian molekul tinggi. Pengeluaran dan kaedah penulenan larutan koloid. Penggunaan gel dalam industri makanan, kosmetik dan perubatan.

pembentangan, ditambah 01/26/2015


Pemalar dan parameter yang menentukan keadaan kualitatif (fasa) dan ciri kuantitatif penyelesaian. Jenis penyelesaian dan sifat khususnya. Kaedah untuk menghasilkan larutan pepejal. Ciri penyelesaian dengan eutektik. Penyelesaian gas dalam cecair.

abstrak, ditambah 09/06/2013


Peranan osmosis dalam proses biologi. Proses resapan untuk dua larutan. Perumusan undang-undang Raoult dan akibat daripadanya. Penggunaan kaedah cryoscopy dan ebullioscopy. Pekali isotonik van't Hoff. Sifat koligatif larutan elektrolit.

abstrak, ditambah 03/23/2013


Aloi silikon-nikel, sifatnya dan aplikasi perindustrian. Pemodelan termodinamik sifat larutan logam pepejal. Teori penyelesaian "biasa". Fungsi termodinamik pembentukan sebatian antara logam. Pengiraan aktiviti komponen.

tesis, ditambah 03/13/2011


Sifat zat terlarut dan pelarut. Kaedah menyatakan kepekatan larutan. Pengaruh suhu ke atas keterlarutan gas, cecair dan pepejal. Faktor-faktor yang mempengaruhi pembubaran. Hubungan antara kenormalan dan kemolaran. Undang-undang untuk penyelesaian.

kuliah, ditambah 04/22/2013


Klasifikasi sistem penyebaran. Faktor utama kestabilan larutan koloid. Kaedah untuk penyediaannya (penyebaran, pemeluwapan) dan penulenan (dialisis, ultrafiltrasi). Teori Micellar struktur zarah koloid. Pembekuan dengan campuran elektrolit.

pembentangan, ditambah 28/11/2013


Keseimbangan fasa, mod sintesis dan sifat strontium, larutan pepejal yang mengandungi barium komposisi (Sr1-xBax) 4M2O9 (M-Nb, Ta) dengan struktur perovskit. Ciri-ciri bahan permulaan dan penyediaannya. Kaedah untuk mengira struktur elektronik pepejal.

kerja kursus, tambah 04/26/2011


Sifat fizikal air, momen dipol molekul. Mekanisme pembentukan larutan. Pengaruh tekanan, suhu dan elektrolit ke atas keterlarutan bahan. Teorem terma Nernst. Cara utama untuk menyatakan komposisi penyelesaian. Konsep pecahan mol.

Kimia koloid mengkaji sifat fizikokimia sistem - sistem yang tersebar, salah satu fasanya ialah pengumpulan zarah yang sangat kecil. Sistem sedemikian meluas secara semula jadi, dalam kehidupan seharian, dalam teknologi, pembinaan dan bidang aktiviti lain, dan juga, yang penting, dalam farmasi. Undang-undang kimia koloid mendasari proses penyediaan bentuk dos, penyimpanan dan penuaannya. Oleh itu, pengetahuan tentang asas kimia koloid adalah perlu untuk ahli farmasi am, serta ahli teknologi dalam pengeluaran kimia dan farmaseutikal, pengeluaran produk yang digunakan dalam minyak wangi, kosmetik dan dalam kehidupan seharian.

"Kursus" ini menggunakan sistem persembahan modular yang sama seperti dalam jilid yang dikhaskan untuk kimia fizikal. Perkara yang sama berlaku untuk reka bentuk teks dan enjin carian. Oleh kerana bahan yang terkandung dalam setiap bahagian adalah satu keseluruhan, buku itu tidak dibahagikan kepada kuliah.

Penulis mengucapkan terima kasih yang mendalam kepada semua pekerja Akademi Farmaseutikal Negeri Pyatigorsk dan khususnya kepada pekerja Jabatan Kimia Fizikal dan Koloid Universiti Fizik Negeri Perm, yang nasihat, komen kritis dan bantuan mereka digunakan dalam menyediakan kursus syarahan dan penulisan penerbitan ini, dan ucapan terima kasih yang tulus kepada pengulas atas analisis teliti manuskrip dan komen membina mereka sebelum dicetak.

NOTASI YANG DITERIMA

A – nilai penjerapan

A - 1) saiz zarah linear

2) aktiviti termodinamik

C – 1) kepekatan molar

2) kepekatan isipadu

D – 1) tahap serakan

d – diameter

2) tenaga

F - memaksa

G.S. - tenaga permukaan bebas

g – pecutan graviti

2) entalpi

saya – keamatan cahaya

j diff - fluks resapan

K - 1) pemalar penjerapan

keseimbangan

2) pemalar pertukaran

3) pemalar kadar pembekuan

K ’ – pekali kekeruhan molar

k - 1) Pemalar Boltzmann

l - panjang

M - jisim molar

m - berat badan

N.A. - Nombor Avogadro

n – 1) jumlah bahan (mol)

2) indeks biasan

3) bilangan zarah

P - keupayaan membeku

hlm - tekanan

Q – halaju aliran isipadu

R - pemalar gas sejagat

r - jejari

S – 1) kawasan

2) entropi

S sed - pemalar pemendapan

S sp – permukaan tertentu

T - suhu

t - masa

V - kelantangan

v – kelajuan

w - Kerja

z – caj ion

a – tahap bengkak

b - nisbah buih

G - lebihan permukaan

g - ambang pembekuan

D X – anjakan zarah purata pada

Gerakan Brownian

d - ketebalan elektrik berganda

e - pemalar dielektrik

e 0 – pemalar elektrik

z - potensi elektrokinetik

j - 1) kepekatan isipadu

2) elektrotermodinamik

potensi

h - kelikatan

q - 1) sudut sentuhan

2) kekuatan hasil

l - 1) hidrofilik-lipofilik

2) panjang gelombang

n - kepekatan separa

hlm - 1) pemalar geometri

2) tekanan osmosis

r - ketumpatan

S - jumlah

s - 1) tegangan permukaan

2) ketumpatan cas

w - kelajuan sudut putaran

KEKAL FIZIKAL ASAS

Nombor Avogadro N.A. 6.02252´1023 mol-1

Nombor Faraday F 96487 C/mol-eq

Pemalar Boltzmann k 1.3804´10-23 J/K

Pemalar gas sejagat R 8.314 J/mol K =

1.98725 kal/mol K =

0.082057 l atm/mol K

Pemalar elektrik e 0 8.´1012 F/m

PENGENALAN

1. Subjek kimia koloid, tempatnya di kalangan sains semula jadi

disiplin dan implikasi untuk farmasi, perubatan dan biologi

Kimia koloid- sains yang mengkaji sistem tersebar dan fenomena permukaan. Penyelesaian bahan bermolekul tinggi dalam banyak aspek adalah serupa dalam sifat kepada sistem terpencar, jadi ia juga dipertimbangkan dalam perjalanan kimia koloid.

Pada tahun 1861, ahli kimia Inggeris T. Graham, meneruskan kerja F. Selmi (1845), mencadangkan membahagikan semua bahan kimia kepada dua kelas mengikut keupayaan mereka untuk membentuk larutan dengan sifat yang berbeza secara mendadak. Penyelesaian bahan kelas yang sama - "kristalloid" dalam terminologi Graham - adalah stabil, tidak berubah melalui membran tumbuhan dan haiwan, apabila penyejatan mereka biasanya memberikan mendakan kristal, resapan di dalamnya berjalan dengan cepat, dalam kebanyakan kes ia telus (ini adalah penyelesaian yang dipanggil benar). Penyelesaian bahan kelas lain paling kerap tidak stabil (labil), apabila melalui membran mereka sering memisahkan atau menukar sifatnya, apabila ia menyejat, mendakan amorf terbentuk, yang selalunya tidak boleh dilarutkan semula, resapan dalam larutan tersebut berjalan dengan sangat perlahan. , dan dalam kebanyakan kes ia keruh . T. Graham memanggil kelas bahan ini, selepas nama Yunani wakil tipikal mereka - gusi tumbuhan dan gam haiwan, koloid (dari kolla Yunani - gam), dan penyelesaian yang dibentuk oleh mereka - penyelesaian koloid. Dan walaupun kemudiannya menjadi jelas bahawa pembahagian bahan kepada kristaloid dan koloid adalah tidak betul, kerana bahan yang sama boleh membentuk kedua-dua penyelesaian benar dan koloid dalam keadaan yang berbeza, istilah "larutan koloid", serta nama asal sains " kimia koloid” " telah dipelihara. Walau bagaimanapun, kini konsep-konsep ini mempunyai kandungan yang berbeza, yang akan dibincangkan di bawah.

Kebanyakan badan sebenar di sekeliling kita terdiri daripada zarah-zarah kecil - kelainan direndam dalam sebarang medium (cecair, pepejal atau gas). Penyerakan termasuk zarah dalam bentuk yang paling pelbagai - butiran, ketulan, filem, benang, gelembung udara, titisan cecair, kapilari, dll. Keseluruhan penyebaran tersebut, bersama-sama dengan medium di mana ia diedarkan, membentuk sistem penyebaran. Oleh itu, sistem penyebaran terdiri daripada berterusan medium penyebaran Dan fasa tersebar- jumlah semua varians.

Contoh sistem berserakan semula jadi termasuk batu, tanah, pasir, habuk, asap, awan dan kabus; tisu tumbuhan dan haiwan, sel dan pembentukan intrasel tumbuhan, haiwan, mikroorganisma, serta mikroorganisma itu sendiri - bakteria dan virus. Banyak produk perindustrian juga merupakan sistem tersebar, contohnya, bahan binaan, aloi logam, kertas, fabrik, produk makanan dan banyak bentuk dos (serbuk, emulsi, ampaian, aerosol)
dan lain-lain.). Ia berikutan bahawa proses teknologi dadah tidak boleh dikawal secara pakar tanpa pengetahuan tentang sifat asas sistem tersebar.

Walaupun saiz serakan yang kecil, jumlah luas permukaan yang memisahkannya daripada medium serakan adalah sangat besar. Atas sebab ini, dalam sistem tersebar, mereka amat ketara. fenomena permukaan, yang sebahagian besarnya menentukan sifat mereka. Fenomena permukaan termasuk proses yang berlaku di sempadan yang memisahkan fasa sentuhan (berkonjugasi). Oleh itu, proses biokimia dalam organisma hidup berlaku pada pelbagai antara muka, seperti membran yang membentuk membran sel, nukleus, mitokondria, dll. Untuk pertimbangan terperinci proses ini dalam keadaan normal dan patologi, serta proses yang melibatkan bahan perubatan , pengetahuan adalah perlu teori fenomena permukaan.

Kimia koloid mempunyai objek kajian lain - bahan berat molekul tinggi (HMW) dan penyelesaiannya. Hakikatnya ialah makromolekul EMV mempunyai saiz yang setanding dengan saiz banyak penyebaran kecil. Oleh itu, penyelesaian mereka mempunyai banyak sifat yang sama dengan sistem tersebar. Keperluan untuk mengkaji EMV juga disebabkan oleh fakta bahawa komposisi tisu dan sel badan, sitoplasma, darah, dan lain-lain termasuk bahan molekul tinggi semula jadi - protein, polisakarida, asid nukleik. Penyelesaian pelbagai EMV digunakan sebagai ubat, oleh itu kedua-dua ahli farmakologi dan ahli farmasi mesti mengetahui sifat dan ciri struktur sistem tersebut dan menguasai kaedah mengkajinya.

Mempunyai sebagai objek penyelidikan terutamanya objek sebenar dalam semua kepelbagaian sifatnya, kimia koloid melengkapkan pendidikan kimia am. Pada masa yang sama, terdapat banyak sebab untuk memanggil sains sistem tersebar dan fenomena permukaan sebagai kimia fizikal badan sebenar.

2. Tanda-tanda objek kimia koloid

Objek kimia koloid dicirikan oleh dua ciri umum - heterogen dan penyebaran. Semua sifat istimewa yang wujud di dalamnya adalah akibat atau fungsi heterogeniti dan serakan.

Heterogeniti(multiphase) - tanda yang menunjukkan kehadiran antara muka antara fasa. Tidak seperti sistem heterogen yang lain, sistem tersebar mempunyai tahap pemecahan yang tinggi dan sejumlah besar zarah fasa tersebar.

Penyebaran(pemecahan) ditentukan oleh saiz zarah fasa terserak. Lebih kecil dimensi linear zarah fasa, lebih besar penyebarannya. Secara kuantitatif, penyebaran boleh dinyatakan dengan ciri-ciri berikut:

1) dimensi linear zarah A . Dimensi A dalam sistem SI - m. Dalam kes bentuk zarah isometrik - padu atau sfera, dimensi linear bermaksud diameter atau tepi kubus, dan dalam kes benang, kapilari, filem dan zarah bukan isometrik lain - ini ialah panjang paksi terkecil zarah.

2) tahap penyebaran D , selalunya dipanggil penyebaran. D ialah timbal balik dimensi linear zarah D = 1/a . Dimensi D dalam sistem SI – m-1. D boleh dianggap sebagai bilangan zarah yang sesuai bagi setiap unit panjang, iaitu, setiap 1 m.

3) luas permukaan tertentu Sud , ditentukan oleh nisbah permukaan antara fasa kepada isipadu atau kepada jisim zarah fasa terserak. Terdapat dua jenis luas permukaan tertentu:

- Luas permukaan tertentu mengikut isipadu:

,

di mana n - bilangan zarah, S - luas permukaan satu zarah, V - isipadu satu zarah. Dimensi S pukul V m2/m3 (atau kurang betul m-1).

Dalam kebanyakan kes, serakan secara spontan mengambil bentuk yang hampir kepada sfera atau kubik. Ini disebabkan oleh fakta bahawa daripada semua jasad geometri, sfera dan kubus mempunyai luas permukaan terkecil untuk isipadu yang sama. Oleh itu, terdapat formula mudah untuk mengira S pukul V :

-

di mana r - jejari zarah, d - diameternya;

- untuk sistem dengan zarah padu

,

di mana A - panjang tepi kubus.

- Luas permukaan tertentu mengikut jisim:

,

di mana m - jisim satu zarah. Kerana m = r V , Di mana r ialah ketumpatan bahan zarah, maka kita boleh menulis: . Bermaksud,

- untuk sistem dengan zarah sfera

;

- untuk sistem dengan zarah padu:

Ketiga-tiga ciri penyebaran saling berkaitan: dengan penurunan A penyebaran bertambah D dan permukaan tertentu Sud .

Dengan penurunan dalam ciri kuantitatif - saiz zarah - dengan pencapaian tahap penyebaran tertentu, perubahan kualitatif dalam sifat sistem heterogen berlaku, iaitu: daripada banyak sifat fizikal dan kimia, fenomena permukaan mengambil peranan utama . Keaslian kualitatif ini mula nyata apabila saiz zarah fasa tersebar berkurangan kepada 10-4 ¸ 10-6 m, dan dinyatakan dengan jelas terutamanya dalam sistem dengan saiz zarah 10-7 ¸ 10-9 m. Ia adalah tepat sistem sedemikian yang sebenarnya merupakan objek kajian kimia koloid ( sistem koloid). Oleh itu, adalah kebiasaan untuk bercakap tentang zarah saiz koloid dan tentang istimewa keadaan koloid bahan, dengan itu menekankan keunikan sistem dengan zarah yang sangat kecil.

3. Lakaran sejarah ringkas

Pengasas kimia koloid dianggap sebagai T. Graham, yang membuat persembahan pada 60-an abad ke-19. kajian sistematik pertama bagi larutan koloid. Selepas itu, kimia koloid menyerap keputusan yang diperolehi dalam bidang fizik dan kimia lain pada akhir abad ke-19 dan permulaan abad ke-20. V. dibentuk menjadi cabang kimia yang bebas.

Berdasarkan teori mekanikal kapilari, dibangunkan pada awal abad ke-19.
T. Young dan P. Laplace, dan termodinamik fenomena permukaan yang dicipta
J. W. Gibbs pada tahun 1870-an merumuskan hala tuju utama penyelidikan dalam kimia koloid: kajian proses pembentukan fasa baharu dalam sistem homogen, kestabilan termodinamik sistem koloid, dan penerangan kuantitatif penjerapan pada antara muka. Idea tentang struktur lapisan dua elektrik yang dibangunkan pada tahun 1853 oleh G. Helmholtz memungkinkan untuk menerangkan fenomena elektrokinetik dan kapilari. Penciptaan teori penyerakan cahaya oleh J. Rayleigh menyumbang kepada kajian kuantitatif sifat optik sistem koloid. Belajar
J. Perrin, T. Svedberg dan R. Zsigmondy dari gerakan Brown berdasarkan teori yang dicipta pada tahun 1905 oleh A. Einstein dan M. Smoluchowski, memungkinkan untuk membuktikan realiti kewujudan molekul dan ketepatan konsep kinetik molekul. Pada tahun 1903, beliau menemui fenomena kromatografi dan membangunkan kaedah kromatografi untuk mengasingkan dan menganalisis campuran bahan. Berdasarkan teori kinetik penjerapan yang dicadangkan pada tahun 1917 oleh I. Langmuir, kaedah telah dibangunkan untuk mengkaji keadaan molekul surfaktan dalam lapisan penjerapan monomolekul. Pada tahun 1928, beliau menemui pengurangan kekuatan penjerapan (“kesan Rehbinder”) dan pada tahun 1940-an – 50-an, berdasarkan perkembangan arah ini dan kajian pembentukan struktur dalam sistem penyebaran, beliau mencipta mekanik fizikokimia. Teori fizikal kestabilan sistem koloid telah dibangunkan pada tahun 1937 bersama-sama dan secara bebas daripadanya oleh E. Verwey dan J. Overbeck (“teori DLVO”).

Bidang penyelidikan utama dalam kimia koloid moden ialah termodinamik fenomena permukaan, kajian penjerapan bahan, sifat sistem terdispersi, struktur lapisan dua elektrik, penciptaan dan penambahbaikan kaedah analisis dan penyelidikan kimia koloid. , dan lain-lain.

I. FENOMENA SULIT

BAB 1

CIRI-CIRI STRUKTUR LAPISAN PERMUKAAN. KETEGANGAN MUKA

1.1. Tenaga permukaan Gibbs. Ketegangan permukaan

Permukaan antara muka hanya boleh wujud jika terdapat fasa cecair atau pepejal dalam sistem. Mereka menentukan bentuk dan struktur lapisan permukaan - kawasan peralihan dari satu fasa ke fasa yang lain.

Dalam kes yang paling mudah, sebarang bahan pepejal atau cecair terdiri daripada molekul satu jenis. Walau bagaimanapun, keadaan molekul yang berada di permukaan berbeza daripada keadaan molekul yang berada dalam sebahagian besar fasa pepejal atau cecair, kerana ia tidak dikelilingi pada semua sisi oleh molekul lain yang serupa. Molekul permukaan ditarik ke dalam cecair atau pepejal kerana mereka mengalami tarikan yang lebih besar daripada molekul dalam sebahagian besar fasa terkondensasi daripada molekul gas di bahagian lain permukaan. Daya tarikan ini menyebabkan permukaan mengecut sebanyak mungkin dan mengakibatkan beberapa daya pada satah permukaan yang dipanggil daya ketegangan permukaan.

Oleh itu, jasad cecair dan pepejal secara spontan memperoleh isipadu minimum yang mungkin dan boleh dikatakan tidak boleh dimampatkan, dan regangan dan pecahnya memerlukan perbelanjaan tenaga yang ketara.

Tenaga yang diberikan kepada lapisan permukaan dan menentukan kestabilannya adalah, menurut J. W. Gibbs, apa yang dipanggil tenaga permukaan bebas G.S. , berkadar dengan kawasan antara muka:

G.S. = s S , (1.1)

di mana s - pekali perkadaran, dipanggil pekali tegangan permukaan. Makna fizikal s - tenaga permukaan bebas per unit kawasan antara muka atau, dengan kata lain, kerja pembentukan isoterma boleh balik per unit kawasan antara muka. dimensi SI s - J/m2.

Ketegangan permukaan juga boleh dianggap sebagai daya yang bertindak setiap unit panjang kontur permukaan, dan cenderung untuk mengurangkan permukaan kepada minimum untuk nisbah isipadu fasa tertentu. Dalam kes ini, dimensi s adalah lebih mudah untuk menyatakannya dalam N/m.

Kewujudan tegangan permukaan menjelaskan fakta terkenal berikut: titisan air tidak menembusi lubang kecil dan ruang antara benang payung atau fabrik khemah; labah-labah air dan serangga boleh berjalan di permukaan air, disokong oleh filem permukaan yang tidak kelihatan, titisan hujan atau kabus mengambil bentuk sfera, dsb.

Apabila jasad pepejal atau cecair dihancurkan, jumlah luas permukaan antara muka bertambah, akibatnya bahagian molekulnya yang semakin meningkat berakhir di permukaan, dan bahagian molekul yang terletak dalam isipadu berkurangan. Oleh itu, semakin kecil zarah, semakin besar bahagian fungsi termodinamik, termasuk tenaga Gibbs zarah, tergolong dalam molekul permukaan.

1.2. Cara untuk mengurangkan tenaga permukaan bebas

Mana-mana sistem, termasuk yang tersebar, cenderung kepada keseimbangan. Dari kursus kimia fizikal diketahui bahawa dalam kes ini sentiasa ada kecenderungan untuk penurunan spontan dalam tenaga Gibbs. G . Ini juga terpakai kepada tenaga permukaan bebas sistem penyebaran G.S. .

Selain itu, mengikut persamaan (1.1), penurunan G S boleh dicapai dengan cara berikut:

A) Pada tegangan permukaan yang berterusan dengan mengurangkan antara muka antara muka:

D G S = s D S .

Mengurangkan kawasan antara muka boleh, seterusnya, dilakukan dalam dua cara:

Penerimaan spontan oleh zarah bentuk geometri yang sepadan dengan tenaga permukaan bebas minimum. Oleh itu, jika tiada pengaruh daya luar, setitik cecair berbentuk bola.

Gabungan (agregat) zarah-zarah kecil menjadi lebih besar (agregat). Dalam kes ini, keuntungan tenaga yang lebih besar dicapai, kerana apabila menggabungkan antara muka fasa berkurangan dengan ketara.

Ia berikutan bahawa, mempunyai bekalan tenaga permukaan yang besar, sistem tersebar secara asasnya tidak stabil secara agregat dan berusaha untuk secara spontan mengurangkan tahap serakan dengan menggabungkan zarah fasa terserak.

b) Pada kawasan antara muka yang berterusan dengan mengurangkan ketegangan permukaan:

D G S = S D s .

Dalam banyak kes, termasuk dalam pembuatan bentuk dos, apabila perlu untuk mengekalkan saiz zarah tetap fasa tersebar dalam sistem, mengurangkan ketegangan permukaan antara muka adalah yang paling penting, dan selalunya satu-satunya cara untuk mengekalkan tahap penyebaran.

Pengurangan tegangan permukaan dicapai dengan memasukkan ke dalam sistem tersebar surfaktan (Surfaktan), yang mempunyai keupayaan untuk menumpukan (menyerap) pada antara muka dan, dengan kehadirannya, mengurangkan ketegangan permukaan.

1.3. Surfaktan

Bahan organik dengan tidak simetri, difilik molekul yang mengandungi kedua-dua kumpulan polar (hidrofilik) dan bukan kutub (lipofilik). Kumpulan hidrofilik (-OH, -COOH, - SO3H, - NH2, dsb.) memberikan pertalian surfaktan dalam air, manakala kumpulan hidrofobik (biasanya radikal hidrokarbon, kedua-dua alifatik dan aromatik) memberikan pertalian surfaktan untuk bukan kutub. media. Tegangan permukaan surfaktan sendiri mestilah kurang daripada pepejal atau cecair yang diberikan. Dalam lapisan penjerapan pada sempadan fasa, molekul amphiphilic berorientasikan dengan cara yang paling bertenaga: kumpulan hidrofilik - ke arah fasa kutub, hidrofobik - ke arah fasa bukan kutub.

Secara grafik, molekul surfaktan diwakili oleh simbol ¡¾¾¾, di mana bulatan menandakan kumpulan hidrofilik dan garisan menandakan kumpulan hidrofobik.

1.4. Klasifikasi surfaktan

- Mengikut saiz molekul Surfaktan dibahagikan kepada berat molekul tinggi (contohnya, protein) dan berat molekul rendah (sebahagian besar surfaktan dinyatakan dalam jenis pengelasan lain).

- Mengikut jenis kumpulan hidrofilik membezakan bukan ionik (bukan ionik) Dan ionik (ionik) surfaktan.

Bahan bukan ionik wujud dalam larutan dalam bentuk molekul yang tidak bercampur (contohnya, Tweens atau sorbital, alkohol).

Ion berpecah dalam larutan menjadi ion, sebahagian daripadanya sebenarnya mempunyai aktiviti permukaan, manakala yang lain tidak. Bergantung pada tanda cas ion aktif permukaan, surfaktan dibahagikan kepada aktif kation, anion-aktif Dan amfoterik.

Dalam amalan, surfaktan anionik paling kerap digunakan: asid karboksilik dan garamnya (sabun), alkil sulfat, alkil sulfonat, alkilaril sulfonat, fenol, tanin, dll.

Tempat kedua dalam kepentingan diduduki oleh surfaktan bukan ionik - alkohol alifatik, eter polioksietilena mereka dari pelbagai sifat, lipid.

Bahagian pengeluaran surfaktan yang jauh lebih kecil, tetapi sentiasa meningkat dikira oleh kationik (terutamanya terbitan alkilamin, primer, sekunder dan tertier) dan surfaktan amfoterik (contohnya, asid amino, protein). Banyak alkaloid juga merupakan surfaktan kationik.

- Tingkah laku dalam penyelesaian semua surfaktan dibahagikan kepada benar-larut dan koloid (atau membentuk misel, MPAV). Kumpulan pertama termasuk sejumlah besar sebatian organik amphiphilic yang sangat larut dengan radikal hidrokarbon kecil (alkohol, fenol, asid karboksilik rendah dan garamnya, amina). Bahan jenis ini wujud dalam larutan sebagai molekul atau ion individu, sehingga kepekatan yang sepadan dengan keterlarutannya.

Kepentingan khusus ialah surfaktan koloid. Mereka adalah yang paling banyak digunakan dalam amalan, termasuk untuk penstabilan sistem tersebar, dan terutamanya dimaksudkan dengan istilah surfaktan. Ciri membezakan utama mereka ialah keupayaan untuk membentuk stabil secara termodinamik ( lyophilic) sistem penyebaran heterogen - larutan surfaktan misel. Bilangan minimum atom C dalam molekul MPAS ialah 8–12, iaitu sebatian ini mempunyai radikal hidrokarbon yang agak besar.

1.5. Penggunaan surfaktan

Surfaktan digunakan sebagai agen pengapungan, dispersan, pengemulsi, detergen, komponen komposisi pemadam api, kosmetik, dll. Surfaktan memainkan peranan penting dalam proses biologi.

Di farmasi, surfaktan digunakan terutamanya dalam bentuk sabun perubatan dan penstabil untuk bentuk dos seperti emulsi, suspensi, larutan koloid, dan sistem terlarut.

Sabun perubatan digunakan sebagai detergen, pembasmi kuman dan agen dermatologi. Ia adalah campuran sabun natrium dan kalium biasa dengan pewarna, pewangi dan pembasmi kuman atau ubat tertentu (contohnya, sabun hijau, tar, ichthyol, karbolik, sulfur, klorofenol, sabun sulsen).

Surfaktan semula jadi dengan berat molekul tinggi seperti protein (termasuk gelatin), gusi, bahan semula jadi dengan berat molekul rendah - saponin, palmitat, natrium atau kalium laurat, serta surfaktan sintetik - Tweens (sorbital), dsb. digunakan sebagai penstabil untuk bentuk dos di farmasi.

Detergen yang digunakan secara meluas dalam kehidupan seharian (sabun, syampu, detergen pencuci pinggan, serbuk pencuci, dll.) dibuat berdasarkan surfaktan seperti stearat, oleat dan natrium (atau kalium) palmitat, serta derivatif sulfanol ( sepasang-natrium dodecylbenzenesulfonate).

Kembar-80 Sulfanol

1.6. Isoterma tegangan permukaan. Persamaan

Shishkovsky

Kebergantungan tegangan permukaan larutan surfaktan pada kepekatannya dinyatakan pada setiap suhu malar yang diberikan oleh isoterma. Pandangan umum isoterma sedemikian ditunjukkan dalam Rajah. 1.1. Isoterm tegangan permukaan meninggalkan titik s 0 pada paksi-y, yang sepadan dengan tegangan permukaan pelarut tulen. Dengan peningkatan kepekatan surfaktan, ketegangan permukaan secara beransur-ansur berkurangan, cenderung kepada ciri nilai malar minimum tertentu bagi setiap surfaktan yang diberikan.

nasi. 1.1. Pandangan umum isoterma tegangan permukaan

Isoterma tegangan permukaan boleh diterangkan menggunakan persamaan B. Shishkovsky (1908):

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

di mana s - ketegangan permukaan larutan surfaktan; D s - penurunan tegangan permukaan larutan surfaktan dengan kepekatan DENGAN berbanding dengan s 0 - tegangan permukaan pelarut (contohnya, air) pada suhu tertentu; A Dan b - pemalar. berterusan A ciri setiap siri homolog; pekali b individu untuk setiap surfaktan individu.

1.7. Sifat surfaktan: aktiviti permukaan, hidrofilik

keseimbangan lipofilik

Keupayaan surfaktan untuk merendahkan ketegangan permukaan boleh dicirikan aktiviti permukaan, yang bergantung terutamanya pada panjang radikal hidrokarbon dalam molekul surfaktan. Aktiviti permukaan ialah terbitan tegangan permukaan larutan surfaktan berdasarkan kepekatannya

Tanda tolak menunjukkan bahawa apabila kepekatan surfaktan meningkat, tegangan permukaan larutannya berkurangan.

Untuk surfaktan yang benar-benar larut, aktiviti permukaan ditentukan oleh bahagian awal isoterma tegangan permukaan (Rajah 1.2) pada kepekatan yang cenderung kepada sifar.

nasi. 1.2. Penentuan aktiviti permukaan surfaktan oleh isoterma

ketegangan permukaan

Untuk mencarinya, tangen kepada isoterma tegangan permukaan dilukis pada titik yang sepadan dengannya s 0 .Garis tangen dilanjutkan sehingga bersilang dengan paksi kepekatan. Aktiviti permukaan dikira sebagai tangen sudut kecondongan tangen kepada paksi absis:

.

Untuk surfaktan pembentuk misel, aktiviti permukaan boleh dikira menggunakan formula

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

di mana ( b + Y n ) – pertalian (tenaga interaksi Gibbs) bahagian bukan kutub molekul surfaktan kepada cecair hidrokarbon ( b – pekali bergantung kepada sifat surfaktan, Y - pertalian setiap kumpulan - CH2-, n - bilangan kumpulan - CH2- dalam radikal hidrokarbon); A – pertalian kumpulan kutub dengan air.

Semakin tinggi hidrofilik surfaktan, semakin besar HLBnya. Terdapat skala nombor HLB (D. Davis, 1960s; Griffin) antara 1 hingga 40. Nombor HLB pada skala ini boleh dikira daripada jumlah nombor kumpulan yang diberikan kepada setiap kumpulan atom yang termasuk dalam molekul surfaktan:

HLB = å nombor kumpulan hidrofilik +

+ å nombor kumpulan hidrofobik + 7

Berikut adalah beberapa nombor kumpulan mengikut Griffin:

kumpulan hidrofilik
kumpulan hidrofobik

Dalam penentuan praktikal HLB, titik rujukan yang dipanggil digunakan, iaitu nombor HLB beberapa surfaktan: asid oleik - 1, triethanolamine - 12, natrium oleat - 18.

Walaupun konsep HLB agak formal, ia membolehkan seseorang menentukan secara kasar kawasan penggunaan surfaktan. Sebagai contoh:

(khusus "Farmasi")

Matlamat mempelajari disiplin "Kimia fizikal dan koloid"
Disiplin asas "Kimia fizikal dan koloid" adalah asas untuk pelajar menguasai kimia analitikal, organik, farmaseutikal, kimia toksikologi, teknologi bentuk dos yang termasuk dalam kurikulum untuk melatih pelajar dalam kepakaran 040500 "Farmasi".

KIMIA FIZIKAL

Subjek, tugas dan kaedah kimia fizikal
Peringkat utama pembangunan kimia fizikal. Peranan saintis dalam dan luar negara dalam pembangunan kimia fizikal. Tempat kimia fizikal antara sains lain dan kepentingannya dalam pembangunan farmasi. M.V. Lomonosov, D.I. Mendeleev, N.S. Kurnakov, G.I. Hess, V.F. Alekseev, N.N. Beketov - saintis Rusia, pengasas kimia fizikal.
Konsep asas dan undang-undang termodinamik kimia. Termokimia
Subjek dan kaedah termodinamik. Konsep dan definisi asas . Sistem: terpencil, tertutup dan terbuka. Keadaan sistem. Fungsi negeri. Proses: isobaric, isothermal, isochoric dan adiabatic. Tenaga dalaman sistem. Kerja. Haba.
Undang-undang pertama termodinamik. Ungkapan matematik permulaan 1. Entalpi. Haba isochoric dan isobaric proses dan hubungan antara mereka. Undang-undang Hess. Persamaan termokimia. Haba piawai pembentukan dan pembakaran bahan. Pengiraan haba piawai tindak balas kimia menggunakan haba piawai pembentukan dan pembakaran bahan. Haba peneutralan, pembubaran, penghidratan. Gambar rajah entalpi. Kebergantungan haba proses pada suhu, persamaan Kirchhoff.
Hukum kedua termodinamik. Proses boleh balik dan tidak boleh balik dalam pengertian termodinamik. Prestasi proses maksimum. Kerja yang berguna. Rumusan entropi bagi hukum kedua termodinamik. Entropi ialah fungsi keadaan sistem. Perubahan entropi dalam sistem terpencil. Perubahan dalam entropi semasa proses isoterma dan perubahan suhu. Sifat statistik undang-undang kedua termodinamik. Entropi dan kaitannya dengan kebarangkalian termodinamik keadaan sistem. Formula Boltzmann.
Undang-undang ketiga termodinamik. Entropi mutlak. Entropi standard.
Potensi termodinamik. Tenaga Helmholtz. Tenaga Gibbs; hubungan antara mereka. Perubahan dalam tenaga Helmholtz dan tenaga Gibbs dalam proses spontan. Potensi kimia.
Termodinamik keseimbangan kimia
Persamaan isoterma tindak balas kimia. Pembuktian termodinamik hukum tindakan jisim untuk keseimbangan kimia homogen dan heterogen. Pemalar keseimbangan kimia dan kaedah menyatakannya.
Persamaan isobar dan isokor bagi tindak balas kimia. Akibat berikutan daripada persamaan ini. Pemalar keseimbangan kimia dan prinsip Le Chatelier-Brown. Pengiraan pemalar keseimbangan kimia menggunakan jadual kuantiti termodinamik.
Termodinamik keseimbangan fasa
Konsep asas. Sistem homogen dan heterogen. fasa. Bahan konstituen. Komponen. Transformasi fasa dan keseimbangan: penyejatan, pemejalwapan, lebur, perubahan dalam pengubahsuaian alotropik. Bilangan komponen dan bilangan darjah kebebasan. Peraturan fasa Gibbs. Ramalan peralihan fasa apabila keadaan berubah.
Sistem satu komponen. Nyatakan gambar rajah sistem satu komponen (air, karbon dioksida, sulfur) Persamaan Clapeyron-Clausius. Sambungan dengan prinsip Le Chatelier-Brown.
Sistem dua komponen (perduaan).. Gambar rajah kebolehcampuran sistem binari. Analisis terma. Konsep analisis fizikal dan kimia (N. S. Kurnakov), permohonan untuk kajian bentuk dos. Hukum Raoult adalah justifikasi dengan kaedah potensi kimia berdasarkan hukum umum pengedaran bahan antara dua fasa. Penyelesaian yang ideal dan sebenar. Jenis rajah: "komposisi - tekanan wap", "komposisi - takat didih". Azeotrop. Undang-undang Konovalov-Gibbs pertama dan kedua. Penyulingan pecahan dan berterusan (pembetulan). Keterlarutan cecair dalam cecair. Suhu pembubaran kritikal atas dan bawah (V.F. Alekseev). Cecair saling tidak larut. Asas teori penyulingan wap .
Sistem tiga komponen. Hukum taburan bahan Nernst antara dua cecair tidak boleh larut. Pekali taburan. Prinsip mendapatkan tincture dan decoctions. Pengekstrakan.
Termodinamik larutan cair
Hubungan antara sifat koligatif: penurunan relatif dalam tekanan wap, penurunan takat beku pelarut, peningkatan takat didih pelarut dan tekanan osmotik larutan cair bukan elektrolit tidak meruap. Pemalar cryoscopic dan ebullioscopic dan hubungannya dengan haba pendidihan dan pencairan pelarut.
Sifat osmotik larutan elektrolit. Pekali isotonik.
Kaedah cryometric, ebulliometric dan osmometrik untuk menentukan jisim molar, pekali isotonik .
Termodinamik larutan elektrolit
Teori penyelesaian elektrolit kuat oleh Debye dan Hückel. Konsep atmosfera ionik. Aktiviti ion dan hubungannya dengan kepekatan. Pekali aktiviti dan pergantungan nilainya pada jumlah kepekatan elektrolit dalam larutan. Kekuatan ion larutan. Peraturan kekuatan ion. Kebergantungan pekali aktiviti pada kekuatan ionik larutan.
Sistem penimbal dan penyelesaian: asid-bes, kepekatan, redoks. Mekanisme tindakan mereka. Asetat, fosfat, ammonia, karbonat, penimbal hemoglobin. Kapasiti penampan dan faktor yang mempengaruhinya. Kepentingan sistem penimbal untuk kimia dan biologi.
Elektrokimia
Konduktor jenis kedua. Kekonduksian elektrik spesifik, setara dan molar; perubahannya dengan pencairan larutan. Kekonduksian elektrik molar pada pencairan tak terhingga. undang-undang Kohlrausch. Kekonduksian elektrik bagi larutan bukan akueus. Kelajuan pergerakan dan mobiliti ion. Mobiliti dan penghidratan (pelarutan) ion.
Potensi elektrod. Mekanisme kejadian. Persamaan Nernst. Keupayaan elektrokimia. Keupayaan elektrod piawai. Klasifikasi elektrod. Elektrod hidrogen standard. Pengukuran potensi elektrod. Sel galvanik kepekatan. Sumber semasa kimia.
Potensi redoks. Mekanisme kejadian. Elektrod redoks. Potensi redoks standard sebenar .
Elektrod selektif ion. Elektrod kaca. Jenis elektrod selektif ion lain. Aplikasi dalam biologi, perubatan, farmasi. Kaedah potensiometri untuk mengukur pH. Pentitratan potensiometri. Kepentingan kaedah ini dalam amalan farmaseutikal. Penentuan potensiometri tenaga Gibbs piawai bagi suatu tindak balas dan pemalar keseimbangan kimia.
Kinetik tindak balas kimia dan pemangkinan
Subjek dan kaedah kinetik kimia. Konsep asas. Tindak balas adalah mudah (peringkat tunggal) dan kompleks (berbilang peringkat), homogen dan heterogen. Kadar tindak balas kimia homogen dan kaedah untuk mengukurnya. Kebergantungan kelajuan tindak balas kepada pelbagai faktor. Hukum tindakan jisim untuk kadar tindak balas. Kemolekulan dan susunan tindak balas.
Persamaan kinetik tindak balas tak boleh balik bagi tertib sifar, pertama, kedua. Tempoh separuh hayat. Kaedah untuk menentukan susunan tindak balas. Kebergantungan kadar tindak balas pada suhu. Pekali suhu kadar tindak balas. Teori perlanggaran binari aktif. Tenaga pengaktifan. Hubungan antara kadar tindak balas dan tenaga pengaktifan. Penentuan tenaga pengaktifan. Kaedah dipercepatkan untuk menentukan tarikh luput ubat. Unsur-unsur teori keadaan peralihan (kompleks diaktifkan).
Reaksi kompleks: boleh diterbalikkan (dua belah), bersaing (selari), berurutan, konjugat (N. A. Shilov). Transformasi bahan perubatan dalam badan sebagai satu set proses berurutan; pemalar penyerapan dan pemalar penyingkiran. Tindak balas rantai (M. Bodenstein, N. N. Semenov). Peringkat individu tindak balas berantai. Tindak balas rantai tidak bercabang dan bercabang. Tindak balas fotokimia. Hukum kesetaraan fotokimia Einstein. Hasil kuantum tindak balas.
Proses pemangkin. Pemangkinan positif dan negatif. Perkembangan doktrin pemangkinan (A. A. Balandin, N. I. Kobozev). Pemangkinan homogen. Mekanisme tindakan mangkin. Tenaga pengaktifan tindak balas pemangkin. Pemangkinan asid-bes. Pemangkinan kompleks logam. Pemangkinan enzim. Perencatan tindak balas kimia. Mekanisme tindakan perencat.
Analisis penjerapan termodinamik. Penjerapan Gibbs yang berlebihan. Persamaan isoterma penjerapan Gibbs. Pengukuran penjerapan pada antara muka pepejal-gas dan pepejal-cecair. Faktor yang mempengaruhi penjerapan gas dan bahan terlarut. Penjerapan monomolekul, persamaan isoterma penjerapan Langmuir dan Freundlich. Penjerapan polimolekul. Pemeluwapan kapilari, penyerapan, chemisorption.
Penyerapan elektrolit. Penjerapan ion tidak spesifik (setara). Penyerapan terpilih ion. pemerintahan Paneth-Fajans. Penjerapan pertukaran ion. Ionit dan klasifikasinya. Kapasiti pertukaran. Penggunaan penukar ion di farmasi.
Kromatografi(M.S. Tsvet). Pengelasan kaedah kromatografi mengikut teknik pelaksanaan dan mekanisme proses. Penggunaan kromatografi untuk penghasilan dan analisis bahan perubatan. Penapisan gel.

KIMIA KLOID

Subjek, tugas dan kaedah kimia koloid
Peringkat utama dalam pembangunan kimia koloid. T. Graham dan I.G. Borschov adalah pengasas kimia koloid. Peranan saintis dalam dan luar negara dalam pembangunan kimia koloid (A. V. Dumansky, V. Ostwald, P. A. Rebinder). Kepentingan kimia koloid dalam pembangunan farmasi.
Sistem tersebar
Struktur sistem penyebaran. Fasa serakan, medium serakan. Ciri-ciri kuantitatif serakan.
Klasifikasi sistem penyebaran: oleh keadaan pengagregatan fasa tersebar dan medium penyebaran, mengikut kepekatan, dengan sifat interaksi fasa tersebar dengan medium penyebaran. Konsep sistem penyebaran lyophilic dan lyophobic. Ciri-ciri keadaan koloid (nanostate) bahan. Kesejagatan keadaan jirim yang tersebar. Peranan penentu fenomena permukaan dalam kimia koloid.
Kaedah untuk mendapatkan dan menulenkan larutan koloid. Dialisis, elektrodialisis, ultrafiltrasi.
Sifat molekul-kinetik dan optik sistem koloid
Gerakan Brown (persamaan Einstein), resapan (persamaan Fick), tekanan osmotik. hubungan mereka.
pemendapan. Kestabilan pemendapan dan keseimbangan pemendapan. Centrifuge dan aplikasinya untuk kajian sistem koloid.
Penyebaran dan penyerapan cahaya. Persamaan Rayleigh. Ultramikroskopi dan mikroskop elektron sistem koloid. Penentuan bentuk, saiz dan jisim zarah koloid.
Termodinamik fenomena permukaan
Termodinamik lapisan permukaan. Tenaga permukaan Gibbs dan ketegangan permukaan. Kaedah untuk menentukan tegangan permukaan. Kebergantungan tegangan permukaan pada suhu. Hubungan antara tenaga Gibbs permukaan dan entalpi permukaan. Sudut kenalan. Keadaan termodinamik pembasahan dan penyebaran.Hidrofilisiti dan hidrofobisiti permukaan pepejal.
Penyerapan surfaktan (surfaktan)
Termodinamik penjerapan. Terbitan persamaan Gibbs. Surfaktan dan bahan tidak aktif permukaan. Isoterma tegangan permukaan. Persamaan Shishkovsky. Aktiviti permukaan. Peraturan Duclos-Traube. Persamaan Langmuir untuk penjerapan monomolekul.
Orientasi molekul surfaktan dalam lapisan permukaan. Penentuan kawasan yang diduduki oleh molekul surfaktan dalam lapisan penjerapan tepu dan panjang maksimum molekul surfaktan.
Penjerapan surfaktan pada permukaan cecair tidak larut. Penjerapan surfaktan daripada larutan pada permukaan pepejal.
Fenomena permukaan elektro dalam sistem tersebar.
Fenomena elektrokinetik
Sifat fenomena elektrik dalam sistem tersebar. Mekanisme berlakunya cas elektrik pada antara muka antara dua fasa. Struktur lapisan berganda elektrik. Misel, struktur misel sol hidrofobik. Cas dan potensi elektrokinetik zarah koloid.
Pengaruh elektrolit pada potensi elektrokinetik. Fenomena mengecas semula zarah koloid.
Fenomena elektrokinetik. Elektroforesis. Hubungan antara halaju elektroforetik zarah koloid dan potensi elektrokinetiknya (persamaan Helmholtz-Smoluchowski). Mobiliti elektroforesis. Kaedah penyelidikan elektroforesis di farmasi.
Elektroosmosis . Kaedah elektroosmotik untuk mengukur potensi elektrokinetik. Aplikasi praktikal elektroosmosis di farmasi.
Kestabilan dan pembekuan sistem koloid
Kestabilan pemendapan dan pengagregatan sistem koloid. Pengagregatan dan pemendapan zarah fasa terserak. Faktor kemampanan. Pembekuan dan faktor yang menyebabkannya. Pembekuan perlahan dan cepat. Ambang koagulasi, definisinya. Peraturan Schulze-Hardy. Bergantian zon pembekuan. Pembekuan sol dengan campuran elektrolit. Peraturan aditiviti, antagonis dan sinergi ion. Perlindungan koloid. Heterokoagulasi. Peptisan.
Teori pembekuan.. Teori Deryagin-Landau-Verwey-Overbeck. Penggunaan surfaktan untuk mengawal sifat sistem penyebaran.
Penggelapan (gelation). Reologi sistem penyebaran berstruktur.
Kelas sistem koloid yang berbeza
Aerosol dan sifatnya. Penyediaan, sifat kinetik molekul. Sifat elektrik. Kestabilan agregat dan faktor yang menentukannya. Kemusnahan aerosol. Penggunaan aerosol di farmasi.
Serbuk dan sifatnya. Ciri-ciri pengkek, pengisaran dan pengatoman serbuk. Permohonan di farmasi.
Penggantungan dan sifatnya. resit. Kestabilan agregat dan faktor penentunya. Flokulasi. Analisis sedimentasi bagi ampaian. buih. Pasta.
Emulsi, buih dan sifatnya. resit. Jenis-jenis emulsi. Pengemulsi, dispersan dan mekanisme tindakannya. Pembalikan fasa emulsi. Kestabilan emulsi dan buih dan pelanggarannya. Faktor kestabilan emulsi dan buih. Penyatuan. Sifat-sifat emulsi pekat dan pekat tinggi. Penggunaan buih dan emulsi di farmasi.
Sistem koloid yang dibentuk oleh surfaktan: larutan sabun, detergen, tanin, pewarna. Sistem koloid misel. Pembentukan misel dalam larutan surfaktan. Kepekatan kritikal miselisasi, kaedah untuk penentuannya. Liposom dan vesikel. Pelarutan dan mikroemulsi; penggunaannya di farmasi. Sistem koloid misel dan liposomal di farmasi.
Sebatian berat molekul tinggi (HMC) dan penyelesaiannya.
Sistem koloid molekul. Kaedah untuk mendapatkan IUD. Klasifikasi BMC, fleksibiliti rantai polimer. Putaran dalaman unit dalam makromolekul IUD. Keadaan hablur dan amorfus IUD.
Bengkak dan pembubaran IUD. Mekanisme bengkak. Termodinamik bengkak dan pembubaran IUD. Pengaruh pelbagai faktor pada tahap bengkak. Siri ion liotropik.
Kelikatan larutan IUD. Sisihan sifat penyelesaian IUD daripada hukum Newton dan Poiseuille. Persamaan Bingham. Punca kelikatan abnormal larutan polimer.
Kaedah untuk mengukur kelikatan larutan IUD. Kelikatan khusus, berkurangan dan ciri. Persamaan Staudinger dan pengubahsuaiannya. Penentuan jisim molar polimer dengan kaedah viscometric.
Polimer bukan elektrolit dan polielektrolit. Poliamfolit. Titik isoelektrik poliamfolit dan kaedah untuk penentuannya.
Sifat osmotik larutan IUD. Tekanan osmotik larutan polimer bukan elektrolit. Penyimpangan daripada undang-undang van't Hoff. persamaan Haller. Penentuan jisim molar polimer bukan elektrolit. Polielektrolit. Tekanan osmotik larutan polielektrolit. keseimbangan membran Donnan.
Faktor kestabilan penyelesaian IUD. Masin keluar, masin keluar ambang. Siri ion liotropik. Kebergantungan ambang pengasinan poliampolit pada pH persekitaran. Coacervation - mudah dan kompleks. Microcoacervation. Kepentingan biologi. Mikroenkapsulasi. Pembentukan jeli. Pengaruh pelbagai faktor terhadap kadar penggelapan. Thixotropy jeli dan gel. Sineresis.

Utama

• Gorshkov V.I., Kuznetsov I.A. Asas kimia fizikal. - M., BINOM. Makmal Pengetahuan, 2006.
• Eremin V.V., Kargov S.I., Uspenskaya I.A., Kuzmenko N.E., Lunin V.V. Asas kimia fizikal. Teori dan masalah. M., Peperiksaan, 2005.
• Ershov Yu.A., Popkov V.A., Berlyand A.S., Knizhnik A.Z. Kimia am. Kimia biofizikal. M., Sekolah Tinggi, 2000.
• Friedrichsberg D.A. Kursus kimia koloid. - L., 1995.
• Evstratova K.I., Kupina N.A., Malakhova E.E. Kimia fizikal dan koloid. - M., Sekolah Tinggi, 1990.
• Bengkel mengenai kimia fizikal dan koloid (Bugreeva E.V. et al.). - M., Sekolah Tinggi, 1990.

Tambahan

• Shchukin E. D., Pertsov A. V., Amelina E. A. Kimia koloid. - M. 2007.
• Frolov Yu. G. Kursus kimia koloid. Fenomena permukaan dan sistem penyebaran. - M., Kimia, 2004
• Zimon D. A., Leshchenko N. F. Kimia koloid. - M. 1999.
• Bengkel dan buku masalah mengenai kimia koloid diedit oleh Nazarov V.V., Grodsky A.S. - M. 2007.
• Shur A. M. Bahan molekul tinggi. - M., 1981.
• Zakharchenko V. N. Pengumpulan masalah dan latihan dalam kimia fizikal dan koloid. - M., 1978.
• Zakharchenko V. N. Kimia koloid. - M., 1989.
• Nikolsky B. P. (ed.) Kimia fizikal. - L., 1987.
• Soloviev Yu. I. Esei mengenai sejarah kimia fizikal. - M., 1984.

Program telah disusun
Prof. Kargov S.I.
Prof. Ivanova N.I.

Surfaktan koloid digunakan dalam industri penaik, pasta dan konfeksi. Ini membolehkan anda meningkatkan kualiti produk, meningkatkan jangka hayat akibat pengekalan kelembapan, dan mengurangkan penggunaan bahan mentah. Terima kasih kepada penggunaan surfaktan koloid, bentuk pasta dipelihara semasa memasak.

Dalam industri pemprosesan daging, surfaktan koloid digunakan untuk menambah baik rasa produk, meningkatkan daya tahan terhadap faktor buruk semasa penyimpanan, dan sebagai salutan lengai secara biologi pada produk daging.

Dalam industri pekat makanan, surfaktan koloid digunakan untuk memperbaiki struktur produk dan menghapuskan gumpalan dan melekat.

Surfaktan koloid juga digunakan dalam pengeluaran ais krim, yang menyebabkan proses pencairan menjadi perlahan dan rasa dan konsistensi produk bertambah baik.

Pemulihan minyak dengan larutan surfaktan. Surfaktan mengumpul filem surfaktan menjadi satu titisan, yang mudah dikeluarkan dari permukaan.

Disebabkan oleh kesan pelarut surfaktan, ia digunakan dalam perubatan dan farmasi untuk menukar ubat tidak larut air kepada keadaan larut.

Surfaktan digunakan sebagai perencat kakisan, kerana ia mampu membentuk filem hampir monomolekul pada permukaan yang melindungi logam daripada pengaruh persekitaran.

7.3. Emulsi

Emulsi ialah sistem tersebar di mana fasa serakan dan medium serakan saling tidak larut atau cecair tidak larut (susu, mentega, mayonis).

Zarah-zarah fasa tersebar emulsi mempunyai bentuk sfera, kerana zarah sfera, berbanding dengan zarah bentuk lain, mempunyai luas permukaan minimum, dan, oleh itu, tenaga permukaan minimum (Gsur = σ·S).

Medium penyebaran emulsi boleh sama ada polar atau bukan kutub. Mana-mana cecair polar biasanya dilambangkan dengan huruf "B" (air), dan cecair bukan kutub dengan "M" (minyak).

Pembentukan, kestabilan dan pemusnahan emulsi ditentukan oleh ciri-ciri antara muka cecair-cecair.

7.3.1. Klasifikasi emulsi

Berdasarkan kepekatan fasa tersebar (C df), mereka dibezakan:

dicairkan (C df 0.1% vol.);

pekat (0.1 С df< 74% об.);

sangat pekat (C df >74% vol.).

Berdasarkan kekutuban fasa tersebar dan medium penyebaran, mereka dibezakan:

emulsi jenis pertama (langsung) – O/W (susu);

emulsi jenis II (terbalik) – W/O (mentega).

Dalam emulsi langsung, titisan cecair bukan kutub (minyak) diedarkan dalam medium kutub (air); dalam emulsi terbalik ia adalah sebaliknya.

7.3.2. Kaedah untuk menghasilkan emulsi

Emulsi, seperti mana-mana sistem penyebaran lain, boleh didapati dengan dua kumpulan kaedah:

Kaedah pemeluwapan. Contohnya, pemeluwapan wap. Wap satu cecair (fasa tersebar) disuntik di bawah permukaan lain (media penyebaran). Dalam keadaan sedemikian, wap menjadi tepu lampau dan terpeluwap dalam bentuk titisan bersaiz 1 µm. Akibatnya, emulsi terbentuk.

Kaedah penyebaran, yang berdasarkan penghancuran fasa tersebar. Disana ada:

penyebaran mekanikal (goncangan, pencampuran, homogenisasi). Industri ini menghasilkan pengadun pelbagai reka bentuk dengan pembancuh jenis kipas dan turbin, kilang koloid dan penghomogen. Dalam homogenizers, fasa tersebar melalui lubang kecil di bawah tekanan tinggi. Peranti ini digunakan secara meluas untuk menghomogenkan susu, menyebabkan diameter purata titisan lemak dalam susu dikurangkan kepada 0.2 mikron. Susu ini tidak mendap.

pengemulsi oleh ultrasound. Dalam kes ini, ultrasound berkuasa tinggi digunakan. Julat frekuensi yang paling berkesan ialah dari 20 hingga 50 kHz.

pengemulsi dengan kaedah elektrik. Kelebihannya ialah monodispersi yang tinggi bagi emulsi yang terhasil.

N.N. Mushkambarov

KIMIA FIZIKAL DAN KLOIDAL

BUKU TEKS UNTUK UNIVERSITI

Edisi ketiga, diperbetulkan dan dikembangkan

AGENSI MAKLUMAT PERUBATAN MOSCOW – 2008

UDC 544 (075.8) BBK 24.5ya73

Pengulas:

Doktor Kimia sains, profesor di Universiti Negeri Moscow

Aslanov L. A.

Doktor Biologi Sains, Profesor MMA dinamakan sempena. MEREKA. Sechenov

Kaletina N. I.

Kepada editor akademik:

Prof. jabatan am, kimia fizikal dan koloid KSMU

Timerbaev V. N.

Mushkambarov N. N.

M89 Kimia fizikal dan koloid: Buku teks untuk universiti perubatan (dengan tugasan). – ed. ke-3, diperluaskan. – M.: Agensi Maklumat Perubatan LLC, 2008. – ... p.: ill.

ISBN 5-9231-0149-1

Buku teks sepadan dengan program dalam kimia fizikal dan koloid untuk pelajar fakulti dan institut farmaseutikal.

Ia merangkumi 7 bahagian: 1. "Termodinamik kimia", 2. "Keseimbangan fasa dan larutan", 3. "Penyelesaian elektrolit dan elektrokimia", 4. "Kinetik kimia", 5. "Fenomena permukaan", 6. "Sistem tersebar" , 7. "Sistem penyebaran Lyophilic."

Bahan disampaikan pada tahap teori yang tinggi dan pada masa yang sama disampaikan dalam bahasa yang jelas dan padat. Di akhir setiap bab terdapat rumusannya. Dan selepas setiap bahagian terdapat satu siri masalah dengan tahap kesukaran yang berbeza-beza dengan penyelesaian terperinci.

Buku teks ditujukan untuk pelajar bukan sahaja farmaseutikal, tetapi juga kepakaran lain yang berkaitan.

UDC 544(075.8)

© N. N. Mushkambarov, 2008

© Design. LLC "Agensi Maklumat Perubatan". 2008

Didedikasikan kepada guru kimia fizikal dan koloid

Alexandra Dmitrievna Mikhailova dan Larisa Evgenevna Priezzheva

dengan rasa terima kasih yang mendalam atas dedikasi dan tidak mementingkan diri mereka

sokongan dalam masa yang sangat sukar untuk saya,

– yang, dengan cara itu, termasuk kerja pada buku ini.

PRAKATA

Buku teks ini ditulis mengikut "Program kimia fizikal dan koloid untuk pelajar institut farmaseutikal dan fakulti farmaseutikal institut perubatan."

Saya mesti katakan, terdapat banyak buku teks dan alat bantu mengajar mengenai disiplin ini. Walau bagaimanapun, pengalaman pengajaran praktikal kimia fizikal dan koloid di MMA dinamakan sempena. MEREKA. Sechenov menunjukkan bahawa pelajar mengalami kesukaran yang serius dengan kesusasteraan pendidikan. Itulah sebabnya saya mencipta versi saya sendiri bagi kursus yang dicadangkan. Sama ada apa yang dikehendaki tercapai adalah untuk pelajar dan guru menilai.

Buku teks edisi pertama diterbitkan pada September 2001. Malangnya, disebabkan kegopohan dan ketidakkonsistenan tindakan peserta projek, buku itu mengandungi banyak kesilapan menaip dan perubahan editorial yang memesongkan teks. Oleh itu, selepas 2 bulan, edisi kedua yang diperbetulkan telah diterbitkan - walaupun dalam edaran yang lebih kecil.

Dalam edisi (ketiga) ini, berbanding dengan yang sebelumnya, terdapat tiga perbezaan yang ketara.

a) Pertama, perpecahan berganda dihapuskan bahan teori - bukan sahaja dalam bab, tetapi juga dalam kuliah: yang kedua hanya berguna untuk pensyarah. (Khususnya, inilah sebabnya ringkasan bahan sebelumnya kini diberikan bukan pada permulaan kuliah seterusnya, tetapi pada akhir bab.)

b) Kedua, selepas setiap bahagian pembaca dibentangkan dengan beberapa siri masalah. Syarat awal tugasan dipilih daripada pelbagai sumber. biol. Sains V.N. Tverinov. Di sini syarat-syarat ini telah disunting dengan ketara, dan, sebagai tambahan, penyelesaian terperinci telah disusun untuk semua masalah.

c) Ketiga, rubrikasi terperinci telah diperkenalkan ke dalam teks buku teks. Atau sebaliknya, ia telah dikembalikan, kerana ia wujud sebelum edisi pertama, tetapi telah dipadamkan semasa penyediaannya.

Di samping itu, keseluruhan teks telah disemak dengan teliti, dan di banyak tempat, pembetulan yang diperlukan telah dibuat, dari sudut pandangan saya.

Buku itu ditulis pada tahun 1996-1997. Sejak itu, saya telah lama bekerja dalam bidang sains yang sama sekali berbeza. Dan saya gembira minat terhadap buku teks ini berterusan hingga ke hari ini.

N.N. Mushkambarov, Ogos 2008

PENGENALAN

DALAM Kursus kimia fizikal dan koloid merangkumi 7 bahagian berikut.

1. Termodinamik kimia– doktrin tenaga pelbagai proses

Dan keadaan kejadian spontan mereka.

2. Keseimbangan fasa dan larutan bukan elektrolit– maklumat tentang corak

pada peralihan fasa dan sifat koligatif larutan bukan elektrolit. Ini adalah fenomena seperti perubahan dalam suhu beku dan mendidih, osmosis, dsb.

3. Larutan elektrolit dan elektrokimia- tentang keupayaan larutan elektrolit untuk mengalirkan arus, yang dikaitkan dengan fenomena elektrokimia yang sangat penting - elektroforesis, elektrolisis, penjanaan emf dalam sel galvanik, dll.

4. Kinetik kimia- kajian tentang kadar proses kimia.

5. Fenomena permukaan- tentang fenomena yang berlaku pada antara muka fasa (tetapi tidak mewakili peralihan fasa): penjerapan, lekatan, pembasahan, penyebaran dan beberapa fenomena lain.

6. Sistem tersebar- kira-kira sistem dua fasa, di mana satu fasa diedarkan ke yang lain dalam bentuk yang dipanggil. zarah terserak. Banyak objek yang biasa kepada kita berkaitan secara khusus dengan sistem sedemikian.

7. Sistem penyebaran lyophilic- sistem dipertimbangkan di mana zarah mempunyai pertalian tinggi untuk alam sekitar. Khususnya, ini termasuk penyelesaian sebatian berat molekul tinggi (HMC) dalam pelarut yang sesuai.

Beberapa buku teks kimia fizikal juga membentangkan doktrin struktur jirim. Dalam kursus ini tidak ada bahagian sedemikian, kerana sekarang struktur atom dan molekul dikelaskan sebagai disiplin kimia lain (am dan bukan organik, serta kimia organik).

Senarai bahagian yang diberikan menunjukkan bahawa kimia koloid fizikal menggabungkan fungsi sains metodologi dan konkrit. Bagaimana sains metodologi dia merumus prinsip dan kaedah penerangan kuantitatif sistem dan proses kimia. Fungsi ini dilakukan oleh dua bahagian utama: 1. Termodinamik kimia dan 4. Kinetik kimia.

Sesungguhnya, tenaga dan kelajuan adalah perkara utama yang mencirikan sebarang proses kimia (termasuk biokimia).

Tetapi sebagai sains konkrit kimia koloid fizikal meneliti objek dan fenomena tertentu yang menjadi sempadan bagi kimia dan fizik. Kebanyakannya,

ini sifat fizikal objek kimia: 2. Peralihan fasa; 3. Fenomena elektrokimia; 5. Fenomena permukaan; 6. sifat fizikal yang banyak sistem tersebar dan 7. sifat fizikal IUD dan penyelesaiannya.

Oleh itu, selaras dengan dua fungsi kimia koloid fizikal, bahagiannya boleh dibahagikan kepada dua kumpulan.

Tetapi terdapat satu lagi bahagian - fizikal (empat bahagian pertama) dan

kimia koloid (tiga bahagian terakhir).

Penggal kimia koloid biasanya digunakan berkaitan dengan sistem tersebar (kerana zarah bercas fasa terserak dipanggil zarah koloid). Fenomena permukaan berlaku pada mana-mana antara muka fasa, tetapi dalam kes sistem tersebar, antara muka adalah sangat besar dan, oleh itu, fenomena permukaan adalah paling ketara. Itulah sebabnya doktrin fenomena ini (serta doktrin penyelesaian IUD) diklasifikasikan sebagai kimia koloid.

Walau bagaimanapun, pembahagian sedemikian agak sewenang-wenangnya, dan urutan di mana kita akan mengkaji topik di atas juga agak kontroversi. Mungkin lebih logik untuk mengkaji kinetik sejurus selepas termodinamik, dan fenomena permukaan selepas bahagian keseimbangan fasa. Tetapi setiap urutan mempunyai kebaikan dan keburukan sendiri, ada konvensyennya sendiri. Urutan yang diberikan di atas telah dibangunkan secara sejarah dan termaktub dalam program ini.

KIMIA

TERMODINAMIK

Termodinamik kimia mempertimbangkan aspek tenaga pelbagai proses dan menentukan keadaan untuk kejadian spontannya. DALAM

Ia berdasarkan tiga, dan bersama-sama dengan sifar, empat prinsip termodinamik. Jika proses adalah kimia, maka prinsip termodinamik yang ditunjukkan digunakan untuk mereka. Tetapi, berbanding dengan proses fizikal semata-mata, terdapat keperluan untuk beberapa ungkapan khusus - contohnya, untuk mengira tenaga tindak balas, pergantungannya pada suhu, dll. Kedua-dua undang-undang termodinamik am dan aplikasi khusus mereka untuk objek kimia adalah menarik. . Itulah sebabnya bahagian kursus ini dipanggil termodinamik kimia.

Bab 1. KONSEP ASAS DAN UNDANG-UNDANG PERTAMA TERMODINAMIK

1.1. Sistem termodinamik, keadaan dan ciri

1. Dalam termodinamik, objek pertimbangan sentiasa sistem .

Sistem termodinamik ialah sebarang objek semula jadi yang terdiri daripada

bilangan zarah yang cukup besar (sekurang-kurangnya 10 10 -10 13 ) dan dipisahkan oleh sempadan nyata atau khayalan daripada persekitaran.

2. Terdapat 3 jenis sistem termodinamik (Jadual 1.1):

a) Sistem terpencil - tidak boleh menukar sama ada tenaga atau jisim dengan persekitaran. Contoh: termostat terpencil, Alam Semesta secara keseluruhan.

							Jadual 1.1
Terpencil				tertutup			Buka

b) Sistem tertutup - boleh menukar tenaga, tetapi bukan jisim, dengan persekitaran. Contoh sistem tertutup ialah himpunan molekul bahan terlarut. Persekitaran luaran di sini adalah segala-galanya, bermula dengan pelarut (jika ia tidak mengambil bahagian dalam tindak balas). Oleh itu, dalam termodinamik kimia, sistem tertutup paling kerap dipertimbangkan.

c) Sistem terbuka ialah sistem yang boleh menukar kedua-dua tenaga dan jisim dengan persekitaran. Contoh yang paling penting di sini ialah objek hidup.

3. Apa sahaja sistem yang kita ambil, ia boleh berada di negeri yang berbeza. Dan untuk menggambarkan keadaan ini atau itu, mereka gunakan ciri termodinamik(a i).

Ciri-ciri ini boleh dikelaskan dalam dua cara. a) Pertama, ia dibahagikan kepada meluas dan intensif.

I. Parameter yang luas bergantung pada jumlah bahan dan tambah

Contohnya ialah isipadu (V), jisim (t), jumlah bahan (n), tenaga (E), yang berkaitan dengan keseluruhan sistem atau bahagian individunya.

II. Ciri intensif tidak bergantung pada jumlah bahan dan diratakan apabila bersentuhan antara sistem atau bahagian sistem. Ini termasuk parameter seperti suhu (T), tekanan (P), ketumpatan (ρ), kepekatan (c).

b) Bahagian lain adalah seperti berikut.

I. Beberapa ciri boleh dianggap sebagai ciri utama yang menentukan keadaan sesuatu bahan. Mereka dipanggil parameter keadaan. Biasanya ciri-ciri berikut diambil seperti itu - T, P dan p, iaitu suhu, tekanan dan jumlah bahan.

II. Ciri-ciri selebihnya bergantung pada tiga parameter ini, dan oleh itu, secara umum, pada keadaan sistem. Itulah sebabnya mereka dipanggil fungsi negeri. Oleh itu, untuk gas ideal, tenaga hanya ditentukan oleh suhu dan jumlah bahan, dan isipadu ditentukan oleh ketiga-tiga parameter keadaan:

	–nRT,		V = –––– .

Ungkapan pertama diketahui dari fizik, dan yang kedua ialah persamaan Clayperon-Mendeleev (PV = nRT).

Hubungan antara parameter dan fungsi keadaan dibentangkan dalam Rajah. 1.1.

a) Nilai mana-mana daripada mereka tidak bergantung pada cara sistem mencapai keadaan tertentu, tetapi hanya bergantung pada keadaan ini sendiri.

b) Untuk beberapa syarat istilah khas digunakan. Oleh itu, bahan (sistem) sering dipertimbangkan apabila keadaan piawai:

Masing-masing, keadaan standard bahan ialah 1 mol tulen

bahan pada suhu dan tekanan piawai dalam keadaan terkumpul yang paling stabil.

Seperti yang anda lihat, kepada syarat (1.3, a-c) di sini ditambah keadaan keadaan pengagregatan yang paling stabil. Untuk satu bahan ini adalah keadaan gas, untuk yang lain ia adalah cecair, untuk satu pertiga ia adalah pepejal dalam pengubahsuaian alotropik yang paling biasa.

c) Kedua-dua keadaan piawai dan banyak keadaan lain adalah keseimbangan. DALAM

Dalam keadaan keseimbangan, parameter keadaan tidak berubah secara spontan mengikut masa, dan tiada aliran jirim dan tenaga dalam sistem.

d) Akhir sekali, satu lagi kes khas penting negeri ialah

keadaan pegun. Di sini parameter keadaan juga tetap, tetapi terdapat aliran tenaga dan (atau) jirim dalam sistem.

e) Semua keadaan lain sistem pada asasnya adalah peralihan - sama ada kepada keseimbangan atau kepada keadaan pegun.

1.2. Proses termodinamik

1. a) Sebarang perubahan dalam parameter keadaan (iaitu, peralihan sistem dari satu keadaan ke keadaan lain) adalah proses termodinamik.

b) Proses ini disebabkan oleh beberapa pengaruh luar

mengeluarkan sistem daripada keadaan keseimbangan (iaitu, memindahkannya ke keadaan tidak seimbang).

c) Hasil daripada proses spontan, sistem

- atau kembali kepada keadaan keseimbangan sebelumnya,

- atau pergi ke beberapa keadaan keseimbangan lain,

- atau mencapai keadaan stabil.

2. Mari kita perhatikan di sini kepada dua keadaan.

a) Pertama, sistem boleh mempunyai beberapa keadaan keseimbangan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 1.2.

b) Kedua, jika sistem mencapai keadaan pegun, maka proses itu tidak berhenti, tetapi hanya menjadi pegun (iaitu, satu di mana nilai tetap parameter keadaan dikekalkan).

Keadaan ini boleh berlaku dalam sistem tertutup dan terbuka. Sebagai contoh, orang yang sihat berada dalam keadaan pegun: semua parameternya kekal pada tahap yang tetap. Tetapi sentiasa ada proses pertukaran bahan dan tenaga dengan alam sekitar, dan banyak daripada ini

proses adalah pegun.

3. Bilakah sistem cenderung kepada keadaan keseimbangan, dan bila kepada keadaan pegun?

Dalam kes sistem terbuka, dua situasi tipikal boleh ditunjukkan.

a) Biarkan terdapat nilai tetap dan sama bagi parameter intensif (contohnya, kepekatan bahan) di sempadan sistem.

Kemudian kepekatan dalam sistem itu sendiri (pada mulanya berbeza) juga cenderung kepada nilai yang sama, iaitu keseimbangan (Rajah 1.3, a), i.e. Sebaik sahaja ia dicapai, proses akan berhenti.

					C2< C1
				C1 > Cx > C2

b) Dan sekarang biarkan ada nilai tetap tetapi berbeza dari parameter intensif (kepekatan) di sempadan sistem terbuka. Kemudian, hasil daripada proses peralihan, beberapa kepekatan pertengahan c x ditubuhkan dalam sistem, yang kemudiannya akan dikekalkan kerana proses pegun- kemasukan bahan melalui satu sempadan dan aliran keluar dengan magnitud yang sama melalui sempadan lain (Rajah 1.3, b).

Oleh itu, keadaan mantap dicapai.

4. Proses boleh balik dan tidak boleh balik. Kepentingan asas untuk termodinamik ialah pembahagian semua proses kepada boleh balik dan tidak boleh balik. Pembahagian ini mengambil kira bagaimana sistem bergerak dari keadaan awal ke keadaan akhir.

a) Proses boleh balik - proses di mana pengaruh yang bertentangan sedikit berubah arah ke sebaliknya.

Ini bermakna semua keadaan perantaraan sistem dan persekitaran dalam proses sedemikian adalah keseimbangan. Oleh itu, proses boleh balik sering dipanggil proses keseimbangan.

b) Dan proses tak boleh balik secara termodinamik ialah proses yang tidak boleh diterbalikkan tanpa terdapat beberapa perubahan dalam sistem itu sendiri atau dalam persekitaran.

Daripada definisi ini, ia berikut: selepas proses termodinamik yang tidak boleh diterbalikkan, sistem dalam keadaan tertentu boleh dikembalikan kepada keadaan asalnya

(iaitu melaksanakan keterbalikan kimia).

Tetapi ini memerlukan beberapa perubahan dalam sistem atau persekitaran - contohnya, meningkatkan kepekatan produk tindak balas atau menambah haba tambahan.

Oleh itu, ketakterbalikan termodinamik dan ketakterbalikan kimia adalah konsep yang berbeza.

Nota: hampir setiap proses sebenar secara termodinamik tidak boleh diterbalikkan kepada satu darjah atau yang lain. Tetapi idea proses yang boleh diterbalikkan dengan sempurna sangat berguna.

1.3. Contoh: perubahan isoterma dalam isipadu gas

Ilustrasi pelbagai cara sistem boleh beralih dari satu keadaan ke keadaan yang lain - pengembangan gas isoterma- ditunjukkan dalam Rajah. 1.4.

1. Dalam kes melampau proses yang tidak dapat dipulihkan, tekanan luaran serta-merta

dikurangkan kepada tahap P 2 .

mengembang kepada volum

V2 = V1 P1 /P2 ,

melakukan

tekanan luar P 2:

P 1 – dP

V 1 + dV

·····arr.

versi boleh balik

pengembangan, tekanan luaran berkurangan

sangat perlahan - jadi gas pada mulanya

berfungsi melawan tekanan P 1 –

dP, kemudian - terhadap P 1 – 2dP, ... dan hanya dalam

akhir - menentang P 2.

Jelas sekali,

lebih banyak gas daripada dalam kes sebelumnya. Mari kita hitung jumlah khusus kerja ini:

3. Sekarang mari kita anggap bahawa gas, selepas satu atau satu pengembangan, sekali lagi

dimampatkan secara isotermakepada jilid sebelumnya V1.

a) Dalam versi boleh balik, anda perlu melakukan kerja yang sama pada sistem yang sistem lakukan semasa pengembangan. Tidak akan ada perubahan pada sistem atau persekitaran.