Bài giảng động hoa hoc NEW

ĐỘNG HÓA HỌC TS Trần Phi Hoàng Yến MỤC TIÊU Trình bày giải thích đại lượng tốc độ phản ứng bậc phản ứng Trình bày biểu thức toán học phương trình động học phản ứng bậc 0,1,2… Trình bày khái niệm biểu thức số tốc độ phản ứng bậc 0,1,2 đại lượng T1/2 chúng Trình bày yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng Áp dụng động học phản ứng để tính toán tuổi thọ thuốc… Xét phản ứng hóa học tổng quát sau: A+B→C+D Hóa Vô cơ: xem xét hình thành chất C D gì, chất A B có phản ứng với hay không?, liên kết hình thành gì? Hóa Hữu cơ: xem xét chế phản ứng này, đồng phân C D có xảy Hóa Lý: xem xét vấn đề: Nhiệt động động học MỞ ĐẦU Nhiệt động: Nghiên cứu nhiệt phản ứng (tức lượng hấp thu hay sinh ra) Chiều hướng phản ứng Phản ứng có khả xảy không? Động học: Nghiên cứu tốc độ phản ứng yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng ỨNG DỤNG ĐỘNG HOÁ HỌC TỔNG HỢP HOÁ DƯỢC CHIỀU HƯỚNG PƯ HIỆU SUẤT THỜI GIAN KINH TẾ DƯỢC LÂM SÀNG DƯỢC ĐỘNG HỌC TẦN SUẤT LIỀU DÙNG CÔNG NGHỆ BÀO CHẾ DỰ ĐOÁN TUỔI THỌ, ỔN ĐỊNH HOẠT CHẤT, DẠNG BÀO CHẾ CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG , ỔN ĐỊNH HỢP CHẤT, XỬ LÝ CHIẾT XUẤT Đo nồng độ thuốc máu sau uống thuốc theo thời gian, để có “thông số dược động học trình hấp thu thuốc”, gồm: tiềm thời, Tmax, Cmax, Cmin… ??? Kiểm soát trình phân hủy thuốc theo thời gian “Thử nghiệm độ ổn định thuốc” CÁC KHÁI NIỆM CẦN HIỂU KHI NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC Tốc độ phản ứng Bậc phản ứng Hệ số tỷ lượng phản ứng Phương trình động học phản ứng Hằng số tốc độ phản ứng Thời gian bán hủy Tuổi thọ thuốc KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG HÓA HỌC Khi xét phản ứng hóa học Dưới góc độ động học phản ứng: -Tốc độ phản ứng: đại lượng đặc trưng quan trọng phản ứng, biểu diễn mức độ nhanh hay chậm phản ứng, Tốc độ phản ứng tính độ biến thiên nồng độ chất tham gia phản ứng sản phẩm phản ứng đơn vị thời gian Một số khái niệm Tốc độ phản ứng: Tốc độ: biểu thị tính nhanh hay chậm hoạt động Tốc độ phản ứng: biến thiên nồng độ chất tham gia phản ứng hay sản phẩm đơn vị thời gian A B (sản phẩm) d[A] d[B] v=− hay v = + dt dt CÁC KHÁI NIỆM CẦN HIỂU KHI NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC Tốc độ phản ứng Bậc phản ứng Hệ số tỷ lượng phản ứng Phương trình động học phản ứng Hằng số tốc độ phản ứng Thời gian bán hủy Tuổi thọ thuốc CÁC KHÁI NIỆM CẦN HIỂU KHI NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC Tốc độ phản ứng Bậc phản ứng Hệ số tỷ lượng phản ứng Phương trình động học phản ứng Hằng số tốc độ phản ứng Thời gian bán hủy Tuổi thọ thuốc ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐƠN GIẢN Các phương pháp xác định bậc phản ứng • Phương pháp thử sai (phương pháp thế) •Bằng thực nghiệm khảo sát vận tốc phản ứng: thu kết biến đổi hàm lượng chất khảo sát theo thời gian • Thay số liệu thu vào phương trình động học bậc không, bậc 1, bậc …Nếu giá trị hàm lượng thời gian tương thích với phương trình có bậc bậc phản ứng thực nghiệm ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG ĐƠN GIẢN phương pháp xác định bậc phản ứng Phương pháp dựa vào chu kỳ bán hủy Đo vài khoảng thời gian cần thiết để nồng độ ban đầu ½, ¼, 1/8, … Lấy giá trị nồng độ tương ứng với thời gian vào biểu thức tính T1/2 bậc phản ứng khác biểu thức phù hợp bậc phản ứng cần tìm Dự đoán: T½ số phản ứng bậc tích T½ [A]0 số bậc ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG PHỨC TẠP Phản ứng thuận nghịch Phản ứng song song Phản ứng nốI tiếp Phản ứng phức tạp Gồm nhiều phản ứng thành phần diễn đồng thời ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG Tăng nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng QUY TẮC VAN’T HOFF Ở khoảng nhiệt độ gần nhiệt độ phòng (không cao), tăng nhiệt độ phản ứng thêm 10 0C tốc độ phản ứng tăng từ đến lần Khi tăng nhiệt độ lên n x 10 0C tốc độ phản ứng tăng γn lần k T+10 = γ = 2−4 kT lần Ký hiệu gama (γ , hệ số nhiệt độ tốc độ phản ứng) KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG HÓA HỌC Khi xét phản ứng hóa học Dưới góc độ động học phản ứng: -Tốc độ phản ứng: đại lượng đặc trưng quan trọng phản ứng, biểu diễn mức độ nhanh hay chậm phản ứng, Tốc độ phản ứng tính độ biến thiên nồng độ chất tham gia phản ứng sản phẩm phản ứng đơn vị thời gian ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG Để tiện cho tính toán phương trình chuyển sang logarit thập phân Ea lg k = − + lg[A] 2,303 T Sự phụ thuộc lgk vào nghịch đảo nhiệt độ hàm số bậc nhất, đồ thị đường thẳng có hệ số góc là: Ea tgα = − 2,303.R ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG Gọi T1 nhiệt độ khảo sát điều kiện ứng với số tốc độ k1 T2 nhiệt độ khảo sát điều kiện ứng với số tốc độ k2 Hiệu lgk1 lgk2 biểu thức k2  Ea  1  lg   = − −   2,303.R  T2 T1   k1  k2  E a (T2 − T1 ) ⇔ lg   =  k1  2,303.R.T1.T2 XÁC ĐỊNH TUỔI THỌ CỦA THUỐC XÁC ĐỊNH TUỔI THỌ CỦA THUỐC Một ứng dụng động học nghiên cứu độ ổn định thuốc - Việc nghiên cứu độ ổn định xác định tuổi thọ thuốc điều kiện bảo quản - Xác định độ bền tương đối sản phẩm gặp điều kiện khắc nghiệt - Thông thường bậc phản ứng phân hủy bậc XÁC ĐỊNH TUỔI THỌ CỦA THUỐC Phương pháp thử dài hạn Xác định điều kiện thường Điều kiện thử gắn liền với điều kiện thực tế lưu hành thuốc Nước ta theo quy định khí hậu vùng IV điều kiện bảo quản 30 ± oC độ ẩm tương đối 75 ± 5% Thời điểm kiểm tra thông thường năm tháng, năm thứ tháng, từ năm thứ 12 tháng Một số khái niệm Tốc độ phản ứng: Tốc độ: biểu thị tính nhanh hay chậm hoạt động Tốc độ phản ứng: biến thiên nồng độ chất tham gia phản ứng hay sản phẩm đơn vị thời gian A B (sản phẩm) d[A] d[B] v=− hay v = + dt dt TỔNG KÊT BÀI ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG Các khái niệm bản: PTr động học phản ứng, bậc phản ứng, hệ số tỷ lượng, T1/2; K; T90 Thiết lập phương trình động học Pứ: - Bậc không - Bậc - Bậc hai Phương pháp xác định bậc phản ứng: - Phương pháp thử sai (pp thế) - Phương pháp dựa vào chu kỳ bán hủy Phương pháp xác định số tốc độ Pứ: - Phương pháp - Phương pháp đồ thị - Phương pháp dựa vào chu kỳ bán hủy Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng - Quy tắc Van’t Hoff - Quy tắc Arrhenius Phương pháp xác định tuổi thọ thuốc: - Phương pháp thử dài hạn - Phương pháp thử cấp tốc