Водные растворы физиологических систем

1.

Карагандинский медицинский университет
Школа фармации
Дисциплина: «Медицинская химия»
Тема: Водные растворы физиологических
систем
Специальность: ОМ, Педиатрия
Курс: 1
Лектор: проф. Исабаева М.Б.

2. План лекции

1.
2.
3.
4.
5.
6.
Растворы. Классификация
Растворимость
Концентрация. Способы выражения
Дисперсные системы. Классификация
Высоко-молекулярные соединения. Классификация
Строение мицелл

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24. Дисперсные системы

Дисперсная
фаза
Дисперсионная
среда
Поверхность
раздела фаз
Пример: система - глина в воде.
вода - ДСр.
Глина - ДФ,

25. КЛАССИФИКАЦИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

По степени дисперсности дисперсные системы
классифицируют на:
1. Грубодисперсные (d ˃ 10-7 м).
2. Коллоидно-дисперсные
(10-9 ˂ d ˂ 10-7 м).
3.Молекулярно-дисперсные
растворы) (d ˂ 10-9 м).
(истинные

26. Классификация по размерам частиц

Грубодисперсные
1)Видны в обычный микроскоп
2)Задерживаются бумажным фильтром
3)Не характерно броуновское движение
Коллоидно-дисперсные(золи)
1)Проходят через бумажный фильтр
2)Задерживаются полупроницаемыми мембранами
3)Не видимы в обычный микроскоп
4)Гетерогенны и устойчивы
Молекулярно- и ионно-дисперсные системы
1)Не видимы в микроскоп
2)Проходят через полупроницаемую мембрану
3)Характерно броуновское движение

27.

d ˂ 10-9 м
d: 10-7 – 10-9 м
d ˃ 10-7 м
Истинный
раствор
Коллоидный
раствор
Суспензия

28.

Истинные растворы – это смеси, где прозрачные
отдельные частицы нельзя обнаружить даже при
помощи ультрамикроскопа, они не осаждаются и
фильтрами не задерживаются.

29.

Суспензии или взвеси представл
яют собой находящиеся в
жидкой среде мелкие частицы
твёрдого вещества.
Примером может служить смесь
глины с водой.
Мутные частицы здесь видны
невооружённым глазом.
Они легко осаждаются,
задерживаются любыми
фильтрами.
Примером суспензий являются
также цементный раствор, бетон
и другие.

30.

Коллоидные растворы – это смеси, в которых
прозрачные отдельные частицы
обнаруживаются только при помощи
ультрамикроскопа. Эти частицы с трудом
осаждаются в течение продолжительного
времени и задерживаются только
ультрафильтрами.
То есть, коллоиды – разновидность гомогенных систем. В этих смесях частицы настолько
малы, что находятся во взвешенном состоянии. Примерами коллоидов является яичный
белок, плазма крови.

31.

Гель – структурированный коллоидный
раствор, в котором частицы ДФ связаны
между собой в пространственные структуры
типа каркасов.
В них коллоидные частицы малоподвижны
и способны совершать только колебательные
движения.
По внешнему виду гели
желеобразны (например, зубная
паста).

32.

Основные понятия. Классификация дисперсных систем
Золь – бесструктурный
коллоидный раствор, в котором
частицы ДФ слабо
взаимодействуют между собой и
свободно передвигаются друг
относительно друга (например,
золь серебра – колларгол).
По внешнему виду золи
напоминают истинные растворы.

33.

34.

Облака, туманы и дым представляют собой аэрозоли.
Аэрозоли нашли широкое применение – это топливо в
двигателях внутреннего сгорания.
Туман образуется при выпускании в воздух
содержимого аэрозольных баллончиков. Дым
образуется не только при горении топлива, но и при
химических реакциях. Например, при взаимодействии
хлороводорода с аммиаком.

35. Таким образом, эмульсии – это системы, состоящие из двух несмешивающихся жидкостей. Они широко распространены в природе: сырая

Эмульсии – это смесь в жидкой среде мелких
капелек другой жидкости. Например, смесь
масла с водой. В эмульсии мутные отдельные
частицы видны невооружённым глазом, они
также легко осаждаются, задерживаются
обычными фильтрами, размер частиц также
около ста нанометров.
Таким образом, эмульсии – это системы, состоящие
из двух несмешивающихся жидкостей. Они широко
распространены в природе: сырая нефть, млечный сок
растений.

36.

Жидкие пены – это мыльная, пивная, квасная пены.
При затвердевании плёнок образуются устойчивые
твёрдые пены – пемза, вулканический туф.
К твёрдым пенам относится также пенопласт, поролон,
микропористая резина. Банная губка является
дисперсной системой с двумя взаимопроникающими
дисперсионными средами.
В виде дисперсных систем с жидкой дисперсной фазой
и твёрдой дисперсионной средой выпускают
некоторые лекарственные средства.
Устойчивость пены применяется и при тушении
пожаров.

37.

38.

39. Дисперсная система в медицине

Дисперсные системы часто применяют в медицине.
Это и коллоидные растворы, и аэрозоли, и кремы, и мази, и гели, и
суспензии, и эмульсии.
Биохимические процессы в организме протекают в дисперсных
системах.
Усвоение пищи связано с переходом питательных веществ в
растворенное состояние.
Биожидкости (дисперсные системы) участвуют в транспорте
питательных веществ (жиров, аминокислот, кислорода), лекарственных
препаратов к органам и тканям, а также в выведении из организма
метаболитов (мочевины, билирубина, углекислого газа).

40.

Высокомолекулярными веществами (ВМВ) называются соединения,
состоящие из больших молекул (макромолекул) с молекулярной массой от
нескольких тысяч до миллиона и более
Макромолекулы имеют форму длинных
вытянутых или свернутых в клубки цепей или
сферических глобул. В настоящее время в
медицине используют свыше трех тысяч
наименований ВМВ

41.

Классификация ВМС
По способу получения
Природные
Синтетические
Белки
Карбоцепные
Высшие
полисахариды
Гетероцепные

42.

Белки
Высшие
полисахариды
Желатин, желатоза,
коллаген и др., в том
числе ферменты: пепсин,
трипсин,
дезоксирибонуклеаза
Крахмал, целлюлоза и ее
производные,
декстрины, пектиновые
вещества, слизи, камеди

43.

Карбоцепные
Гетероцепные
Поливиниловый спирт,
полистирол,
поливинилпирролидон
Производные целлюлозы
(метилцеллюлоза,
карбоксиметилцеллюлоза), полигликоли,
полиамиды

44.

Классификация ВМС
По применению
Лекарственные
вещества
Вспомогательные
вещества
основы или компоненты
основ для мазей и
суппозиториев, эмульгаторы,
стабилизаторы,
пролонгаторы

45.

Свойства ВМС
Вследствие большой молекулярной массы ВМВ нелетучи;
не перегоняются с водяным паром;
не имеют определенной температуры плавления;
отличаются высокой вязкостью;
чувствительны к факторам внешней среды;
большинство ВМВ представляют собой аморфные или
твердые стеклообразные массы или эластические тела

46. Мицеллярные коллоидные системы

• Строение мицеллы
В гидрозолях дисперсионной средой является вода, а твердая
дисперсная фаза распределяется в виде коллоидных частиц.
Структурной единицей коллоидного раствора является мицелла
(средний размер от 10−5 до 10−7см).
Мицеллой лиофобной системы называется микрогетерогенная
система, состоящая из микрокристаллов дисперсной фазы,
окружённой сольватированными ионами стабилизатора.
Например: золь AgI, стабилизированный KI
Диссоциация стабилизатора, вещества, находящегося в избытке:
46

47. Строение мицеллы

• Основную часть мицеллы составляет агрегат: атомы, ионы,
молекулы нерастворимого в воде вещества, имеющие
кристаллическое строение.
• Поверхность агрегата обладает запасом свободной энергии и
избирательно адсорбирует ионы из стабилизатора согласно
правилу Панета-Фаянса-Пескова:
• На
поверхности
твердого
вещества
предпочтительно
адсорбируются
ионы,
способные
достраивать
его
кристаллическую решетку. Это ионы либо родственные, либо
сходные по химической природе и форме.
47

48. Строение мицеллы

Потенциалопределяющие ионы (ПОИ) – ионы, адсорбирующиеся в
количестве n на поверхности агрегата и сообщающие ему заряд.
Агрегат с потенциалопределяющии ионами составляет ядро мицеллы.
Вблизи ядра располагаются противоионы из стабилизатора вследствие
электростатического притяжения.
Противоины компенсируют заряд поверхности твёрдой фазы и
находятся в жидкой фазе мицеллы. На границе раздела фаз возникает
ДЭС.
K+
K+
+
I-
K
K+
+
I- I- K
K+
mAgI II- IK+
x{m[AgI] n I- (n - x) K+} x K+

49. Потенциалы

+ x-
-
{m[AgI] nI ( n -x) K }
x K+
ТВЕРДАЯ ФАЗА
ЯДРО
ЖИДКАЯ ФАЗА
+
+
+
+
+
МЕЖФАЗНЫЙ
ПОТЕНЦИАЛ
+
+
ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ
ПОТЕНЦИАЛ
Межфазный (поверхностный, φ-потенциал) возникает на границе
раздела между жидкой и твердой фазами в мицелле.
Электрокинетический (ξ - потенциал) возникает на границе
скольжения между диффузным и адсорбционным слоем мицеллы

50. ПАВы

• К мицеллам относят также частицы в
растворах поверхностно-активных веществ
(ПАВ), называемых лиофильными
коллоидами.
• В лиофильных золях мицелла
представляет собой ассоциат молекул
(агрегаты, состоящие из десятка и сотен
амфильных молекул). В каждой молекуле
длинный гидрофобный радикал связан с
полярной (гидрофильной) группой. При
образовании мицеллы несколько десятков
или сотен молекул объединяются так, что
гидрофобные радикалы образуют ядро
(внутреннюю область), а гидрофильные
группы — поверхностный слой мицеллы.

51. Полиморфизм мицелл

• Мицеллы могут существовать в состояниях с
различными равновесными структурами и в
различных внешних формах, устойчивых при
различных концентрациях ПАВ в
мицеллярном растворе.

52. Области применения

53.

Спасибо за внимание!