Bài soan Hoa Ly Duoc Hanh Thuy đã sửa

Bài soạn ơn thi Hóa Ly Dược - Bùi Hạnh Thúy - DH15134 - 2017 - Khái niệm hệ phân tán: hệ gồm nhiều cấu tử tồn dạng hạt có kích thước nhỏ (chất phân tán) phân bố vào chất khác (môi trường phân tán) LÀ MỘT HỆ NHIỆT ĐỘNG Gồm pha phân tán môi trường phân tán - Đặc trưng hệ phân tán: Chất phân tán hay môi trường phân tán trạng thái như: lỏng, khí, rắn Pha phân tán thể RỜI RẠT, môi trường phân tán môi trường LIÊN TỤC Ranh giới Pha phân tán môi trường: rắn + lỏng: BỀ MẶT Ranh giới Pha phân tán môi trường: lỏng + lỏng: LIÊN BỀ MẶT - Hệ phân tán thô: hệ phân tán mà hạt pha khuếch tán có đường kính lớn 10-5cm (100nm) Với kích thước hạt người ta Nhìn Thấy Bằng Mắt Thường Hay Kính Hiển Vi Pha phân tán chất rắn hệ gọi HUYỀN PHÙ (rắn + lỏng: huyền phù) VD: Những hạt đất sét lơ lửng nước Pha phân tán chất lỏng hệ gọi NHŨ TƯƠNG (lỏng + lỏng: nhũ tương) VD: Sữa, dầu mỡ nước Hỗn dịch dạng thuốc lỏng để uống, tiêm hay dùng có chứa dược chất rắn khơng hịa tan dạng hạt nhỏ (đường kinh ≥ 0,1μm) phân tán đồng chất lỏng môi trường phân tán (chất dẫn) Các chất dẫn thường gặp: nước, nước thơm, dung dịch dược chất Nhũ tương dạng thuốc lỏng chứa tiểu phân lỏng phân tán chất lỏng khác khơng đồng tan Có thể dùng để uống, tiêm hay dùng Nhũ tương dạng lỏng dùng để uống gọi nhũ dịch THI: HỖN DỊCH, NHŨ TƯƠNG: hệ thơ -Hệ keo:, MƠI TRƯỜNG PHÂN TÁN LÀ LỎNG (một số mơi trường phân tán khí ; VD: khói - hạt rắn mơi trường khí – trạng thái keo, cịn khói đen trạng thái thơ – thấy mắt thường), hệ phân tán dị thể có kích thước từ 10-9-10-7m Hệ quan sát kính hiển vi điện tử Acid amin hệ keo Còn gọi hệ phân tán nano Là hệ cần thiết cho đời sống Hệ đơn phân tán: hệ có Kích Thước Tiểu Phân đồng hay có Hình Dạng Đồng Nhất Hệ đa phân tán: hệ có Kích Thước Tiểu Phân khác hay có Hình Dạng Khơng Đồng Nhất Bài soạn ơn thi Hóa Ly Dược - Bùi Hạnh Thúy - DH15134 - 2017 - Độ phân tán D: đại lượng nghịch đảo kích thước hạt Là đại lượng đặc trưng cho độ mịn hệ phân tán Nếu hạt có nhiều kích thước lấy giá trị trung bình VD: D (cm-1) D= 𝑎 Trong đó: D: độ phân tán a: kích thước hạt Diện tích bề mặt hệ phân tán: diện tích bề mặt phân chia pha tỷ lệ nghịch với kích thước hạt HẠT CÀNG NHỎ ĐỘ PHÂN TÁN CÀNG NHỎ NHƯNG DIỆN TÍCH BỀ MẶT CÀNG LỚN Đổi đơn vị: 1m = 102cm = 103mm = 106µm = 109nm = 1010A0 1nm = 10-7cm = 10-9m = 10 A0 Hệ đồng thể 1nm Hệ keo Hệ thô 100nm 1nm < keo >100nm 10-9m < keo >10-7m 10-7cm < keo >10-5cm 10-6mm < keo >10-4 mm 10-3 µm < keo >10-1 µm = 0,1µm 10-7m - 10-4m: k thước hạt phân tán khí 10 A0 < keo >103 A0 Dung dịch thực: hạt phân tán phân tử ion chất phân tán Hạt phân tán đồng thể KHƠNG CĨ BỀ MẶT PHÂN CHIA PHA Hệ dị thể (hệ keo hệ thô): hạt phân tán tập hợp nhiều phân tử từ chất phân tán TẠO BỀ MẶT PHÂN CHIA PHA Diện tích bề mặt hệ phân tán độ phân tán tỷ lệ nghịch với kích thước hạt phân tán Bề mặt riêng hệ phân tán: bề mặt phân chia pha phân tán mơi trường phân tán (Hay diện tích tổng bề mặt phân chia pha) đơn vị thể tích đơn vị khối lượng pha phân tán Bài soạn ơn thi Hóa Ly Dược - Bùi Hạnh Thúy - DH15134 - 2017 S= ∑ 𝑆ℎạ𝑡 𝐾𝐿,𝑉𝑝ℎ𝑎 𝑝ℎâ𝑛 𝑡á𝑛 S: diện tích bề mặt pha phân tán Khi hạt có hình cầu: S= 𝑛.4.𝜋.𝑟 𝑛 𝜋.𝑟 = 𝑟 = 𝑟 S = 𝑘 𝑑 = 𝑘 𝑎 1 𝑑 𝐷 mà: D =  d =  S = k.D Hạt hình lập phương: S= 𝑛.6.𝑙 𝑛.𝑙 = 𝑙 Bề mặt riêng:  S = k.D (k: số) Bề mặt riêng: Tỷ lệ nghịch với kích thước hạt phân tán Hạt nhỏ kích thước bề mặt riêng tăng Hạt giảm kích thước  S bề mặt tăng Bề mặt riêng: Tỷ lệ thuận với độ phân tán (D) Thứ tự hệ phân tán: hệ phân tán phân tử, hệ phân tán keo, hệ phân tán mịn (dị thể), hệ phân tán thơ * Cạnh nhỏ 10 lần S bề mặt riêng tăng 10 lần • Cạnh nhỏ n lần S bề mặt riêng tăng n lần VD: Có khối lập phương có cạnh 1cm, diện tích bề mặt khối 6cm2 Khi chia khối lập phương thành hạt có cạnh 0,10cm, phân tán vào mơi trường, số hạt tăng lên 1.000 (103) hạt bề mặt riêng pha phân tán là: 60cm2 Tiếp tục chia nhỏ hạt có cạnh 0,01cm, số hạt pha phân tán 1.000.000 (106) hạt bề mặt tăng lên thành 600cm2 a: cạnh khối lập phương a= 1cm  S = 1cm x 1cm x = 6cm2 cạnh giảm: a1= 0,10cm  giảm: 1: 0,10 = 10 lần  S tăng 10 lần  S = 10 x 1cm x 1cm x = 60cm2 Tương tự: cạnh giảm: a1= 0,01cm  giảm: 1: 0,01 = 100 lần  S tăng 100 lần  S = 100 x 1cm x 1cm x = 600cm2 Bài tập: Có khối lập phương có cạnh 0,6m Khi chia khối lập phương thành hạt có cạnh 0,2m, phân tán vào mơi trường, bề mặt riêng pha phân tán bao nhiêu? Bài soạn ôn thi Hóa Ly Dược - Bùi Hạnh Thúy - DH15134 - 2017 a: cạnh khối lập phương a= 0,6m  S = 0,6m x 0,6m x = 2,16m2 cạnh giảm: a1= 0,2m  giảm: 0,6: 0,2 = lần  S tăng lần  S = x 0,6m x 0,6m x = 6,48m2 Thử lại: 6,48m2: 2,16m2 = lần Bài tập: Có khối lập phương có cạnh 4cm Khi chia khối lập phương thành hạt có cạnh 1cm, phân tán vào mơi trường, bề mặt riêng pha phân tán bao nhiêu? a: cạnh khối lập phương a= 4cm  S = 4cm x 4cm x = 96cm2 cạnh giảm: a1= 1cm  giảm: 4: = lần  S tăng lần  S = x 4cm x 4cm x = 384cm2 Thử lại: 384cm2: 96cm2 = lần Phân loại hệ phân tán: có loại: phân loại theo trạng thái tập hợp, phân loại theo mức độ tương tác pha (hệ keo), phân loại theo kích thước tiểu phân Phân loại theo trạng thái tập hợp: gồm có loại: môi trường phân tán RẮN – xerosol (sol rắn), môi trường phân tán LỎNG – lyosol (sol lỏng), mơi trường phân tán KHÍ – aserosol (sol khí), • Phân loại hệ phân tán theo tập hợp pha: có loại: Chất phân tán mơi trường phân tán hệ phân tán Thí dụ Khí Dung dịch thật Hỗn hợp khí Lỏng Khí Thơ, keo Mây, sương mù, aerosol Rắn Thơ, keo Bụi, khói Khí Thơ, keo Nước ga, hệ bọt Lỏng Lỏng Thô, keo Nhũ dịch Rắn Thơ, keo Huyền phù, hệ keo Khí Thơ Bọt rắn, chất xốp Lỏng Rắn Keo Gel Rắn Keo Hợp kim, ngọc đá quy Bài soạn ôn thi Hóa Ly Dược - Bùi Hạnh Thúy - DH15134 - 2017 Phân loại theo mức độ tương tác pha (hệ keo): Hệ keo ưu lỏng (Keo ưu lưu) = Keo thân dịch  có tính chất thuận nghịch: hệ keo mà pha phân tán có lực (liên kết) chặt chẽ với môi trường phân tán (thường lỏng) VD: Hồ tinh bột, mủ cao su, … Hệ keo kỵ lỏng (Keo ghét lưu)= Keo sơ dịchlà hệ keo mà pha phân tán không liên kết chặt chẽ với môi trường phân tán Đây hệ keo điển hình Hệ keo thuận nghịch: Bốc mơi trường phân tán Hệ keo cắn khô + môi trường phân tán Điều chế nồng độ cao Ít bị ngưng tụ thêm chất điện ly VD: Keo agar, keo gelatin Hệ keo không thuận nghịch: Bốc môi trường phân tán Hệ keo cắn khô + môi trường phân tán Khó điều chế nồng độ cao Dễ bị ngưng tụ bảo quản VD: Keo lưu huỳnh/nước Trường hợp gọi khơng hồn nguyên Phân loại hệ phân tán theo kích thước hạt: Hệ phân tán phân tử ion: 10-5cm 10-7cm Dung dịch thật Hệ keo 10-5cm Hệ thô Dung dịch thật Hệ keo Hệ thô Sắp xếp thứ tự từ nhỏ đến lớn: phân tử ion < keo < thô Bài soạn ôn thi Hóa Ly Dược - Bùi Hạnh Thúy - DH15134 - 2017 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HỆ KEO: Điều kiện hình thành hệ keo: để hình thành hệ keo tồn bền vững cần đảm bảo hai điều kiện tiên sau: - Chất phân tán môi trường phân tán không tan vào hay tan - Phải có chất ổn định có khả hấp phụ lên hạt keo để giữ cho hệ keo khơng bị tách pha gây keo tụ Có phương pháp điều chế hệ keo: Phương pháp phân tán (vật lý): chia nhỏ hạt phân tán có kích thước lớn thành hạt có kích thước nhỏ, thích hợp Nghiền, dùng hồ quang, siêu âm,… Phương pháp ngưng tụ (hóa học): tập hợp phân tử nhỏ thành hạt có kích thước thích hợp Sự thay đổi tính chất mơi trường (nhiệt đơ, pH, dung mơi …) làm cho phân tử chất tan ngưng kết lại thành hạt Có thể thực phản ứng hóa học: oxy hóa-khử, trao đổi, thủy phân PP ngưng tụ PP phân tán 10-7cm Dung dịch thật 10-5cm Hệ keo Hệ thô Nếu từ Dung dịch thật để tạo thành keo (Nhỏ thành lớn) dung PP ngưng tụ Nếu từ Hệ thơ thật để tạo thành keo (Lớn thành nhỏ) dung PP phân tán Phương pháp ngưng tụ: Ngưng tụ đơn giản (ngưng kim loai): - Làm bốc Natri cách đun nóng sau ngưng tụ benzene thu hệ keo Na/benzen - Nếu ngưng tụ nước thu được: 2Na + 2H20  2NaOH + H2 Ngưng tụ phản ứng hóa học: *Phản ứng trao đổi: AgNO3 + KI Mixen keo có dạng: [m (AgI).n I- (n-x) AgI (keo) + KNO3 K+]x-.x K+ *Phản ứng OXH - khử: H2S + O2 S (keo) + H2O Mixen keo có dạng: [m (S).mHS- (m-x) H+]x-.x H+ Bài soạn ơn thi Hóa Ly Dược - Bùi Hạnh Thúy - DH15134 - 2017 *Phản ứng khử muối vàng formol: Au(keo) khơng tích điện 2KAuO2 + 3HCHO + K2CO3 2Au(keo) + 3HCOOK + HKCO3 + H2O *Phản ứng thủy phân: FeCl3 + 3H2O Mixen keo có dạng: [n to Fe(OH)3 keo + 3HCl [Fe(OH)3].mFe+3 (3m-x) Cl-]x+.x Cl- Ngưng tụ thay dung môi: − Lưu huỳnh (hoặc nhựa thông colophon) tan cồn tuyệt đối khơng tan nước − Hịa tan lưu huỳnh/cồn  DD thực − Thêm nước vào cồn độ cồn giảm phân tử lưu huỳnh tập hợp thành tiểu phân nhỏ tạo hệ keo − Tùy theo nồng độ S bão hòa cồn − Tỷ lệ thể tích nước thể tích dung dịch S/cồn − Thu keo lưu huỳnh với nồng độ tính chất khác Phương pháp phân tán: − Là trình dùng lượng để phá vỡ lực liên kết bên hạt thô để tạo hạt có kích thước hệ keo − Như thế, điều chế hệ keo phương pháp phân tán, hệ keo hình thành nhiều hạt mịn có độ phân tán cao tức bề mặt tiếp xúc pha hệ phân tán keo tăng phải tốn nhiều cơng để phân tán hạt thơ thành tiểu phân hệ keo − Vì cơng sử dụng phương pháp phân tán công gia tăng bề mặt − A = 𝜎S + q Phân tán học, Phân tán siêu âm, Phân tán bằng hồ quang: PP VẬT LÝ Phân tán pepti hóa: PP HĨA HỌC Phân tán học (vật lý): dùng máy xay keo Phân tán hồ quang (vật lý): dung mơi thích hợp Phân tán siêu âm (vật lý): Hệ keo điều chế lực phân tán siêu âm Tấn số dao động v siêu âm cao (khoảng 10 – 30 nghìn lần/giây), lượng siêu âm lớn, tính theo cơng thức (E=h.v) Phân tán số vật rắn có độ bền không lớn như: lưu huỳnh, nhựa, graphic Phân tán khối dẻo ưu nước, thành dd loãng nước mô mềm gan, não, thận tạo thành dịch đồng thể động vật Bài soạn ôn thi Hóa Ly Dược - Bùi Hạnh Thúy - DH15134 - 2017 Phân tán pepti hóa (hóa học): Là PP chuyển kết tủa trở lại trạng thái keo tác nhân hóa học thích hợp (tác nhân pepti hóa) Tùy theo nguyên nhân gây kết tủa mà pepti hóa tiến hành theo cách thích hợp: • Nếu chất kết tủa hạt keo hấp thụ ion điện ly tạo keo tụ chất pepti hóa phải tách ion khỏi kết tủa • Nếu chất kết tủa hạt chất phân tán yếu tố bảo vệ (thiếu ion tạo thế, thiếu chất tạo vỏ solvat) phải bổ sung thêm yếu tố vào hệ PHƯƠNG PHÁP TINH CHẾ HỆ KEO: Có PP: PP thẩm tích = PP thẩm tách: dùng màng thẩm tích có tính chất bám thấm Chỉ cho ion dung môi qua giữ lại tiểu phân keo Dùng PP lọc thận Dùng túi thẩm tích đựng dd keo cần tinh chế ngâm vào chậu nước Sau thời gian, ion chất điện ly khuếch tán qua màng ngăn ngồi cần thay nước (thay nước nhiều lần) Khi cân áp suất thẩm thấu ngồi màng Để tăng q trình thẩm tích cho nhanh người ta gắn vào điện cực: điện cực âm điện cực dương: Ion (+) cực (-), Ion (+) cực (-) giúp cho q trình thẩm tích cho nhanh PP lọc gel = Rây phân tử hay gọi sắc ký loại trừ (dùng để chiết tách phân tử) hạt lớn xuống, nhỏ bị giữ lại: người ta dùng hạt gel để lọc Hạt gel có cấu tạo polymer (người ta gọi carbohydrat polymer) Dùng hạt polymer ngâm nước, polymer trương nở tạo gel có cấu trúc mạng lưới nhiều lỗ xốp Các ion, phân tử nhỏ khuếch tán vào gel bị giữ lại, tiểu phân keo hạt keo lấy (KHÁC VỚI PP THẨM TÍCH Thẩm tích cho ion dung mơi qua giữ lại tiểu phân keo), thu dịch keo loại tạp PP siêu lọc: dùng màng thẩm tích màng chịu áp suất cao nên ta dùng lực nén để ép dịch lọc qua Cũng theo thứ tự có ion qua cịn hệ keo phân tử lớn không qua Điều giống với PP thẩm tích Nhiệm vụ PP là: tinh chế xử lý dịch chiết bền với nhiệt như: enzyme (ni cấy muốn lọc lọc = PP siêu lọc), chế phẩm nội tiết tố hormone người ta dùng PP để lọc sử dụng MÀNG SIÊU LỌC DÀY HƠN MÀNG THẨM TÍCH TÍNH CHẤT HỆ KEO: Có tính chất: Bài soạn ơn thi Hóa Ly Dược - Bùi Hạnh Thúy - DH15134 - 2017 − Tính chất động học − Tính chất quang học − Tính chất điện học Tính chất động học hệ keo: Chuyển động Brown hệ keo Sự khuếch tán hệ keo Áp suất thẩm thấu Sự sa lắng Chuyển động Brown hệ keo: chất hệ đồng thể ion phân tử Các ion phân tử có chuyển động gọi chuyển động nhiệt Chuyển động gia tăng theo nhiệt độ môi trường, nhiệt độ tăng chuyển động tăng Hạt keo kích thước lớn hệ đồng thể, đứng yên, ion phân tử chạy môi trường phân tán đập vô hạt keo làm cho hạt keo chuyển động theo phương không xác định Từ chuyển động Brown hạt keo sinh tính chất động học VD: khuếch tán, thẩm thấu, sa lắng Chuyển động Brown chuyển động nhiệt phân tử dung môi đập vào hạt keo theo chiều hướng khác hợp lực va chạm làm cho hạt keo chuyển động theo chiều hướng Tùy theo kích thước hình dạng hạt keo mà mức độ Chuyển động Brown khác Ông Einstein chứng minh Chuyển động Brown liên quan đến khuếch tán Biểu thức liên hệ: ̅̅̅ ∆2 = 2Dt D: hệ số khuếch tán t: thời gian di chuyển hạt keo : khoảng cách hạt keo di chuyển thời gian t Trong thực nghiệm người ta xác định hệ keo cụ thể nhờ kính siêu vi Suy hệ số khuếch tán D hệ Bình phương để vơ hướng khơng bình phương Sự khuếch tán hệ keo: Là di chuyển vật chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp, chuyển động nhiệt Là trình tự diễn biến xảy với S khơng thuận nghịch Sự chêch lệch nồng độ gọi Radian Radian lớn đường đồ thị dốc ngược lại THI: Phương trình khuếch tán Einstein: Bài soạn ơn thi Hóa Ly Dược - Bùi Hạnh Thúy - DH15134 - 2017 D= 𝑘.𝑡 6𝜋.𝜂.𝑟 → 𝑟= 𝑘.𝑡 6𝜋.𝜂.𝐷 Với r: bán kính hạt hình cầu η: độ nhớt môi trường đo nhiệt kế k: số phụ thuộc hay số Boltzmann: k = 𝑅 𝑁 = 8,314 6,020∗10−23 = 1,38 ∗ 1023 N: số Avogadro = 6,02x10-23 hạt R: số khí lý tưởng = 8,314 J/mol ̅̅̅̅ ∆ D: hệ số khuếch tán Trong đó: ̅̅̅ ∆2 = 2Dt  D = 2𝑡 tính r: bán kính (k = 4.π.D.p) Hệ số khuếch tán D tỷ lệ thuận với nhiệt độ T, tỷ lệ nghịch với độ nhớt kích thước hạt Kích thước hạt keo > kích thước phân tử, hệ keo có hệ số khuếch tán nhỏ THI: Áp suất thẩm thấu dung dịch keo nhỏ áp suất thẩm thấu dung dịch thật số lượng hạt n’ hệ keo nhỏ nhiều so với dung dịch thật Áp suất thẩm thấu dung dịch keo phụ thuộc vào nồng độ Áp suất thẩm thấu dung dịch keo không định mà thay đổi theo thời gian giảm dần theo thời gian kết tụ hạt keo, tạo hạt lớn, số lượng hạt keo giảm Sự sa lắng: − Là tượng hạt thô tác dụng trọng lực lắng dần xuống đáy sức hút trọng trường − Những hệ phân tán có kích thước tiểu phân đủ lớn sa lắng nhanh, dựa vào phân tích sa lắng, ta dễ dàng xác định kích thước hạt phân tán − Người ta nói chung hệ dị thể tượng sa lắng ln xảy ra, lớn sa lắng trước cịn nhỏ sa lắng sau Trong mơi trường phân tán, hạt keo bị tác động lực: -Trọng lực tác động vào hệ keo lực ma sát, hai lực hạt keo lơ lửng, hệ bền -Hạt keo sa lắng tác động trọng lực thắng lực cản lực ma sát Lực ma sát lực trọng trường ngược Khi lực – trọng lực = lực ma sát 10 ... điện ly dẫn đến keo tụ (keo tụ chất điện ly quan trọng: dễ xử lý thiết bị đơn giản nhất) Keo tụ chất điện ly: Bản chất q trình keo tụ chất điện ly trung hịa điện tích nồng độ chất điện ly ảnh... phân ly Vượt qua trình phân ly đến C5 dư nên chất điện ly chất điện ly trơ keo tụ trở lại gọi keo tụ đặc biệt Có nghĩa vừa đủ keo tụ, dư khơng keo tụ sau dư nên lại keo tụ lại Chất điện ly trơ... đổi khoảng cách Đêta