HH TRANG THAI KEO - CQ

TRƯỜNG ĐH Y DƯỢC CT

KHOA DƯỢC

BỘ MÔN HÓA DƯỢC

GI ỚI THI ỆU MÔN
H ỌC HOÁ LÝ
ĐỐI TƯỢNG HỌC TẬP : SINH VIÊN DƯỢC ĐẠI HỌC HỆ 5 NĂM
THỜI LƯỢNG: 45 TiẾT LÝ THUYẾT

60 TiẾT THỰC HÀNH

1




Định nghĩa Hoá lý:
Hoá Lý = Hoá Học - Vật lý.
→ Là môn khoa học tổng hợp, liên ngành.
Vai trò:
Nghiên cứu quan hệ tương hỗ giữa hai dạng biến
đổi của vật chất : hoá học ⇔ vật lý.
Nghiên cứu sự liên hệ và sự phụ thuộc giữa tính
chất hoá – lý với thành phần hoá học và cấu trúc
của vật chất.
2




Chương trình học Hoá lý dược:
1- Hoá keo
Hệ phân tán – hệ keo: Điều chế - tinh chế keo;
Sự bền vững hệ keo; Hiện tượng keo tụ; Giới
thiệu các hệ dị thể thường gặp trong ngành dược.
2- Các hiện tượng bề mặt
Các hiện tượng bề mặt và sự hấp phụ
3- Động hoá học và xúc tác
Động học các phản ứng hoá học.
4- Điện hoá học
Dung dịch chất điện ly; Điện cực; Pin điện
3


HÓA HỌC
VỀ TRẠNG THÁI KEO

4


MỤC TIÊU HỌC TẬP


Định nghĩa được hệ phân tán, độ phân tán và bề
mặt riêng.



Phân loại được hệ phân tán và tên của từng loại

phân tán tương ứng.



Trình bày được quá trình tự xảy ra trong hệ keo có
độ phân tán cao.



Nêu được và giải thích được vai trò của hệ phân
tán trong đời sống.

5


ĐỊNH NGHĨA HỆ PHÂN TÁN

PHA PHÂN TÁN
HỆ PHÂN TÁN

MÔI TRƯỜNG PHÂN TÁN

6


d

ĐỊNH NGHĨA HỆ PHÂN TÁN



Hệ phân tán đồng thể: hệ đồng nhất, không có bề
mặt phân cách.



Hệ phân tán dị thể: có bề mặt phân cách giữa pha
phân tán và môi trường phân tán.


Hệ keo: hệ dị thể có độ phân tán cao.

7


ĐỊNH NGHĨA HỆ PHÂN TÁN
PHA PHÂN TÁN


Một hay nhiều chất phân tán vào môi trường



Dạng tiểu phân có kích thước nhất định.


Hệ vi dị thể
Kích thước : vài micron.
Quan sát : kính hiển vi thường.



Hệ siêu vi dị thể
Kích thước : nhỏ hơn hệ vi dị thể.
Quan sát : kính siêu vi / kính hiển vi điện tử.



Hạt hình lập phương / hình cầu đường kính d.
8


PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN

Phân loại hệ phân tán theo kích thước hạt.

Phân loại hệ phân tán theo tập hợp các pha.

Phân loại hệ phân tán theo sự tương tác giữa các pha.

9


MỘT SỐ THUẬT NGỮ VỀ HỆ PHÂN TÁN


SOL : mọi hệ phân tán có độ phân tán của hệ keo
(10-7cm - 10-5 cm)



Sol khí : Keo khí / aerosol / khí dung
- Môi trường phân tán: pha khí.
- Pha phân tán: chất lỏng hoặc rắn.



Sol lỏng (lyosol) : keo lỏng
- Môi trường phân tán: pha lỏng.
- Pha phân tán: chất khí, lỏng hoặc rắn.
- Tùy môi trường : hydrosol; alcolsol…
10


MỘT SỐ THUẬT NGỮ VỀ HỆ PHÂN TÁN


Sol rắn :
- Môi trường phân tán: pha rắn.
- Pha phân tán: chất lỏng hoặc rắn.



Hệ phân tán dị thể thô dạng lỏng thường gặp trong
ngành dược:
- Môi trường phân tán: pha lỏng.
- Pha phân tán là chất rắn : huyền phù.
- Pha phân tán là chất lỏng : nhũ tương

Khi gọi ngắn gọn SOL đó là SOL LỎNG

11


PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo kích thước hạt


Hệ phân tán phân tử hoặc ion: < 10-7 cm.



Hệ phân tán keo: 10-7cm - 10-5 cm.



Hệ phân tán thô: > 10-5 cm.

10-7

10-5
cm

Dung dịch thật
DUNG DỊCH THẬT ⇔

Hệ keo

Hệ thô

HỆ KEO ⇔ HỆ THÔ

12


PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo kích thước hạt
Ví dụ :
Na + H2O → dd NaOH. Pha phân tán : Na+ , OH- , H+ / H2O ;
kích thước các tiểu phân là các ion < 10 -7 cm
dịch thật.

⇒ dung

Ngưng tụ hơi Na trong benzen → keo Na / benzen. Pha phân
tán là những hạt keo gồm nhiều phân tử Na tập hợp lại ;
kích thước tiểu phân 10-7 cm – 10-5 cm
⇒ hệ keo.

13


PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo tập hợp các pha
Chất phân tán

Hệ phân tán

Thí dụ

Dung dịch thật

Hỗn hợp khí

Lỏng

Thô, keo

Mây, sương mù,
aerosol

Rắn

Thô, keo

Bụi, khói

Thô, keo

Nước ga, hệ bọt

Lỏng

Thô, keo

Nhũ dịch

Rắn

Thô, keo

Huyền phù, hệ

keo

Thô

Bọt rắn, chất xốp

Lỏng

Keo

Gel

Rắn

Keo

Hợp kim, ngọc đá
quí

Khí

Khí

Khí

Môi trường phân tán
Khí

Lỏng

Rắn

14


PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo sự tương tác giữa các pha


Hệ keo thuận nghịch
bốc hơi môi trường phân tán

Hệ keo

cắn khô
+ môi trường phân tán

hệ keo
- Điều chế ở nồng độ cao.
- Ít bị ngưng tụ khi thêm chất điện ly.
Vd : Keo agar, keo gelatin
15


PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo sự tương tác giữa các pha
Hệ keo không thuận nghịch
bốc hơi môi trường phân tán

Hệ keo

cắn khô không trương nở
+ môi trường phân tán

không tạo hệ keo
- Khó điều chế ở nồng độ cao.
- Dễ bị ngưng tụ khi bảo quản.
Vd : Keo lưu huỳnh / nước

16


PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo sự tương tác giữa các pha


Keo thân dịch
- Tiểu phân dễ dàng phân tán.
- Có áp lực mạnh mẽ với môi trường phân tán.
- Thường keo thân dịch có tính thuận nghịch.
Keo sơ dịch
- Tiểu phân khó phân tán.
- Không có áp lực với môi trường phân tán.
- Keo sơ dịch không thuận nghịch như keo lưu huỳnh.
17


PHÂN LOẠI HỆ PHÂN TÁN
Phân loại hệ phân tán theo sự tương tác giữa các pha
Tăng nồng độ pha phân tán.

Keo sơ dịch

→ keo tụ.

Keo thân dịch → gel.
Gel : tiểu phân phân tán tương đối với nhau tạo ra một mạng cấu
trúc nhất định, ràng buộc trong một khối liên kết và phân bố trong
một môi trường phân tán.

18


D=

1
1
=
d 2r

ĐỘ PHÂN TÁN


Đại lượng đặc trưng cho độ mịn của hệ phân tán



Ký hiệu : D

D=

1
d

=

1
2r

d: kích thước hạt phân tán.
r: bán kính hạt.
Đơn vị : cm-1.
Kích thước hạt trung bình: a hoặc b

19


DIỆN TÍCH BỀ MẶT HỆ PHÂN TÁN


Dung dịch thực
- Hạt phân tán là phân tử hoặc ion của chất phân tán.
- Hệ phân tán đồng thể.
- Không có bề mặt phân chia pha.
Hệ dị thể
- Hạt phân tán là tập hợp nhiều phân tử chất phân tán.
- Tạo bề mặt phân chia pha.
- Diện tích bề mặt hệ phân tán và độ phân tán tỷ lệ
nghịch với kích thước hạt phân tán.
20

DIỆN TÍCH BỀ MẶT HỆ PHÂN TÁN


Bề mặt riêng của hệ phân tán
Là bề mặt phân chia giữa pha phân tán và môi
trường phân tán trên một đơn vị thể tích / một đơn vị
khối lượng của pha phân tán.
Shat
∑
S=
V pha.phan tan
Khi hạt có hình cầu

n.4π .r 2 3 6
S=
= =
4
r d
n. π .r3
3

⇒

S=

k
=
d

k
a


DIỆN TÍCH BỀ MẶT HỆ PHÂN TÁN

S=

k
=
d

k
a

⇒

S= k.D

Bề mặt riêng:
Tỷ lệ nghịch với kích thước hạt phân tán (d).
Tỷ lệ thuận với độ phân tán (D).

22


DIỆN TÍCH BỀ MẶT HỆ PHÂN TÁN


Bề mặt riêng của hệ phân tán

Ví dụ:

Có một khối lập phương có cạnh 1 cm, diện tích

bề mặt của khối là 6 cm2.
- Khi chia khối lập phương thành các hạt có cạnh là 0,10
cm, phân tán vào môi trường, thì số hạt tăng lên 1000
hạt và khi đó bề mặt riêng của pha phân tán là : 60 cm2.
- Tiếp tục chia nhỏ các hạt có cạnh 0,01 cm, số hạt pha
phân tán là 1000000 hạt và bề mặt tăng lên thành 600
cm2.

23


ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ PHÂN TÁN KEO
Hệ keo và hệ vi dị thể có bề mặt phân chia pha lớn.
G: năng lượng tự do bề mặt ở bề mặt phân chia pha.
G thường rất lớn và tỷ lệ thuận với bề mặt phân chia (S)
G = σ.S

σ : là hệ số phụ thuộc / sức căng bề mặt.
S : diện tích bề mặt.
Lấy vi phân toàn phần biểu thức ta có:
dG= σ.dS + S.dσ
24


ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ PHÂN TÁN KEO

Mọi quá trình chỉ xảy ra theo chiều giảm năng lượng tự do:
dG <0
(1) Nếu σ không đổi (dσ =0)
dG = σ.dS <0

⇒ dS <0

Vậy sự giảm năng lượng tự do bề mặt ở đây là giảm bề mặt
phân chia pha, đây là quá trình tự nhiên và tất yếu.

25