К занятию необходимо подготовить все отчёты к проделанным лабораторным работам.

ЗАНЯТИЕ 2.1.5.

ТЕМА: Термодинамика поверхностных явлений (контрольная работа№1).

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Рубежный контроль знаний.

Теоретические вопросы.

1. Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение.

2. Поверхностная активность и её измерение.

3. Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Строение ПАВ и их свойства.

4. Поверхностная активность и её измерение. Зависимость поверхностной активности ПАВ от длины углеводородного радикала. Правило Дюкло-Траубе.

5. Адсорбция на границе раздела ж/ж, ж/г. Уравнение изотермы адсорбции Гиббса.

6. Определение площади, занимаемой молекулой ПАВ в насыщенном адсорбционном слое и максимальной длины молекулы ПАВ.

7. Уравнение Шишковского.

8. Применение ПАВ в фармации. Требования, предъявляемые к ПАВ.

9. Основные понятия: сорбция, адсорбция, абсорбция, десорбция.

10. Физическая и химическая адсорбция.

11. Адсорбция на границах раздела: т/ж и т/г. Теория мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра. Уравнение Лэнгмюра.

12. Полимолекулярная адсорбция. Её основные положения.

13. Уравнение адсорбции Фрейндлиха. Изотерма адсорбции Фрейндлиха.

14. Адсорбция газов. Факторы, влияющие на адсорбцию газов.

15. Капиллярная конденсация.

16. Применение адсорбции на границе раздела т/г и т/ж для очистки лекарственных средств от балластных веществ, для извлечения действующих веществ из растительного сырья.

17. Молекулярная и ионная адсорбция.

18. Классификация адсорбентов.

19. Влияние различных факторов на величину адсорбции: природа среды, теплота смачивания, растворимость, пористость адсорбента, молярная масса, время, температура, концентрация.

20. Влияние природы адсорбента и адсорбтива. Правило Ребиндера.

21. Адсорбция сильных электролитов: эквивалентная, избирательная и обменная. Правило Панета-Фаянса.

22. Иониты. Классификация. Применение в фармации. Обменная ёмкость ионитов.

23. Явление смачивания. Теплота смачивания. Краевой угол смачивания. Инверсия смачивания.

24. Хроматография. Классификация хроматографических методов. Применение хроматографии для получения и анализа лекарственных веществ.

 

К контрольной работе повторить решения задач.

К контрольной работе допускаются студенты, не имеющие задолженности по отчётам лабораторных работ.

 

Пример варианта программированного контроля.

1. Приведите примеры поверхностно-активных, поверхностно-инактивных и поверхностно- нейтральных веществ. Изобразите график зависимости поверхностного натяжения s от С для всех типов этих веществ. Какому значению s будет соответствовать исходная точка?

2. Перечислите методы, с помощью которых можно определить поверхностное натяжение раствора. Объясните суть метода «отрыва кольца».

3. Определите, какое из предложенных веществ будет обладать большей поверхностной активностью: а) цетиловый спирт СН₃(СН₂)₁₅ОН,

б) ундециловый спирт СН₃(СН₂)₁₀ОН,

в) амиловый спирт СН₃(СН₂)₄ОН.

Рассчитайте, во сколько раз поверхностная активность амилового спирта меньше поверхностной активности ундецилового и цетилового спиртов.

4. Вычислить равновесную концентрацию антибиотика гризеофульвина, если 7 г оксида алюминия адсорбируют 13,2 ммоль гризеофульвина. Константы в уравнении Фрейдлиха: b = 37,6; n = 1,58.

 

 

Модульная единица 2.2. Коллоидное состояние вещества. Дисперсные системы

ЗАНЯТИЕ 2.2.1.

ТЕМА: Получение и свойства коллоидных растворов.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: ознакомиться с некоторыми методами и особенностями получения коллоидных растворов. Научиться отличать коллоидные и истинные растворы по их молекулярно-кинетическим и оптическим свойствам.

ЗНАЧЕНИЕ ИЗУЧАЕМОЙ ТЕМЫ: Некоторые лекарственные формы: протаргол, колларгол, желатиноль, представляют собой коллоидные растворы. В основе технологических процессов получения таких лекарственных форм лежат изучаемые в данной теме общие способы получения коллоидных растворов, а также методы их очистки. Диализ и электродиализ широко используют при различных биохимических исследованиях, в частности, для очистки белковых фракций от примесей низкомолекулярных веществ. По принципу диализатора функционирует аппарат «искусственная почка».

Теоретические вопросы.

 

1. Основные этапы в развитии коллоидной химии. Т.Грэм и И.Г.Борщов – основатели коллоидной химии. Роль отечественных и зарубежных учёных в развитии коллоидной химии.
2. Дисперсные системы. Понятия дисперсной фазы и дисперсионной среды.
3. Диспергационные и конденсационные методы получения коллоидных систем.
4. Классификация дисперсных систем.
5. Методы очистки коллоидных растворов. Диализ. Электродиализ. Ультрафильтрация.
6. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем. Броуновское движение. Диффузия.
7. Рассеяние и поглощение света. Уравнение Релея.
8. Ультрамикроскопия и электронная микроскопия коллоидных систем.

 

Лабораторная работа:

«Получение и свойства золей».

Обучающие задачи.

Задача 1. Рассчитать среднее квадратичное смещение аэрозольной частицы за 15 секунд по следующим данным: радиус частицы – 1,0^.10^-8м, вязкость среды – 1,9 ^.10 ^–7 нс/м², температура – 298 К.

Решение: рассчитаем среднее квадратичное смещение по формуле:

`Х² = k^. Т^. t / 3 ^.П^. h^. r = 1,38 ^.10^-23Дж.^. град^-1´298К ´ 15с / 3 ´ 3,14 ´ 1,9^.10^-7нс/м² ´10^-8м =3,45^.10^-6м²

Задача 2. Суспензия гидроксида алюминия содержит сферические частицы, причём 30% их массы приходится на частицы, имеющие радиус 1,0^.10^-5м, а масса остальных – на частицы радиусом 5,0 ^.10^-5м. Какова удельная поверхность частиц гидроксида алюминия?

Решение: будем исходить из предположения, что объём всех частиц 1 м³, тогда объём крупных частиц (70% от массы) составляет: V₁ = 0,7м³,а объём мелких частиц V₂ = 0,3м³. Находим количество частиц в объёмах V₁ и V₂: n₁ = V₁ / 4 /3 П r₁³ ; n₂ = V₂ / 4/3 П r₂³.

Выведем расчётную формулу для определения поверхности частиц:

S₁ = n₁^. 4П^. r₁² = V₁^. 4П^. r₁² / 4/3 П ^. r₁³ = 3V₁ / r₁; S₂ = n₂^. 4П^. r₂² = V₂ ^. 4П^. r₂² / 4/3 П ^. r₂³ = 3V₂ / r₂.

Удельная поверхность равна сумме S₁ + S₂, т.к. V₁ + V₂ = 1 м³.

S_уд. = 0,7 ´ 3 / 5,0 ^.10^-5 + 0,3 ´ 3 / 1,0 ^.10^-5 = 5,1^.10⁴ (м^-1).

Задачи для самостоятельного решения.

Задача 1. Какие растворители необходимо взять для получения гидрозоля серы методом замены растворителя?

Задача 2. К какому методу: диспергационному или конденсационному следует отнести образование тумана в природе?

Задача 3. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно получить гидрозоли следующих веществ: АgВr, РbJ₂, NiS, Fe(OH)₃.

Задача 4. Концентрация золя золота w = 0,1%. Частицы золя имеют форму шара радиусом 0,04 мкм. Плотность золота 19,5 г/см³, вязкость золя принять равной вязкости воды (h Н₂О = 0,01пуаз или с/см²). Рассчитать:

1. Число частиц в 1литре золя.

2. Дисперсность; общую и удельную поверхность частиц.

3. Осмотическое давление золя при 25⁰С.

4. Коэффициент диффузии для этих частиц.

Лабораторная работа № 4.

«Получение и свойства золей».

Цель работы: ознакомиться с особенностями и некоторыми методами получения коллоидных систем.