Коллоидная химия I часть (рус)

Лектор - к. хим. н., доц.
Томаровская Татьяна Александровна
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОЙ И КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ
Тема лекции:
“ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ, МЕТОДЫ ИХ
ПОЛУЧЕНИЯ И ОЧИСТКИ”

ПЛАН ЛЕКЦИИ:
1. Общая характеристика дисперсных систем.
2. Классификация дисперсных систем.
2.1. Классификация по дисперсности.
2.2. Классификация по агрегатному состоянию
дисперсной фазы и дисперсионной среды
(классификация В. Оствальда).
2.3. Классификация по структуре (по взаимодействию
между частичками дисперсной фазы).
2.4. Классификация по межфазному взаимодействию.
3. Получение дисперсных систем.
3.1. Диспергационные методы.
3.2. Конденсационные методы.
3.3. Пептизация.
4. Очистка дисперсных систем.

ЛИТЕРАТУРА:
1. Физическая и коллоидная химия / В. И. Кабачный, Л. К. Осипенко,
Л. Д. Грицан и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – Х. : Изд-во НФаУ, 2010.
– 432 с.
2. Сборник задач по физической и коллоидной химии /
В. И. Кабачный, Л. К. Осипенко, Л. Д. Грицан и др. – Х. : Изд-во
НФАУ, 2000. – 224 с.
3. Физическая и коллоидная химия. Сборник заданий для
самостоятельной работы: Учебное пособие для студентов заочной
(дистанционной) формы обучения фармацевтических вузов и
факультетов III-IV уровней аккредитации / В. И. Кабачный,
Л. К. Осипенко, Л. Д. Грицан и др. ; под ред. В. И. Кабачного. –
Харьков : Изд-во НФаУ, 2003. – 136 с.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Коллоидная химия
– дисциплина, неразрывно связанная с
физической химией, в которой изучают
дисперсные системы и методы их
исследования, поэтому ее еще называют
физикохимией дисперсных систем.

Дисперсная система
Дисперсная
фаза
Дисперсионная
среда

Признаки дисперсных
систем
Гетерогенность Высокая степень
дисперсности

Изучение свойств этих систем и способов их
получения даёт возможность выбрать рациональную
технологию изготовления, условия хранения, а также
предвидеть возможный механизм их терапевтического
действия.
Изучение коллоидной химии необходимо для
подготовки квалифицированного специалиста в отрасли
фармации, основным направлением деятельности
которого является разработка эффективных
лекарственных препаратов в виде аэрозолей, мазей,
суппозиториев и др.

Значение коллоидной химии
Коллоидная химия играет важную роль в
научно-техническом прогрессе. Большое
значение коллоидная химия имеет для:
биологии
медицины
фармации

Растительные и животные организмы
содержат сложные дисперсные системы (кровь,
лимфу и т.д.), а жизненные процессы носят
коллоидно-химический характер.

Многие пищевые продукты, средства гигиены,
которыми человек пользуется ежедневно являются
дисперсными системами.

В медицине в настоящее время широко
используются методы коллоидной химии:
гемодиализ;
 гемофильтрация;
сорбционная экстракорпоральная
детоксикация организма;
препаративный электрофорез клеток.

В фармации как лекарственные формы
используют:
аэрозоли;
пены;
эмульсии;
мази;
пасты;
порошки.

Изучение свойств Д.с. и способов их
получения позволяет определить:
 рациональную технологию их
изготовления;
 условия хранения;
 возможный механизм терапевтического
действия лекарственных препаратов.

ОТЛИЧИЯ КОЛЛОИДНЫХ
РАСТВОРОВ ОТ
ИСТИННЫХ

Коллоидные растворы рассеивают свет;
истинные растворы ─ оптически пусты

Коллоидные растворы
очень медленно диффундируют;
имеют очень малое и непостоянное
значение осмотического давления.

Коллоидные растворы способны к диализу, т.е.
могут быть очищены с помощью полупроницаемой
мембраны от растворенных в них примесей
низкомолекулярных веществ.

Коллоидные растворы агрегативно неустойчивы
и способны разрушаться (коагулировать) под
влиянием внешних воздействий

Коллоидные частицы способны перемещаться в
электрическом поле (электрофорез).

КЛАССИФИКАЦИЯ
ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

 по степени дисперсности;
по агрегатному состоянию;
по структуре;
по межфазному взаимодействию.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО
ДИСПЕРСНОСТИ

Дисперсность – величина, обратная размеру частиц:
D = 1/а (1)
где а – диаметр сферической частицы, или длина ребра
частицы кубической формы. Размерность [D] = м-1
Удельная поверхность
Sуд. = S/ V или Sуд. = S/ m
где S – площадь поверхности частицы, V – объем частицы, m
– масса частицы
[Sуд.] = м -1
[Sуд.] = м2
/кг

Для систем, содержащих кубические частицы с
ребром l , имеем:
Для систем, содержащих сферические частицы с
радиусом r, получим :
ll
l
S
66
3
2
.уд ==
( ) drr
r
S
63
3/4
4
3
2
уд. ===
π
π

Дисперсные системы подразделяют на:
Ультрамикрогетерогенные
(коллоидно-дисперсные)
10 -9
– 10-7
м Золи (вирус
гриппа, золь
золота)
Микрогетерогенные
10 -7
– 10-4
м Взвесь
эритроцитов,
кишечной
палочки
Грубодисперсные
более 10-4
м Эмульсии,
суспензии

АГРЕГАТНОМУ СОСТОЯНИЮ
ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ И
ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДЫ
(КЛАССИФИКАЦИЯ В.
ОСТВАЛЬДА)

Дисперсная
фаза
Дисперсионная
среда
Обозначение
системы
Примеры
Газ Газ Г/Г Атмосфера земли
Жидкость Газ Ж/Г
Аэрозоли жидких лекарственных
веществ, туман
Твердое тело Газ Т/Г
Аэрозоли твердых лекарственных
веществ, дым, пыль, порошки
Газ Жидкость Г/Ж Пены, газовые эмульсии
Жидкость Жидкость Ж/Ж
Эмульсии (молоко, лекарственные
эмульсии)
Твердое тело Жидкость Т/Ж Суспензии, лиозоли
Газ Твердое тело Г/Т Твердые пены, пемза, силикагель
Жидкость Твердое тело Ж/Т Гели, жемчуг
Твердое тело Твердое тело Т/Т Окрашенное стекло

Примеры дисперсных систем
(классификация по агрегатному состоянию)

СТРУКТУРЕ (ПО
ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ МЕЖДУ
ЧАСТИЦАМИ ДИСПЕРСНОЙ
ФАЗЫ)

3333
Свободнодисперсные – частицы
дисперсной фазы не связаны в сплошную
сетку, способны перемещаться в
дисперсионной среде (суспензии, эмульсии,
золи).
Связанодисперсные – частицы образуют
пространственную структуру, не могут
свободно перемещаться (гели, диафрагмы,
мембраны, студни).

КЛАССИФСКАЦСЯ ПО
ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ МЕЖДУ
ФАЗАМИ

Взаимодействие между дисперсной фазой и
дисперсионной средой происходит всегда, но не в равной
степени для разных систем.
Лиофильные (от греч. lyo – растворяю и phileo – люблю) –
характерно сильное взаємодействие фазы и среды; сухой
остаток способен спонтанно диспергировать в
дисперсионной среде (ПАВ).
Лиофобные (от греч. phobos – страх) – характерно
слабое взаимодействие фазы и среды; самопроизвольного
диспергирования не происходит (золи, т.е. типичные
коллоидные растворы с ярко выраженной гетерогенностью
и высокой дисперсностью).

ПОЛУЧЕНИЕ ДИСПЕРСНЫХ
СИСТЕМ

Дисперсные системы можно получить измельчением
твердых и жидких веществ в соответствующей среде
или образованием частиц дисперсной фазы из
отдельных молекул, атомов или ионов.
Различают следующие методы получения
дисперсных систем:
Диспергационные
Конденсационные
Пептизация

Диспергирование
– измельчение частиц до коллоидно-дисперсных
размеров :
механическое (в дробилках, жерновах,
мельницах);
ультразвуковое (связано с кавитацией –
схлопыванием пустот);
электрическое (получение вольтовой дуги).

Коллоидная мельница

Конденсация
– возникновение новой фазы путем
соединения молекул, атомов или ионов в
гомогенной среде
физическая конденсация
химическая конденсация

Физическая конденсация
Конденсация из паров – пропускание паров вещества в
жидкость (лиозоли), конденсация паров в газах (аэрозоли),
конденсация паров веществ, образующих дисперсную фазу и
дисперсионную среду на охлажденной поверхности (гидро-
и органозоли).
Замена растворителя – добавление раствора вещества
небольшими порциями к хорошо смешивающейся с
растворителем жидкости, в которой вещество мало
растворимо и выделяется в виде высокодисперсной фазы
(золь серы, канифоли).

Химическая конденсация
Основана на выделении новой фазы, образующейся в
результате химической реакции из пересыщенного
раствора
ДЛЯ ЭТОГО НЕОБХОДИМО:
скорость образования центров кристаллизации
дисперсной фазы значительно превышала скорость их
роста.
КАК ОСУЩЕСТВИТЬ ПРАКТИЧЕСКИ?
добавлять концентрированный раствор одного
компонента к очень разбавленному раствору второго,
интенсивно перемешивать.

Пептизация
переведение в коллоидное состояние свежеобразованного
осадка.
КАК ОСУЩЕСТВИТЬ?
Обработать пептизатором:
растворителем (удаляются вещества, которые помогали
агрегации частиц, поэтому последние переходят в
раствор);
раствором электролита (его ионы адсорбируются на
частицах осадка, придавая им одинаковый заряд,
вследствие чего возникают силы электростатического
отталкивания и происходит процесс дезагрегации);
раствором ПАВ (образовывает на поверхности частичек
адсорбционные слои, которые защищают их от слипания.)

ОЧИСТКА ДИСПЕРСНЫХ
СИСТЕМ

Диализ
Ультрафильтрация
Комбинированные методы очистки

Диализ
– извлечение из дисперсной системы
низкомолекулярных веществ (примесей)
водой или другим растворителем с помощью
полупроницаемой мембраны, не
пропускающей частицы дисперсной фазы.

Диализатор
А
В
А — дисперсная система;
В — очищенная вода.

Электродиализ
– это процесс ускорения диализа при
наложении электрического поля.
А
В
В
Электродиализатор:
А — дисперсная система;
В — очищенная вода.

Ультрафильтрация
— это фильтрование дисперсной системы
под избыточным давлением через
ультрафильтр, изготовленный из
полупроницаемой мембраны.

Применение мембран с определенным
размером пор позволяет разделить
дисперсную фазу на фракции по размерам
частиц и определить эти размеры. Так были
найдены размеры некоторых вирусов и
бактериофагов.

Комбинированные методы очистки
соединение диализа с ультрафильтрацией -
аппарат «искусственная почка»

Спасибо за внимание!

Коллоидная химия I часть (рус)

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (16)

Similar to Коллоидная химия I часть (рус)

Similar to Коллоидная химия I часть (рус) (20)

More from kassy2003

More from kassy2003 (20)

Коллоидная химия I часть (рус)