Bài giảng đại cương về hòa tan

ĐẠI CƯƠNG VỀ HÒA TAN Trần Văn Thành 1
 VAI TRÒ CỦA SỰ HÒA TAN Nghiên cứu phát triển Bảo quản Sinh khả dụng 2
 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN - CHẤT TAN - DUNG MÔI - DUNG DỊCH (THẬT/GIẢ) 3
 NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH 4
 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN - Nồng độ phần trăm: lượng chất tan có 100 phần dung dịch : kl/tt, kl/kl, tt/tt, tt/kl Dung dịch nước muối sinh lý 0,9% (kl/tt) - Nồng độ phân tử (nồng độ mol): số phân tử chất tan lít dung dịch (mol/l) Nồng độ phân tử ký hiệu M CM mol/l mol/L NaOH + HCl  NaCl + H20 5
 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN - Nồng độ đương lượng (equivalence): Đương lượng (Eq) nguyên tố số phần khối lượng nguyên tố thay hay phản ứng vừa đủ với phần khối lượng hydro phần khối lượng oxi Ví dụ: đương lượng H 1,008, O 8,0, C 3,0, N 4,6, Al 9,0 Nồng độ đương lượng có đơn vị Eq/l, mEq/l (1 Eq = 1000 mEq) mEq lượng tính miligam tương ứng với trọng lượng phân tử hay trọng lượng ion chia cho hóa trị 6
 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN - Nồng độ đương lượng (equivalence) Tính đương lượng a- H2 + ½ O → H20, tính đương lượng H, O b- CuO + H2 (nhiệt độ) → Cu + H20, tính đương lượng CuO c- 2Al + 3/2 O → Al2O3, tính đương lượng Al d- Fe + 2HCl → FeCl2 + H2, tính đương lượng Fe e- Na + CH3COOH → CH3COONa + ½ H2, tính đương lượng Na 7
 ĐỘ TAN VS ĐỘ HÒA TAN 8
 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN ĐỘ TAN (20 °C, atm) NaCl 1: 2,786 Cafein 1:50 HỆ SỐ TAN (100 ml) QUI ƯỚC VỀ ĐỘ TAN 9
 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN ĐỘ TAN (20 °C, atm) NaCl 1: 2,786 Cafein 1:50 HỆ SỐ TAN (100 ml) QUI ƯỚC VỀ ĐỘ TAN ĐỘ HÒA TAN VIÊN NÉN GLIBENCLAMID 10
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường – chất tan base yếu Một chất có độ tan bão hòa nhiệt độ phòng theo pH sau Hãy cho biết chất có tính gì? Và pKa chất bao nhiêu? 39
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường – chất tan base yếu Một chất có độ tan bão hòa nhiệt độ phòng theo pH sau Hãy cho biết chất có tính gì? Và pKa chất bao nhiêu? 40
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường – chất tan lưỡng cực 41
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường – chất tan lưỡng cực pH giá trị điểm đẳng điện pH lớn giá trị điểm đẳng điện 42
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường – chất tan lưỡng cực Cho biết tryptophan có hai giá trị pKa 2,4 9,4, điểm đẳng điện 5,9 Hãy tính toán độ tan tryptophan pH pH 10 biết dung dịch trung tính, độ tan So tryptophan 0,02 mol/l 43
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường – chất tan lưỡng cực Cho biết tryptophan có hai giá trị pKa 2,4 9,4, điểm đẳng điện 5,9 Hãy tính toán độ tan tryptophan pH pH 10 biết dung dịch trung tính, độ tan So tryptophan 0,02 mol/l pH pH 10 44
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường – chất tan lưỡng cực Cho biết pH hoạt chất bị kết tủa lại từ dung dịch? 45
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường – chất tan lưỡng cực Cho biết pH hoạt chất bị kết tủa lại từ dung dịch? 46
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường – chất tan lưỡng cực Cho biết pH hoạt chất bị kết tủa lại từ dung dịch? 47
 KỸ THUẬT HÒA TAN Sự khuấy trộn – nhiệt độ - độ nhớt Noyes Whitney V: tốc độ hòa tan S: diện tích tiếp xúc chất lỏng chất rắn CS: nồng độ bão hòa chất tan Ct: nồng độ dung dịch thời gian t K: số tốc độ hòa tan phụ thuộc yếu tố như: hệ số khuếch tán chất tan dung môi (D), độ nhớt dung dịch, bề dày lớp khuếch tán (δ) 48
 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÒA TAN ĐẶC BIỆT Tạo dẫn chất dễ tan Dùng chất có khả tạo phức dễ tan dung môi với điều kiện phức chất tạo thành trì nguyên vẹn tác dụng sinh học dược chất ban đầu Iod khó tan nước (1: 3500) I2 + khó tan KI → KI3 dễ tan Dung dịch Lugol Iod 1g Kali iodid 2g Nước cất vđ 100ml 49
 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÒA TAN ĐẶC BIỆT Dùng chất trung gian thân nước Thuốc tiêm Cafein 7% Cafein 7g Natri benzoat 10g Nước cất pha tiêm vđ 100ml Dùng chất diện hoạt Vị Tác dụng dược lý Độc tính 50
 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÒA TAN ĐẶC BIỆT phenobarbital (%) Dùng hỗn hợp dung môi A: glycerol – nước B: cồn – nước C: cồn – glycerol phần trăm hỗn hợp 51
 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÒA TAN ĐẶC BIỆT Tạo hệ phân tán rắn với dẫn chất cyclodextrin 52
 [...]... chất 25
 KỸ THUẬT HÒA TAN Lựa chọn hoạt chất - dẫn chất - kích thước - dạng thù hình - kết tinh/vô định hình 26
 KỸ THUẬT HÒA TAN Sự hiện diện của chất khác - hiện tượng muối hóa (salting out, salting in) - chất trung gian làm tăng độ tan - hỗn hợp dung môi (vd dung dịch bromoform dược dụng) 27
 KỸ THUẬT HÒA TAN Nhiệt độ hòa tan 28
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH của môi trường 29
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH của môi trường... dạng không ion hóa [HA] S: Độ tan bão hòa tổng cộng của chất tan ở pH dung dịch S = So + [A-] [A-]: nồng độ của chất tan ở dạng phân ly 31
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH của môi trường – chất tan acid yếu AH ↔ H+ + ApH = pKa + log (S-So)/So So: Độ tan của chất tan dạng không ion hóa [HA] S: Độ tan bão hòa tổng cộng của chất tan ở pH dung dịch S = So + [A-] [A-]: nồng độ của chất tan ở dạng phân ly Cho biết khả... của một chất khi pH = pKa + 1? pH = pKa + 2 ? 32
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH của môi trường – chất tan acid yếu AH ↔ H+ + ApH = pKa + log (S-So)/So So: Độ tan của chất tan dạng không ion hóa [HA] S: Độ tan bão hòa tổng cộng của chất tan ở pH dung dịch S = So + [A-] [A-]: nồng độ của chất tan ở dạng phân ly 33
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH của môi trường – chất tan acid yếu Cho biết dưới pH nào thì sulfadiazin (pKa =... kể độ tan của chất đó 21
 SỰ TƯƠNG TÁC CHẤT TAN DUNG MÔI MỘT SỐ QUY TẮC CHUNG - Sự hiện diện các nhóm chức khác nhau trong công thức cấu tạo một chất sẽ làm thay đổi đáng kể độ tan của chất đó 22
 SỰ TƯƠNG TÁC CHẤT TAN DUNG MÔI MỘT SỐ QUY TẮC CHUNG -  Hợp chất cao phân tử thường không tan hoặc chỉ tan rất ít - Chất có điểm chảy cao thường có độ tan thấp 23
 KỸ THUẬT HÒA TAN 24
 KỸ THUẬT HÒA TAN Lựa... cầu nối hydro Ví dụ: aceton, pentanol - Dung môi không phân cực: dung môi hình thành từ phân tử không phân cực hoặc phân cực yếu Ví dụ: benzen, dầu thực vật, dầu khoáng 14
 SỰ TƯƠNG TÁC CHẤT TAN DUNG MÔI QUÁ TRÌNH HÒA TAN Tương tác Dung môi – Dung môi Chất tan – Chất tan Phân loại chất tan? Chất tan – Dung môi 15
 SỰ TƯƠNG TÁC CHẤT TAN DUNG MÔI DUNG MÔI PHÂN CỰC – CHẤT TAN ION HÓA Lực Coulomb giữa hai... hydro 17
 SỰ TƯƠNG TÁC CHẤT TAN DUNG MÔI DUNG MÔI KHÔNG PHÂN CỰC – CHẤT TAN KHÔNG PHÂN CỰC Dung môi không phân cực không hòa tan được các loại hợp chất phân cực Nói chung dung môi không phân cực hòa tan được các chất không phân cực khác vì các chất này cũng có nối phân tử yếu, lực liên kết thường do sự phân cực cảm ứng Ví dụ: các hydrocarbon tan vào nhau, ether dầu hỏa hòa tan dầu thực vật, mỡ 18
 MỘT... là 0,04 mol/l và độ tan của sulfadiazinlà 0,000307 mol/l? 34
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH của môi trường – chất tan acid yếu Cho biết dưới pH nào thì sulfadiazin (pKa = 6,48) bắt đầu tủa trong dung dịch tiêm truyền biết rằng nồng độ ban đầu của natri sulfadiazin là 0,04 mol/l và độ tan của sulfadiazinlà 0,000307 mol/l? 35
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH của môi trường – chất tan acid yếu Cho biết độ tan của penicillin... MỘT SỐ QUY TẮC CHUNG 19
 SỰ TƯƠNG TÁC CHẤT TAN DUNG MÔI MỘT SỐ QUY TẮC CHUNG - Các chất có tính chất tương tự thì tan vào nhau - Các chất có cấu trúc tương tự sự hòa tan càng lớn: Saccarose có nhiều nhóm -OH dễ tan trong nước (H-OH) Lưu huỳnh dễ tan trong sulfur carbon (CS2) Phenol rất tan trong glycerol (C6H5-OH và CH2OHCHOH-CH2OH) 20
 SỰ TƯƠNG TÁC CHẤT TAN DUNG MÔI MỘT SỐ QUY TẮC CHUNG - Sự hiện... môi, được gọi là hằng số điện môi của môi trường, là đại lượng không có thứ nguyên 16
 SỰ TƯƠNG TÁC CHẤT TAN DUNG MÔI DUNG MÔI PHÂN CỰC – CHẤT TAN KHÔNG ION HÓA Do liên kết hydro, các hợp chất có nhóm hydroxyl càng nhiều khả năng tan trong nước càng cao Ví dụ: các hợp chất đường, gôm, các glycozid, các poly ethylen glycol tan nhiều trong nước Sự hòa tan của các ether, aldehyd, ceton, acid và anhydrid... trường pH ion hóa độ tan của dược chất Sự bền vững của dược chất và yêu cầu của dạng thuốc 30
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH của môi trường – chất tan acid yếu AH ↔ H+ + AKa = [H+] [A-]/ [HA] logKa = log [H+] + log [A-] – log [HA] -logKa = -log [H+] - log [A-] + log [HA] pKa = pH + log [HA] - log [A-] pKa = pH + log [HA]/[A-] pH = pKa + log [A-]/[HA] pH = pKa + log (S-So)/So So: Độ tan của chất tan dạng không ion ... cao phân tử thường không tan tan - Chất có điểm chảy cao thường có độ tan thấp 23
 KỸ THUẬT HÒA TAN 24
 KỸ THUẬT HÒA TAN Lựa chọn hoạt chất - dẫn chất 25
 KỸ THUẬT HÒA TAN Lựa chọn hoạt chất -... hòa tan 28
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường 29
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường pH ion hóa độ tan dược chất Sự bền vững dược chất yêu cầu dạng thuốc 30
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường – chất tan. .. So: Độ tan chất tan dạng không ion hóa [HA] S: Độ tan bão hòa tổng cộng chất tan pH dung dịch S = So + [A-] [A-]: nồng độ chất tan dạng phân ly 31
 KỸ THUẬT HÒA TAN pH môi trường – chất tan acid