CAC HIN TNG b MT VA s HP PH

Hóa lý dược CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT VÀ SỰ HẤP PHỤ TS Trần Phi Hoàng Yến tranyen73@gmail.com Chương Hấp phụ Hiện tượng bề mặt – 1 Hiện tượng bề mặt 1.1.1 Một số khái niệm tượng bề mặt 1.1.2 Chất hoạt động bề mặt: khái niệm – phân loại - ứng dụng 1.2 Hấp phụ 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Phân loại 1.2.3 Khảo sát hấp phụ chất khí lên bề mặt rắn 1.2.4 Khảo sát hấp phụ chất tan dung dịch lên bề mặt rắn 1.2.5 Khảo sát hấp phụ lên bề mặt chất lỏng 1.2.6 Khảo sát hấp phụ chất điện ly Số tiết Nội dung tự học 7,5 Phân loại chất hoạt động bề mặt Khảo sát hấp phụ chất khí bề mặt rắn: Phương trình hấp phụ Freundlich Chứng minh tính tương thích phương trình hấp phụ Langmuir Freundlich với quy luật thuyết hấp phụ Số tiết 5 Kiểm tra kỳ: Nội dung tự học tất chương, GV cơng bố Hóa lý dược NỘI DUNG CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT  Khái niệm  Chất hoạt động bề mặt  Ứng dụng CHĐBM Hóa lý dược CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Mục tiêu học tập - Trình bày được: SCBM; tượng ngưng tụ mao quản; tượng thấm ướt - Khái niệm - Phân loại chất hoạt động bề mặt - Ảnh hưởng chất tan đến SCBM DD - Ứng dụng chất HĐBM Khoa học bề mặt (Surface sciences) Là môn quan trọng mà cở dựa trên: • Năng lượng bề mặt (surface energy) • Sức căng bề mặt (surface tension) • Lực mao dẫn • Độ thấm ướt (wettability) • Sự bám dính • Sự hấp phụ • Nhiệt động lực học bề mặt • Sự tương tác phân tử bề mặt Tất tượng xuất đời sống sinh hoạt ngày Hình thành Ý nghĩa Nghiên cứu tượng bề mặt Phân hủy Hòa tan Chuyển pha Xúc tác dị thể Điện hóa… Hình thành Hịa tan Xúc tác Quá trình chuyển pha Phân hủy Ý nghĩa Nghiên cứu tượng bề mặt Khoa học Dược Hấp phụ hoạt chất tá dược công thức bào chế Lanolin khan, hỗn hợp lanolin + vaselin, Hỗn hợp vaselin + cholesterol , sterol Muối nhôm phosphat, nhôm hydroxyd Phân tán tiểu phân lỏng mơi trường lỏng Hình thành ổn định nhũ tương Phân tán tiểu phân rắn mơi trường lỏng để hình thành hỗn dịch Cạnh tranh hấp thu phân tử qua màng sinh học Hệ phân tán Sức căng bề mặt chất lỏng Hệ đồng thể Hệ dị thể Lỏng Bề mặt (surface) bề mặt tiếp xúc pha lỏng rắn với khí Liên bề mặt (interface) bề mặt tiếp xúc L-L L-R Lỏng Hiện tượng hấp phụ Hiện tượng thấm ướt, ngưng tụ mao quản BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 3: Nghiên cứu khả hấp phụ than hoạt tính để giải độc, người ta thu kết sau đây: Số mol bị HP lên g than (mol/ga m) 0,122 0,287 0,837 2,025 Nồng độ bị HP cân (mol/l) 0,024 0,042 0,085 0,152 Để làm giảm nồng độ độc chất từ 0,24 M xuống 0,04 M, cần dùng gam than hoạt? Các yếu tố ảnh hưởng đến hấp phụ Dung mơi hịa tan hợp chất, phân tử, ion Chất hấp phụ Cạnh tranh hấp phụ DM chất tan Khả hòa tan chất tan Bản chất, công nghệ sản xuất định lực bề mặt Độ tan/dm Chất bị hấp phụ Bản chất:PTL, cấu trúc HH, KG, điện ly Cấu trúc HH, KG Khác: thời gian, to, pH DM phân cực DM khơng phân cực Tính ưa/ kỵ nước Trạng thái vật lý, độ xốp Ứng dụng hấp phụ phân tử Zeolite Silicagel Activated charcoal Ứng dụng hấp phụ phân tử Hóa lý dược Ứng dụng hấp phụ phân tử - Sự hấp phụ chất tan dd có ý nghĩa quan trọng q trình hóa lý xảy thể - Than hoạt tính, với lực hấp phụ cao nhiều chất màu, mùi, chất bẩn Có ý nghĩa đời sống ngành dược - Là sở cho phương pháp phân tích kỹ thuật sắc ký: (SK cột, SK giấy) SK cột silicagel, Al2O3, MgO SK giấy sử dụng giá mang cellulose Dùng tách tinh chế hợp chất từ dược liệu Hóa lý dược Sự hấp phụ chất điện ly NaCl, NaI Chất điện ly KCl, KI Phân ly thành ion MgCl2, CaCl2 Hydrat hóa Na+ K+ Cl- Na+, K+, Mg++, Ca ++, Cl-, I- I- Bán kính hydrat hóa Các ion thường bị hấp phụ lên bề mặt phân cực ion hóa Hóa lý dược Các yếu tố ảnh hưởng đến hấp phụ ion Bán kính ion Đối với ion điện tích: BK ion lớn- BK hydrat hóa nhỏ, HP mạnh Khả hấp phụ ion xếp: Cation hóa trị I: Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < Cs+ Cation hóa trị II: Mg++ < Ca++ < Sr++ < Ba++ Anion hóa trị I: Cl- < Br- < NO3- < I- < CNS- Điện tích ion Ion hóa trị lớn, dễ hấp phụ lên bề mặt điện tích trái dấu Khả hấp phụ ion xếp: K+ < Ca++ < Al+++ < Th++++ Hấp phụ chọn lọc - Tính chất điện học hệ keo - Khi hấp phụ ion để hoàn thành mạng tinh thể, trình hấp phụ ưu tiên (hấp phụ chọn lọc) ion dd có thành phần cấu tạo bề mặt nhân, ion đồng hình với ion có bề mặt rắn ClAgI OHH+ INa+ Ba++ Sự hấp phụ chọn lọc định quy luật hình thành cấu trúc hệ keo Sự hấp phụ trao đổi ion Định nghĩa dạng hấp phụ đặc biệt gồm trình Hấp phụ Trao đổi ion H+ OH¯ H+ H+ Cationit H+ OH¯ H+ Na+ Ni++, Co++… Giữ lại cột trao đổi ion loại khỏi dung dịch OH¯ Anionit OH¯ OH¯ SO4 , NO3 … Cl¯ Đặc điểm hấp phụ trao đổi ion - Có trao đổi ion dấu chất bị hấp phụ bề mặt hấp phụ - Các hợp chất hấp phụ có khả trao đổi ion thường hợp chất cao phân tử tổng hợp (ionit) Bề mặt ionit có chứa nhóm chức mang ion linh động có khả trao đổi với ion dấu - Cationit (H+; R-H; RSO3H; RNa+; RK+)có khả trao đổi với cation - Anionit (amin thẳng, amin thơm, muối amin bậc 1, bậc 2, bậc 3, muối amoni bậc 4) có khả trao đổi với anion Sự phân ly nhóm hoạt động ionit RSO3 H+ RNH3+ OH RSO3 + H+ RNH3+ + OH Do có phân ly mà ionit có khả trao đổi thuận nghịch với ion có dung dịch Các cationit dạng acid trao đổi với cation kim loại thường giải phóng H+ tự acid hóa mơi trường Các ationit dạng baze trao đổi với anion thường giải phóng OH- tự kiềm hóa mơi trường Các yếu tố: pH mơi trường, chất ionit, nồng độ dung dịch cần trao đổi dung lượng trao đổi inonit yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ trao đổi Dung lượng trao đổi ion Là đơn vị biểu thị số mili đương lượng gam ion trao đổi bề mặt gam (ml) ionit khô toàn ion linh động ionit thay ion có dung dịch Dung lượng TĐion số ionit thường 3-10 mE/1ml Khi trao đổi bão hịa (tồn ion linh động bề mặt thay ion có dung dịch), phục hồi ionit trở trạng thái hoạt hóa ban đầu (dùng acid kiềm) Ứng dụng nhựa ionit Loại tạp chất ion kim loại sản xuất thực phẩm Công nghệ sản xuất đường: loại ion kim loại (Fe++, Cu++…) để tinh thể đường kết tinh trắng Sản xuất rượu nho (loại tạp kim loại) để tránh q trình oxy hóa, bảo quản rượu tốt Loại ion kim loại Mg++, Ca++… nước cứng (một loại nhựa sử dụng thông dụng kỹ thuật làm mềm nước cứng nhựa Permytit Trong khoa học dược: hấp phụ trao đổi ion có ứng dụng quan trọng trình tách, chiết, tinh chế sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên (động vật, thực vật, khoáng vật…) như: chiết xuất tinh chế enzym, acid amin, kháng sinh, vitamin… Tổng kết HẤP PHỤ - Hấp phụ - Hấp thu – Hấp thụ Các khái niệm - Phản hấp phụ - Độ hấp phụ Phân loại hấp phụ Các thuyết hấp phụ Vật lý hóa học - Mỗi thuyết hấp phụ áp dụng với điều kiện khác Tùy theo trường hợp cụ thể với cặp HP mà áp dụng - Nội dung thuyết hấp phụ: Langmuir, Freundlich, BET Khảo sát trường hợp hấp phụ Khảo sát hấp phụ: Khí/rắn; Lỏng/lỏng’ Chất tan (Khơng/ít điện ly) /Rắn; HP Chất điện ly/Rắn ... lượng b? ?? mặt (surface energy) • S? ??c căng b? ?? mặt (surface tension) • Lực mao dẫn • Độ thấm ướt (wettability) • S? ?? b? ?m dính • S? ?? hấp ph? ?? • Nhiệt động lực học b? ?? mặt • S? ?? tương tác ph? ?n tử b? ?? mặt... dàng ph? ?n tán pha vào Chất HĐBM thân với pha làm cho b? ?? mặt tiếp xúc pha b? ?? kéo mạnh ph? ?a pha Khi q trình cân b? ??ng, pha trở thành mơi trường ph? ?n tán, pha lỏng thân với chất HĐBM trở thành tiểu ph? ?n... chất lỏng có SCBM lớn, lớn SCBM DMHC (DM ph? ?n cực SCBM lớn), nhiên, b? ? SCBM kim loại HIỆN TƯỢNG B? ?? MẶT S? ??c căng b? ?? mặt Mao dẫn - Ngưng tụ mao quản Thấm ướt, Khơng thấm ướt Hấp ph? ?? Hóa lý dược