Hóa vô cơ (B5: NƯỚC)

HÓA VÔ CƠ – PCHE330

B5: NƯỚC

1


Mục tiêu
 Giải thích các tính chất vật lý và hóa học của nước
 Trình bày được các tiêu chuẩn của nước dùng trong

ngành dược
 Trình bày các phương pháp làm sạch nước

2


Cấu tạo phân tử Nước (H2O)
 Nguyên tử O trong phân

tử nước lai hóa sp3
 Phân tử nước là phân tử
có góc  cấu trúc bất

đối xứng, moment
lưỡng cực lớn

4


Cấu tạo phân tử Nước (H2O)

 Có liên kết hydro

liên phân tử  các
trạng thái nước lỏng,
nước đá
 Phân tử nước rất
bền đối với nhiệt,
bắt đầu phân hủy ở
1000oC và đến
2000oC chỉ phân hủy
khoảng 2%
5


Cấu trúc 3 trạng thái của nước

6


Các trạng thái của nước

7


Tính chất vật lý
Nước, ở điều kiện thường:
lỏng, trong suốt, không màu,
không mùi, không vị (lớp nước
dày có màu xanh lam nhạt)
 Nước tinh khiết có khối lượng

riêng d = 1 gam/ml, ở 4oC
 Nước đá nhẹ hơn nước
lỏng do cấu trúc xốp


8


Tính chất hóa học
 Nước rất có khả năng phản ứng
 Sự hydrate hóa: hòa tan các chất
 Đối với những hợp chất điện ly, quá trình hydrate hóa

xảy ra nhờ tương tác tĩnh điện giữa ion điện ly với phân
tử lưỡng cực của nước hoặc nhờ liên kết cho nhận với
cặp electron chưa liên kết trên nguyên tử O
 Đối với những hợp chất không điện ly có nhiều nhóm –
OH (đường, rượu…), quá trình hydrate hóa xảy ra nhờ
liên kết hydro
 Sự thủy phân: nước phân hủy các chất

 Phản ứng oxy hóa – khử
9


Trạng thái thiên nhiên
 Nước liên kết
 Các dạng hóa chất ngậm nước
 Nước liên kết với các vật chất sống (trong tế bào)
 Nước tự do

 Dạng lỏng
 Nước mưa: còn bị nhiễm O2, N2, CO2, các muối nitrate, nitrit,
carbonate, dấu vết của bụi và chất hữu cơ…
 Nước ngầm: thành phần ô nhiễm tùy theo vùng đất
 Nước sông: tạp chất kim loại, cặn vô cơ, hữu cơ…
 Nước khoáng: có 1 lượng lớn chất hòa tan
 Nước biển: chứa 35g muối (27 g NaCl)
 Dạng hơi: Mây, Hơi ẩm
 Dạng rắn: Băng, tuyết

10


Nước nặng
 Là phân tử nước trong đó H được thay thế bằng D

HDO hoặc D2O
 Tỷ lệ D:H vào khoảng 1:6800 (nước sông) hoặc 1:5606
(nước biển), từ 1 tấn nước có thể điều chế được khoảng
10ml nước nặng (độ tinh khiết 99,99%)
 Tính chất vật lý khác với nước thường
 Tnc = 3,81oC; ts = 101,43 oC
 Khối lượng riêng lớn hơn 10,77%
 Độ tan của nhiều chất trong nước nặng thay đổi
 Tính chất hóa học rất giống nước thường

 Ứng dụng: Chất làm chậm nơtron trong các phản ứng hạt

nhân (nhất là trong sản xuất điện hạt nhân)

11


Nước cứng
 Nước nhiễm muối tan của các kim loại (chủ yếu là Ca, Mg,

Fe), gốc muối thường là HCO3- hoặc NO3-,SO42 Tác hại:
 Đóng cáu bẩn  giảm

hiệu suất truyền nhiệt
 Ảnh hưởng đến
sinh hoạt
(kết tủa xà phòng
khi giặt quần áo)
 Tăng khả năng
oxy hóa hoặc làm
kết tủa  dễ hỏng
các dược phẩm
(cao chiết dược liệu…)
12


Nước dùng trong sản xuất Dược
 Tùy theo mục đích sử dụng, nước được làm sạch đến

các mức độ khác nhau
 Các loại nước được dùng:
 Nước uống được
 Nước khử khoáng
 Nước cất

 Nước siêu lọc
 Nước thẩm thấu ngược

14


Nước uống được
 Dùng để rửa dụng cụ, bao bì
 Là nguyên liệu để sản xuất các loại nước tinh khiết
 Tiêu chuẩn nước uống được (QCVN 01:2009/BYT)
 32 chỉ tiêu về cảm quan và thành phần vô cơ
 24 chỉ tiêu về giới hạn thành phần hữu cơ
 32 chỉ tiêu về giới hạn thành phần thuốc bảo vệ thực vật

 17 chỉ tiêu về giới hạn chất khử trùng và sản phẩm phụ
 2 chỉ tiêu về độ nhiễm xạ
 2 chỉ tiêu về vi sinh vật

15


16


17


Nước khử khoáng
 Dùng để:
 Rửa chai, lọ, ống đựng thuốc

 Dùng cho nồi hấp tiệt trùng
 Pha chế các dạng thuốc (trừ thuốc tiêm)

 Nước khử khoáng có thể được khử toàn phần các ion

hoặc chỉ khử chủ yếu Ca2+ và Mg2+ để làm mềm nước

18


Nước cất
 Là nước được điều chế bằng cách chưng cất từ nước

sinh hoạt hoặc tốt hơn là nước uống, nước khử
khoáng…
 Nước cất có thể đáp ứng được tiêu chuẩn của Nước
tinh khiết theo DĐVN

19


Nước RO và nước siêu lọc

RO: Reverse osmosis – Thẩm thấu ngược; UF: Utrafilter – Siêu lọc


Nước RO và nước siêu lọc
 Điều chế bằng cách cho nước đi qua màng bán thấm

để tách các tiểu phần nhỏ có kích thước cỡ phân tử

 Nước RO tinh khiết hơn nước siêu lọc vì loại được 8098% ion hòa tan.
 Về nguyên tắc, nước thẩm thấu ngược có thể đáp

ứng tiêu chuẩn làm dung môi pha thuốc tiêm
nhưng chưa được ghi trong Dược điển

21


Phương pháp làm sạch nước
 Một số phương pháp làm sạch nước:
 Làm mềm
 Cất (Distill)
 Trao đổi ion (Ion exchange)
 Thẩm thấu ngược (Reverse osmosis)

22


Làm mềm nước
 Mục đích: loại bớt các ion kim loại đa hóa trị (Mg2+,

Ca2+, Fe2+…)
 Phương pháp:
 Đun sôi: có thể loại thành phần cứng tạm thời

Ca(HCO3) + Ca(OH)2  CaCO3  + 2H2O
 Phản ứng tạo tủa
CaSO4 + Na2CO3  CaCO3  + Na2SO4
 Trao đổi ion

23


Cất
 Nguyên tắc: làm cho nước

bốc hơi rồi ngưng tụ lại. Quá
trình bốc hơi giúp cho việc tách
đa số tạp chất ra khỏi nước.

24


Máy cất nước 1 lần (PTN)

25


Máy cất nước 2 lần (PTN)

26


Trao đổi ion
 Nguyên tắc:

27