Sức căng bề mặt của dung dịch chất tan Chất tan là chất không hoạt động bề mặt
Sự phân bố chất tan và nồng độ chất tan ảnh hưởng đến CSBM của dung dịch
- Chất tan là chất phân ly ion: Ta có: σdd > σdm
Hóa lý dược
- Chất tan là chất không phân ly:
Sự phân bố các tiểu phân chất tan trên bề mặt chất lỏng và trong lòng chất lỏng như nhau.
Ta có: σdd = σdm
Chất tan không làm thay đổi, hoặc Chất tan không làm thay đổi, hoặc làm tăng SCBM của dung dịch so với dung môi ban đầu
Chất không hoạt động bề mặt là chất không làm thay đổi đáng kể hoặc làm tăng SCBM của dung môi
Chất tan là chất hoạt động bề mặt
Quá trình hòa tan chất tan là chất hoạt động bề mặt
Sự tập trung các chất tan trên bề mặt chất lỏng làm giảm SCBM của dung dịch
Chất HĐBM cấu tạo bởi 2 phần: đầu thân nước (-NO2, - COOH, -NH2, -OH, -SO3H) và đuôi thân dầu (gốc hydrocarbur)
chất hoạt động bề mặt
Quy tắc Traube (1884):
- Chất HĐBM là các acid béo cùng dãy đồng đẳng - Khi tăng 1 nhóm –CH2 vào mạch hydrocarbon thì HTBM sẽ tăng khoảng 2-3 lần
- Quy tắc này cũng đã được chứng minh đúng với các nhóm chức amin và rượu.
nhóm chức amin và rượu.
Độ hoạt động bề mặt
Là biến thiên sức căng bề mặt theo nồng độ, ký hiệu:
dσ dc
G= - G*: đại lượng Gibbs
Một số khái niệm về chất hoạt động bề mặt Hóa lý dược
Sự hình thành micell
Tiểu phân Tương tác
Đơn lớp
D/N
N/D
Tương tác với nước
Micell hình thành
Micell kép
Khi nồng độ chất HĐBM đạt giá trị tới hạn, các chất HĐBM sẽ tập trung lại thành cấu trúc micell
Nồng độ tối thiểu dung dịch chất HĐBM mà ở đó có sự hình thành micell được gọi là nồng độ micell tới hạn (CMC- Critical micelle concentration)
Hình dạng, kích thước và cách sắp xếp của các phân tử chất HĐBM trong cấu trúc micell dựa trên nguyên tắc làm cho năng lượng tự do của hệ là nhỏ nhất
Kích thước của micell thường là vài chục đến vài trăm nanomet
Các micell thường có hình cầu hay hình trụ
Micell kép Micell đảo
Các dạng micelle
Micell trụ Micell cầu
năng hòa tan của chất HĐBM
Hóa lý dược
Ứng dụng của chất hoạt động bề mặt
Khả năng tạo micell
Khi nồng độ các chất hoạt động bề mặt gia tăng, các chất HĐBM sẽ tập hợp hình thành micell.
V
Micell hình cầu l
CPP ≤ 1/3 a
V hình cầu
CPP (Critical packing parameter)
thông số micell cơ
bản
Micell kép
Micell hình trụ CPP = 1
CPP > 1
CPP = V/(lxa)
HLB (Hydrophilic Lipophilic Balance-HLB)
• Tính ưa, kỵ nước của một chất hoạt động bề mặt (không phân ly thành ion) được đặc trưng bởi một thông số là độ cân bằng ưa kỵ nước (HLB) giá trị này có thể từ 0 đến 20 (tính theo phương pháp Griffin) và từ 0 đến 40 (Davies)
• Công thức tính HLB theo Griffin: HLB = 20xMh/M
• Trong đó:
Mh là khối lượng phân tử của phần thân nước M là khối lượng của cả phân tử chất HĐBM
Tính chất của chất HĐBM theo thang đo Griffin
Thân nước
Tác nhân hòa tan (thân nước) Chất tẩy rửa
Tác nhân nhũ hóa (D/N)
Phân tán trong nước
Thân dầu
(D/N)
Tác nhân thấm ướt, phân tán
Tác nhân nhũ hóa (N/D)
Tác nhân chống bọt
Phân loại chất hoạt động bề mặt
Dựa vào nguồn gốc và cấu tạo hóa học:
a. Chất HĐBM có nguồn gốc tự nhiên:
Cao lanh, đất sét, gôm, nhựa cây, lòng đỏ trứng (lecithin), cholesterol
b. Chất HĐBM có nguồn gốc tổng hợp
b1. Chất HĐBM loại ion: anion; cation và lưỡng tính b2. Chất HĐBM loại không phân ly thành ion
- Ester của rượu đa chức và acid béo - Span và Tween
Hóa lý dược
Ứng dụng của chất hoạt động bề mặt
Trong ngành dược, chất HĐBM chủ yếu được dùng làm tác nhân thấm ướt, nhũ hóa
Phân tán các hoạt chất khó tan
- Dùng các chất HĐBM nhằm làm “dễ thấm ướt” hoạt chất là chất rắn khó tan
chất là chất rắn khó tan
Ví dụ: sự hòa tan của hormon tăng khi thêm các chất HĐBM như caprilat, natri laurat, tween 20, tween 60...
- Hoạt chất là chất lỏng khó tan trong nước (hoặc dung môi thân nước)
Tăng khả năng phân tán, hòa tan tăng tác dụng và độ bền sinh học
Khả năng tạo micell có ý nghĩa gì đối với sự hòa tan các hoạt chất khó tan ?
Cơ chế nhũ hóa của chất HĐBM
4
2 1
3