 |
Тема: Дисперсные системы. Коллоидное состояние вещества. Природа, классификация коллоидных систем. Молекулярно - кинетические и оптические свойства коллоидных систем
|
|
|
|
2. Цель: Коллоидные системы широко распространены в природе и с дрсвных времен играет громадную роль в человеческой жизни. Большое значение имеют коллоидные системы для фармацевтики и медицины. Коллоидная химия изучает физико- химические свойства гетерогенных высокомолекулярных соединений в твердом состоянии и в растворах. Многие лекарственные препараты выпускают в форме эмульсии, суспензии, коллоидных растворов. Умение приготовить эти препараты, знать сроки годности и условия хранения их невозможно без знания теоретических основ коллоидной химии.
3. Тезисы лекции:
Дисперсными называют гетерогенные системы, в которых многочисленные мельчайших частицгы распределены в газообразном, жидком и твердом средах.
Дисперсная фаза – измельченные мелкие вещества
Дисперсная среда – среда, газообразная, жидкая или твердая, равномерно распределяющая равномерно частицы дсиперсные фазы.
Все дисперсные характеризуются двумя основными свойствами: высокая дисеперсность (измельченность) и гетерогенность.
Гетерогенность дисперсных систем означает: они состоят из взаимно нерастворимых двух фаз (дисперсной фазы и дисперсной среды).
Коллоидная химия – наука о поверхностных явлениях и дисперсных системах.
Основной обьект изучения коллоидной химии – дисперсные системы.
Коллоидными системами называют высокодисперсные гетерогенные системы.
Коллоидная химия исследует особенное свойство частиц- свойство коллоидно раздробленных частиц. Здесь изучаются и грубодисперсные системы (суспензии, эмульсии) и т.д.
Дисперсность – основное отличие обьектов коллоидных. Она определяется размерами частиц. Степень измельчения любого вещества определяется степенью дисперсности (Д):
|
|
|
Д= ―; (см-1)
а
Коллоидные растворы широко распространены в природе. Почва, масло, природные воды, воздух, облако,дым, пыль, многие минералы – это колоидные системы
Биологические жидкости, такие как, кровь, плазма, лимфа, спинномозговая жидкость являются коллоидными системами, растворенные в них многие вещества, например, белковые вещества, холестерин, гликоген и другие находятся в коллоидном состоянии.
Важнейшие пищевые продукты: хлеб, молоко, масло – коллоидные системы.
Лекарственные вещества, используемые в медицине применяются в виде коллоидных систем (суспензии, эмульсиир, мази, пасты и аэрозоли).
Классификация дисперсных систем:
А) Классификация по размерам частиц.
В зависимости от степени изьмельчения частиц дисперсные системы делят на три вида:
Грубодисперсные системы (взвеси, суспензии, эмульсии, порошки), радиус частиц 10-2–10-5см.
Коллоидно – дисперсные системы (золи), радиус частиц 10-5 – 10-7см.
Молекулярно-ионные растворы, радиус частиц 10-8 – 10-10см.
4. Иллюстративный материал:
Представлен в виде презентации в мультимедиа.
5. Литература:
Основная:
1. Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная
химия, М., ВШ., 1990г. стр 365-423.
2.Равич - Шербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия, М, 2001г. стр 175-179, 188-195.
4. Кюрре Д.Г., Крылова Л.В., Музыкантов B.C. Физическая химия, М., ВШ., 1990г. стр 318-337.
Дополнительная:
1. Хмельницкий Р.А. Физическая и коллоидная химия. М., ВШ., 1988г. стр 292-319.
2. Фролов Ю.Г. М., Химия, 1982г. стр 184-267.
6. Контрольные вопросы:
1. Какие значения имеют коллоидные системы для медицины?
2. Из чего состоит дисперсная система.
3. Как классифицируются дисперсные системы по агрегатному состоянию и по размерам частиц?
4. Что такое золь?
5. Какими методами получают коллоидные растворы?
6. Назовите методы диспергирования.
|
|
|
7. Из чего состоит мицелла.
8. Назовите электрохимические явления?
9. Что такое электрохимический потенциал?
10. Как определяют §- потенциал?
Лекция № 4
Тема: Устойчивость и коагуляция коллоидных систем. Аэрозоли, суспензии, порошки, эмульсии и их свойства
2. Цель: Значение процессов коагуляции и пептизации необходимо фармацевтам при изготовлении некоторых лекарственных форм, представляющих собой коллоидные растворы, которые необходимо защитить от возможности коагуляции. Многие лекарственные представляют собой эмульсии. Например, эмульсии синтомицина, вазелинового масла и других. Эмульсии типа масла в воде применяют для внутреннего употребления, а эмульсии типа вода в масле - для наружного употребления. Моющее действие мыло основано на процессе эмульгирования жировых загрязнений.
3. Тезисы лекции:
Основные виды устойчивости гидрофобных золей
Н.П.Песков (1920 г.) ввел понятие о двух видах устойчивости дисперсных систем:
1. Седиментационная (кинетическая) устойчивость – способность системы сохранять равномерное распределение частиц – т.е. противостояние силам тяжести, процесса оседания или всплывания частиц.
Основными условиями этой устойчивости являются высокая дисперсность и интенсивность броуновского движения.
Агрегативная устойчивость
Это способность противостоять агрегации частиц.
- Факторы агрегативной устойчивости:
- Термодинамические
- Электростатический
- адсорбционно-сольватационный,
- энтропийный
Кинетические факторы:
- структурно-механический,
- Гидродинамический.
Мицелла – основная структурная единица лиофобных коллоидов. Рассмотрим строение коллоидной мицеллы на примере гидрозоля иодида серебра, получаемого взаимодействием разбавленных растворов нитрата серебра и иодида калия:
AgNO3 + KI ––> AgI + KNO3
Схематически мицелла золя иодида серебра, полученного в избытке иодида калия (потенциалопределяющие ионы – анионы I–, противоионы – ионы К+) может быть изображена следующим образом:
{[AgI]m · nI– · (n-x)K+}x– · x K+
При получении золя иодида серебра в избытке нитрата серебра коллоидные частицы будут иметь положительный заряд:
{[AgI]m · nAg+ · (n-x)NO3–}x+ · x NO3–
Лиофобные коллоиды являются термодинамически неустойчивыми системами, существующими благодаря стабилизации за счет возникновения двойного электрического слоя. Изменение состояния ДЭС может, следовательно, привести к потере агрегативной устойчивости – слипанию частиц в более крупные агрегаты, т.е. коагуляции золя. Коагуляция золей может быть вызвана различными факторами: прибавлением электролитов, нагреванием или замораживанием, механическим воздействием и т.д. Наиболее важным и изученным фактором коагуляции гидрофобных коллоидов является воздействие на них растворов электролитов.
|
|
|
Для начала коагуляции золя необходима некоторая минимальная концентрация электролита, называемая порогом коагуляции γ.
2. Коагулирующим действием обладает тот из ионов электролита, заряд которого противоположен заряду коллоидных частиц, причем коагулирующее действие иона тем сильнее, чем больше его заряд (правило Шульце – Гарди или правило значности). Величины порогов коагуляции двухзарядных ионов примерно на порядок, а трехзарядных – на два порядка меньше, чем для однозарядных ионов. Правило значности имеет приближенный характер и справедливо только для неорганических ионов;
4. Иллюстративный материал:
Представлен в виде презентации в мультимедиа.
5. Литература:
Основная:
1. Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия, М., ВШ., 1990г. стр 424-459.
2.Равич - Шербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия, М., 2001г. стр 179-195.
3.Кюрре Д.Г., Крылова Л.В., Музыкантов B.C. Физическая химия, М., ВШ., 1990г. стр 318-322.
Дополнительная:
1. Хмельницкий Р.А. Физическая и коллоидная химия. М., ВШ., 1988г. стр 324-348.
2. Фролов Ю.Г. М., Химия, 1982г. стр 270-352.
6. Контрольные вопросы:
1. Какие виды устойчивости характерны для гидрофобных золей. Какими
факторами обусловлены различные виды устойчивости.
2. Что такое коагуляция. Какие факторы могут ее вызывать?
3. Что называют порогом коагуляции и как он зависит от заряда иона -коагулятора?
4. Каковы основные положения теории устойчивости и коагуляции
коллоидных систем по Дерягину- Ландау?
|
|
|
5. Как протекает коагуляция системами электролитов?
6. Что такое критическое концентрация мицеллообразования? Какими способами можно определить эту величину?
7. Какие системы называют суспензиями? Гидросуспензиями? Органосуспензиями?
8. Каков механизм стабилизации эмульсии поверхностно- активными веществами. Твердыми эмульгаторами (порошками)?
9. Что такое пены? Какие вещества являются пенообразователями?
Лекция № 5
|
|
|
