Kolloidkeemia rakendamine farmaatsias. Mushkambarov_N.N.,_Füüsikaline_ja_kolloidkeemia._Loengute

N.N. Mushkambarov

FÜÜSIKALINE JA KOLLOIDNE KEEMIA

ÕPIK ÜLIKOOLIDELE

Kolmas trükk, parandatud ja suurendatud

MEDITSIINIAMETI MOSKVA - 2008

UDC 544 (075,8) LBC 24,5 aastat73

Arvustajad:

Dr. chem. Teadused, Moskva Riikliku Ülikooli professor

Aslanov L. A.

Biol. Teadused, nime saanud MMA professor. NEED. Sechenov

Kaletina N.I.

Teaduslikule toimetajale:

Prof. kohvik üldine, füüsiline ja kolloidkeemia KSMU

Timerbaev V. N.

Mushkambarov N. N.

M89 Füüsikaline ja kolloidkeemia: õpik meditsiinikoolid(ülesannetega). – 3. trükk, täiendatud. - M .: Medical Information Agency LLC, 2008. - ... p .: ill.

ISBN 5-9231-0149-1

Õpik vastab farmaatsiateaduskondade ja -instituutide üliõpilastele mõeldud füüsikalise ja kolloidkeemia programmile.

See sisaldab 7 osa: 1. "Keemiline termodünaamika", 2. "Faasitasakaalu ja -lahused", 3. "Elektrolüütide lahused ja elektrokeemia", 4. "Keemiline kineetika", 5. "Pinnanähtused", 6. "Hajutussüsteemid". , 7. "Lüofiilsed dispergeerimissüsteemid".

Materjal on esitatud kõrgel tasemel teoreetiline tase ja samal ajal esitatud selges, kokkuvõtlikus keeles. Iga peatüki lõpus on selle kokkuvõte. Ja pärast iga lõiku antakse rida ülesandeid. erineval määral raskusi üksikasjalike lahendustega.

Õpik on mõeldud mitte ainult farmaatsia, vaid ka teiste seotud erialade üliõpilastele.

UDC 544(075.8)

Pühendatud füüsikalise ja kolloidkeemia õpetajatele

Alexandra Dmitrievna Mihhailova ja Larisa Evgenievna Priezzheva

sügava tänutundega nende ennastsalgavuse ja huvitatuse eest

toetada minu jaoks väga raskel ajal,

– mis muide andis selle raamatu kallal tehtud töö.

EESSÕNA

See õpik on kirjutatud vastavalt "Füüsikalise ja kolloidse keemia programmile farmaatsiainstituutide ja meditsiinikoolide farmaatsiateaduskonna üliõpilastele".

Ütlematagi selge, et õpikuid ja õppevahendid selles distsipliinis. Kuid praktilise füüsikalise ja kolloidkeemia õpetamise kogemus MMA-s neid. NEED. Sechenov näitas, et õpilastel on õppekirjandusega tõsiseid raskusi. Seetõttu lõin pakutud kursusest oma versiooni. Kas selgus, mida nõutakse, on õpilaste ja õpetajate otsustada.

Õpiku esimene trükk ilmus septembris 2001. Kahjuks oli projektis osalejate tegevuse kiirustamise ja ebajärjekindluse tõttu raamatus palju trükivigu ja teksti moonutavaid toimetuslikke muudatusi. Seetõttu ilmus 2 kuu pärast teine, parandatud trükk – siiski palju väiksemas tiraažis.

Selles (kolmandas) väljaandes on eelmisega võrreldes kolm olulist erinevust.

a) Esiteks, kahekordne poolitus fikseeritud teoreetiline materjal - mitte ainult peatükkide, vaid ka loengute jaoks: viimane oli kasulik ainult õppejõududele. (Eelkõige seetõttu kokkuvõte eelnev materjal on nüüd antud mitte järgmise loengu alguses, vaid peatüki lõpus.)

b) Teiseks pakutakse iga osa järel lugeja tähelepanu alla rida ülesandeid. Ülesannete lähtetingimused valiti erinevatest doktorikraadi allikatest. biol. Teadused V.N. Tveritinov. Siin on neid tingimusi oluliselt muudetud ja lisaks on kõikidele probleemidele koostatud üksikasjalikud lahendused.

c) Kolmandaks on õpiku teksti sisse toodud üksikasjalik pealkiri. Pigem see tagastati, kuna see oli saadaval juba enne esimest väljaannet, kuid eemaldati selle ettevalmistamisel.

Lisaks on kogu tekst hoolikalt läbi vaadatud ja paljudes kohtades minu hinnangul vajalikud parandused tehtud.

Raamat on kirjutatud aastatel 1996-1997. Sellest ajast peale olen töötanud pikemat aega hoopis teise teaduse vallas. Ja mul on hea meel, et huvi selle õpiku vastu jätkub tänaseni.

N. N. Mushkambarov, august 2008

SISSEJUHATUS

IN füüsikalise ja kolloidkeemia kursus sisaldab 7 järgmist osa.

1. Keemiline termodünaamika- energiaõpetus erinevaid protsesse

Ja nende spontaanse voolamise tingimused.

2. Faasitasakaalu ja mitteelektrolüütide lahused– teave mustri kohta

faasisiirde tunnused ja mitteelektrolüütide lahuste kolligatiivsed omadused. Need on sellised nähtused nagu külmumis- ja keemistemperatuuri muutused, osmoos jne.

3. Elektrolüütide lahused ja elektrokeemia- elektrolüütide lahuste võimest juhtida voolu, mis on seotud väga oluliste elektrokeemiliste nähtustega - elektroforees, elektrolüüs, elektromagnetväljade teke galvaanilistes elementides jne.

4. Keemiline kineetika- keemiliste protsesside kiiruse õpetus.

5. Pinnanähtused- faasiliidesel toimuvate nähtuste kohta (kuid mitte faasisiiretele): adsorptsioon, adhesioon, märgumine, levimine ja mõned muud nähtused.

6. Dispergeeritud süsteemid- kahefaasiliste süsteemide kohta, millest üks faas on teises jaotatud nn. hajutatud osakesed. Paljud meile tuttavad objektid kuuluvad sellistesse süsteemidesse.

7. Lüofiilsed dispergeeritud süsteemid– kaalutakse selliseid süsteeme, kus osakestel on kõrge afiinsus keskkond. Eelkõige hõlmab see suure molekulmassiga ühendite (HMC) lahuseid sobivates lahustites.

Mõnedes füüsikalise keemia õpikutes on lahti seletatud ka aine ehituse õpetus. Sellel kursusel sellist osa pole, kuna nüüd on aatomite ja molekulide struktuur määratud teistele keemiaaladele (üldine ja anorgaaniline, samuti orgaaniline keemia).

Ülaltoodud jaotiste loend näitab, et füüsikaline kolloidkeemia ühendab metodoloogilise ja konkreetse teaduse funktsioonid. Kuidas metodoloogiline teadus sõnastab ta kvantitatiivse kirjeldamise põhimõtted ja meetodid keemilised süsteemid ja protsessid. Seda funktsiooni täidavad kaks põhiosa: 1. Keemiline termodünaamika ja 4. Keemiline kineetika.

Tõepoolest, energia ja kiirus on iga keemilise (sh biokeemilise) protsessi peamised omadused.

Aga konkreetne teadus füüsikaline kolloidkeemia käsitleb teatud objekte ja nähtusi, mis on keemia ja füüsika jaoks piiripealsed. enamasti,

See keemiliste objektide füüsikalised omadused: 2. Faasiüleminekud; 3. Elektrokeemilised nähtused; 5. Pinnanähtused; 6. Arvukad füüsikalised omadused hajutatud süsteemid ja 7. füüsikalised omadused Merevägi ja nende lahendused.

Seega võib selle sektsioonid vastavalt kahele füüsikalise ja kolloidse keemia funktsioonile jagada kahte rühma.

Kuid on veel üks jaotus - füüsiline (esimesed neli sektsiooni) ja

kolloidne (kolm viimast sektsiooni) keemia.

Tähtaeg kolloidkeemia kasutatakse tavaliselt seoses hajutatud süsteemidega (kuna hajutatud faasi laetud osakesi nimetatakse kolloidosakesteks). Pinnanähtused esinevad igal liidesel, kuid hajutatud süsteemide puhul on liides eriti suur ja seetõttu on pinnanähtused kõige tugevamad. Seetõttu nimetatakse nende nähtuste doktriini (nagu ka IUD-i lahuste õpetust) kolloidkeemiaks.

Selline jaotus on aga pigem tinglik, nagu ka järjekord, milles me ülaltoodud teemasid uurime, on üsna vastuoluline. Võib-olla oleks loogilisem uurida kineetikat kohe pärast termodünaamikat ja pinnanähtusi pärast faasitasakaalu käsitlevat osa. Kuid igas järjestuses on plusse ja miinuseid, on konventsionaalsus. Eespool toodud järjestus on ajalooliselt välja kujunenud ja programmis fikseeritud.

KEEMILISED

TERMODÜNAAMIKA

Keemiline termodünaamika arvestab erinevate protsesside energiaaspekte ja määrab nende spontaanse toimumise tingimused. IN

selle alus - kolm ja koos nulliga - neli termodünaamika põhimõtet. Kui protsessid on keemilised, kehtivad ka nende puhul näidatud termodünaamika põhimõtted. Kuid võrreldes puhtfüüsikaliste protsessidega on vaja mitmeid spetsiifilisi väljendeid – näiteks reaktsiooni energia, selle sõltuvuse temperatuurist jne arvutamiseks. Nii üldised termodünaamilised seadused kui ka nende spetsiifiline rakendamine keemilistele objektidele huvipakkuv. Seetõttu nimetatakse seda kursuse lõiku keemiliseks termodünaamikaks.

Peatükk 1. PÕHIMÕISTED JA TERMODÜNAAMIKA ESIMESE PÄRITOLU

1.1. Termodünaamilised süsteemid, olekud ja omadused

1. Termodünaamikas on vaatlusobjekt alati süsteem .

Termodünaamiline süsteem - mis tahes loodusobjekt, mis koosneb

piisavalt suur hulk osakesi (vähemalt 10 10 -10 13 ) ja eraldatud keskkonnast reaalse või mõttelise piiriga.

2. Termodünaamilisi süsteeme on 3 tüüpi (tabel 1.1):

a) Isoleeritud süsteemid – nad ei saa keskkonnaga vahetada ei energiat ega massi. Näited: isoleeritud termostaat, universum tervikuna.

		Tabel 1.1
Isoleeritud	Suletud	avatud

b) Suletud süsteemid – nad suudavad vahetada keskkonnaga energiat, kuid mitte massi. Suletud süsteemi näide on lahustunud aine molekulide kogum. Väliskeskkonnaks on siin kõik muu, alustades lahustist (kui see reaktsioonis ei osale). Seetõttu käsitletakse keemilises termodünaamikas kõige sagedamini suletud süsteeme.

c) Avatud süsteemid on süsteemid, mis suudavad keskkonnaga vahetada nii energiat kui massi. Siin on kõige olulisem näide elusobjektid.

3. Ükskõik, millise süsteemi me kasutame, võib see olla erinevates olekutes. Ja konkreetse oleku kirjeldamiseks kasutage termodünaamilised omadused(a i ).

Neid omadusi saab liigitada kahel viisil. a) Esiteks jagunevad need ulatuslikeks ja intensiivseteks.

I. Ulatuslikud parameetrid sõltuvad aine kogusest ja liidetakse

Näiteks ruumala (V), mass (t), aine hulk (n), energia (E), mis on seotud kogu süsteemi või selle üksikute osadega.

II. Intensiivsed omadused ei sõltu aine kogusest ja ühtlustuvad, kui süsteemid või süsteemi osad kokku puutuvad. See hõlmab selliseid parameetreid nagu temperatuur (T), rõhk (P), tihedus (ρ), kontsentratsioon (c).

b) Teine alajaotis on järgmine.

I. Mõningaid omadusi võib pidada peamisteks, mis määravad aine oleku. Neid nimetatakse oleku parameetrid. Tavaliselt võetakse sellistena järgmisi tunnuseid - T, P ja n, st temperatuur, rõhk ja aine kogus.

II. Ülejäänud omadused sõltuvad neist kolmest parameetrist ja seega üldiselt süsteemi olekust. Seetõttu nimetatakse neid riigi funktsioonid. Niisiis, ideaalse gaasi puhul määrab energia ainult temperatuur ja aine kogus ning ruumala - kõik kolm olekuparameetrit:


	- nRT,		V = –––– .

Esimene avaldis on füüsikast tuntud ja teine on Claiperoni-Mendelejevi võrrand (PV = nRT).

Parameetrite ja olekufunktsioonide vaheline seos on näidatud joonisel fig. 1.1.

a) Ühegi neist väärtus ei sõltu sellest, kuidas süsteem antud olekusse jõuab, vaid sõltub ainult sellest olekust endast.

b) Mõnede tingimuste puhul kasutatakse eritermineid. Seega käsitletakse aineid (süsteeme) sageli all standardtingimused:

vastavalt standardseisund aine on 1 mool puhast

ained standardtemperatuuril ja -rõhul kõige stabiilsemas agregatsiooniseisundis.

Nagu näha, lisandub siin tingimustele (1.3, a-c) kõige stabiilsema agregatsiooniseisundi tingimus. Ühe aine puhul on see gaasiline olek, teise jaoks vedel, kolmanda jaoks tahke olek kõige tavalisemas allotroopses modifikatsioonis.

c) Nii standard- kui ka paljud teised seisundid on tasakaalus. IN

Tasakaaluseisundis ei muutu olekuparameetrid ajas spontaanselt ning süsteemis ei toimu aine- ja energiavoogusid.

d) Lõpuks veel üks oluline olekute erijuhtum on

statsionaarsed olekud. Siin on ka olekuparameetrid konstantsed, kuid süsteemis on energia ja (või) aine vood.

e) Süsteemi kõik muud seisundid on sisuliselt siirdeseisundid – kas tasakaalu- või statsionaarsesse olekusse.

1.2. Termodünaamilised protsessid

1. a) Mis tahes muutus oleku parameetrites (st süsteemi üleminek ühest olekust teise) on termodünaamiline protsess.

b) Protsessi juhib mingi väline mõju

süsteemi tasakaalust välja viimine (st selle üleviimine mittetasakaaluseisundisse).

c) Spontaanse protsessi tulemusena süsteem

- või naaseb eelmisesse tasakaaluolekusse,

- või läheb sisse mingi muu tasakaaluseisund

- või saavutab püsiseisundi.

2. Pöörame siinkohal tähelepanu kahele asjale.

a) Esiteks võib süsteemil olla mitu tasakaaluolekut, nagu on näidatud joonisel fig. 1.2.

b) Teiseks, kui süsteem jõuab statsionaarsesse olekusse, siis protsess ei peatu, vaid muutub lihtsalt paigal (st selliseks, mille juures säilitatakse olekuparameetrite konstantsed väärtused).

Selline olukord võib toimuda suletud ja avatud süsteemides. Näiteks, terve mees on statsionaarses olekus: kõik selle parameetrid jäävad konstantsele tasemele. Kuid selles toimuvad kogu aeg aine ja energia vahetuse protsessid keskkonnaga ja paljud neist

protsessid on statsionaarsed.

3. Millal kaldub süsteem tasakaaluolekusse ja millal liikumatusse?

Avatud süsteemi puhul võib välja tuua kaks tüüpilist olukorda.

a) Olgu süsteemi piiridel intensiivse parameetri (näiteks aine kontsentratsiooni) konstantsed ja identsed väärtused.

Siis kaldub samale väärtusele ka kontsentratsioon süsteemis endas (esialgu erinev), mis on tasakaaluline (joon. 1.3, a), s.t. pärast selleni jõudmist protsess peatub.

					C2< C1
					C2< C1
				C1 > Cx > C2

b) Ja nüüd olgu intensiivse parameetri (kontsentratsiooni) väärtused avatud süsteemi piiridel konstantsed, kuid erinevad. Seejärel tekib mööduva protsessi tulemusena süsteemis mingi vahepealne kontsentratsioon c x, mis siis säilib tänu statsionaarne protsess- aine sissevool läbi ühe piiri ja sama väljavool läbi teise piiri (joon. 1.3, b).

Seega saavutatakse püsiseisund.

4. Pööratavad ja pöördumatud protsessid. Termodünaamika jaoks on fundamentaalse tähtsusega kõigi protsesside jagamine pöörduvateks ja pöördumatuteks. See alajaotus võtab arvesse, kuidas süsteem liigub algolekust lõppolekusse.

a) Pööratavad protsessid – need, mille puhul vähimgi vastupidine mõju muudab suunda vastupidiseks.

See tähendab, et kõik süsteemi ja keskkonna vaheseisundid sellises protsessis on tasakaalus. Seetõttu nimetatakse sageli pöörduvaid protsesse ka tasakaaluks.

b) Ja termodünaamiliselt pöördumatud protsessid on sellised, mida ei saa tagasi pöörata, jätmata süsteemis endas või keskkonda mingeid muutusi.

Sellest definitsioonist järeldub: pärast termodünaamiliselt pöördumatut protsessi saab süsteemi teatud tingimustel taastada algsesse olekusse

(st rakendada keemiline pöörduvus).

Kuid see nõuab teatud muudatuste tegemist süsteemis või keskkonnas – näiteks reaktsiooniproduktide kontsentratsiooni suurendamist või lisasoojuse andmist.

Seega on termodünaamiline pöördumatus ja keemiline pöördumatus erinevad mõisted.

Pange tähele, et peaaegu iga reaalne protsess on mingil määral termodünaamiliselt pöördumatu. Kuid idee täiesti pööratavast protsessist on väga kasulik.

1.3. Näide: gaasi mahu isotermiline muutus

Illustratsioon erinevatest viisidest, kuidas süsteem saab ühest olekust teise üle minna - isotermiline gaasi paisumine- näidatud joonisel fig. 1.4.

1. Pöördumatu protsessi äärmuslikul versioonil väline surve kohe

vähendatud tasemeni R 2 .

laieneb mahuni

V2 = V1 P1 / P2,

tegemisel

välisrõhk P 2:

P1-dP

V1 + dV

·····arr.

pööratav variant

laienemine, välisrõhk väheneb

väga aeglaselt - alguses nii gaasid

töötab vastu survet P 1 -

dP, siis - vastu P 1 - 2dP, ... ja ainult sisse

lõpp - P 2 vastu.

Ilmselgelt

rohkem gaasi kui eelmisel juhul. Arvutame selle töö konkreetse väärtuse:

3. Oletame nüüd, et gaas pärast üht või teist paisumist uuesti

isotermiliselt kokkusurutudeelmisele köitele v1.

a) Pööratava versiooni puhul on vaja süsteemiga teha täpselt sama töö, mida süsteem tegi laiendamise ajal. Süsteemis ega keskkonnas muudatusi ei tehta.

Tööriistakomplekt

Teema: Kolloidlahuste uurimine.

Distsipliin : Keemia

Noh : 2

Semester : 3

Koostatud : Polivanova T.V., keemiaõpetaja, esimene kvalifikatsioonikategooria

Moskva

2015

Sisu:

Teema motivatsioon …………………… …..lk 4

Eesmärgid..………………………. .lk. 4

Teabeplokk ……………… lk 5

Juhtseade ………………….lk. 18

1. Motivatsiooni teema

Kolloidsüsteemid on looduses laialt levinud. Valgud, veri, lümf, süsivesikud, pektiinid on kolloidses olekus. Paljud tööstusharud (toiduaine-, tekstiili-, kummi-, naha-, värvi- ja lakitööstus, keraamikatööstus, tehiskiutehnoloogia, plastid, määrdeained) on seotud kolloidsüsteemidega. Tootmine ehitusmaterjalid(tsement, betoon, sideaine lahused) põhineb teadmisel kolloidide omadustest. Hajumaterjalidega (tolm, suspensioonid, vahud) tegelevad söe-, turba-, mäe- ja naftatööstus. Kolloidkeemia on eriti oluline mineraalide töötlemise, purustamise, flotatsiooni ja maagi märja töötlemise protsessides. Foto- ja kinematograafilised protsessid on samuti seotud kolloid-dispersioonisüsteemide kasutamisega.

Kolloidkeemia objektide hulka kuuluvad kõik taimestiku ja loomastiku vormid, eriti tüüpilised kolloidsed moodustised on lihased ja närvirakud, rakumembraanid, kiud, geenid, viirused, protoplasma, veri. Seetõttu väitis kolloiditeadlane I. I. Žukov, et "inimene on olemuselt kõndiv kolloid". Selle valguses ei kujuta ravimite (salvid, emulsioonid, suspensioonid, aerosoolid, pulbrid) tehnoloogiat, erinevate ravimite toimet organismile ette ilma kolloidkeemia tundmiseta.

2. Eesmärgid ja eesmärgid.

Sihtmärk: süstemaatiliste teadmiste omandamine kolloid-dispergeeritud süsteemide kohta, olenevalt klassifitseerimise tunnustest, hajutatud süsteemide saamise, puhastamise ja stabiilsuse meetoditest ning oskus neid teadmisi rakendada bioloogilistes objektides leiduvate spetsiifiliste süsteemide puhul.

Ülesanded:

hariv:

tutvustada õpilastele hajutatud süsteemide, kolloidsete lahuste mõistet.

tutvustada õpilasi kolloidlahuste saamise meetoditega.

selgitada õpilastele kolloidlahuste puhastamise meetodeid, mitsellide ehitust.

tutvustada õpilastele kolloidlahuste omadusi.

arendamine:

jätkata ja laiendada õpilaste kognitiivset tegevust, samuti ideid kolloidlahuste saamise meetoditest.

jätkuvalt arendada ja laiendada õpilaste arusaamist dialüüsist, elektrodialüüsist, ultrafiltratsioonist, kolloidosakeste koostisosadest ja nende praktilisest tähendusest igapäevaelus.

kasvatamine:

arendada jätkuvalt tähelepanelikkust, tähelepanelikkust, esteetilisi tundeid, tehnoloogiaga töötamise oskusi.

Teabeplokk.

Dispergeeritud süsteemid – heterogeensed süsteemid, milles üks aine (dispergeeritud faas) on teises (dispersioonikeskkonnas) ühtlaselt jaotunud. Aine omadused killustatud (hajutatud ) olek erineb oluliselt sama aine omadustest, mis on tahke keha või mingi vedelikumahu kujul.

Dispergeeritud osakesi on mitu erinevat klassifikatsiooni: osakeste suuruse järgi, järgi agregatsiooni olek dispergeeritud faas ja dispersioonikeskkond dispergeeritud faasi osakeste ja dispersioonikeskkonna molekulidega interaktsiooni olemuse, termodünaamilise ja kineetilise stabiilsuse tõttu.

Sõltuvalt hajutatud faasi a osakeste suurusest eristatakse järgmisi dispergeeritud süsteeme

Dispergeeritud süsteemid

Osakese suurus

Nimi

a ≤ 10 -9 m

Tõelised lahendused

a = 10 -9 –10 -7 m

kolloidsüsteemid

a ≥ 10 -7 –10 -5 m

Jämedad süsteemid

Dispergeeritud süsteemide klassifikatsioon dispergeeritud faasi ja dispersioonikeskkonna agregatsiooni oleku järgi on toodud tabelis

Hajusüsteemide klassifikatsioon

hajutatud

faas

Dispersioonikeskkond

Gaas

Vedelik

Tahke

Gaas

Ei moodustatud

Vaht

kõva vaht

Vedelik

Aerosool

Emulsioon

tahke emulsioon

Tahke

Aerosool, pulber

Suspensioon ja sol

tahke sool

Kolloidne olek on iseloomulik paljudele ainetele, kui nende osakeste suurus on 10ˉ 7 kuni 10 5 vt. Nende kogupind on tohutu ja sellel on pinnaenergia, mille tõttu ta suudab lahusest osakesi adsorbeerida. Saadud kolloidosakest nimetataksemitsell . Sellel on keeruline struktuur ja see koosneb tuumast, adsorbeeritud ioonidest ja vastasioonidest.

Kui lahusti interakteerub osakeste tuumaga, siislüofiilne kolloidid, kui see ei interakteeru, siislüofoobne kolloidid.

Ajalooline viide

Tavaliselt arvatakse, et kolloidkeemia rajajaks on inglise teadlane Thomas Graham (1805-1869), kes tutvustas kolloid-keemia põhimõisteid eelmise sajandi 50-60ndatel. Kuid me ei tohiks unustada, et tal olid eelkäijad ja ennekõike - Jacob Berzelius, Itaalia keemik Francesco Selmi. 30ndatelXIXsajandil kirjeldas Berzelius mitmeid sademeid, mis pestes filtrit läbivad (räni- ja vanadiinhape, hõbekloriid, Preisi sinine jne). Berzelius nimetas neid filtrit läbivaid sademeid "lahusteks", kuid samas tõi ta välja nende lähedase afiinsuse emulsioonide ja suspensioonidega, mille omadusi ta hästi tundis. Francesco Selmi 50ndatelXIXsajandil jätkas tööd selles suunas, otsides füüsikalis-keemilisi erinevusi filtrit läbivatest setetest moodustunud süsteemide (ta nimetas neid "pseudolahusteks") ja tavaliste tõeliste lahuste vahel.

Inglise teadlane Michael Faraday (*) aastal 1857 sünteesiti kulla kolloidseid lahuseid - suspensioonAuvees osakeste suurusega 1 kuni 10 nm. ja töötasid välja meetodid nende stabiliseerimiseks.

Need "pseudolahused" hajutavad valgust, neis lahustunud ained sadestuvad väikese koguse soolade lisamisel, aine üleminekuga lahusesse ja sealt sadestumisega ei kaasne süsteemi temperatuuri ja ruumala muutust, seda täheldatakse tavaliselt kristalsete ainete lahustumisel.

Thomas Graham arendas need ideed "pseudolahenduste" ja tõeliste lahenduste erinevuse kohta ning tutvustas "kolloidi" mõistet. Graham avastas, et ained, mis on võimelised moodustama želatiinseid amorfseid sademeid, nagu alumiiniumhüdroksiid, albumiin, želatiin, difundeeruvad vees aeglasel kiirusel võrreldes kristalsete ainetega (NaCl, sahharoos). Samal ajal läbivad kristalsed ained lahuses kergesti pärgamendi kestasid (“dialüüsivad”), samas kui želatiinsed ained ei läbi neid kestasid. Võttes liimi kui želatiinsete mittehajuvate ja mittedialüüsivate ainete tüüpilist esindajat, andis Graham neile üldnimetus"kolloidne", st. liimitaoline (kreeka sõnast colla - liim). Ta nimetas kristallaineid ja aineid, mis sobivad hästi hajutamiseks ja dialüüsiks, "kristalloidideks".

Mitsell ja selle struktuur

Kolloidosake on kolloidse dispersiooniga halvasti lahustuva aine südamik, mille pinnale on adsorbeerunud lahuse elektrolüüdiioonid. Elektrolüüdi ioonid tagavad sooli stabiilsuse, mistõttu seda elektrolüüti nimetatakse ioonseks stabilisaatoriks. See tähendab, et kolloidosake on kompleks, mis koosneb tuumast koos vastasioonide adsorptsioonikihiga. Osakese või tuuma agregaat on kristalse struktuuriga aine, mis koosneb sadadest või tuhandetest aatomitest, ioonidest või molekulidest, mida ümbritsevad ioonid. Südamikku koos adsorbeeritud ioonidega nimetatakse graanuliteks. Seega on graanulil teatud laeng. Vastupidiselt laetud ioonid kogunevad selle ümber, andes sellele üldise elektrilise neutraalsuse. Kogu graanulitest ja seda ümbritsevatest ioonidest koosnevat süsteemi nimetatakse mitselliks ja see on elektriliselt neutraalne. Mitselli ümbritsevat vedelat faasi nimetatakse mitsellidevaheliseks vedelikuks. Seda saab kujutada järgmise lühikese diagrammina:

graanul, st. kolloidne osake = tuum + adsorptsioonikiht + vastasioonkiht + hajuskiht

mitsell = graanul + vastasioonid

sol = mitsellid + mitsellidevaheline vedelik.

Vaatleme näitena sol As 2 S 3 (Joonis 7). Selle sooli saamiseks tuleb arseenhapet töödelda vesiniksulfiidiga. Käimasoleva reaktsiooni saab kirjutada järgmiselt:

2H 3 AsO 3 + 3H 2 S= Nagu 2 S 3 + 6H 2 KOHTA

Liigne H 2 S mängib selles süsteemis ioonse stabilisaatori rolli. H 2 S dissotsieerub osaliselt ioonideks:

H 2 S↔HS - + H +

Nendest HS ioonidest - ioonid adsorbeeritakse mitselli tuuma As pinnal 2 S 3 , seega selles süsteemis:

[As 2 S 3 ] n - üksus

[As 2 S 3 ] n , m HS - - tuum

([As 2 S 3 ] n , m HS - ,(m-x)H + } - x - graanul

([As 2 S 3 ] n , m HS - ,(m-x)H + } - xH + - mitsell

Mitsellide tuumad on kristalse struktuuriga. Kolloidosakeste moodustumise protsessi uuris üksikasjalikult V.A. Kargin ja Z.Ya. Berestneva 1953. aastal abiga elektronmikroskoop ja loodud uus teooria. Selle teooria kohaselt toimub kolloidosakese moodustumise mehhanism kahes etapis: esmalt tekivad sfäärilised osakesed, mis on amorfses olekus, ja seejärel ilmuvad amorfsete osakeste sisse väikesed kristallid. Amorfsete osakeste sees olevate kristallstruktuuride ilmnemise tõttu tekib pinge ja vastavalt süsteemi minimaalsele siseenergiale allub tingimustele (∆Н<0, ∆S<0), |∆Н| >|Т∆S|, ∆G<0) происходит самопроизвольный процесс распада на множество мелких кристаллических частиц и эти кристаллы становятся центром мицеллы. Скорость кристаллизации для различных золей различна.

Kolloidsete lahuste saamise meetodid

Kolloidseid lahuseid võib saada:

1. Dispersioonimeetodid mis põhineb aine suurte osakeste purustamisel või hajutamisel kolloidsete suurusteni. Dispersiooni saab läbi viia mehaanilise lihvimise, elektripihustamise ja nii edasi.

Hajutatud meetodid hõlmavad– geelidest või lahtistest setetest soolide moodustumise protsess kolloidtuumade pinnale adsorbeerunud peptisaatorite (enamikul juhtudel elektrolüütide) toimel, mis hõlbustab nende interaktsiooni dispersioonikeskkonnaga.

2. kondensatsiooni meetodid , mis põhineb suuremate osakeste molekulide või ioonide agregatsioonil. Osakeste liitmist saab läbi viia mitmel viisil.

Kondensatsioonimeetodi puhul peatub osakeste kasv ammu enne termodünaamiliselt stabiilse liidese teket. Seetõttu on kolloidsüsteemid sõltumata valmistamismeetodisttermodünaamiliselt ebastabiilne . Aja jooksul, termodünaamiliselt soodsama oleku poole püüdlemise tulemusena, lakkavad kolloidsüsteemid olemast koagulatsiooni – osakeste suurenemise protsessi – tõttu.

Füüsikalis-keemiline kondensatsioon viitab lahusti asendamise meetodile, mis taandub asjaolule, et aine, millest sool eeldatavalt saadakse, lahustatakse sobivas lahustis stabilisaatori juuresolekul (või ilma selleta) ja seejärel lahus segatakse. teise vedelikuga, milles aine on lahustumatu. Selle tulemusena moodustub sool. Nii saadakse väävlisoolid, kampol. Mille tõttu sel juhul tekib küllastumine.

Kondensatsiooni keemiline meetod põhineb reaktsioonidel, mis viivad tahke toote moodustumiseni.

a) Taastumisreaktsioonid.

Näiteks kulla ja hõbeda soolide saamine nende metallide soolade koostoimel redutseerivate ainetega:

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

(·nAuO2–·(n–x)К+)x–·xК+ – kullasooli mitsell.

b) Oksüdatsioonireaktsioonid.

Näiteks väävlisooli saamine:

2H2S + O2 → 2S + 2H2O.

Saadud sooli mitsellstruktuuri saab esitada järgmise valemiga:

{ · nS5O62–· 2(n-x)H+)· 2xH+.

c) Vahetusreaktsioonid. Näiteks baariumsulfaadi sooli saamine.

Vahetusreaktsioonide kasutamisel sõltub mitsellide koostis reaktiivilahuste valamise järjekorrast!

d) Hüdrolüüsireaktsioonid.

Näiteks saadakse punakaspruun raud(III)hüdroksiidi sool, lisades keevasse vette väikese koguse raud(III)kloriidi: FeCl3 + H2O → Fe(OH)3 + 3HCl.

Fe(OH)3 soolmitsellide struktuuri, sõltuvalt sellest, milline ioon on stabilisaator, saab väljendada valemitega:

{ · nFeO+· (n–x)Cl–)x+· xCl-

või { · nFe3+· 3(n–x)Cl–)3x+· 3xCl-

või { · nH+· (n–x)Cl–)x+· xCl-.

Kolloidsüsteemide kristallimise teel valmistamise näide on kristallimine suhkru tootmisel üleküllastunud sahharoosilahusest. Desublimatsiooniprotsess toimub pilvede tekkimise ajal, mil ülejahutatud tingimustes tekivad veeaurust kohe kristallid, mitte veepiiskad.

Kolloidsüsteemide omadused:

valguse hajumine (opalestsents) (näitab süsteemi heterogeensust, mitmefaasilisust).

Opalestsents muutub eriti märgatavaks, kui nagu Tyndall tegi ( lasta läbi kolloidse lahuse koonduvate kiirte kiir, asetades läätse valgusallika ja lahusega küveti vahele. Sel juhul on läbiva valguse käes läbipaistvatel lahustel kõik häguse keskkonna omadused külgvalgustuses. Küljelt vaadeldavas kolloidses vedelikus moodustub ere helendav koonus (Tyndalli koonus).

aeglane difusioon

madal osmootne rõhk

kolloidlahused on võimelised dialüüsiks, st. saab membraani abil lisanditest eraldada

on võimeline süsteemi koaguleerima (hävitama) lisandite lisamisel, T muutmisel, segamisel jne.

mõnikord tuvastatakse elektroforeesi nähtus, st. süsteemis olevatel osakestel võib olla laeng.

Kolloidsete lahuste stabiilsus

Kolloidsüsteemidel on kineetiline ja agregatiivne stabiilsus.Kineetiline stabiilsus seostatakse hajutatud faasi osakeste võimega lahuses spontaanseks termiliseks liikumiseks, mida tuntakse Browni liikumisena. Osakeste selline kaootiline liikumine takistab nende ühendamist. Tavaliselt on kolloidlahused kineetiliselt stabiilsed ja nende hävimine toimub alles pärast lahuse agregaadi stabiilsuse rikkumist.

Kogu stabiilsus tingitud asjaolust, et ioonide (molekulide) adsorptsioon keskkonnast toimub kolloidosakeste pinnal.

Aine, mis adsorbeerub osakeste tuumadele ja suurendab kolloidlahuste stabiilsust, nimetatakse stabilisaatoriks. Ioonse stabilisaatoriga tekivad mitsellide tuumade ümber topeltelektrilised kihid, mis muudab nende ühendamise keeruliseks. Molekulaarse stabilisaatori puhul tekivad molekulidevaheliste interaktsioonijõudude toimel adsorbeerunud molekulidele dispersioonikeskkonna molekulidest solvaadikestad (kihid), mis takistavad osakeste ühinemist.

Kolloidsete lahuste hävitamine

Kolloidosakeste suurenemise protsessi, mis viib dispergeeritud aine dispersiooniastme vähenemiseni, nimetataksekoagulatsioon . Koagulatsioon ehk osakeste kokkukleepumine põhjustab suurte agregaatide settimist (settimist) setete kujul.

Kolloidsüsteemide stabiilsuse vähenemise põhjustab elektrolüütide sissetoomine, mis muudavad ioonide hajutatud kihi struktuuri. Pealegi on elektrolüüdis koaguleeriv toime ainult nendel ioonidel (koagulaatoritel), mis kannavad vastavalt samanimelisele seadusele laengut kolloidosakese vastasiooni laenguga. Koagulaatori iooni koaguleeriv toime on seda suurem, seda suurem on selle laeng.

Koagulatsioon - spontaanne protsess, mis tuleneb süsteemi soovist minna madalama pinnaenergia ja väiksema isobaaripotentsiaaliga olekusse. Ka hüübinud aine settimise protsess kulgeb spontaanselt. Koagulatsioon võib olla tingitud erinevatest põhjustest, elektrolüütide kõige tõhusam toime. Elektrolüüdi minimaalset kontsentratsiooni lahuses, mis põhjustab koagulatsiooni, nimetatakse koagulatsiooniläveks. Koagulatsioon toimub ka kahe erineva osakeste laengu tunnustega sooli nihkumisel. Seda nähtust nimetatakse vastastikuseks koagulatsiooniks.

Kolloidsete lahuste puhastamise meetod

dialüüsi teel

Kolloidsete süsteemide saamisel on nende koostises lisaks dispergeeritud faasile suurtes kogustes happeid, aluseid ja sooli. Kolloidlahuse stabiilsuse tagamiseks peab lahuses olema veidi elektrolüüti, kuid üleliigne elektrolüüt tuleb eemaldada. Elektrolüüdi liigse koguse eemaldamist kolloidlahusest nimetatakse elektrolüüdi eemaldamiseks kolloidlahusest. Kolloidlahuste puhastamisel kasutatakse dialüüsi, ultrafiltratsiooni ja elektrodialüüsi meetodeid.

Dialüüsi eripäraks on see, et kolloidlahus ja selles olevad elektrolüüdid eraldatakse poolläbilaskva membraani abil puhtast lahustist (veest) (joonis 4). Molekulid ja ioonid, mis suudavad sellist membraani läbida, lahustuvad, kuni molekulide ja ioonide kontsentratsioonide vahel membraani mõlemal küljel on saavutatud tasakaal. Lahustit perioodiliselt vahetades on võimalik sool teatud määral lisanditest puhastada. Dialüüsiks kasutatakse tavaliselt kolloodiumkilesid, aga ka tselluloosatsetaadist, tsellofaanist ja muudest materjalidest vaheseinu. Koos sellega kasutatakse ka looduslikke kilesid, näiteks põie seinu.

Kolloidlahus (A) valatakse membraaniga kaetud anumasse (B), misjärel see kastetakse puhta veega täidetud anumasse (C). Välisanumas muutub vesi perioodiliselt, s.t. kasutatakse pideva veevahetusega läbivooludialüsaatorit. Kusepõie või muude membraanide seintel on väga väikesed augud (nende läbimõõt on 20-30 mikronit). Nendest aukudest võivad läbida molekulid või ioonid, kuid mitte kolloidosakesed. Tuhas sisalduvad elektrolüüdid difundeeruvad vette ja pestakse läbi membraani kolloidlahusest välja. Vett vahetades saab kolloidlahust teatud määral puhastada.

elektrodialüüsi meetod

Elektrodialüüsi puhul kiirendatakse dialüüsi elektrivoolu toimel. Kahe membraani vahel M 1 neid 2 asetatakse kolloidlahus, mis tuleb puhastada elektrolüütidest (joon. 5). Anuma külgmistes osades, milles voolab pidevalt puhast vett (lahustit), on elektroodid. Elektrivoolu läbimisel suunatakse positiivselt laetud ioonid katoodile ja negatiivse laenguga anoodile. Membraanist läbinud elektrolüütide ioonid kogutakse anuma osasse, kuhu elektroodid on paigaldatud. Puhastatud sool jääb kahe membraani vahele anuma keskossa. Seda meetodit kasutatakse peamiselt orgaaniliste kolloidide puhastamisel. Tööstuses kasutatakse seda laialdaselt puhta želatiini, liimi saamiseks.

ultrafiltratsiooni meetod

Kolloidseid lahuseid saab puhastada, filtreerides need läbi poolläbilaskvate membraanide. Ultrafilter koosneb Buchneri lehtrist (1), membraanist (2), Bünseni kolvist (3) ja pumbast (4) (joonis 6). Ultrafiltrimise kiirendamiseks viiakse läbi rõhu all. Teatud membraani kasutades on võimalik elektrolüüdist välja filtreerida kolloidlahus, aga ka soolid üksteisest. Selleks peavad membraaniava läbimõõdud olema suuremad kui ühe sooli osakesed ja väiksemad kui teise sooli osakesed.

Kasutamine meditsiinis

Meditsiinis kasutatakse kolloidseid lahuseid kõikjal. Siin on mõned näited nende kasutamisest. mis on vees dispergeeritud väikesed metalliosakesed, mida kasutatakse põletuste raviks, ja kaksteistsõrmiksoole, nina limaskesta pesemiseks, et vältida viirusnakkuste levikut.

Farmaatsiatööstus pakub laias valikus kolloidseid lahuseid erinevatel eesmärkidel. Nende hulgas on universaalseid vahendeid, mida saab kasutada haavade paranemiseks põletuste, hemorroidide korral; põletikuvastane - koos nohu, tonsilliidi, sinusiidiga; valuvaigistid - hambavalu leevendamiseks ja mitte ainult. Nende hulka kuulub kolloidne lahus "Millennium". Geel sisaldab aaloed, nisuvalku, ženšenni, E-vitamiini ja muid kasulikke lisaaineid. Paljud paikselt kasutatavad ravimid on tegelikult kolloidsed lahused. Liigeste jaoks kasutatakse näiteks "Artro Complexi", mis sisaldab sellist kasulikku komponenti nagu haikõhre.

Kasutamine igapäevaelus ja tööstuses

Kolloidsed lahused moodustavad pesu- ja puhastuspindaktiivsete ainete aluse. Saasteained tungivad mitsellidesse ja eemaldatakse seega pinnalt.

Mitselle moodustavate pindaktiivsete ainete kasutamise teine oluline aspekt on polümeeride, eriti lateksite, polüvinüülalkoholi ja taimse päritoluga liimide tootmine. Emulsiooni baasil saadakse erinevaid plastmassi, nahaasendajaid. Puhastamiseks kasutatakse ka pindaktiivseid aineid ja joogivesi.

Kolloidlahustel põhineva kosmeetika eelisteks on toimeainete tungimine läbi inimese naha ja juuste struktuuri. Selliseid tooteid kasutatakse tõhusalt vananemise vastu. Nende hulka kuulub eelkõige Millennium Neo geel. Kolloidlahus aitab selles sisalduvatel komponentidel epidermist mööda minnes jõuda naha sügavamatesse kihtidesse.

Kirjandus:

Pustovalova L.M., Nikanorova I.E. Üldine keemia. - Rostov n / D: Phoenix, 2006. - 478 lk.

Stromberg A.G., Semchenko D.P. Füüsikaline keemia. - M.: Kõrgkool, 2003. - 527 lk.

Evstratova K.I., Kupina N.A., Malakhova E.E. Füüsikaline ja kolloidne keemia. - M.: Kõrgkool, 1990. - 487 lk.

Boldyrev A.I. Füüsikalise ja kolloidkeemia näidiskatsed. - M.: Kõrgkool, 1976. - 256 lk.

Juhtplokk

Test teemal: "Hajutatud süsteemid"

Mõelge joonisele, mis kujutab hajutatud süsteemi. Nimetage selle peamised komponendid:

Bioloogiline geel on:

kõhre

õhku

pilved

jõe vesi

3 .

Jaotage hajutatud süsteemid eraldi rühmadesse, sõltuvalt hajutatud faasi ja dispersioonikeskkonna agregatsiooni olekust: kehavedelikud, liivatormid, õhk, seotud gaas koos õlipiiskadega, koor, vahud, värvilised klaasid, tekstiilkangad, gaseeritud joogid, meditsiini- ja kosmeetikatooted , gaseeritud šokolaad, piim, tellised ja keraamika, maagaas, märg pinnas, kivid, mördid, pastad, sudu, pulbrid, õli, õhutolm, geelid, aurud, sulamid, udu, sool.

Kolmapäevane etapp

G - gaasiline aine;JA - vedel aine;T - tahke

Suspensioonide ja emulsioonide sarnasus on järgmine:

need on heterogeensed süsteemid

osakesed on palja silmaga nähtavad

need kukuvad kergesti maha

kõik vastused on õiged

Emulsioon on:

piim

vaht

tarretis

udu

Jämedate süsteemide hulka kuuluvad:

lahendus

sol

peatamine

geel

Keraamiliste toodete hajutatud faas on:

1) tahke

2) gaas

3) vedelik

4) oleneb keraamikatoote tüübist

emulsioonide hulka kuuluvad:

1) koor

2) jõemuda

3) värviline klaas

4) tekstiilriie

Gaseeritud jookide dispergeeritud faas:

1) lämmastik

2) vesi

3) süsinikdioksiid

4) hapnik

10.

Täpsustage joonis, mis illustreerib Tyndalli efekti kolloidsetes ja tõelistes lahustes:

11.

Aerosool on:

1) pulber

2) tolmupilv

3) juukselakk

4) kõik vastused on õiged

12.

Kromatograafia on:

meetod heterogeensete segude eraldamiseks

hajutatud süsteemi tüüp

dispersioonikeskkond

homogeensete segude eraldamise meetod

13.

Emulsioon on süsteem, mille moodustavad:

1) tahke ja gaasiline

2) kaks erinevat vedelikku

3) vedelik ja gaas

4) vedel ja tahke

14.

Looge vastavus hajutatud süsteemide näidete ja nende nimede vahel:

DISPERSIIVNE SÜSTEEM

NÄIDE

1) peatamine

A) piim

2) emulsioon

B) munavalge

3) kolloidlahus

B) muda suspensioon

4) lahendus

D) suhkrulahus

VASTUSTE STANDARDID

Kolloidkeemia uurib hajussüsteemide füüsikalis-keemilisi omadusi – süsteeme, mille üheks faasiks on väga väikeste osakeste kogum. Sellised süsteemid on laialt levinud looduses, igapäevaelus, tehnikas, ehituses ja muudes tegevusvaldkondades ning, mis oluline, ka farmaatsias. Kolloidkeemia seadused on ravimvormide valmistamise, säilitamise ja vananemise protsesside aluseks. Seetõttu on kolloidkeemia aluste tundmine vajalik üldproviisorile, samuti keemia- ja ravimitootmise, parfümeerias, kosmeetikas ja igapäevaelus kasutatavate toodete valmistamise tehnoloogidele.

See "Kursus" kasutab sama modulaarset esitlussüsteemi nagu füüsikalise keemia köites. Sama kehtib ka teksti kujunduse ja otsingumootori kohta. Kuna igas osas sisalduv materjal on ühtne tervik, ei ole raamatus loenguteks jaotust.

Autor avaldab sügavat tänu kõigile Pjatigorski Riikliku Farmaatsiaakadeemia töötajatele ja eriti PGFA füüsikalise ja kolloidkeemia osakonna töötajatele, kelle nõuandeid, kriitikat ja abi kasutati loengute kursuse ettevalmistamisel ja kirjutamisel. avaldan siirast tänu retsensendile käsikirja hoolsa analüüsi ja konstruktiivsete märkuste eest enne trükki minekut.

VÕETUD NIMETUSED

A – adsorptsiooni väärtus

A - 1) osakeste lineaarsed mõõtmed

2) termodünaamiline aktiivsus

C – 1) molaarne kontsentratsioon

2) mahukontsentratsioon

D – 1) dispersiooniaste

d – läbimõõt

2) energia

F - jõudu

GS - vaba pinnaenergia

g - gravitatsioonist tingitud kiirendus

2) entalpia

I - valguse intensiivsus

j difusioon - difusioonivoog

K - 1) adsorptsioonikonstant

tasakaal

2) vahetuskonstant

3) hüübimiskiiruse konstant

K ’ – molaarne hägusustegur

k - 1) Boltzmanni konstant

l - pikkus

M - molaarmass

m - kaal

NA - Avogadro number

n – 1) aine kogus (mol)

2) murdumisnäitaja

3) osakeste arv

P - hüübimisvõime

lk - surve

K – mahuline voolukiirus

R - universaalne gaasikonstant

r - raadius

S - 1) piirkond

2) entroopia

S sed - settimise konstant

S sp - eripind

T - temperatuur

t - aega

V - maht

v – kiirust

w - Töö

z – ioonilaeng

a - turse aste

b - vahu suhe

G - pinna ülejääk

g - hüübimislävi

D X – osakeste keskmine nihkejõud at

pruunikas liikumine

d on topeltelektriku paksus

e - dielektriline konstant

e 0 - elektriline konstant

z - elektrokineetiline potentsiaal

j - 1) mahukontsentratsioon

2) elektrotermodünaamiline

potentsiaal

h - viskoossus

q - 1) niisutamise kontaktnurk

2) voolavuspiir

l - 1) hüdrofiilne-lipofiilne

2) lainepikkus

n - osaline kontsentratsioon

lk - 1) geomeetriline konstant

2) osmootne rõhk

r - tihedus

S - summa

s - 1) pindpinevus

2) laengutihedus

w - pöörlemise nurkkiirus

FÜÜSIKALISED PÕHIKONSTAndid

Avogadro number NA 6,02252´1023 mol-1

Faraday number F 96487 C/molekv

Boltzmanni konstant k 1.3804´10-23 J/K

Universaalne gaasikonstant R 8,314 J/mol K =

1,98725 cal/mol K =

0,082057 l atm/mol K

Elektriline konstant e 0 8.´1012 f/m

SISSEJUHATUS

1. Kolloidkeemia aine, selle koht loodusteaduste seas

distsipliinid ja tähtsus farmaatsia, meditsiini ja bioloogia jaoks

kolloidkeemia- teadus, mis uurib hajutatud süsteeme ja pinnanähtusi. Suurmolekulaarsete ainete lahused on omadustelt paljuski sarnased dispergeeritud süsteemidega, mistõttu arvestatakse neid ka kolloidkeemia käigus.

1861. aastal tegi inglise keemik T. Graham F. Selmi (1845) tööd jätkates ettepaneku jagada kõik kemikaalid kahte klassi vastavalt nende võimele moodustada järsult erinevate omadustega lahuseid. Ühe klassi ainete lahused - Grahami terminoloogias "kristalloidid" - on stabiilsed, läbivad muutumatul kujul taimede ja loomade membraane, aurustumisel tekivad tavaliselt kristalsed sademed, difusioon neis toimub suhteliselt kiiresti, enamasti on need läbipaistvad (need on niinimetatud tõelised lahendused). Teise klassi ainete lahused on enamasti ebastabiilsed (labiilsed), membraane läbides eralduvad nad sageli või muudavad oma omadusi, aurustumisel tekivad amorfsed sademed, mis sageli ei allu uuesti lahustumisele, difusioon sellistes lahustes on väga suur. aeglane ja enamikul juhtudel on need hägused. Seda ainete klassi nimetas nende tüüpiliste esindajate kreekakeelse nimetuse järgi - taimsed kummid ja loomsed liimid, T. Graham nimetas kolloidideks (kreeka keelest kolla - liim) ja nende poolt moodustatud lahuseid - kolloidlahuseid. Ja kuigi hiljem selgus, et ainete jagamine kristalloidideks ja kolloidideks on ebaseaduslik, kuna samad ained võivad erinevates tingimustes moodustada nii tõelisi kui ka kolloidseid lahuseid, kasutatakse terminit "kolloidsed lahused" ja ka teaduse nimetust "kolloidne". keemia" sellest tuletatud » on säilinud. Kuid nüüd on need kontseptsioonid investeeritud erineva sisuga, mida arutatakse allpool.

Enamik meid ümbritsevatest päriskehadest koosneb väikestest osakestest - dispersioonid sukeldatud mis tahes keskkonda (vedelas, tahkes või gaasilises). Dispersioonide hulka kuuluvad kõige erinevama kujuga osakesed – terad, tükid, kiled, niidid, õhumullid, vedelikutilgad, kapillaarid jne. Selliste dispersioonide kogusumma koos keskkonnaga, milles need jaotuvad, moodustub hajutatud süsteem. Seega koosnevad hajutatud süsteemid pidevast dispersioonikeskkond Ja hajutatud faas- kõigi dispersioonide kogum.

Looduslikud hajutatud süsteemid on näiteks kivid, pinnas, liiv, tolm, suits, pilved ja udu; taime- ja loomakuded, rakud ja taimede, loomade, mikroorganismide rakusisesed moodustised, aga ka mikroorganismid ise - bakterid ja viirused. Paljud tootmistooted on ka hajutatud süsteemid, näiteks ehitusmaterjalid, metallisulamid, paber, kangad, toiduained ja paljud ravimvormid (pulbrid, emulsioonid, suspensioonid, aerosoolid).
jne.). Sellest järeldub, et ravimitehnoloogia protsesse ei saa asjatundlikult juhtida ilma hajutatud süsteemide põhiomadusi teadmata.

Vaatamata dispersioonide väikesele suurusele on neid dispersioonikeskkonnast eraldav kogupind väga suur. Sel põhjusel hajutatud süsteemides pinnanähtused, mis määravad suuresti nende omadused. Pinnanähtused hõlmavad protsesse, mis toimuvad külgnevaid (konjugeeritud) faase eraldavatel piiridel. Seega toimuvad elusorganismides biokeemilised protsessid erinevatel liidestel, näiteks membraanidel, mis moodustavad rakkude, tuumade, mitokondrite jne membraane. Nende protsesside üksikasjalikuks käsitlemiseks normaalsetes ja patoloogilistes tingimustes, samuti raviaineid hõlmavates protsessides Pinnanähtuste teooria tundmine on vajalik.

Kolloidkeemial on veel üks uurimisobjekt – makromolekulaarsed ained (HMW) ja nende lahused. Asi on selles, et HMW makromolekulide suurus on vastavuses paljude väikeste dispersioonide suurusega. Seetõttu on nende lahendustel palju hajutatud süsteemidega ühiseid omadusi. HMW uurimise vajadus tuleneb ka sellest, et organismi kudede ja rakkude, tsütoplasma, vere jne koostis sisaldab looduslikke kõrgmolekulaarseid aineid - valke, polüsahhariide, nukleiinhappeid. Ravimitena kasutatakse erinevate HMS-i lahuseid, mistõttu peavad nii farmakoloog kui apteeker teadma selliste süsteemide omadusi ja ehituslikke iseärasusi ning olema kursis nende uurimismeetoditega.

Omades õppeobjektidena peamiselt reaalobjekte kõigis nende omadustes, lõpetab kolloidkeemia üldkeemiaõppe. Samas on igati põhjust nimetada hajutatud süsteemide ja pinnanähtuste teadust reaalsete kehade füüsikaliseks keemiaks.

2. Kolloidkeemia objektide märgid

Kolloidkeemia objekte iseloomustavad kaks ühist tunnust - heterogeensus ja hajuvus. Kõik neile omased eriomadused on heterogeensuse ja hajuvuse tagajärjed või funktsioonid.

Heterogeensus(polüfaas) - märk, mis näitab liidese liidese olemasolu. Erinevalt teistest heterogeensetest süsteemidest on hajutatud süsteemidel kõrge killustatuse aste ja suur hulk hajutatud faasi osakesi.

dispersioon(killustumine) määratakse hajutatud faasi osakeste suuruse järgi. Mida väiksemad on faasi osakeste lineaarsed mõõtmed, seda suurem on selle hajuvus. Kvantitatiivset dispersiooni saab väljendada järgmiste tunnustega:

1) lineaarsed mõõtmed osakesed A . Mõõtmed A SI-süsteemis - m Osakeste isomeetrilise kuju puhul - kuup- või sfäärilised, lineaarsed mõõtmed tähendavad kuubi läbimõõtu või serva ning filamentide, kapillaaride, kilede ja muude mitteisomeetriliste osakeste puhul on see on osakese väikseima telje pikkus.

2) dispersiooniaste D , mida sageli nimetatakse lihtsalt dispersiooniks. D on osakeste lineaarsete mõõtmete pöördväärtus D = 1/a . Mõõtmed D SI-süsteemis - m-1. D võib pidada osakeste arvuks, mis mahuvad pikkuseühiku kohta, st 1 m kohta.

3) eripind Sud , mis määratakse liidese pinna ja hajutatud faasi osakeste mahu või massi suhtega. Eripinda on kahte tüüpi:

- Konkreetne pind ruumala järgi:

Kus n - osakeste arv, S on ühe osakese pindala, V on ühe osakese ruumala. Mõõtmed S oud V m2/m3 (või vähem õige m-1).

Paljudel juhtudel omandavad dispersioonid spontaanselt sfäärilise või kuubikujulise kuju. See on tingitud asjaolust, et kõigist geomeetrilistest kehadest on sfääril ja kuubil sama ruumala puhul väikseim pindala. Seetõttu on arvutamiseks olemas lihtsad valemid S oud V :

Kus r - osakeste raadius, d - selle läbimõõt;

- kuuposakestega süsteemide jaoks

Kus A - kuubi serva pikkus.

- Konkreetne pind massi järgi:

Kus m on ühe osakese mass. Sest m = r V , Kus r on osakeste tihedus, siis võime kirjutada: . Tähendab,

- sfääriliste osakestega süsteemide jaoks

;

- kuuposakestega süsteemide jaoks:

Kõik kolm dispersiooni tunnust on omavahel seotud: vähenemisega A dispersioon suureneb D ja spetsiifiline pind Sud .

Kvantitatiivse tunnuse - osakeste suuruse - vähenemisega koos teatud dispersiooniastme saavutamisega toimub heterogeense süsteemi omaduste kvalitatiivne muutus, nimelt: mitmesugustest füüsikalistest ja keemilistest omadustest omandavad pinnanähtused juhtiva rolli. . See kvalitatiivne iseärasus hakkab ilmnema siis, kui hajutatud faasi osakeste suurus väheneb 10-4 ¸ 10-6 m-ni ja see on eriti väljendunud süsteemides, mille osakesed on 10-7 ¸ 10-9 m. süsteemid, mis on tegelikult kolloidkeemia uurimisobjektid ( kolloidsed süsteemid). Seetõttu on tavaks rääkida osakestest kolloidsed suurused ja umbes eriline kolloidne olek aineid, rõhutades nii üliväikeste osakestega süsteemide unikaalsust.

3. Lühike ajalooline ülevaade

Kolloidkeemia rajajaks peetakse T. Grahami, kes esines XIX sajandi 60. aastatel. esimesed süstemaatilised kolloidlahuste uuringud. Seejärel võttis kolloidkeemia endasse teistes füüsika ja keemia valdkondades saadud tulemused ning 19. sajandi lõpus – 20. sajandi alguses. V. moodustati iseseisvaks keemiaharuks.

Põhineb 19. sajandi alguses välja töötatud kapillaarsuse mehaanilisel teoorial.
T. Jung ja P. Laplace ning pinnanähtuste termodünaamika, loodud
J. W. Gibbs sõnastas 1870. aastatel peamised kolloidkeemia uurimisvaldkonnad: homogeensete süsteemide uue faasi moodustumise protsesside uurimine, kolloidsüsteemide termodünaamiline stabiilsus ja adsorptsiooni kvantitatiivne kirjeldus faasidevahelisel liidesel. 1853. aastal G. Helmholtzi poolt välja töötatud elektrilise kaksikkihi struktuuri kontseptsioonid võimaldasid selgitada elektrokineetilisi ja kapillaarnähtusi. J. Rayleighi valguse hajumise teooria loomine aitas kaasa kolloidsüsteemide optiliste omaduste kvantitatiivsele uurimisele. Uuring
J. Perrin, T. Svedberg ja R. Zsigmondy Browni liikumisest A. Einsteini ja M. Smoluchowski 1905. aastal loodud teooria põhjal võimaldasid tõestada molekulide olemasolu reaalsust ja molekulaarkineetiliste kontseptsioonide õigsust. . 1903. aastal avastas ta kromatograafia fenomeni ja töötas välja kromatograafilise meetodi ainete segude eraldamiseks ja analüüsimiseks. 1917. aastal I. Langmuiri poolt välja pakutud adsorptsiooni kineetilisele teooriale tuginedes töötati välja meetodid pindaktiivsete ainete molekulide seisundi uurimiseks monomolekulaarsetes adsorptsioonikihtides. 1928. aastal avastas ta adsorptsioonitugevuse vähenemise (“Rehbinderi efekt”) ning 1940.–1950. aastatel selle suuna arengule ja hajutatud süsteemide struktuuride kujunemise uuringutele tuginedes lõi füüsikalise ja keemilise mehaanika. Kolloidsüsteemide stabiilsuse füüsikalise teooria töötasid 1937. aastal koos nendega ja neist sõltumatult välja E. Verwey ja J. Overbeck (“DLVO teooria”).

Kaasaegse kolloidkeemia peamised uurimisvaldkonnad on pinnanähtuste termodünaamika, ainete adsorptsiooni, dispergeeritud süsteemide omaduste, kahekordse elektrikihi struktuuri uurimine, kolloid-keemiliste analüüsimeetodite loomine ja täiustamine ning uuringud jne.

I. PINNAMÕJU

1. PEATÜKK

PINNAKIHI KONSTRUKTSIOONILISED OMADUSED. PIND PINEVUS

1.1. Gibbsi pinnaenergia. Pind pinevus

Liidespind saab eksisteerida ainult siis, kui süsteemis on vedel või tahke faas. Need määravad pinnakihi kuju ja struktuuri - üleminekupiirkonna ühest faasist teise.

Iga tahke või vedel aine koosneb lihtsaimal juhul sama tüüpi molekulidest. Nende pinnal olevate molekulide olek erineb aga tahkes või vedelas faasis suuremas osas olevate molekulide olekust, kuna neid ei ümbritse igast küljest teised sarnased molekulid. Pinna molekulid tõmmatakse vedelasse või tahkesse ainesse, kuna kondenseerunud faasis olevad molekulid tõmbavad neile suuremat külge kui pinna teisel poolel olevad gaasimolekulid. See külgetõmme põhjustab pinna kokkutõmbumise nii palju kui võimalik ja selle tulemuseks on teatud jõud, mida nimetatakse jõuks pind pinevus.

Seetõttu omandavad vedelad ja tahked kehad spontaanselt minimaalse võimaliku mahu ja on praktiliselt kokkusurumatud ning nende venitamine ja rebenemine nõuavad märkimisväärseid energiakulusid.

See pinnakihile antud ja selle stabiilsust määrav energia on J. W. Gibbsi järgi nn. vaba pinnaenergia GS , võrdeline faasiliidese pindalaga:

GS = s S , (1.1)

Kus s on proportsionaalsuse koefitsient, nn pind pinevus. füüsiline tähendus s - vaba pinnaenergia faasiliidese pindalaühiku kohta või muul juhul faasiliidese pindalaühiku pööratava isotermilise moodustamise töö. SI mõõde s - J/m2.

Pindpinevust võib pidada ka jõuks, mis mõjub pinnakontuuri pikkuseühiku kohta ja mis kaldub vähendama pinda miinimumini antud faasimahtude suhte korral. Sel juhul mõõde s seda on mugavam väljendada N/m.

Pindpinevuse olemasolu seletab selliseid üldtuntud fakte: veepiisad ei tungi läbi väikeste aukude ja pilude vihmavarju- või telgiriide niitide vahel; veepinnal võivad joosta vesiämblikud ja putukad, mida toetab nähtamatu pinnakiht, vihma- või udupiisad muutuvad kerakujuliseks jne.

Tahke või vedela keha purustamisel suureneb pindade kogupind, mille tõttu pinnale ilmub üha suurem osa selle molekulidest ja molekulide osakaal ruumalas väheneb. Seetõttu, mida väiksemad on osakesed, seda suurem osa termodünaamilistest funktsioonidest, sealhulgas osakese Gibbsi energiast, kuulub pinnamolekulidele.

1.2. Vaba pinnaenergia vähendamise viisid

Kõik süsteemid, sealhulgas hajutatud süsteemid, kalduvad tasakaalustuma. Füüsikalise keemia käigust on teada, et sel juhul on alati kalduvus Gibbsi energia spontaansele vähenemisele. G . See kehtib ka hajutatud süsteemide vaba pinnaenergia kohta GS .

Sel juhul vastavalt võrrandile (1.1) väheneb G S saab saavutada järgmistel viisidel:

A) Pindpinevuse konstantsel väärtusel liidese liidese vähendamisega:

D G S = s D S .

Liidese ala vähendamist saab omakorda läbi viia kahel viisil:

Sellise geomeetrilise kujuga osakeste spontaanne omandamine, mis vastab minimaalsele vaba pinnaenergiale. Nii et välise jõu mõju puudumisel muutub vedelikutilk palli kujul.

Väikeste osakeste ühendamine (agregeerimine) suuremateks osakesteks (agregaatideks). Sel juhul saavutatakse palju suurem energiakasv, kuna kombineerimisel väheneb faasiliides väga oluliselt.

Sellest järeldub, et omades suurt pinnaenergiat, hajutatud süsteemid on põhimõtteliselt agregatiivselt ebastabiilsed ja kalduvad hajutamise astme spontaansele vähenemisele, kombineerides hajutatud faasi osakesi.

b) Faasi liidese konstantsel alal pindpinevust vähendades:

D G S = S D s .

Paljudel juhtudel, sealhulgas ravimvormide valmistamisel, kui on vaja säilitada süsteemis dispergeeritud faasi osakeste konstantne suurus, on liidese pinge vähendamine kõige olulisem ja sageli ka ainus viis dispersiooniastme säilitamiseks.

Pindpinevuse vähenemine saavutatakse hajutatud süsteemi sisestamisega pindaktiivsed ained (pindaktiivset ainet), millel on võime kontsentreeruda (adsorbeeruda) liidesele ja nende olemasolu tõttu vähendada pindpinevust.

1.3. Pindaktiivsed ained

Pindpinevuse alandamise võime on asümmeetriliste orgaaniliste ainetega, difiilne molekulid, mis sisaldavad nii polaarseid (hüdrofiilseid) kui ka mittepolaarseid (lipofiilseid) rühmi. Hüdrofiilsed rühmad (-OH, -COOH, -SO3H, -NH2 jne) tagavad pindaktiivse aine afiinsuse vees, hüdrofoobsed (tavaliselt süsivesinikradikaalid, nii alifaatsed kui ka aromaatsed) tagavad pindaktiivse aine afiinsuse mittepolaarse keskkonna suhtes. Pindaktiivse aine sisemine pindpinevus peab olema väiksem kui konkreetse tahke aine või vedeliku pindpinevus. Faasipiiril olevas adsorptsioonikihis on amfifiilsed molekulid orienteeritud energeetiliselt kõige soodsamal viisil: hüdrofiilsed rühmad - polaarse faasi poole, hüdrofoobsed - mittepolaarse poole.

Graafiliselt on pindaktiivse aine molekuli tähistatud sümboliga ¡¾¾¾, milles ring tähistab hüdrofiilset rühma ja joon tähistab hüdrofoobset rühma.

1.4. Pindaktiivsete ainete klassifikatsioon

- Molekulaarse suuruse järgi Pindaktiivsed ained jagunevad suure molekulmassiga (näiteks valgud) ja madala molekulmassiga (valdav enamus pindaktiivseid aineid on loetletud muudes klassifikatsioonides).

- Vastavalt hüdrofiilsete rühmade tüübile eristama mitteioonsed (mitteioonsed) Ja iooniline (ionogeenne) pindaktiivset ainet.

Mitteioonsed ained esinevad lahuses dissotsieerumata molekulide kujul (nt tweenid või sorbitaalid, alkoholid).

Ioonid dissotsieeruvad lahuses ioonideks, millest mõnel on tegelikult pinnaaktiivsus, teistel aga mitte. Sõltuvalt pindaktiivse iooni laengu märgist jagatakse pindaktiivsed ained katioonaktiivne, anioon aktiivne Ja amfoteerne.

Praktikas kasutatakse kõige sagedamini anioonseid pindaktiivseid aineid: karboksüülhappeid ja nende sooli (seebid), alküülsulfaate, alküülsulfonaate, alküülarüülsulfonaate, fenoole, tanniine jne.

Tähtsuselt teisel kohal on mitteioonsed pindaktiivsed ained - alifaatsed alkoholid, nende erineva iseloomuga polüoksüetüleeetrid, lipiidid.

Oluliselt väiksem, kuid pidevalt kasvav osa pindaktiivsete ainete tootmises langeb katioonsetele (peamiselt alküülamiinide derivaadid, primaarsed, sekundaarsed ja tertsiaarsed) ja amfoteersele pindaktiivsele ainele (näiteks aminohapped, valgud). Paljud alkaloidid on ka katioonsed pindaktiivsed ained.

- Käitumine lahuses kõik pindaktiivsed ained jagunevad tõeliselt lahustuv ja kolloidne (või mitsellaarne, MPAV). Esimesse rühma kuulub suur hulk vees lahustuvaid amfifiilseid orgaanilisi ühendeid väikeste süsivesinikradikaalidega (alkoholid, fenoolid, madalamad karboksüülhapped ja nende soolad, amiinid). Seda tüüpi ained esinevad lahuses eraldi molekulide või ioonidena kuni nende lahustuvusele vastavate kontsentratsioonideni.

Eriti huvitavad on kolloidsed pindaktiivsed ained. Neid kasutatakse praktikas kõige laialdasemalt, sealhulgas hajutatud süsteemide stabiliseerimiseks, ja neid mõeldakse peamiselt termini pindaktiivsed ained all. Nende peamine eristav omadus on võime moodustada termodünaamiliselt stabiilset ( lüofiilne) heterogeensed hajutatud süsteemid - mitsellaarsete pindaktiivsete ainete lahused. MPAS-i molekulides on minimaalne C-aatomite arv 8–12, st nendel ühenditel on küllaltki suur süsivesinikradikaal.

1.5. Pindaktiivsete ainete pealekandmine

Pindaktiivseid aineid kasutatakse flotatsiooniainetena, dispergeerivate ainetena, emulgaatoritena, detergentidena, tulekustutuskompositsioonide komponentidena, kosmeetikatoodetena jne. Pindaktiivsetel ainetel on oluline roll bioloogilistes protsessides.

Farmaatsias kasutatakse pindaktiivseid aineid peamiselt meditsiiniliste seepide ja ravimvormide, näiteks emulsioonide, suspensioonide, kolloidsete lahuste, solubiliseeritud süsteemide stabilisaatorite kujul.

Meditsiinilisi seepe kasutatakse pesu-, desinfitseerimis- ja dermatoloogiliste ainetena. Need on tavaliste naatrium- ja kaaliumseepide segud värvainete, lõhnaainete ja erinevate desinfektsioonivahendite või ravimitega (näiteks roheline seep, tõrv, ihtiool, karbool-, väävel-, klorofenool-, sulseenseebid).

Apteekides kasutatavate ravimvormide stabilisaatoritena kõrge molekulmassiga looduslikud pindaktiivsed ained nagu valgud (sh želatiin), kummid, madala molekulmassiga looduslikud ained - saponiinid, palmitaat, naatrium- või kaaliumlauraat, aga ka sünteetilised pindaktiivsed ained - tweenid (sorbitaalid) jne. kasutatakse.

Igapäevaelus laialdaselt kasutatavad pesuvahendid (tegelikult seebid, šampoonid, nõudepesuvahendid, pesupulbrid jne) on valmistatud pindaktiivsete ainete nagu naatrium- (või kaalium)stearaat, oleaat ja palmitaat, aga ka sulfanooli derivaatide ( paar-naatriumdodetsüülbenseensulfonaat).

Twin-80 sulfanool

1.6. Pindpinevuse isoterm. Võrrand

Šiškovski

Pindaktiivsete ainete lahuste pindpinevuse sõltuvust nende kontsentratsioonist väljendatakse igal konstantsel temperatuuril isotermidega. Sellise isotermi üldvaade on näidatud joonisel fig. 1.1. Pindpinevus isoterm väljub punktist s 0 y-teljel, mis vastab puhta lahusti pindpinevusele. Pindaktiivse aine kontsentratsiooni kasvades pindpinevus järk-järgult väheneb, saavutades teatud minimaalse konstantse väärtuse, mis on iseloomulik igale antud pindaktiivsele ainele.

Riis. 1.1. Pindpinevusisotermi üldvaade

Pindpinevuste isoterme saab kirjeldada B. Shishkovsky võrrandi (1908) abil:

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

Kus s - pindaktiivse aine lahuse pindpinevus; D s - pindaktiivse aine lahuse pindpinevuse alandamine kontsentratsiooniga KOOS Võrreldes s 0 - lahusti (nt vee) pindpinevus antud temperatuuril; A Ja b - konstandid. Püsiv A iseloomulik igale homoloogsele seeriale; koefitsient b iga pindaktiivse aine puhul individuaalne.

1.7. Pindaktiivse aine omadused: pinnaaktiivsus, hüdrofiilne

lipofiilne tasakaal

Pindaktiivsete ainete võimet pindpinevust alandada saab iseloomustada pinna aktiivsus, mis sõltub peamiselt pindaktiivse aine molekulis oleva süsivesinikradikaali pikkusest. Pinnaaktiivsus on pindaktiivse aine lahuse pindpinevus selle kontsentratsiooni suhtes

Miinusmärk näitab, et kui pindaktiivse aine kontsentratsioon suureneb, väheneb selle lahuse pindpinevus.

Tõeliselt lahustuvate pindaktiivsete ainete puhul määrab pindaktiivsuse pindpinevusisotermi alglõik (joonis 1.2) kontsentratsioonil, mis kaldub nullile.

Riis. 1.2. Pindaktiivsete ainete pindaktiivsuse määramine isotermi järgi

pind pinevus

Selle leidmiseks tõmmatakse pindpinevusisotermile vastavas punktis puutuja s 0 .Puutajat pikendatakse, kuni see lõikub kontsentratsiooni teljega. Pinnaaktiivsus arvutatakse x-telje puutuja kalde puutujana:

Mitselle moodustavate pindaktiivsete ainete puhul saab pindaktiivsuse arvutada valemi abil

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

Kus ( b + Y n ) on pindaktiivse aine molekuli mittepolaarse osa afiinsus (Gibbsi interaktsioonienergia) vedeliku süsivesiniku suhtes ( b on koefitsient, mis sõltub pindaktiivse aine olemusest, Y - afiinsus rühma kohta - CH2-, n - rühmade arv - CH2 - süsivesinikradikaalis); A on polaarrühma afiinsus vee suhtes.

Mida kõrgem on pindaktiivse aine hüdrofiilsus, seda suurem on selle HLB. HLB numbrite skaala (D. Davis, 1960. aastad; Griffin) on vahemikus 1 kuni 40. HLB numbrit sellel skaalal saab arvutada igale pindaktiivse aine molekulis sisalduvale aatomirühmale määratud rühmanumbrite summaga:

HLB = å hüdrofiilsete rühmade arvud +

+ å hüdrofoobsete rühmade numbrid + 7

Siin on mõned grupinumbrid Griffini järgi:

hüdrofiilsed rühmad


hüdrofoobsed rühmad

HLB praktilisel määramisel kasutatakse nn võrdluspunkte, milleks on mõnede pindaktiivsete ainete HLB numbrid: oleiinhape - 1, trietanoolamiin - 12, naatriumoleaat - 18.

Kuigi HLB kontseptsioon on üsna formaalne, võimaldab see pindaktiivsete ainete kasutusalad ligikaudselt kindlaks määrata. Näiteks:

Kolloidseid pindaktiivseid aineid kasutatakse pagari-, pasta- ja kondiitritööstuses. See parandab toodete kvaliteeti, suurendab niiskuse säilimise tõttu säilivusaega ja vähendab tooraine tarbimist. Tänu kolloidsete pindaktiivsete ainete kasutamisele säilib pasta kuju keetmisel.

Lihatööstuses kasutatakse pindaktiivseid aineid toodete maitse parandamiseks, vastupidavuse suurendamiseks ebasoodsatele teguritele ladustamisel ning lihatoodete bioloogiliselt inertsete kattekihtidena.

Toiduainekontsentraaditööstuses kasutatakse kolloidseid pindaktiivseid aineid toote struktuuri parandamiseks, klombumise ja kleepumise vältimiseks.

Jäätise valmistamisel kasutatakse ka kolloidseid pindaktiivseid aineid, mille tõttu sulamisprotsess aeglustub, toote maitse ja konsistents paranevad.

Pindaktiivsete ainete lahustega õli kogumine. Pindaktiivsed ained koguvad pindaktiivsete ainete kiled ühte tilka, mida on lihtne pinnalt eemaldada.

Pindaktiivsete ainete lahustava toime tõttu kasutatakse neid meditsiinis ja farmaatsias vees mittelahustuvate ravimite lahustuvaks muutmiseks.

Pindaktiivseid aineid kasutatakse korrosiooni inhibiitoritena, kuna need on võimelised moodustama pinnale peaaegu monomolekulaarse kile, mis kaitseb metalli keskkonnamõjude eest.

7.3. emulsioonid

Emulsioonid on dispergeeritud süsteemid, milles dispersioonifaas ja dispersioonikeskkond on vastastikku lahustumatud või halvasti lahustuvad vedelikud (piim, või, majonees).

Emulsiooni dispergeeritud faasi osakesed on sfäärilise kujuga, kuna erineva kujuga osakestega võrreldes on sfäärilistel osakestel minimaalne pind ja järelikult minimaalne pinnaenergia (G sur = σ·S).

Emulsioonide dispersioonikeskkond võib olla nii polaarne kui ka mittepolaarne. Iga polaarset vedelikku tähistatakse tavaliselt tähega "B" (vesi) ja mittepolaarset - "M" (õli).

Emulsioonide saamise, stabiilsuse ja hävitamise määravad vedelik-vedelik liidese omadused.

7.3.1. Emulsiooni klassifikatsioon

Vastavalt hajutatud faasi kontsentratsioonile (C df) on:

lahjendatud (C df  0,1% vol.);

kontsentreeritud (0,1 С df< 74% об.);

väga kontsentreeritud (C df >74% vol.).

Dispergeeritud faasi ja dispersioonikeskkonna polaarsuse järgi eristatakse:

I tüüpi emulsioonid (otsene) - O / W (piim);

II tüüpi emulsioonid (tagurpidi) - W / O (või).

Otsese emulsiooni korral jaotuvad mittepolaarse vedeliku (õli) tilgad polaarses keskkonnas (vesi); vastupidises emulsioonis on vastupidi.

7.3.2. Emulsioonide saamise meetodid

Emulsioone, nagu kõiki teisi dispergeeritud süsteeme, saab saada kahe meetodite rühma abil:

kondensatsiooni meetodid. Näiteks aurude kondenseerumine. Ühe vedeliku aur (dispergeeritud faas) süstitakse teise (dispersioonikeskkond) pinna alla. Sellistes tingimustes aur üleküllastub ja kondenseerub 1 μm suuruste tilkade kujul. Tulemuseks on emulsioon.

Dispersioonimeetodid, mis põhinevad hajutatud faasi purustamisel. Eristama:

mehaaniline dispersioon (loksutamine, segamine, homogeniseerimine). Tööstus toodab erineva konstruktsiooniga propeller- ja turbiintüüpi segistitega segisteid, kolloidveskeid ja homogenisaatoreid. Homogenisaatorites juhitakse hajutatud faas kõrge rõhu all läbi väikeste aukude. Neid seadmeid kasutatakse laialdaselt piima homogeniseerimiseks, mille tulemusena väheneb piimas olevate rasvatilkade keskmine läbimõõt 0,2 mikronini. Sellist piima ei setita.

emulgeerimine ultraheliga. See kasutab suure võimsusega ultraheli. Kõige tõhusam sagedusvahemik on 20 kuni 50 kHz.

emulgeerimine elektriliste meetoditega. Eeliseks on saadud emulsioonide kõrge monodisperssus.

(eriala "Apteek")

Distsipliini "Füüsikaline ja kolloidne keemia" uurimise eesmärgid
Põhidistsipliin "Füüsikaline ja kolloidne keemia" on aluseks, et õpilased omandavad analüütilise, orgaanilise, farmatseutilise keemia, toksikoloogilise keemia, ravimvormide tehnoloogia, mis sisalduvad eriala 040500 "Farmaatsia" üliõpilaste ettevalmistamise õppekavas.

FÜÜSIKALINE KEEMIA

Füüsikalise keemia õppeaine, ülesanded ja meetodid
Füüsikalise keemia arengu põhietapid. Kodu- ja välisteadlaste roll füüsikalise keemia arengus. Füüsikalise keemia koht teiste teaduste seas ja tähtsus farmaatsia arengus. M. V. Lomonosov, D. I. Mendelejev, N. S. Kurnakov, G. I. Hess, V. F. Aleksejev, N. N. Beketov – Venemaa teadlased, füüsikalise keemia rajajad.
Keemilise termodünaamika põhimõisted ja seadused. Termokeemia
Termodünaamika õppeaine ja meetodid. Põhimõisted ja määratlused . Süsteemid: isoleeritud, suletud ja avatud. Süsteemi olek. Riigi funktsioon. Protsessid: isobaarne, isotermiline, isohooriline ja adiabaatiline. Süsteemi siseenergia. Töö. Kuumus.
Termodünaamika esimene seadus. matemaatiline avaldis 1. start. Entalpia. Protsessi isokoorilised ja isobaarsed soojused ning nendevaheline seos. Hessi seadus. Termokeemilised võrrandid. Ainete tekke- ja põlemissoojused. Standardsoojuse arvutamine keemilised reaktsioonid vastavalt ainete standardsete tekke- ja põlemissoojustele. Neutraliseerimis-, lahustumis-, hüdratatsioonisoojused. Entalpia diagrammid. Protsessi soojuse sõltuvus temperatuurist, Kirchhoffi võrrand.
Termodünaamika teine seadus. Pööratavad ja pöördumatud protsessid termodünaamilises mõttes. Maksimaalne protsessi töö. Kasulik töö. Termodünaamika teise seaduse entroopia sõnastus. Entroopia on süsteemi oleku funktsioon. Entroopia muutus isoleeritud süsteemides. Entroopia muutus isotermiliste protsesside ja temperatuurimuutuste ajal. Termodünaamika teise seaduse statistiline olemus. Entroopia ja selle seos süsteemi oleku termodünaamilise tõenäosusega. Boltzmanni valem.
Termodünaamika kolmas seadus. Absoluutne entroopia. standardne entroopia.
Termodünaamilised potentsiaalid. Helmholtzi energia. Gibbsi energia; seos nende vahel. Helmholtzi energia ja Gibbsi energia muutumine spontaansetes protsessides. keemiline potentsiaal.
Keemilise tasakaalu termodünaamika
Keemilise reaktsiooni isotermi võrrand. Homogeense ja heterogeense keemilise tasakaalu massimõju seaduse termodünaamiline põhjendus. Keemilise tasakaalu konstant ja selle väljendamise viisid.
Isobaari ja isohoori võrrandid keemilise reaktsiooni jaoks. Nendest võrranditest tulenevad tagajärjed. Keemilise tasakaalu konstant ja Le Chatelier-Browni põhimõte. Keemilise tasakaalukonstandi arvutamine termodünaamiliste suuruste tabelite abil.
Faasitasakaalu termodünaamika
Põhimõisted. Homogeensed ja heterogeensed süsteemid. Faas. Koostisained. Komponendid. Faasimuutused ja tasakaal: aurustamine, sublimatsioon, sulamine, allotroopse modifikatsiooni muutus. Komponentide arv ja vabadusastmete arv. Gibbsi faasireegel. Faasiüleminekute prognoosimine muutuvates tingimustes.
Ühekomponendilised süsteemid. Ühekomponentsete süsteemide (vesi, süsihappegaas, väävel) olekudiagrammid.Clausius-Clapeyroni võrrand. Seos Le Chatelier-Browni põhimõttega.
Kahekomponendilised (binaarsüsteemid).. Kahendsüsteemide sulatavuse skeemid. Termiline analüüs. Füüsikalise ja keemilise analüüsi kontseptsioon (N. S. Kurnakov), taotlus ravimvormide uurimiseks. Raoult' seadus – meetodiga põhjendamine keemilised potentsiaalid mis põhineb aine kahe faasi jaotuse üldisel seadusel. Ideaalsed ja reaalsed lahendused. Diagrammide tüübid "koostis - aururõhk", "koostis - keemistemperatuur". Aseotroopid. Konovalovi-Gibbsi esimene ja teine seadus. Fraktsionaalne ja pidev destilleerimine (rektifikatsioon). Vedelike lahustuvus vedelikes. Ülemine ja alumine kriitiline lahustumistemperatuur (V. F. Alekseev). Vastastikku lahustumatud vedelikud. Teoreetiline alus aurudestilleerimine .
Kolmekomponendilised süsteemid. Nernsti seadus ainete jaotumisest kahe segunematu vedeliku vahel. Jaotuskoefitsient. Tinktuuride, dekoktide saamise põhimõtted. Ekstraheerimine.
Lahjendatud lahuste termodünaamika
Kolligatiivsete omaduste vaheline seos: aururõhu suhteline langus, lahusti külmumistemperatuuri langus, lahusti keemistemperatuuri tõus ja mittelenduvate mitteelektrolüütide lahjendatud lahuste osmootne rõhk. Krüoskoopilised ja ebullioskoopilised konstandid ning nende seos lahusti keemis- ja sulamistemperatuuriga.
Elektrolüütide lahuste osmootsed omadused. Isotooniline suhe.
Krüomeetrilised, ebulliomeetrilised ja osmomeetrilised meetodid molaarmasside, isotoonilise koefitsiendi määramiseks .
Elektrolüütide lahuste termodünaamika
Debye ja Hückeli tugevate elektrolüütide lahuste teooria. Ioonse atmosfääri mõiste. Ioonide aktiivsus ja selle seos kontsentratsiooniga. Aktiivsustegur ja selle väärtuse sõltuvus elektrolüütide kogukontsentratsioonist lahuses. Lahuse ioontugevus. Ioonitugevuse reegel. Aktiivsusteguri sõltuvus lahuse ioontugevusest.
Puhversüsteemid ja lahendused: hape-alus, kontsentratsioon, redoks. Nende toimemehhanism. Atsetaat-, fosfaat-, ammoniaak-, karbonaat-, hemoglobiinipuhvrid. Puhvermaht ja seda mõjutavad tegurid. Puhversüsteemide tähtsus keemia ja bioloogia jaoks.
Elektrokeemia
teist tüüpi dirigendid. Eri-, ekvivalent- ja molaarne elektrijuhtivus; nende muutumine lahuse lahjendamisega. Molaarne elektrijuhtivus lõpmatu lahjenduse korral. Kohlrauschi seadus. Mittevesilahuste elektrijuhtivus. Ioonide kiirus ja liikuvus. Ioonide liikuvus ja hüdratsioon (solvatatsioon).
Elektroodide potentsiaalid. Päritolumehhanism. Nernsti võrrand. Elektrokeemiline potentsiaal. Elektroodide standardpotentsiaalid. Elektroodide klassifikatsioon. Standardne vesinikelektrood. Elektroodide potentsiaalide mõõtmine. Kontsentratsiooniga galvaanilised elemendid. Keemilised allikad praegune.
Redokspotentsiaalid. Päritolumehhanism. Redokselektroodid. Reaalne standardne redokspotentsiaal .
Ioonselektiivsed elektroodid. klaasist elektrood. Muud tüüpi ioonselektiivsed elektroodid. Kasutamine bioloogias, meditsiinis, farmaatsias. Potentsiomeetriline meetod pH mõõtmiseks. Potentsiomeetriline tiitrimine. Nende meetodite väärtus farmaatsiapraktikas. Reaktsiooni standardse Gibbsi energia ja keemilise tasakaalukonstandi potentsiomeetriline määramine.
Keemiliste reaktsioonide ja katalüüsi kineetika
Teema ja meetodid keemiline kineetika. Põhimõisted. Reaktsioonid on lihtsad (üheastmelised) ja keerulised (mitmeetapilised), homogeensed ja heterogeensed. Homogeensete keemiliste reaktsioonide kiirus ja selle mõõtmise meetodid. Reaktsioonikiiruse sõltuvus sellest erinevaid tegureid. Reaktsioonikiiruse massimõju seadus. Molekulaarsus ja reaktsiooni järjekord.
Kineetilised võrrandid nulli, esimest, teist järku pöördumatud reaktsioonid. pool elu. Reaktsiooni järjekorra määramise meetodid. Reaktsiooni kiiruse sõltuvus temperatuurist. Reaktsioonikiiruse temperatuuritegur. Aktiivsete kahendkokkupõrgete teooria. Aktiveerimisenergia. Reaktsioonikiiruse ja aktivatsioonienergia vaheline seos. Aktiveerimisenergia määramine. Kiirendatud meetodid aegumiskuupäevade määramiseks ravimid. Siirdeoleku teooria elemendid (aktiveeritud kompleks).
Keerulised reaktsioonid: pöörduv (kahepoolne), konkureeriv (paralleelne), järjestikune, konjugaat (N. A. Shilov). Raviaine muundumine organismis järjestikuste protsesside kogumina; absorptsioonikonstant ja eliminatsioonikonstant. Ahelreaktsioonid (M. Bodenstein, N. N. Semenov). Ahelreaktsiooni eraldi etapid. Hargnemata ja hargnenud ahelreaktsioonid. fotokeemilised reaktsioonid. Einsteini fotokeemilise ekvivalentsuse seadus. Reaktsiooni kvantsaagis.
katalüütilised protsessid. Positiivne ja negatiivne katalüüs. Katalüüsi õpetuse väljatöötamine (A. A. Balandin, N. I. Kobozev). homogeenne katalüüs. Katalüsaatori toimemehhanism. Katalüütiliste reaktsioonide aktiveerimisenergia. Happe-aluse katalüüs. metallikompleksi katalüüs. ensümaatiline katalüüs. Keemiliste reaktsioonide pärssimine. Inhibiitorite toimemehhanism.
Adsorptsiooni termodünaamiline analüüs. Gibbsi liigne adsorptsioon. Gibbsi adsorptsiooni isotermi võrrand. Adsorptsiooni mõõtmine tahke-gaasi ja tahke-vedeliku liidestel. Gaaside ja lahustunud ainete adsorptsiooni mõjutavad tegurid. Monomolekulaarne adsorptsioon, Langmuiri, Freindlichi adsorptsiooni isotermi võrrand. Polümolekulaarne adsorptsioon. Kapillaaride kondenseerumine, absorptsioon, kemisorptsioon.
elektrolüütide adsorptsioon. Ioonide mittespetsiifiline (ekvivalentne) adsorptsioon. Ioonide selektiivne adsorptsioon. Panet-Faience reegel. Ioonivahetuse adsorptsioon. Ioniidid ja nende klassifikatsioon. vahetusvõime. Ioonivahetite kasutamine farmaatsias.
Kromatograafia(M. S. Tsvet). Kromatograafiliste meetodite klassifikatsioon teostustehnika ja protsessi mehhanismi järgi. Kromatograafia kasutamine ravimainete valmistamiseks ja analüüsimiseks. Geelfiltreerimine.

KOLLOIDKEEMIA

Kolloidkeemia õppeaine, ülesanded ja meetodid
Kolloidkeemia arengu peamised etapid. T. Graham ja I. G. Borštšov on kolloidkeemia rajajad. Kodu- ja välisteadlaste roll kolloidkeemia arengus (A. V. Dumansky, V. Ostwald, P. A. Rebinder). Kolloidkeemia väärtus farmaatsia arengus.
Dispergeeritud süsteemid
Hajussüsteemide struktuur. Dispergeeritud faas, dispersioonikeskkond. Kvantitatiivsed omadused dispersioon.
Hajusüsteemide klassifikatsioon: vastavalt dispergeeritud faasi ja dispersioonikeskkonna agregatsiooni olekule, kontsentratsioonile, dispergeeritud faasi ja dispersioonikeskkonna interaktsiooni iseloomule. Lüofiilsete ja lüofoobsete dispergeeritud süsteemide mõiste. Aine kolloidse oleku (nanostaadi) tunnused. Aine hajutatud oleku universaalsus. Pinnanähtuste rolli määramine kolloidkeemias.
Kolloidlahuste saamise ja puhastamise meetodid. Dialüüs, elektrodialüüs, ultrafiltratsioon.
Kolloidsüsteemide molekulaarkineetilised ja optilised omadused
Browni liikumine (Einsteini võrrand), difusioon (Ficki võrrandid), osmootne rõhk. Nende suhe.
Sedimentatsioon. Sette stabiilsus ja settimise tasakaal. Tsentrifuug ja selle rakendus kolloidsüsteemide uurimiseks.
Valguse hajumine ja neeldumine. Rayleighi võrrand. Kolloidsüsteemide ultramikroskoopia ja elektronmikroskoopia. Kolloidosakeste kuju, suuruse ja massi määramine.
Pinnanähtuste termodünaamika
Pinnakihi termodünaamika. Gibbsi pinnaenergia ja pindpinevus. Pindpinevuse määramise meetodid. Pindpinevuse sõltuvus temperatuurist. Gibbsi pinnaenergia ja pinnaentalpia vaheline seos. Niisutusnurk. Niisumise ja levimise termodünaamilised tingimused Pinna hüdrofiilsus ja hüdrofoobsus tahked ained.
Pindaktiivse aine adsorptsioon
Adsorptsiooni termodünaamika. Gibbsi võrrandi tuletamine. Pindaktiivsed ja pind-inaktiivsed ained. Pindpinevus isoterm. Šiškovski võrrand. pinna aktiivsus. Duclos-Traube reegel. Langmuiri võrrand monomolekulaarse adsorptsiooni jaoks.
Pindaktiivsete ainete molekulide orientatsioon pinnakihis. Pindaktiivse aine molekuli poolt hõivatud pindala ja pindaktiivse aine molekuli maksimaalse pikkuse määramine küllastunud adsorptsioonikihis.
Pindaktiivsete ainete adsorptsioon segunematute vedelike pinnal. Pindaktiivsete ainete adsorptsioon lahustest tahkete ainete pinnal.
Elektropinna nähtused hajussüsteemides.
Elektrokineetilised nähtused
Loodus elektrilised nähtused hajutatud süsteemides. Elektrilaengu tekkimise mehhanism kahe faasi vahelisel liidesel. Elektrilise topeltkihi struktuur. Mitsell, hüdrofoobse sooli mitselli struktuur. Kolloidosakese laeng ja elektrokineetiline potentsiaal.
Elektrolüütide mõju elektrokineetilisele potentsiaalile. Kolloidosakeste laadimise nähtus.
elektrokineetilised nähtused. Elektroforees. Kolloidosakeste elektroforeetilise kiiruse ja nende elektrokineetilise potentsiaali seos (Helmholtz-Smoluchowski võrrand). elektroforeetiline liikuvus. Elektroforeesi uurimismeetodid farmaatsias.
Elektroosmoos . Elektroosmootne meetod elektrokineetilise potentsiaali mõõtmiseks. Praktiline kasutamine elektroosmoos apteegis.
Kolloidsüsteemide stabiilsus ja koagulatsioon
Kolloidsüsteemide settimise ja agregatsiooni stabiilsus. Dispergeeritud faasi osakeste agregatsioon ja settimine. Stabiilsustegurid. Koagulatsioon ja seda põhjustavad tegurid. Aeglane ja kiire koagulatsioon. Koagulatsioonilävi, selle määratlus. Schulze-Hardy reegel. koagulatsioonitsoonide vaheldumine. Soolide koagulatsioon elektrolüütide segude abil. Aditiivsuse reegel, ioonide antagonism ja sünergism. Kolloidne kaitse. heterokoagulatsioon. Peptiseerimine.
Koagulatsiooni teooriad.. Deryagin-Landau-Verwey-Overbecki teooria. Pindaktiivsete ainete kasutamine hajutatud süsteemide omaduste kontrollimiseks.
Geelitamine (želatiniseerimine). Struktureeritud hajussüsteemide reoloogia.
Erinevad kolloidsüsteemide klassid
Aerosoolid ja nende omadused. Valmistamine, molekulaarkineetilised omadused. Elektrilised omadused. Agregatiivne stabiilsus ja seda määravad tegurid. Aerosooli hävitamine. Aerosoolide kasutamine farmaatsias.
Pulbrid ja nende omadused. Pulbrite paakumine, granuleerimine ja pihustatavus. Taotlus apteegis.
Suspensioonid ja nende omadused. Kviitung. Agregatiivne stabiilsus ja seda määravad tegurid. flokulatsioon. Suspensioonide settimise analüüs. Vaht. Kleebised.
Emulsioonid, vahud ja nende omadused. Kviitung. Emulsioonide tüübid. Emulgaatorid, dispergandid ja nende toimemehhanism. Emulsioonide faaside ümberpööramine. Emulsioonide ja vahtude stabiilsus ja selle rikkumine. Emulsioonide ja vahtude stabiilsustegurid. ühinemine. Kontsentreeritud ja väga kontsentreeritud emulsioonide omadused. Vahtude ja emulsioonide kasutamine farmaatsias.
Pindaktiivsete ainete moodustatud kolloidsüsteemid: seepide, pesuainete, tanniinide, värvainete lahused. Mitsellaarsed kolloidsüsteemid. Mitsellimine pindaktiivsete ainete lahustes. Kriitiliste mitsellide kontsentratsioon, selle määramise meetodid. Liposoomid ja vesiikulid. Solubiliseerimine ja mikroemulsioonid; nende kasutamine apteegis. Mitsellaar- ja liposomaalsed kolloidsüsteemid farmaatsias.
Makromolekulaarsed ühendid (HMC) ja nende lahused.
Molekulaarsed kolloidsüsteemid. IUDi saamise meetodid. Mereväe klassifikatsioon, polümeerahela paindlikkus. Lingide sisemine pöörlemine HMS-i makromolekulides. Mereväe kristalne ja amorfne olek.
IUD-i turse ja lahustumine. turse mehhanism. IUDide turse ja lahustumise termodünaamika. Erinevate tegurite mõju turse astmele. Lüotroopne ioonide seeria.
HMS lahuste viskoossus. HMS-lahenduste omaduste kõrvalekalle Newtoni ja Poiseuille'i seadustest. Binghami võrrand. Polümeerilahuste ebanormaalse viskoossuse põhjused.
HMS lahuste viskoossuse mõõtmise meetodid. Spetsiifiline, vähendatud ja sisemine viskoossus. Staudingeri võrrand ja selle modifikatsioon. Definitsioon molaarmass polümeer viskosimeetrilisel meetodil.
Polümeersed mitteelektrolüüdid ja polüelektrolüüdid. Polüamfolüüdid. Polüamfolüütide isoelektriline punkt ja selle määramise meetodid.
IUD lahuste osmootsed omadused. Polümeersete mitteelektrolüütide lahuste osmootne rõhk. Kõrvalekaldumine van't Hoffi seadusest. Halleri võrrand. Polümeersete mitteelektrolüütide molaarmassi määramine. Polüelektrolüüdid. Polüelektrolüütide lahuste osmootne rõhk. Donnani membraani tasakaal.
IUD lahuste stabiilsuse tegurid. Väljasoolamine, lävendite väljasoolamine. Lüotroopne ioonide seeria. Polüamfolüütide väljasoolamise lävede sõltuvus söötme pH-st. Koatservatsioon – lihtne ja keeruline. Mikrokoacervatsioon. bioloogiline tähtsus. Mikrokapseldamine. Geelistumine. Erinevate tegurite mõju geelistumise kiirusele. Želeede ja geelide tiksotroopia. Sünerees.

Peamine

Gorshkov V.I., Kuznetsov I.A. Füüsikalise keemia alused. - M., BINOM. Teadmiste labor, 2006.
Eremin V.V., Kargov S.I., Uspenskaja I.A., Kuzmenko N.E., Lunin V.V. Füüsikalise keemia alused.Teooria ja ülesanded.M.,eksam,2005.
Ershov Yu.A., Popkov V.A., Berlyand A.S., Knizhnik A.Z. Üldine keemia. Biofüüsikaline keemia. M., Kõrgkool, 2000.
Friedrichsberg D.A. Kolloidkeemia kursus. - L., 1995.
Evstratova K.I., Kupina N.A., Malakhova E.E. Füüsikaline ja kolloidne keemia. - M., Kõrgkool, 1990.
Füüsikalise ja kolloidkeemia töötuba (E. V. Bugreeva jt). - M., Kõrgkool, 1990.

Lisaks

Shchukin E. D., Pertsov A. V., Amelina E. A. Kolloidkeemia. - M. 2007.
Frolov Yu. G. Kolloidkeemia kursus. Pinnanähtused ja hajutatud süsteemid. - M., Keemia, 2004
Zimon D. A., Leštšenko N. F. Kolloidkeemia. - M. 1999.
Kolloidkeemia töötuba ja probleemiraamat, toimetanud Nazarov V.V., Grodsky A.S. - M. 2007.
Shur A.M. Kõrgmolekulaarsed ained. - M., 1981.
Zakharchenko VN Füüsikalise ja kolloidkeemia ülesannete ja harjutuste kogu. - M., 1978.
Zahharchenko V. N. Kolloidkeemia. - M., 1989.
Nikolsky B.P. (toim.) Füüsikaline keemia. - L., 1987.
Solovjov Yu. I. Esseed füüsikalise keemia ajaloost. - M., 1984.

Programm koostatakse
Assoc. Kargov S.I.
Assoc. Ivanova N.I.

SISSEJUHATUS

I. PINNAMÕJU

7.3. emulsioonid

7.3.1. Emulsiooni klassifikatsioon

7.3.2. Emulsioonide saamise meetodid

Võib-olla olete huvitatud