Bài Giảng Hóa Lý Dược

Bài Giảng Hóa Lý Dược giúp bạn củng cố kiến thức, tóm tắt được bài học Bài Giảng Hóa Lý Dược giúp bạn củng cố kiến thức, tóm tắt được bài học

Trang 2

NỘI DUNG:

• Chương 1: Hóa học về trạng thái keo

• Chương 2: Các hiện tượng bề mặt và hấp phụ

• Chương 3: Động hóa học

• Chương 4: Điện hóa học

Trang 3

CHƯƠNG 1: HÓA HỌC VỀ TRẠNG THÁI KEO

Bài 1: Khái niệm về hệ phân tánĐịnh nghĩa

Hệ phân tán là hệ gồm có pha phân tán phân bố trong môi trường phân tán.

Pha phân tán bao gồm một hay nhiều chất được phân chia thành những tiểu phân có kích thước nhất định phân bố trong môi trường (R, L, K).

Trang 4

Khái niệm về hệ phân tán

Trang 5

Định nghĩa

Hệ đơn phân tán: các hạt có kích thước đồng nhất (hiếm gặp)

Hệ đa phân tán: các hạt có kích thước khác nhau (thực tế)

Trang 6

Phân loại

Phân loại theo kích thước hạt

(Hệ phân tán phân tử

hoặc ion)

Trang 7

Phân loại

Dung dịch thật: là hệ phân tán phân tử như dung dịch muối, acid, base…

Hệ keo: bền vững tạm thời, dễ bị keo tụ dưới tác động của nhiệt độ, động học…

Hệ thô: kích thước hạt lớn  dễ sa lắng

Ví dụ: huyền phù: đất sét trong nước

nhũ tương: dầu trong nước

Trang 8

Phân loại

Ví dụ:

• Ngưng tụ hơi Natri trong benzene  hệ phân tán keo natri trong

benzene Pha phân tán là các tiểu phân keo gồm các nguyên tử natri kết hợp lại; môi trường phân tán là benzene

• Nếu cho natri vào trong nước  hệ phân tán là dung dich NaOH (dung dich thật) Pha phân tán: ion Na+, OH-, H+; môi trường phân tán là H2O

Trang 9

Phân loại

Ví dụ:

• Cho S vào cồn  dung dịch S trong cồn (trong suốt).

• Dùng nước pha loãng dung dịch S bão hòa (trong cồn)  hệ keo S hoặc hệ thô S phân tán trong nước.

Khi phân tán một chất vào các môi trường khác nhau, tùy thuộc vào môi trường  các hệ khác nhau: hệ thô, hệ keo, dung dịch thật

Sự keo tụ được nhận biết bằng sự đối màu hoặc vẩn đục.

Trang 10

Phân loại

Theo sự tương tác giữa các pha

Hệ keo thuận nghịch: khi bốc hơi môi trường phân tán thu được cắn khô; lấy cắn khô phân tán trở lại vào môi trường phân tán cũ thì tạo thành hệ keo như ban đầu

Ví dụ: Phân tán agar, gelatin trong nước nóng, cao su trong benzene  keo thuận nghịch

Trang 11

Phân loại

Hệ keo không thuận nghịch: khi bốc hơi dung môi thu được cắn khô; lấy

cắn khô phân tán trở lại vào môi trường phân tán cũ thì không trương

nở, không tạo thành hệ keo như ban đầu

Ví dụ: keo lỏng của các kim loại, keo AgI, keo S trong nước  keo không thuận nghịch

Trang 12

Phân loại

Hệ keo thân dịch: Các tiểu phân của pha phân tán tương tác mạnh với môi trường  dễ dàng phân tán, có tính thuận nghịch

Nếu môi trường là nước, ta có keo thân nước, ví dụ keo thạch agar, keo gelatin

Trang 13

Phân loại

Hệ keo sơ dịch: Các tiểu phân của pha phân tán không có ái lực với môi trường  khó phân tán, thường không có tính thuận nghịch.

Nếu môi trường phân tán là nước, ta có keo sơ nước, ví dụ keo S, keo AgI

Khi tăng nồng độ pha phân tán:

Keo sơ dịch  bị keo tụKeo thân dịch  gel (bị gel hóa)

Trang 14

Phân loại

Theo trạng thái tập hợp của các pha

Ở điều kiện bình thường, vật chất thường tồn tại ở 3 trạng thái R, L, K Tùy theo trạng thái phân tán của chất phân tán và môi trường mà tạo thành các hệ phân tán: R, L, K.

Hệ phân tán là hệ bao gồm môi trường liên tục và các tiểu phân có

kích thước nhỏ phân tán trong môi trường đó.

Trang 15

Phân loại

Theo trạng thái tập hợp của các pha

Chất phân tán Môi trường phân

Khí

Khí Dung dịch thật Hỗn hợp khí

Trang 16

Môi trường phân tán là:

• Khí  keo khí, aerosol hay khí dung

• Lỏng  keo lỏng, liosol Nếu môi trường phân tán lỏng là nước hoặc rượu  hydrosol hoặc alcolsol

• Rắn: rắn/rắn (hồng ngọc, đá nhân tạo)

Trang 17

Độ phân tán

Độ phân tán: đặc trưng cho độ mịn của hệ phân tán

D = 1� = 2�1D: độ phân tán d: đường kính hạt phân tán r: bán kính hạtThứ nguyên của D là cm-1

Thường các hạt có kích thước không đều nhau  kích thước hạt trung

bình �

Trang 18

Diện tích bề mặt

Dung dịch thực: hệ đồng thể, không có bề mặt phân chia

Hệ keo và hệ phân tán thô: hệ dị thể, hạt càng nhỏ  bề mặt phân chia pha càng lớn

Bề mặt riêng: là bề mặt phân chia pha (giữa pha phân tán và môi trường phân tán) trên một đơn vị thể tích hoặc một đơn vị khối lượng của pha phân tán

Trang 19

Trang 20

Bề mặt riêng:

Chia một khối lập phương cạnh 1cm:

Kích thước (cm) Số khối lập phương Bề mặt riêng (cm 2 )

Trang 21

Trang 22

Bề mặt riêng:

Khi khảo sát bề mặt riêng của các hệ: hệ phân tán thô, hệ phân tán keo và

hệ vi dị thể  diện tích bề mặt riêng lớn  ở các hệ này các hiện tượng bề mặt như hấp phụ, thấm ướt rất quan trọng và có nhiều ứng dụng trong thực tế

Trang 23

Trang 24

Độ ổn định

Trong điều kiện  không đổi (d=0) thì quá trình xảy ra khi dG = .dS<0  dS<0  quá trình giảm bề mặt phân chia pha là quá trình tự nhiên và tất yếu.

Quá trình tự thu hẹp bề mặt phân chia pha thường gặp:

- Sự keo tụ của hệ keo

- Sự hợp giọt của nhũ tương

- Sự phá vỡ các bọt.

Trang 25

Độ ổn định

Muốn bề mặt phân chia pha không đổi (dS=0) thì dG=S.d <0, tức d<0  tìm cách làm giảm sức căng bề mặt  đưa vào thêm chất hoạt động bề mặt để hệ keo, nhũ tương bền

Trang 26

Vai trò của hệ phân tán trong Y dược

Cung cấp nhiều kiến thức cơ bản về các quá trình hóa lý của hệ phân tán

để nghiên cứu thuốc và tác dụng của thuốc trong cơ thể

Bất kỳ một chế phẩm nào dùng để dự phòng hay điều trị đều là những dạng cụ thể của các hệ phân tán.

Trang 27

Trang 28

Dạng thuốc phun mù, thuốc xịt dưới dạng khí dung có cấu trúc của hệ keo

 có tác dụng tại chỗ và hiệu quả.

Thuốc dạng hệ dị thể gồm hạt tiểu phân hoạt chất phân tán trong các tá dược cao phân tử  phóng thích từ từ, kéo dài hiệu quả điều trị của thuốc

Trang 29

Quy luật tương tác của các hạt với môi trường phân tán và của các hạt tương tác với nhau  quyết định đến sự khuếch tán, sự hấp thu và có tác dụng ngắn – dài hay nhanh chậm của một dạng thuốc

Trang 30

Ví dụ:

Khi xông, hơi thuốc sẽ được máy đẩy ra tạo thành dạng hơi sương, tác dụng trực tiếp lên chỗ viêm nhiễm ở đường hô hấp Xông có tác dụng nhanh hơn, làm giãn các phế quản, làm loãng đàm, bệnh nhi có cảm giác dễ thở hơn.

Thời gian tác dụng của khí dung ngắn, do đó trẻ sẽ được xông nhiều lần tùy theo chẩn đoán và độ nặng nhẹ của bệnh.

Trang 31

Ví dụ:

Thuốc tiêm Vitamin C

Scorbut (scurvy) là một bệnh do thiếu hụt vitamin C , biểu hiện dưới những triệu chứng như: chảy máu nướu răng, chậm lành vết thương, các vết thâm tím rộng trên da (mảng xuất huyết dưới da, dân gian thường gọi là "vết ma cắn"), dễ bị nhiễm trùng , dễ bị kích động và trầm cảm.

Trang 32

Phosphalugel là chế phẩm lỏng, dung

chữa trị đau dạ dày, tá tràng gồm AlPO4,

tá dược làm ngọt, thơm và nước.

Ví dụ:

Độ tan: 12.8 mg/ml nước (20 0 C)

Viên sủi bọt Efferalgan

Trang 33

Ví dụ:

Thuốc tiêm hydrocortisone có màu trắng đục.

Trang 35

HÓA HỌC VỀ TRẠNG THÁI KEO

Bài 2: Điều chế và tinh chế keo

Trang 36

Điều chế và tinh chế keo

Trang 37

Điều chế keo

Phương pháp tổng quát

Hệ keo là hệ có độ phân tán trung gian giữa dung dịch thật và hệ thô.

Hệ keo là hệ dị thể gồm các hạt có kích thước từ 10 -7 – 10 -5 cm phân tán trong môi

trường phân tán và ổn định trong thời gian sử dụng.

• PP ngưng tụ: kết hợp các phân tử hoặc ion có kích thước nhỏ  kích thước hạt keo.

• PP phân tán: chia nhỏ các hạt phân tán thô  kích thước hạt keo.

Trang 38

PP ngưng tụ - Ngưng tụ đơn giản

Đun nóng natri đến bốc hơi, ngưng tụ nhanh hơi natri trong hơi benzene (làm lạnh)  hạt keo phân tán trong môi trường benzene

Nếu ngưng tụ hơi natri trong môi trường nước  dung dịch thật NaOH

Trang 39

PP ngưng tụ - ngưng tụ do phản ứng hóa học

- Ngưng tụ do phản ứng trao đổi

AgNO3 + KI  AgIkeo + KNO3Mixen keo có dạng: [m(AgI).nI - (n-x)K + ] x- xK +

- Ngưng tụ do pứ oxy hóa khử:

H2S + O2  Skeo + H2O Mixen keo có dạng: [m(S).nHS - (n-x)H + ] x- xH +

Trang 40

PP ngưng tụ - ngưng tụ do phản ứng hóa học

- Ngưng tụ do phản ứng thủy phân

FeCl3 + 3H2O �0� Fe(OH)3 keo + 3HClMixen keo có dạng: {m[Fe(OH)].nFe 3+ (3n-x)Cl - } x+ xCl -

Trang 41

PP ngưng tụ - ngưng tụ bằng pp thay thế dung môi

S tan nhiều trong cồn tuyệt đối, không tan trong nước.

Hòa tan S trong cồn cao độ đến khi bão hòa  dung dịch thật

Thêm nước vào dung dịch S bão hòa trong cồn  độ cồn giảm  độ tan của cồn giảm, các phân tử S tập hợp thành các tiểu phân nhỏ phân tán trong cồn thấp độ  tạo hệ keo mờ đục.

Trang 42

PP phân tán

Phân tán là quá trình dùng năng lượng để phá vỡ lực liên kết bên trong các hạt thô để tạo ra các hạt mới có kích thước của hệ keo.

Trang 43

PP phân tán – cơ học

Thủ công: dùng cối, chày

Máy móc: máy nghiền bi, máy đồng hóa

Trang 44

PP phân tán – siêu âm

Dùng sóng siêu âm (tần số 10-30 nghìn lần/giây)  tạo hệ keo

Đặc biệt thuận lợi để phân tán các khối dẻo ưa nước thành hỗn hợp loãng trong nước hoặc các mô mềm như các tổ chức gan, não, thận tạo thành dung dịch đồng thể động vật.

PP phân tán – hồ quang (tự xem)

Dùng để điều chế keo kim loại trong dung môi hữu cơ.

Trang 45

PP phân tán – pepti hóa

Là pp chuyển 1 kết tủa trở lại trạng thái keo nhờ tác nhân pepti hóa – thường là các tác nhân hóa học.

- Nếu kết tủa do hạt keo hấp phụ các ion điện ly tạo sự keo tụ  chất pepti hóa phải tách được các ion đó ra khỏi tủa

- Nếu kết tủa là do các hạt của các chất phân tán không có các yếu tố bảo

vệ (thiếu ion tạo thế, thiếu chất tạo vỏ solvat)  bổ sung thêm các yếu tố bảo vệ

Trang 46

PP phân tán – pepti hóa

Ví dụ: tạo keo xanh phổ

FeCl 3 + K 4 [Fe(CN) 6 ]  KFe[Fe(CN) 6 ] + KCl

Giai đoạn rửa tủa bằng nước: Nếu tủa đã hấp phụ ion hóa trị cao hoặc có bán kính lớn thì lực hấp phụ khá mạnh  rửa tủa nhiều lần cho sạch

Giai đoạn pepti nó bằng chất điện ly: khi nhỏ từ từ acid oxalic vào tủa KFe[Fe(CN)6]  dd keo xanh phổ vì ion oxalate C2O42- sẽ hấp phụ lên bề mặt hạt keo  hạt keo tích điện âm  đẩy nhau  hệ keo

Trang 47

Tinh chế keo

Nguyên tắc

Trong quá trình điều chế, hệ keo có chứa nhiều tạp chất như là các ion,

các hợp chất phân tử thấp  nghiên cứu hệ keo phức tạp  cần loại

bỏ những cấu tử này

Phương pháp thường dùng: thẩm tích – dung màng (màng bán thấm)

có những lỗ nhỏ, đường kính lớn hơn kích thước phân tử và ion tạp

nhưng nhỏ hơn kích thước hạt keo.

Trang 48

Tinh chế keo

PP thẩm tích thường

Cho hệ keo vào túi thẩm tích  ngâm vào nước  chất điện ly khuếch tán

qua màng ra ngoài  thay nước và tiến hành lặp lại nhiều lần.

Trang 49

Điều chế và tinh chế keoTinh chế keo

PP thẩm tích liên tục

Trang 50

Điều chế và tinh chế keoTinh chế keo

Điện thẩm tích

Trang 51

Tinh chế keo

Lọc gel

Gel là thể đông đặc của các hợp chất cao phân tử khi được tiếp xúc với nước, các gel dùng để tinh chế hệ keo có dạng hạt nhỏ hình cầu

Một số loại gel:Gel sephadex đó là các Polydextran, mạch cacbon thay đổi

từ hợp chất có mạch cacbon thấp đến các hợp chất cao phân tử có phân tử lượng cao, ví dụ các Gel từ G10, G15, G50 đến G200

Để tinh chế keo người ta thường dùng các loại Gel từ G 10 – G 25

Trang 52

Tinh chế keo

Lọc gel

Tiến hành tinh chế keo

• Ngâm gel trong nước cho trương nở, sau đó nạp gel vào cột, cho dd keo chảy từ trên xuống dưới với tốc độ nhất định.

• Khi hệ keo chảy qua hệ thống gel, các tiểu phân keo có kích thước lớn,

không chui vào gel đã trương nở chỉ theo các khe giữa các hạt gel chảy nhanh xuống dưới. Còn các ion tạp bị giữ lại trong các hạt gel

Trang 53

Trang 54

2 Trong một hệ đa phân tán dị thể

A Kích thước các tiểu phân phân tán khác nhau, kích thước tiểu phân càng nhỏ thì độ

Trang 55

HÓA HỌC VỀ TRẠNG THÁI KEO

Bài 3: Tính chất của hệ keo

Trang 56

Tính chất của hệ keo

Tính chất chuyển động

Chuyển động Brown của hạt keo

Quan sát hệ dưới kính hiển vi nền đen, ta thấy những chấm sáng lấp lánh chuyển động hỗn loạn  chuyển động Brown

∆�= 2.D.t

Trang 57

Tính chất động học

Chuyển động Brown của hạt keo

Chuyển động Brown là do chuyển động nhiệt gây ra và chuyển động theo những hướng khác nhau bất kỳ

Tùy theo kích thước và hình dạng của hạt keo mà mức độ chuyển động Brown sẽ khác nhau

Trang 58

Sự khuếch tán của hệ keo

Sự khuếch tán: di chuyển từ nơi có nồng độ cao  nồng độ thấp, do chuyển động nhiệt, là quá trình tự diễn biến xảy ra với entropy tăng và không thuận nghịch.

a Phương trình khuếch tán của Fick

dm: lượng chất khuếch tán

dm= - D��.Sdt D: hệ số khuếch tán

S: tiết diện dx: khoảng cách dt: thời gian

dC/

dx

dm = -D �� Sdt

S

Trang 59

Tốc độ khuếch tán: là lượng chất khuếch tán trong một đơn vị thời gian

� = �� = -D.S.��

Dòng khuếch tán: là tốc độ khuếch tán qua một đơn vị thời gian

Khi đó dòng khuếch tán i được viết như sau:

i = �� = -D��

Trang 60

b Phương trình khuếch tán của Einstein

Trang 61

W/m: số lượng hạt keo W/m.N: số mol hạt keo V: thể tích dung dịch

 : nồng độ mol hạt keo

Trang 63

Những hệ phân tán có kích thước tiểu phân đủ lớn thì sẽ xa lắng nhanh 

có thể tính được kích thước hạt phân tán dựa vào phân tích sự sa lắng.

Trang 64

Sự sa lắng

Trong môi trường phân tán, hạt keo bị tác động bởi hai lực:

Trọng lực tác động vào hạt keo và lực ma sát, khi 2 lực bằng nhau hạt keo

lơ lửng, hệ bền Hạt keo sa lắng là do tác động của trọng lực đã thắng lực cản là lực ma sát

Trang 65

do: khối lượng riêng của môi trường phân táng: gia tốc trọng trường

Trang 66

Sự sa lắng

- Lực ma sát chống lại sự sa lắng của hạt keo: Fms = B.V

B: hệ số ma sát giữa hạt và môi trường (B=6...r)

V: tốc độ sa lắng của hạt keo

r: bán kính hạt keo

: độ nhớt của môi trường

Trang 67

do: khối lượng riêng của môi trường phân táng: gia tốc trọng trường

r: bán kính hạt keo

: độ nhớt của môi trường

Trang 68

Sự sa lắng

Muốn sa lắng nhanh phải phá vỡ độ bền động học  dùng máy ly tâm

(gia tốc lớn hơn nhiều lần gia tốc trọng trường)

gia tốc ly tâm: g=�2.x

�: tốc độ góc (�=1,18.10-5 n2)n: số vòng quay trong 1 phútx: khoảng cách từ trục quay tới hạt ly tâm

Trang 70

1 Chọn phát biểu sai về phương pháp làm bền hệ keo

A Tạo cho bề mặt keo một lớp điện tích hấp phụ

B Giảm nồng độ hạt keo

C Làm cho môi trường phân tán của keo đông đặc

D Tạo bề mặt hạt keo hấp phụ chất bảo vệ, khiến bề mặt thấm ướt

2 Chọn phát biểu sai về sự khuếch tán của hệ keo

A Tăng nhiệt độ, khuếch tán tăng

B Tăng độ nhớt, khuếch tán giảm

C Tăng bán kính hạt, khuếch tán giảm

D Khi nồng độ cân bằng, thì không có chuyển động Brown trong hệ

Tiêu đề	Hóa Lý Dược
Trường học	Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành
Chuyên ngành	Dược

Định dạng
Số trang	270
Dung lượng	10,08 MB
File đính kèm	SLIDE bg hÓa lÝ dƯỢc.rar (9 MB)