Модуль Поверхневі явища. Дисперсні системи. Високомолекулярні речовини та їх розчини Донецьк 2011
| Вид материала | Документы |
- Тема. Будова речовини. Атоми та молекули. Взаємодія молекул. Явище дифузії. Мета, 108.53kb.
- Сучасна колоїдна хімія це велика, самостійна частина хімічної науки, що вивчає дисперсний, 136.55kb.
- Науково-практичної інтернет-конференції економічна політика країн єс 17 жовтня 2011, 3470.85kb.
- Янки, заочеревинного простору, малого тазу, верхніх та нижніх кінцівок методичні вказівки, 1038.09kb.
- Ренція «комплексне використанння природних ресурсів» (12 грудня 2011 року, м. Донецьк,, 2132.33kb.
- З хімії для вступу на перший курс навчання до Вінницького національного технічного, 99.03kb.
- Програма для загальноосвітніх навчальних закладів 7 9 класи пояснювальна записка, 286.52kb.
- Завідувач кафедри М. П. Рагозін затверджено: на засіданні навчально-видавничої ради, 230.44kb.
- Явища природи. Механічні явища. 5 клас. Мета, 60.42kb.
- Назва реферату: Значення м’ясних страв у харчуванні, їх класифікація Розділ, 96.33kb.
Заняття 18.
Колоквіум з теми: «Поверхневі явища. Адсорбція»
Актуальність теми
Поверхневі явища мають місце при виготовленні лікарських форм. Розуміння закономірностей цих явищ важливі для розуміння процесів, що протікають під час виготовлення ліків, їх фармакокінетики та фармакодинаміки. Адсорбенти використовуються як лікарські препарати. Адсорбція — метод очищення в синтезі лікарських субстанцій.
Цілі навчання
Загальна мета: вміти продемонструвати знання-уміння за темою.
Конректні цілі:
ВМІТИ:
- Інтерпретувати теоретичний матеріал за темою.
- Розрахувати параметри досліджуваних явищ з теми.
Теоретичні питання для самопідготовки:
- Поверхневі явища та їх значення у фармації.
- Поверхнева енергія і поверхневий натяг.
- Змочування. Адгезія. Когезія. Їх значення у фармації.
- Сорбційні процеси та їх класифікація.
- Адсорбція: основні поняття та визначення. Адсорбція на межі поділу тверде тіло - газ.
- Поверхнево-активні і поверхнево-інактивні речовини.
- Ізотерма поверхневого натягу розчинів поверхнево-активних речовин (ПАР).
- Емпіричне рівняння адсорбції Фрейндліха, його практичне застосування у фармації.
- Поверхнева активність, її визначення. Правило Дюкло-Траубе.
- Теорія мономолекулярної адсорбції Ленгмюра. Рівняння ізотерми адсорбції Ленгмюра, його виведення і аналіз.
- Будова мономолекулярного шару. Визначення розмірів молекули ПАР.
- Теорія полімолекулярної адсорбції (БЕТ, Поляні).
- Хроматографічний метод аналізу. Використання в фармації.
- Використання адсорбції та ПАР в фармації.
- Адсорбція на межі розчин-газ. Адсорбційні плівки. Правило Дюкло-Траубе.
- Адсорбція на межі тверде тіло – розчин. Молекулярна адсорбція із розчинів. Адсорбція електролітів. Класифікація іонів (за походженням, за складом, за знаком заряду обмінюваних іонів).
- Іонообмінна рівновага. Використання в фармації.
Джерела інформації
Основна література:
- Фізична і колоїдна хімія / В.І. Кабачний, Л.К. Осипенко, Л.Д. Грицан та ін.; Під ред. В.І.Кабачного. – Харьків: вид-во УукФА „Прапор”, 1999.
- Физическая и коллоидная химия/ В.И. Кабачный, л.к. Осипенко, Л.Д. Грицан; Под ред. В.И. Кабачного.- Харьков: изд-во НФаУ, 2005.
- Фізична та колоїдна хімія. Збірник задач / В.І. Кабачний, Л.К. Осипенко, Л.Д. Грицан та ін.; Під ред. В.І.Кабачного. – Харьків: вид-во НФАУ „Золоті сторінки”, 2001.
- Лекції з фізичної та колоїдної хімії.
Додаткова література:
- Физическая и коллоидная химия / М.И. Равич-Щербо, В.В.Новиков.; Под ред. М.И.Равич-Щербо.- Москва: изд-во «Высшая школа», 1964.
- Физическая и коллоидная химия / М.И. Равич-Щербо, В.В.Новиков.; Под ред. М.И.Равич-Щербо.- Москва: изд-во «Высшая школа», 1975.
- Биофизическая химия / Л.П. Садовничая, В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко; Под ред. Л.П. Садовничая.- Киев: изд-во „Высшая школа”, 1986.
Короткі методичні вказівки до роботи на практичному занятті
Кожний студент повинен виконати тестову роботу (20-30 тестів). Після того, як студент віддає тести викладачеві, він отримує 3 завдання, які охоплюють матеріал попередніх тем. Завдання передбачають вміння інтерпретувати матеріал за темою та проводити розрахунки параметрів адсорбції, адгезії, когезії, поверхневого натягу, тощо. Студенти працюють самостійно. Відповіді оформлюються на бланках. Потім викладач перевіряє роботи, аналізує помилки, підводить підсумки заняття.
Заняття 19.
Характеристика дисперсних систем. Методи їх одержання та очистки
Актуальність теми
Дисперсні системи - це гетерогенні системи, які мають високий ступінь дисперсності. Біологічні рідини організму (кров, молоко, тощо) є дисперсними системами. Деякі лікарські форми є дисперсними системами. Від ступеню дисперсності лікарських речовин в лікарській формі залежить їх дія та тривалість бажаного ефекту. Знання методів отримання, стабілізації та знищення дисперсних систем важливе для провізора-фармацевта.
Цілі навчання
Загальна мета:
ВМІТИ: трактувати методи одержання та очищення дисперсних систем.
Конкретні цілі:
ВМІТИ:
- Трактувати характеристики дисперсних систем.
- Трактувати методи одержання та очистки дисперсних систем.
- Інтерпретувати застосування дисперсних систем у фармації.
- Одержувати дисперсні системи та вивчати їх властивості.
Зміст навчання
Теоретичні питання:
- Визначення дисперсної системи. Характеристика дисперсних систем.
- Класифікація дисперсних систем. Класифікація за дисперсністю. Класифікація за агрегатним станом. Класифікація за структурою. Класифікація за міжфазною взаємодією.
- Одержання дисперсних систем. Диспергаційні методи. Конденсаційні методи. Фізична конденсація. Хімічна конденсація
- Очищення дисперсних систем. Діаліз. Електрофорез. Електроосмос.
- Застосування дисперсних систем у виготовленні лікарських засобів.
Граф логічної структури теми
“Характеристика дисперсних систем, методи їх одержання та очищення”
Джерела інформації
Основна література:
- Фізична і колоїдна хімія / В.І. Кабачний, Л.К. Осипенко, Л.Д. Грицан та ін.; Під ред. В.І.Кабачного. – Харьків: вид-во УкрФА „Прапор”, 1999. –с. 262-269.
- Физическая и коллоидная химия/ В.И. Кабачный, л.к. Осипенко, Л.Д. Грицан; Под ред. В.И. Кабачного.- Харьков: изд-во НФаУ, 2005. – с. 241-248.
- Физическая и коллоидная химия. Руководство к лабораторным работам / В.И. Кабачный, Л.К. Осипенко, Л.Д. Грицан и др.; Под ред. В.И. Кабачного. – Харьков: изд-во НФАУ, 2005. – с. 128-135 (ЛР № 7.1).
- Лекції з фізичної та колоїдної хімії.
Додаткова література:
- Фізична та колоїдна хімія. Збірник задач / В.І. Кабачний, Л.К. Осипенко, Л.Д. Грицан та ін.; Під ред. В.І.Кабачного. – Харьків: вид-во НФАУ „Золоті сторінки”, 2001. – с. 136-157.Биофизическая химия / Л.П. Садовничая, В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко; Под ред. Л.П. Садовничей.- Киев: изд-во „Высшая школа”, 1986. – с.187-192.
- Физическая и коллоидная химия / М.И. Равич-Щербо, В.В.Новиков.; Под ред. М.И.Равич-Щербо.- Москва: изд-во «Высшая школа», 1975.- с. 132-144.
Орієнтовна основа дії
Алгоритм виконання лабораторної роботи № 2
“Одержання дисперсних систем та вивчення їх властивостей”
1. Виконати дослід № 1. Одержання колоїдного розчину крохмалю диспергаційним методом. Взяти три невеликі порції крохмалю ( по 0,2 г). Першу порцію крохмалю залишають без змін і переносять її в колбу № 1. Другу порцію крохмалю розтирають з невеликою кількістю таніну і переносять її в колбу № 2. Третю порцію крохмалю розтирають і переносять в колбу № 3. В усі колби додають по 25 мл холодної дистильованої води та перемішують. До фільтрату додають 1 краплю розчину йоду та порівнюють інтенсивність забарвлення. Спостереження та висновки записують до лабораторного журналу.
2. Виконати дослід № 2. Одержання гідрозолю каніфолі методом фізичної конденсації (метод заміни розчинника). До пробірки наливають 10 мл дистильованої води. При перемішуванні додають 10 крапель 1% розчину каніфолі в етиловому спирті. Спостереження та висновки записують до лабораторного журналу.
3. Виконати дослід № 3. Одержання колоїдних розчинів методом хімічної конденсації.
А. Одержання золю гідроксиду заліза за реакцією гідролізу.
В термостійку колбу за допомогою циліндру наливають 25 мл дистильованої води та нагрівають до кипіння. Не знімаючи з елктропліти, додають по краплям 10 мл 2% розчину хлоріду заліза (ІІІ). Після декількох хвилин кипіння записують спостереження та висновки до лабораторного журналу.
Б. Одержання золю берлинської блакиті за реакцією подвійного обміну.
До 20 мл 0,1 % розчину К4[Fe(CN)6] додають при перемішуванні 6 крапель 2% розчину FeCl3. Спостереження та висновки записують до лабораторного журналу. До 20 мл 2% розчину FeCl3 додають при перемішуванні 6 крапель 0,1 % розчину К4[Fe(CN)6]. Спостереження та висновки записують до лабораторного журналу.
4. Виконати дослід № 4. Одержання колоїдних розчинів методом пептизації (хімічного диспергування).
А. Адсорбційна пептизація.
До пробірки наливають 5 мл 2% розчину FeCl3. До розчину хлориду заліза додають 1 мл насиченого розчину К4[Fe(CN)6]. Осад, який утворився, відфільтровують, промивають дистильованою водою та обробляють осад на фільтрі 3 мл 0,01 М розчина оксалатної кислоти. Спостереження та висновки записують до лабораторного журналу.
Б. Пептизація при відмиванні осаду від електролітів.
До пробірки додають 5 мл 2% розчину FeCl3. До розчину хлориду заліза додають 5 крапель насиченого розчину К4[Fe(CN)6]. Пасту, що утворюється, розмішують та розбавляють великою кількістю води. Спостереження та висновки записують до лабораторного журналу.
5. Виконати дослід № 6. Визначення знаку заряду колоїдних частинок дисперсних систем методом капілярного аналізу.
Вирізають довгі вузькі стрічки фільтрувального паперу. З досліду № 3 треба взяти по 10 мл забарвлених золей гідроксиду заліза та берлинської блакиті і наливають їх в стаканчики. До стаканчиків опускають стрічки фільтрувального паперу (фільтрувальний папір не повинен торкатися стінок стакану). Через 20 хвилин вимірюють висоту підйому води та колоїдних частинок золів.
6. Дані записують до таблиці в лабораторному журналі. Оформлюють висновки.
Набір завдань для перевірки досягнення конкретних цілей навчання
Тест 1
На біодоступність порошку лікарської речовини впливає ступінь подрібненості речовини. Що є мірою подрібненості речовини?
А. Дисперсність системи
В. Концентрація речовини
С. Об'єм частинок
D. Маса частинок
Е. Щільність розчину
Тест 2
Кров містить зважені в плазмі еритроцити, розмір яких має порядок 10-5 м. До якого типу дисперсних систем відноситься кров?
А. Гомогенна
В. Грубодисперсна
С. Мікрогетерогенна
D. Колоїдно-дисперсна
Е. Гетерогенна
Тест 3
Деякі лікарські препарати є колоїдними розчинами. В яких межах знаходиться розмір частинок цих розчинів?
А. 10-7-10-4м
В. < 10-4м
С. < 10-9 м
D. 10-9-10-4 м
Е. 10-9-10-7 м
Тест 4
Гідрозолі сірки, холестерину, каніфолі отримують, додаючи спиртові розчини цих речовин до води. Який метод при цьому використовується?
А. Хімічна конденсація
В. Заміна розчинника
С. Конденсація з пари
D. Механічне диспергування
Е. Хімічна конденсація
Тест 5
Для очищення колоїдних розчинів деяких лікарських засобів від домішок використовують процес самодовільного виділення з розчину низькомолекулярних домішок шляхом проникання їх через напівпроникну мембрану. Як називається цей процес?
А. Фільтрація
В. Ультрафільтрація
С. Седиментація
D. Діаліз
Е. Електродіаліз
Тест 6
Важливою фізико-хімічною характеристикою порошку є його питома поверхня. Від неї залежить стабільність при зберіганні, здатність до пресування і швидкість розчинення порошку. Як відрізняються питомі поверхні порошків левоміцетину, що випускаються трьома заводами, якщо дисперсності частинок дорівнюють 0,0461; 0,0476; 0,0565 мкм -1 (форма частинок сферична, густина 1, 52 г/см 3).
А. 0,036 мкм-1
B. 0,036 м-1
C. 0,54 мкм-1
D. 0,074 мкм-1
E. 0,036 cм-1
Еталони відповідей до цільових навчальних завдань:
Тест 1 – А, Тест 3 – Е, Тест 6 – A
| Дано: D 1 = 0,0461 мкм-1=0,0461∙10-6м-1 D2 = 0,0476 мкм-1= 0,0476 ∙10-6м-1 D3 = 0,0565 мкм-1=0,0565∙10-6м-1 ρ = 1,52 г/см 3= 1,52∙103 кг/м3 Форма частинок сферична | Розв’язання: 1. Знаходимо питому поверхню за рівнянням
де а- діаметр частинок, ρ – густина 2. Діаметр частинок знаходимо за рівнянням  | |||
| S уд 1 - ? S уд 2 - ? S уд 3 - ? |
3. Отже, питома поверхня частинок дорівнює
| S пит = | 6 | = | 6 D | | ||||
| ρ / D | ρ | | ||||||
| | S пит 1 | = | 6∙0,0461∙10-6 м-1 | = | 0,2766∙10-6 | = | 182 м2/кг | |
| | 1,52∙103 кг/м3 | 1,52∙103 | | |||||
| | S пит 2 | = | 6∙0,0476∙10-6 м-1 | = | 0,2856∙10-6 | = | 188 м2/кг | |
| | 1,52∙103 кг/м3 | 1,52∙103 | ||||||
| | Sпит 3 | = | 6∙0,0565∙10-6 м-1 | = | 0,339∙10-6 | = | 223 м2/кг | |
| | 1,52∙103 кг/м3 | 1,52∙103 |
Відповідь: питома поверхня частинок левоміцетіну, що випускається першим заводом, дорівнює 182 м2/кг, другим заводом - 188 м2/кг, третім заводом - 223 м2/кг.
Короткі методичні вказівки до роботи на практичному занятті
На початку заняття перевіряється підготовленність студентів до заняття шляхом тестування, або усного опитування, проводиться інструктаж з техніки безпеки з хімічними реактивами. Далі студенти студенти працюють самостійно у відповідності до ООД, викладених у методичних вказівках. По закінченні роботи студенти записують свої спостереження, рівняння відповідних хімічних реакцій, проводять необхідні розрахунки. Рішення ситуаційних задач оформлюється в робочому журналі. Далі проводиться поточний контроль за темою (набори тестів). Потім розглядаються результати самостійної роботи, аналізуються помилки, підводяться підсумки заняття.