Bài giảng hiện tượng bề mặt, hấp phụ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.23 MB, 138 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT

VÀ SỰ HẤP PHỤ

TS. Trần Phi Hồng Yến

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Hóa lý dược

CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT

M

ụ

c tiêu h

ọ

c t

ậ

p

- Trình bày được: SCBM; hiện tượng ngưng tụ

mao quản; và hiện tượng thấm ướt

- Khái niệm - Phân loại chất hoạt động bề mặt

- Ảnh hưởng chất tan đến SCBM của DD

- Ứng dụng của chất HĐBM

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Khoa học bề mặt (Surface sciences)

Là bộ môn quan trọng mà cơ cở của nó dựa trên:

• Năng lượng bề mặt (Surface energy)

• Sức căng bề mặt (Surface tension)

• Lực mao dẫn (Capillary forces)

• Độ thấm ướt (Wettability)

• Sự bám dính (Adhesion)

• Sự hấp phụ (Adsorption)

• Nhiệt động lực học bề mặt

• Sự tương tác giữa các phân tử bề mặt

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Hịa tan
Phân hủy

Chuyển pha
Hình thành

Nghiên

c

ứ

u

v

ề

hi

ệ

n

tư

ợ

ng

b

ề

m

ặ

t

Ý

ngh

ĩ

ĩ

a

Xúc tác
dị thể

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Quá trình

chuyển pha

Hình thành

Xúc tác

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6></div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Nghiên

c

ứ

u

v

ề

hi

ệ

n

tư

ợ

ng

b

ề

m

ặ

t

trong

Khoa

h

ọ

c

Dư

ợ

c

Hấp phụ hoạt chất trên tá dược
trong công thức bào chế

1

Ý

ngh

ĩ

a

Cạnh tranh hấp thu giữa các
phân tử qua màng sinh học

4

Phân tán tiểu phân lỏng trong mơi
trường lỏng. Hình thành và

ổn định nhũ tương

2

Phân tán các tiểu phân rắn trong mơi
trường lỏng để hình thành hỗn dịch

3

Lanolin khan, hỗn hợp lanolin + vaselin,

Hỗn hợp vaselin + cholesterol , sterol

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

Lỏng

Rắn

K

h

í

Bề mặt
(surface) chỉ

bề mặt tiếp

xúc giữa pha
lỏng hoặc rắn

với khí

Lỏng

Liên bề mặt
(interface) bề

mặt tiếp xúc
giữa L-L hoặc

L-R

Hệ phân tán

Hệ đồng thể

Hệ dị thể

Sức căng bề
mặt của chất

lỏng

1

Hiện tượng hấp
phụ

2

Hiện tượng thấm
ướt, ngưng tụ mao

quản

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Hóa lý dược

Sức căng bề mặt

(Surface tension)

Kh

Kháái nii niệệmm vvềề ssứức căng bc căng bềềmmặặtt

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Phân tử nằm trên bề mặt phân chia pha chịu lực

tương tác khác nhau của các phân tử 2 pha

Các phân tử nằm trong pha lỏng chịu lực tương

tác cân bằng với các phân tử xung quanh

Xét bề mặt

lỏng - khí

hoặc

lỏng – lỏng

Lỏng

Khí/Lỏng/Rắn

Các phân tử nằm trên
bề mặt có xu hướng bị

kéo vào trong lịng
chất lỏng

Bề mặt lỏng có xu
hướng co lại

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

Hóa lý dược

Khái niệm sức căng bề mặt

A

d

s

B

SCBM là năng

lượng dư tồn tại

trên bề mặt phân

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

Hóa lý dược

Khái niệm sức căng bề mặt

A

B

X X X X X X

SCBM là cơng

cần thiết để

tăng một diện

tích bề mặt là 1

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

“Sức căng bề mặt (SCBM) của chất lỏng

• lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài bề mặt

của chất lỏng, làm co diện tích bề mặt của

chất lỏng

• năng lượng tự do (năng lượng dư) của tất

cả các phân tử trên một diện tích bề mặt;

• cơng cần thiết để làm tăng diện tích bề mặt

lên một diện tích nhất định,

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

Hóa lý dược

σ, γ hoặc T: sức căng bề mặt

dG: năng lượng dư bề mặt

dS: độ tăng diện tích bề mặt (1cm

2

)

Sức căng bề mặt:

W = dGs = σ.dS

dGs = σ

“Sức căng bề mặt (SCBM) của chất lỏng là năng lượng
tự do (năng lượng dư, gọi tắt là năng lượng bề mặt, ký
hiệu: σ) của tất cả các phân tử trên một diện tích bề mặt
1cm2, là cơng cần thiết để làm tăng diện tích bề mặt lên

một diện tích 1cm2”

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

Hóa lý dược

Thứ nguyên của sức căng bề mặt:

• erg.cm

-2

= dyn.cm

-1

= 10

-3

J.m

-2

= 10

-3

N.m

-1

SCBM là lực tác dụng lên 1 đơn vị chiều dài

SI:

N.m-1 (Newton/ m)

CGS:

dyn.cm

-1

SCBM là công làm tăng diện tích bề mặt

SI:

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

Hóa lý dược

1. SCBM Phụ thuộc vào lực tương tác giữa các phân tử, vì
thế, phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc

Chất lỏng σx σ1 Chất lỏng σx σ1

Nước 72,75 - Ethanol 22,30 
-Benzen 28,88 35,00 n-octanol 27,50 8,50
Acetic acid 27,60 - n-hexan 18,40 51,10

Chloroform 26,67 45,10 n-octan 21,80 50,80
Glycerine 66,00 - Aniline 42,90

-Bảng giá trị SCBM của các chất lỏng tiếp xúc với khơng
khí (σx) và của chất lỏng tiếp xúc với nước (σ1) ở 20C
(dyn/cm)

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

Hóa lý dược

F1
F2

F3

F3= IF1+F2I

A

B

 Có độ lớn bằng tổng SCBM riêng của từng

chất lỏng

 Cùng phương với F1 và F2

 Có chiều cùng chiều với F1

SCBM của bề mặt tiếp xúc giữa 2 chất lỏng

khác nhau là một lực

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

Sức căng bề mặt và các yếu tố ảnh hưởng

2. SCBM Phụ thuộc vào nhiệt độ

Đối với chất lỏng, khi nhiệt độ tăng, SCBM giảm

Ở nhiệt độ tới hạn, khơng cịn bề mặt phân chia, SCBM=0

3. SCBM Phụ thuộc vào khối lượng

riêng của pha lỏng và pha khí

Nhiệt độ SCBM σ
(Erg/cm2)

1 0 75,64

2 10 74,22

3 15 73,49

4 20 72,75

5 25 71,97

6 40 69,58

7 60 66,18

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

Stt Tên chất lỏng t0 SCBM σ (Erg/cm2)

1 Ethanol 20 21,6

2 Ete etylic 20 17

3 Benzen 20 28,9

4 Glycerin 20 66,0

5 H2O 20 72,75

6 Hydro -252 2

7 Hexan 20 18,5

8 Oxy -198 17

9 Thiếc 920 510

10 Vàng 1200 1120

11 Thủy ngân 20 485

Sức căng bề mặt của một số hợp chất

Kim
loại

Khí
DM

HC

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

MỘT SỐ VÍ DỤ

Thử nghiệm lâm sàng “chứng vàng da”: nước tiểu bình

thường có SCBM khoảng 66 dyn/cm, nhưng nếu có acid mật
trong nước tiểu, SCBM sẽ giảm (55 dyn/cm).

Hay’s test: bột lưu huỳnh sẽ nổi trên bề mặt nước tiểu bình

thường, SCBM của nước tiểu sẽ giảm và bột S sẽ chìm khi
nước tiểu có chứa acid mật..

Thuốc sát khuẩn: là dd có SCBM nhỏ, vì vậy, dd dễ dàng

tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với thành tế bào vi khuẩn và
ức chế chúng.

Xà phòng, bột giặt giúp làm sạch quần áo là vì chúng tạo

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

Tóm lại: Khoa học bề mặt đã nghiên cứu và

chứng minh

- Có sự khác biệt về lực tương tác giữa cá tiểu phân

nằm trên bề mặt và trong lòng pha - Sự khác biệt này tạo

ra sức căng bề mặt.

- Sức căng bề mặt, hiểu đơn giản là năng lượng dư tồn tại
tại các tiểu phân nằm trên bề mặt; giúp các tiểu phân bề mặt
tồn tại, không bị kéo vào trong lòng pha.

- Về giá trị: σ = W = dGs (dyn/cm hay erg/cm2)

- Giá trị của SCBM phụ thuộc vào bản chất của các pha tiếp
xúc, nhiệt độ và lượng chất hòa tan

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT

Sức căng bề mặt

Thấm ướt, Không thấm ướt

ASHBH - Mao dẫn - Ngưng tụ mao quản

</div>
(23)<div class='page_container' data-page=23>

p1, r1 p2, r2

Áp suất hơi bão hòa trên bề mặt chất lỏng

ASHBH là đại lượng vật lý quan trọng của các

chất lỏng dễ bay hơi, có xu hướng thốt khỏi bề

mặt của nó để chuyển sang pha hơi ở một nhiệt

độ nào đó.

ASHBH là AS hơi mà tại đó thể hơi cân bằng với

thể lỏng (Khi xét 1 chất lỏng trong bình kín)

lnp2

p1 k

1

r2

= k 1

</div>
(24)<div class='page_container' data-page=24>

-Áp suất hơi bão hòa trên bề mặt chất lỏng

ln p2
p1 k
1
r2
=

1
r1

-Áp suất hơi bão hòa của chất lỏng:

- Bề mặt lồi

- Bề mặt lõm

- Bề mặt phẳng

?

TH1: Nếu r

1

∞, r

2

>0

Thì p

2

/p

1

>1 p

2

>p

1

p

2

= p

lồi

>p

1

=p

phẳng

p1, r1 p2, r2

Giọt chất lỏng 1 mặt phẳng

Nghĩa là : r1 ∞

TH2: Nếu r

1

-

 ∞, r

2

<0

Thì p

2

/p

1

<1; p

2

<p

1

</div>
(25)<div class='page_container' data-page=25>

h

</div>
(26)<div class='page_container' data-page=26>

Hóa lý dược

Hiện tượng mao dẫn

Hiện tượng mức chất lỏng ở bên trong các ống

có đường kính trong nhỏ luôn luôn dâng cao

hơn hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở

bên ngồi ống

h

Plồi
Pphẳng

P

phẳng

>p

lõm

P

phẳng

<p

lồi

plõm

Pphẳng

</div>
(27)<div class='page_container' data-page=27>

Hóa lý dược

Hiện tượng ngưng tụ mao quản

Ngưng tụ mao quản là quá trình chuyển thể hơi sang thể
lỏng trong mao quản ở điều kiện đẳng nhiệt

Bề mặt thoáng phẳng
Bề mặt khum lõm

p2
p1

Đặc điểm của hiện tượng

ngưng tụ mao quản

• Chỉ xảy ra với chất lỏng

thấm ướt thành mao quản

• Gắn liền với khái niệm về

hiện tượng mao dẫn

• Bản chất là sự hấp phụ

• Mao quản hẹp xảy ra sớm

</div>
(28)<div class='page_container' data-page=28>

Hóa lý dược

Hiện tượng thấm ướt bề mặt

Là sự phân bố bề mặt giữa 3 pha R-L-K sao cho năng
lượng toàn phần bề mặt là nhỏ nhất

Cosθ = σk-r – σl-r

σl-k

σk-r
σl-r

σl-k

σk-r = σl-r + σl-k.cosθ

Đại lượng đặc trưng:

Θ : góc thấm ướt

Cosθ : độ thấm ướt

θ = 1800
A.

θ < 900
C.

θ = 00

D.
B.

</div>
(29)<div class='page_container' data-page=29>

Hóa lý dược

Hiện tượng chất lỏng

thấm ướt chất rắn

Khi lực tương tác giữa
các phân tử lỏng-rắn lớn
hơn lực liên kết giữa các
phân tử chất lỏng

Hiện tượng chất lỏng

không thấm ướt chất

rắn

Khi lực tương tác giữa
các phân tử lỏng-rắn nhỏ
hơn lực liên kết giữa các
phân tử chất lỏng

a

b

c

x

</div>
(30)<div class='page_container' data-page=30>

Góc θ- Đại lượng đặc trưng cho độ thấm ướt bề mặt

Biến đổi từ 0-1800, cosθ từ 1đến -1

Khi θ = 0, cosθ = 1 : thấm ướt hoàn toàn

Khi θ = 1800, cosθ = -1 : không thấm ướt

Bề mặt thấm ướt tốt (cosθ>0): bề mặt ưa lỏng

Bề mặt không thấm ướt (cosθ<0): bề mặt kỵ lỏng

Thấm ướt - SCBM và Chất hoạt động bề mặt

θ = 1800

A.

θ < 900

C.

θ = 00

D.
B.

900 <θ < 1800

</div>
(31)<div class='page_container' data-page=31>

Thấm ướt - SCBM và Chất hoạt động bề mặt Hóa lý dược

Thấm ướt là quá trình làm giảm năng lượng tự do bề
mặt, giảm sức căng bề mặt (xảy ra ở hệ có 3 pha tiếp xúc
R-L-K)

Muốn chuyển từ bề mặt kỵ lỏng (không thấm ướt) trở
thành bề mặt ưa lỏng (thấm ướt), phải đưa vào hệ tác
nhân thấm ướt (Chất hoạt động bề mặt)

</div>
(32)<div class='page_container' data-page=32>

Hóa lý dược

Giải thích một số hiện tượng

A

B

C

D

</div>
(33)<div class='page_container' data-page=33>

Một số khái niệm cơ bản về chất hoạt

động bề mặt

1. Khái niệm CHĐBM

2. Khái niệm về độ hoạt động bề mặt và quy tắc Traube

3. Sự hình thành micell

4. Giá trị HLB và tính chất của CHĐBM

5. Phân loại CHĐBM

</div>
(34)<div class='page_container' data-page=34>

Hóa lý dược

Sức căng bề mặt của dung dịch chất tan

Chất tan là chất không hoạt động bề mặt

Sự phân bố chất tan và nồng độ chất tan ảnh

hưởng đến CSBM của dung dịch

</div>
(35)<div class='page_container' data-page=35>

Hóa lý dược

- Chất tan là chất không phân ly:

Sự phân bố các tiểu phân chất tan trên
bề mặt chất lỏng và trong lịng chất
lỏng như nhau.

Ta có: σdd = σdm

Chất tan không làm thay đổi, hoặc
làm tăng SCBM của dung dịch so
với dung mơi ban đầu

</div>
(36)<div class='page_container' data-page=36>

Hóa lý dược

Chất tan là chất hoạt động bề mặt

Quá trình hòa tan chất tan là chất hoạt động bề mặt

Sự tập trung các chất tan
trên bề mặt chất lỏng làm
giảm SCBM của dung dịch

Chất HĐBM cấu tạo bởi 2 phần: đầu thân nước (-NO2,

-COOH, -NH2, -OH, -SO3H) và đuôi thân dầu (gốc
hydrocarbur)

</div>
(37)<div class='page_container' data-page=37>

Hóa lý dược

Phần thân dầu (R) Phần thân nước

D>N

D=N

D<N

Một số khái niệm về chất hoạt động bề mặt

σdd << σdm

Khả năng làm
giảm SCBM
của một chất
HĐBM được
gọi là hoạt
tính bề mặt
(độ hoạt

</div>
(38)<div class='page_container' data-page=38>

Hóa lý dược

Quy tắc Traube (1884):

- Chất HĐBM là các acid béo cùng dãy đồng đẳng

- Khi tăng 1 nhóm –CH2 vào mạch hydrocarbon thì
HTBM sẽ tăng khoảng 2-3 lần

- Quy tắc này cũng đã được chứng minh đúng với các
nhóm chức amin và rượu.

Độ hoạt động bề mặt

Là biến thiên sức căng bề mặt theo nồng độ, ký hiệu:

dσ

dc

-G= G*: đại lượng Gibbs

</div>
(39)<div class='page_container' data-page=39>

Một số khái niệm về chất hoạt động bề mặt Hóa lý dược

Sự hình thành micell

Tiểu phân

Tương tác
với nước

Đơn lớp

Micell hình
thành

D/N

N/D

</div>
(40)<div class='page_container' data-page=40>

Micell và các đặc điểm

 Khi nồng độ chất HĐBM tăng quá giới hạn, các chất

HĐBM sẽ tập trung lại thành cấu trúc micell

 Nồng độ tối thiểu dung dịch chất HĐBM mà ở đó có

sự hình thành micell được gọi là nồng độ micell tới hạn
(CMC- Critical micelle concentration)

 Hình dạng, kích thước và cách sắp xếp của các phân

tử chất HĐBM trong cấu trúc micell dựa trên nguyên tắc
làm cho năng lượng tự do của hệ là nhỏ nhất

 Kích thước của micell thường là vài chục đến vài trăm

nanomet

</div>
(41)<div class='page_container' data-page=41>

Các dạng micelle

Micell kép

Micell đảo

</div>
(42)<div class='page_container' data-page=42>

Hóa lý dược

Khả năng tạo micell

Khi nồng độ các chất hoạt động bề mặt gia tăng, các
chất HĐBM sẽ tập hợp hình thành micell.

V
Micell
hình cầu
CPP
(Critical
packing
parameter)
thơng số
micell cơ
bản
Micell
kép
Micell
hình trụ
l

CPP ≤ 1/3

CPP = 1

CPP > 1

</div>
(43)<div class='page_container' data-page=43>

Hóa lý dược

HLB (Hydrophilic Lipophilic Balance-HLB)

• Tính ưa, kỵ nước của một chất hoạt động bề mặt

(không phân ly thành ion) được đặc trưng bởi một thông
số là độ cân bằng ưa kỵ nước (HLB) giá trị này có thể từ

0 đến 20 (tính theo phương pháp Griffin) và từ 0 đến 40
(Davies)

• Cơng thức tính HLB theo Griffin: HLB = 20xMh/M

• Trong đó:

Mh là khối lượng phân tử của phần thân nước

</div>
(44)<div class='page_container' data-page=44>

Tính chất của chất HĐBM theo thang đo Griffin

Thân

nước

Phân tán
trong nước

Thân dầu

Tác nhân hòa tan
(thân nước)

Chất tẩy rửa

Tác nhân nhũ hóa
(D/N)

Tác nhân thấm ướt,
phân tán

Tác nhân nhũ hóa
(N/D)

</div>
(45)<div class='page_container' data-page=45>

Bảng giá trị HLB và tính chất của chất HĐBM

Chất tẩy rửa
13-15

Tác nhân hịa tan (Thân nước)
15-18

Tác nhân nhũ hóa (D/N)
8-16

Tác nhân thấm ướt, phân tán
7-9

HLB: 6-10 Phân tán trong nước

HLB: 10-20 Thân nước

HLB Tính chất của chất HĐBM

HBL: 0-6 Thân dầu

2-3 Tác nhân chống bọt

</div>
(46)<div class='page_container' data-page=46>

GIẢI THÍCH CƠ CHẾ CỦA CHẤT HĐBM THEO HLB

HLB 2-3: tác nhân chống bọt

Khi chưng cất dịch chiết có dung mơi phân cực, thường
gặp hiện tượng nổi bọt. Sử dụng chất HĐBM có HLB 4-8,
đây là những chất rất thân dầu, không tan trong nước, sẽ
tạo màng mỏng nổi trên bề mặt, phá vỡ bọt.

HLB 3-6: tác nhân nhũ hóa N/D

Là chất hoạt động bề mặt thân dầu. Làm giảm sức căng
bề mặt giữa 2 pha Nước và Dầu, giúp phân tán các tiểu
phân nước trong môi trường phân tán là dầu

HLB 8-16: tác nhân nhũ hóa D/N

</div>
(47)<div class='page_container' data-page=47>

GIẢI THÍCH CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA CHẤT HOẠT
ĐỘNG BỀ MẶT THEO HLB

HLB 13-15: chất tẩy rửa

Là những chất có khả năng nhũ hóa phân tán các chất
bẩn hữu cơ thân dầu vào trong nước để thực hiện vai trò
tẩy rửa

HLB 7-9: tác nhân thấm ướt (gây thấm)

</div>
(48)<div class='page_container' data-page=48>

Hóa lý dược

Phân loại chất hoạt động bề mặt

Dựa vào nguồn gốc và cấu tạo hóa học:

a. Chất HĐBM có nguồn gốc tự nhiên:

Cao lanh (Kaolin, đất sét), gum ( Arabic gum), nhựa
cây, lòng đỏ trứng (lecithin), cholesterol

b. Chất HĐBM có nguồn gốc tổng hợp

b1. Chất HĐBM loại ion: anion; cation và lưỡng tính

b2. Chất HĐBM loại khơng phân ly thành ion

- Ester của rượu đa chức và acid béo

</div>
(49)<div class='page_container' data-page=49>

Hóa lý dược

Tính chất của chất HĐBM loại anion

• Phân ly thành anion (ion âm)

• Muối của acid béo + ion kim loại

• Có khả năng HĐBM mạnh nhất so với chất khác

• Tạo bọt to, kém bền

• Mất khả năng hoạt động trong nước cứng, nước

có chứa kim loại nặng (Fe++, Cu++...)

Các chất HĐBM loại anion

• Xà phịng kim loại hóa trị I

• Xà phịng kim loại hóa trị II

• Muối Sulfat của Alcol béo và ion kim loại

</div>
(50)<div class='page_container' data-page=50>

Chất HĐBM loại anion Hóa lý dược

Xà phịng kim loại hóa trị I

Stearat natri : C17H35COONa C17H35COO- + Na+

Oleat kali : C17H33COOK C17H33COO- + K+

Xà phịng Natri gây kích ứng da, nhũ hóa nhũ tương D/N

Xà phịng kim loại hóa trị II

Stearat canxi: (C17H35COO)2Ca (C17H35COO-)

2 +Ca++

Oleat magne: (C17H33COO)2Mg (C17H33COO-)

2 +Mg++

Xà phịng Canxi gây kích ứng da, nhũ hóa nhũ tương N/D

Muối sulfat của alcol béo và ion kim loại

Natri lauryl sulfat: C12H25OSO3Na

Dễ tan/nước, dễ tạo bọt, làm chất trợ tan, bền/ nước cứng,
kháng VK Gram (+)

</div>
(51)<div class='page_container' data-page=51>

Hóa lý dược

Chất HĐBM loại cation

• Là chất HĐBM có nhóm thân nước là ion dương

(thường là các dẫn xuât của muối amin bậc 4 của Cl-)

• Có khả năng HĐBM khơng cao: làm bền bọt, lấy dầu ít

nên êm dịu cho da

• Trong ngành dược dùng như thuốc sát khuẩn ngoài

da, rửa vết thương, phổ KK rộng Gram (-) và Gram (+)

Chất HĐBM loại cation

• Muối amoni bậc 4

• Muối amin

Màng tế bào vi
khuẩn
C16H33

</div>
(52)<div class='page_container' data-page=52>

Hóa lý dược

Muối amoni bậc 4

- Mạch hydrocarbur + amin bậc 4, phân ly thành cation

trong dung dịch

Ví dụ: C16H33(CH3)3NCl C16H33(CH3)3N+ +Cl

-Chất HĐBM này rất dễ gây thấm, giúp bề mặt tế bào vi
khuẩn dễ thấm các thuốc sát khuẩn và bị tiêu diệt

Benzalkonium chlorid là hỗn hợp

alkylbenzyldimethylammonium chlorid có CTPT

[C6H5CH2N(CH3)2R]Cl. R: từ C8H17 -C18H37

</div>
(53)<div class='page_container' data-page=53>

Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính

Có khả năng HĐBM khơng cao

Chứa các nhóm lưỡng cực (amin, ester)

Ở pH thấp (cationic), pH cao (anionic)

Dẫn xuất từ betain được sử dụng rộng rãi, làm chất nhũ
hóa cho ngành mỹ phẩm

(Vd: lauryl amino propyl betain)

</div>
(54)<div class='page_container' data-page=54>

Chất HĐBM không phân ly thành ion

Là các hợp chất độc tính thấp, độ bền thích hợp, thường
dùng trong ngành dược

Ester của rượu đa chức và acid béo

C17H35COOC2H4OH

Các chất HĐBM này thường khơng kích ứng da, ứng
dụng mỹ phẩm.

Span và Tween

Span: (CHOH)3(CH2O)2COOC17H35 (D/N)

Tween: ester của Span và polyoxyethylen (N/D):
polysorbat 20 và 80 (tween 20 và tween 80)

</div>
(55)<div class='page_container' data-page=55>

Phân loại các chất HĐBM thơng dụng trong ngành dược

Anion

Cation

Lưỡng tính

</div>
(56)<div class='page_container' data-page=56>

Hóa lý dược

Ứng dụng của chất hoạt động bề mặt

Trong ngành dược, chất HĐBM chủ yếu được dùng làm
tác nhân thấm ướt, hịa tan

Làm dễ phân tán các hoạt chất khó tan

- Dùng các chất HĐBM nhằm làm “dễ thấm ướt” hoạt
chất là chất rắn khó tan

Ví dụ: sự hịa tan của hormon tăng khi thêm các chất
HĐBM như caprilat, natri laurat, tween 20, tween 60...

- Hoạt chất là chất lỏng khó tan trong nước (hoặc dung
mơi thân nước)

</div>
(57)<div class='page_container' data-page=57>

Cơ chế nhũ hóa của chất HĐBM

1. Nhũ hóa là sự phân tán 2 pha dầu và nước vào nhau
thành hệ phân tán có các tiểu phân rất nhỏ, hệ đục
trắng như sữa

2. Chất HĐBM tập trung lên bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha
dầu và nước, làm giảm SCBM tiếp xúc, từ đó dễ dàng
phân tán 2 pha vào nhau

</div>
(58)<div class='page_container' data-page=58>

Khả năng tạo micell có ý nghĩa gì đối với sự

hịa tan các hoạt chất khó tan

Cơ chế nhũ hóa của chất HĐBM

</div>
(59)<div class='page_container' data-page=59>

?

Cơ chế nhũ hóa của chất HĐBM

2

1

3

</div>
(60)<div class='page_container' data-page=60></div>
(61)<div class='page_container' data-page=61></div>
(62)<div class='page_container' data-page=62>

ĐIỀU CHẾ VÀ PHÂN BIỆT NHŨ TƯƠNG

Nhũ tương là một hệ phân tán vi dị thể gồm 2 pha lỏng
không đồng tan vào nhau. Trong đó, một pha lỏng gọi
là pha phân tán được phân tán đồng nhất dưới dạng tiểu
phân trong một pha khác gọi là môi trường phân tán.

THUẬT NGỮ

Pha Nước : chất lỏng phân cực

Pha Dầu : chất lỏng không / ít phân cực

Pha phân tán / pha nội / pha không liên tục : chất lỏng ở
trạng thái phân tán thành các tiểu phân

</div>
(63)<div class='page_container' data-page=63>



 ĐiĐiềềuu chchếế nhũnhũ tươngtương

 Ống nghiệm 1: cho 2-3 ml nước cất và vài giọt dầu. Đậy
chặt miệng ống nghiệm và lắc thật mạnh, ta được nhũ
tương.

 Quan sát, nhận xét về sự bền vững của nhũ tương

vừa điều chế.

 Ống nghiệm 2: cho 2-3 ml xà phòng natri 2% và vài giọt
dầu. Đậy chặt miệng ống nghiệm và lắc thật mạnh, ta
được nhũ tương

 Quan sát, nhận xét về sự bền vững của nhũ tương

vừa điều chế.

</div>
(64)<div class='page_container' data-page=64>



 XXáácc đđịịnhnh loloạạii nhnhũũ tươngtương && chuychuyểểnn tưtướớngng

Cho vào ống nghiệm: 2 ml dd xà phòng natri 2% và 10
giọt Sudan III trong benzen.

Đậy nút, lắc mạnh tạo nhũ tương.

Lấy vài giọt nhũ dịch này để lên lame, đậy bằng
lamelle.

Quan sát bằng kính hiển vi bội giác 10. Xác định loại
nhũ tương



 ChuyChuyểểnn tưtướớngng::

Cho vào nhũ tương còn lại trong ống nghiệm 1-2 ml
dung dịch CaCl2 1%.

Thêm đủ dầu để tạo nhũ tương mới. Lắc mạnh.

Quan sát trên kính hiển vi. Xác định loại nhũ tương.

</div>
(65)<div class='page_container' data-page=65>

Chất hoạt động bề mặt

1. Khái niệm

2. Phân loại

3. Cơ chế hoạt động

5. Ứng dụng

</div>
(66)<div class='page_container' data-page=66>

Do tế bào biểu mô phế nang type 2
bài tiết. Bài tiết vào khoảng tháng
thứ 6 – 7 bào thai. Thành phần:

+ Hợp chất phospholipid, protein và
ion canxi.

+ Quan trọng nhất là Dipalmitol
phosphatidyl cholin: làm giảm sức
căng bề mặt.

+ Surfactant apoprotein và ion canxi
: giúp phospholipid trải rộng trên bề
mặt lớp dịch lót phế nang.

CHẤT HOẠT ĐỘNG

BỀ MẶT TRONG

</div>
(67)<div class='page_container' data-page=67>

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT TRONG PHẾ NANG

CÓ CÁC NHIỆM VỤ SAU ĐÂY

1. Ảnh hưởng lên tính đàn hồi của phổi
2. Ảnh hưởng lên sự ổn định của phế

nang

3. Ảnh hưởng lên viêc ngăn sự tích tụ
dịch phù trong phế nang

</div>
(68)<div class='page_container' data-page=68>

LIPOSOME & NIOSOME VÀ XU HƯỚNG ĐIỀU CHẾ

CÁC HỆ PHÂN TÁN HƯỚNG ĐÍCH

CƠNG NGHỆ NANO

Liposome là các tinh thể
lỏng có cấu trúc xếp lớp,
tạo thành từ phospholipid
thiên nhiên (CHĐBM) VÀ
CHOLESTEROL, sắp xếp
thành dạng hình cầu 1
lớp hoặc nhiều lớp lipid
kép, chứa nhân nước bên
trong

</div>
(69)<div class='page_container' data-page=69>

Ứng dụng của liposome

- Phân phối thuốc (vitamin, protein, DNA, …)

- Liệu pháp thay thế enzym

- Liệu pháp tạo phức chelat để điều trị nhiễm độc KL nặng

- Thuốc kháng virus, kháng khuẩn

- Trong đa đề kháng

- Điều trị ung thư

- Miễn dịch

</div>
(70)<div class='page_container' data-page=70>

Phân phối dược chất

</div>
(71)<div class='page_container' data-page=71></div>
(72)<div class='page_container' data-page=72>

Niosome được

tạo thành từ

phối hợp

cholesterol

và chất

HĐBM khơng
ion hóa mạch
alkyl đơn với
glyceryl

Niosome giống liposome ở chỗ có vai trị là hệ mang
thuốc (thân dầu, thân nước)

</div>
(73)<div class='page_container' data-page=73>

So sánh niosome với liposome

- Về độc tính, niosome là chất hoạt động bề mặt khơng

phân cực, ít độc tính hơn các chất hoạt động bề mặt
phân cực (AN TOÀN)

- Về cấu trúc, niosome khơng phân cực, vì thế, bền về
mặt hóa học (ỔN ĐỊNH)

- Về kinh tế; giá thành thấp hơn liposome (KINH TẾ)

</div>
(74)<div class='page_container' data-page=74>

Hóa lý dược

SỰ HẤP PHỤ

(Adsorption)

MỤC TIÊU

1. Trình bày khái niệm về HP

2. Trình bày yếu tố ảnh hưởng đến HP

3. Trình bày HP khí trên bề mặt rắn

4. PT Langmuir và Freundlich

5. Trình bày HP chất tan/bề mặt rắn

</div>
(75)<div class='page_container' data-page=75>

Hóa lý dược

NỘI DUNG

1.

Kh

á

i ni

ệ

m cơ b

ả

n

2.

S

ự

HP c

ủ

a ch

ấ

t kh

í

trên b

ề

m

ặ

t r

ắ

n

3.

S

ự

HP c

ủ

a ch

ấ

t tan trên b

ề

m

ặ

t r

ắ

n

4.

S

ự

HP ch

ấ

t đi

ệ

n ly

5.

</div>
(76)<div class='page_container' data-page=76>

SỰ HẤP PHỤ - CÁC KHÁI NIỆM

- Hấp thụ

- Hấp thu

- Hấp phụ & phản hấp phụ

- Cơ chế của hiện tượng hấp phụ

- Các yếu tố ảnh hưởng đến hiện tượng hấp

phụ và tốc độ hấp phụ

</div>
(77)<div class='page_container' data-page=77>

Hóa lý dược

Một số khái niệm

Hấp phụ là gì?

“Hấp phụ là sự gia tăng nồng độ một chất lên trên bề mặt
của một chất khác”

Thực chất của HẤP PHỤ là hiện tượng
xảy ra trên bề mặt phân chia pha

Chất hấp phụ: than hoạt,
kaolin, bột giấy, tinh
bột…

Chất bị hấp phụ: chất
màu, chất mùi, khí

Than hoạt

tính

</div>
(78)<div class='page_container' data-page=78>

Cơ chế của sự hấp phụ

Chất bị HP phân bố
đđến bề mặt HP

Chất bị HP khuếch tán
vào các mao quản

Chất bị HP hình thành
đơn lớp trên bề mặt chất

</div>
(79)<div class='page_container' data-page=79>

-- HHấấpp phphụụ là hiện tượng bề mặt, là sự tập trung (gia tăng
nồng độ) các chất trên bề mặt phân cách pha (bề mặt
khí-rắn; lỏng-rắn; khí-lỏng; lỏng-lỏng)

-- ChChấấtt hhấấpp phphụụ là chất có bề mặt trên đó xảy ra sự hấp
phụ.

-- ChChấấtt bbịị hhấấpp phphụụ là chất được tích lủy trên bề mặt phân
chia pha

-- HHấấpp thuthu là sự chuyển chất vào trong thể tích pha

- HHấấpp ththụụ có bản chất giống hấp thu, nhưng “hấp thu”
dùng trong sinh học, “hấp thụ” thường dùng cho các
hiện tượng vật lý và hóa học đơn thuần.

M

</div>
(80)<div class='page_container' data-page=80>

Hấp phụ và hấp thụ

Hấp phụ là quá trình xảy
ra trên bề mặt

Hấp thu (hấp thụ) là quá
trình đi sâu vào lịng thể

tích pha

Phân tử hịa

tan Chất rắn Phân tử hịatan

Chất rắn

</div>
(81)<div class='page_container' data-page=81>

Hấp phụ và phản

hấp phụ

Phản hấp phụ là quá

trình các chất bị hấp

phụ tách ra khỏi bề

mặt chất hấp phụ.

Khi tốc độ hấp phụ

bằng tốc độ phản

hấp

phụ:

sự

hấp

phụ đạt trạng thái

cân bằng.

Phân tử hòa
tan

Hấp phụ

</div>
(82)<div class='page_container' data-page=82>

Hóa lý dược

Độ hấp phụ là lượng chất bị hấp phụ được chất hấp phụ
thu hút trên một đơn vị diện tích bề mặt phân chia pha

Độ hấp phụ a = X
S

X: lượng chất bị hấp phụ (mol hoặc gam)

S: diện tích bề mặt chất hấp phụ (cm2)

Nếu khơng thể xác định chính xác diện tích bề mặt chất
hấp phụ, có thể thay S bằng khối lượng chất hấp phụ
(đơn vị tính là gam)

Thứ nguyên của a: mol/cm2 hoặc gam/cm2

</div>
(83)<div class='page_container' data-page=83>

Hóa lý dược

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ

- Bản chất của chất hấp phụ

- Bản chất của chất bị hấp phụ

- Nồng độ chất bị hấp phụ (chất tan/dd); áp suất (chất khí)

- Nhiệt độ

Khảo sát sự hấp phụ trong đk T hoặc P khơng đổi

Ta có:

a= f(C)

a= f(p)

T= const

Đường đẳng

nhiệt hấp phụ

a= f(C)

a= f(T)

P= const

</div>
(84)<div class='page_container' data-page=84>

Miền p,c
trung bình
Khơng
tuyến
tính
Miền p,c
nhỏ
T
u
y
ế
n
 t
ín
h

Miền p,c lớn

Bão hịa

Hóa lý dược

T1
T2
T3
0
P,C
p1 p2

Đường đẳng nhiệt hấp phụ

a

</div>
(85)<div class='page_container' data-page=85>

Hấp phụ vật lý Hấp phụ hóa học

Lực liên kết Van Der Waals Lực LK hóa học (ion, cộng
hóa trị)

Năng lượng trạng thái
của chất bị HP = const

Năng lượng trạng thái của
chất bị HP thay đổi

Năng lượng vài kJ-vài
chục KJ/mole

Năng lượng cao: vài trăm
KJ/mole

Phản hấp phụ êm dịu, chất
hấp phụ không bị ảnh

hưởng

Phản hấp phụ khó khăn,
chất hấp phụ bị hủy hoại

Phân loại hấp phụ

Xảy ra ở nhiệt độ thấp Xảy ra ở nhiệt độ cao (P)

</div>
(86)<div class='page_container' data-page=86>

Hấp phụ vật lý Hấp phụ hóa học

Cấu trúc
xốp

Lỗ xốp
H2

Kim loại

</div>
(87)<div class='page_container' data-page=87>

L

ự

c

Van

der

waals

trong

HP

v

ậ

t

lý

g

ồ

m

:

- Lực phân tán: lực tương tác giữa phân tử chất bị HP
không phân cực và phân tử của bề mặt HP không phân
cực

- Lực cảm ứng: lực tương tác giữa phân tử chất bị HP
và phân tử chất HP (khi có một phân tử là phân cực và
phân tử kia không phân cực)

- Lực định hướng: lực tương tác giữa phân tử chất HP
phân cực và phân tử của bề mặt phân cực

H

</div>
(88)<div class='page_container' data-page=88>

L

ự

c

liên

k

ế

t

h

ó

a

h

ọ

c

trong

h

ấ

p

ph

ụ

:

- Tạo ra hợp chất bề mặt

- Hợp chất bề mặt không được xem là chất mới hay pha

mới

- Liên kết mới không đủ mạnh để cắt đứt LK giữa các

nguyên tử bề mặt của chất HP với các nguyên tử trong
lòng pha

- Sự cắt đứt lực LK giữa các nguyên tử bề mặt với các

</div>
(89)<div class='page_container' data-page=89>

2C + O

2

2CO

Có sự hình thành pha mới

Ngồi lực van der waals và lực lk hóa học, cịn có lực
lk hydro và lk π.

</div>
(90)<div class='page_container' data-page=90>

Hóa lý dược

Tốc độ hấp phụ

Hấp phụ trên bề mặt nhẵn

- Tốc độ HP nhanh

- Cân bằng thiết lập nhanh

- Năng lực HP kém

Hấp phụ trên bề mặt xốp

- Sự khuếch tán vào các mao quản vật xốp, chậm

- Cân bằng thiết lập chậm

</div>
(91)<div class='page_container' data-page=91>

Khảo sát một số loại hấp phụ

1. Sự hấp phụ chất khí trên bề mặt rắn

2. Sự hấp phụ chất tan/rắn (HP phân tử)

3. Sự hấp phụ chất điện ly

</div>
(92)<div class='page_container' data-page=92>

Sự hấp phụ chất khí trên bề mặt rắn

1. Là hấp phụ vật lý hoặc hóa học

2. Tốc độ hấp phụ nhanh

</div>
(93)<div class='page_container' data-page=93>

N

ộ

i

dung

cơ

b

ả

n

c

ủ

a

c

á

c

thuy

ế

ế

t

t

h

h

ấ

ấ

p

p

ph

ph

ụ

ụ

1.Thuyết hấp phụ đơn lớp trên bề mặt đồng nhất

(Langmuir)

2.Thuyết hấp phụ đơn lớp trên bề không đồng

nhất (Freundlich, Temkin)

</div>
(94)<div class='page_container' data-page=94>

Hóa lý dược

Sự hấp phụ chất khí trên bề mặt rắn

Thuyết hấp phụ của Langmuir

Năm 1915, Langmuir đã trình bày lý thuyết về hấp phụ với
những điều kiện sau:

- Lực HP là lực tác dụng khối lượng, có tác dụng trong phạm
vi kích thước phân tử, vì vậy, lớp HP là đơn lớp phân tử

- Lực HP tác động tại những vết nứt, góc, cạnh, đỉnh trên bề
mặt chất HP (tâm hấp phụ)

- Mỗi tâm HP chỉ HP một phân tử bị HP, sự HP này có thể chỉ

tồn tại 1 khoảng TG nhất định, sau đó, phân tử bị HP có thể
quay về pha khí (phản HP), và tâm HP này có thể HP 1 phân
tử khác.

- Các phân tử bị HP không tương tác với nhau. Các tâm đã
HP không làm ảnh hưởng đến sự HP của tâm bên cạnh

</div>
(95)<div class='page_container' data-page=95>

Thuyết hấp phụ Freundlich, Temkin

- Bề mặt hấp phụ không đồng nhất

- Trung tâm hấp phụ không đồng nhất (mạnh, yếu khác

nhau)

- Trung tâm hấp phụ mạnh có nhiệt hấp phụ lớn, sự HP

các tiểu phân xảy ra trước; sau đó sự HP ở các trung

tâm yếu hơn mới xảy ra

- Nhiệt HP giảm, lượng chất HP giảm dần

</div>
(96)<div class='page_container' data-page=96>

Thuyết hấp phụ nhiều lớp trên bề mặt đồng nhất

Brunauer, Emmett, Teller (BET)

-

Bề mặt hấp phụ đồng nhất

- Trung tâm hấp phụ đồng nhất

- Sự HP xảy ra nhiều lớp, tiểu phân HP ở lớp trước trở

thành trung tâm HP ở lớp tiếp theo

- Từ lớp thứ hai trở lên, nhiệt HP bằng nhau và bằng

nhiệt hóa lỏng

</div>
(97)<div class='page_container' data-page=97>

1. Sự

hấp

phụ

trên

bề

mặt

đồng

nhất

(Langmuir)

2. Sự hấp phụ trên bề mặt không đồng nhất

(Freundlich)

3. Sự hấp phụ vật lý nhiều lớp (BET)

4. Sự hấp phụ trên bề mặt xốp có mao quản

S

</div>
(98)<div class='page_container' data-page=98>

Hóa lý dược

Thiết lập phương trình hấp phụ của Langmuir

Xét sự hấp phụ của 1 chất khí trên bề mặt rắn có diện
tích tồn phần S0 = 1 cm2

Gọi Ɵ: độ phủ bề mặt (%), là “tỷ lệ giữa diện tích bề
mặt đã HP (Sp) và diện tích tồn phần của chất HP (Sr)”

Nếu diện tích bề mặt chất HP = 1 cm2

Ta có:

Tốc độ HP (Vhp)

Tốc độ phản hấp phụ (Vphp)

Ɵ = Sp

Sr =
a

amax

P (C) và 1-Ɵ

Ɵ

V

hp

= k

1

(1-Ɵ)p

</div>
(99)<div class='page_container' data-page=99>

Hóa lý dược

Hấp phụ : Vhp = k1(1-Ɵ)p

Phản hấp phụ : Vphp = k2Ɵ

Khi sự HP đạt trạng thái cân bằng:

k1(1-Ɵ)p = k2Ɵ

Đặt k =

Chia tử và mẫu cho k2

Ɵ =

k1p

k2 + k1p

k1

k2

Ɵ == a

amax a

max.kp = a(1 + kp)

a

amax =

k2

k2
k1p

k2 + k1p

(1)

(2)

(3)
Ɵ =

k1p

k2 + k1p

</div>
(100)<div class='page_container' data-page=100>

Hóa lý dược

(3) p

a

= 1

amax

+

p 1

kamax

y = a

a x

a

+ b

(4)

p/a

p
A

0

B α

Hệ số góc a = tg α =

1

a

max

</div>
(101)<div class='page_container' data-page=101>

Sự hấp phụ trên bề mặt không đồng nhất –

Phương trình Freundlich

- Thực nghiệm cho thấy lực hấp phụ thường giảm khi

tăng độ che phủ bề mặt.

- Khi bề mặt hấp phụ không đồng nhất, các phân tử hấp

phụ trước chiếm trung tâm hấp phụ mạnh, có nhiệt hấp
phụ lớn. Các trung tâm hấp phụ còn lại là những trung
tâm yếu hơn, nên nhiệt hấp phụ thấp hơn.

- Giữa các phân tử bị hấp phụ có lực tương tác phân tử,

</div>
(102)<div class='page_container' data-page=102>

Hóa lý dược

Phương trình hấp phụ thực nghiệm của Freundlich

Trong điều kiện áp suất trung bình, nhiệt độ khơng đổi,
Freundlich đã thu được phương trình đẳng nhiệt hấp phụ
của một chất khí trên bề mặt rắn như sau:

a = k.p

1/n

= k.p

1/n

x

m

hay

x: số mol chất bị hấp phụ

m: số gam chất hấp phụ

k: hằng số hấp phụ

1/n : hệ số thực nghiệm

</div>
(103)<div class='page_container' data-page=103>

Hóa lý dược

PT Langmuir và Freundlich và quy luật hấp phụ

Phương trình Langmuir a = amax. kp
1 + kp

- Điều kiện áp suất thấp: 1 + kp 1

Ở vùng áp suất thấp, hệ số thực nghiệm 1/n 1

“Độ hấp phụ phụ thuộc bậc nhất vào áp suất p”

~
~

a = amax. = const.pkp
1

~
~

a =

x

= k.p

m

= const.p

</div>
(104)<div class='page_container' data-page=104>

Hóa lý dược

Sự phù hợp giữa PT Langmuir và Freundlich

Phương trình Langmuir a = amax. kp
1 + kp

- Điều kiện áp suất cao: 1 + kp kp

“Độ hấp phụ phụ thuộc bậc 0 vào p, nghĩa là không phụ
thuộc vào p”

Ở vùng áp suất cao, hệ số thực nghiệm 1/n 0
~

~

a = a

max

. = a

kp max

1 + kp

~
~

a = k.p

1/n

a = k.p

0

a = k

= const

= const

</div>
(105)<div class='page_container' data-page=105>

Hóa lý dược

Sự phù hợp giữa PT Langmuir và Freundlich

Phương trình Langmuir a = a

max.

kp

1 + kp

- Điều kiện áp suất trung bình: pthấp cao

Độ hấp phụ ứng với các giá trị áp suất:

a (vùng as thấp) < a < a (vùng as cao)

Const.p1 < a < a

max.p0

“Độ hấp phụ phụ thuộc vào p theo bậc từ giá trị 0 đến 1”

Kết luận này phù hợp với sự phụ thuộc của độ hấp phụ
vào áp suất theo phương trình Freundlich

Xét TH 3

Phù hợp giữa pt hấp phụ theo thuyết
Langmuir và pt thực nghiệm Freundlich

</div>
(106)<div class='page_container' data-page=106>

Hóa lý dược

Ứng dụng của sự hấp phụ chất khí trên bề mặt rắn

- Mặt nạ phịng độc

- Tinh chế các khí cho sạch

- Hấp phụ khí hydro trên bề mặt niken, bạch kim ứng dụng

làm xúc tác trong cơng nghệ hóa học và phân tích các chất

- Chất hấp phụ (trong các chế phẩm điều trị các bệnh

</div>
(107)<div class='page_container' data-page=107>

Sự hấp phụ chất tan (không ion hóa)

trên bề mặt lỏng

- Khi tăng nồng độ chất tan/dd mà nồng độ ở lớp bề mặt
nhỏ hơn nồng độ/dd; SCBM sẽ tăng theo sự tăng nồng

độ chất tan Sự hấp phụ âm

- Khi tăng nồng độ chất tan/dd mà nồng độ ở lớp bề mặt
lớn hơn nồng độ chất tan/dd; SCBM sẽ giảm theo sự

tăng nồng độ chất tan Sự hấp phụ dương.

Khi đó, chất tan là chất HĐBM.

</div>
(108)<div class='page_container' data-page=108>

Hóa lý dược

Sự hấp phụ chất tan trên bề mặt rắn

Hấp phụ phân tử

Đây là sự hấp phụ của các chất khơng điện ly (hoặc rất ít
điện ly) lên bề mặt rắn trong một thể tích chất điện ly (V lít)

Ví dụ: sự hấp phụ của acid acetic trên than hoạt tính

Lượng acid acetic bị hấp phụ được xác định theo CT sau:

•
• • •
•
•
•
•
•
•
• • •
•
•
•
•
•
•
• • •
•
•
•
•
•
•
• • •
• •••••
• •
•

•
•
•

X= (Co – C).V
1000

x: số mol chất bị hấp phụ

C0, C: nồng độ ban đầu và ở TT
cân bằng của chất tan bị hấp phụ
(mol/l); V thể tích (ml)

</div>
(109)<div class='page_container' data-page=109>

109

CH

CH33COOHCOOH
X (N)

X (N) X1 = 0,05NX1 = 0,05N

X1 X2 X3 X4

X2 = 0,1N

X2 = 0,1N X3 = 0,2NX3 = 0,2N X4 = 0,4NX4 = 0,4N

KHẢO SÁT SỰ HẤP PHỤ CỦA ACID ACETIC

TRÊN THAN HOẠT

Tìm quy luật hấp phụ theo

thuyết hấp phụ Freundlich

1.

</div>
(110)<div class='page_container' data-page=110>

NaOH 0,1N

CH3COOH

Chỉ thị
phenolphtalein
X1=0,05N
X1=0,05N
20
ml
X2=0,1N
X2=0,1N
10
ml
X3=0,2N
X3=0,2N
5
ml
X4=0,4N
X4=0,4N
2
ml

2.

Chuẩn độ, để biết nồng độ chính xác của các dd

</div>
(111)<div class='page_container' data-page=111>

X1=0,05N

X2 = 0,1N

X3 = 0,2N

X4 = 0,4N

50

50 mLmL
DD X (N)

DD X (N)

1.5 g

Than

Than hohoạạtt

3.

Cân than hoạt tính với khối lượng theo yêu cầu

4.

Cho than hoạt tính vào bình nón chứa V ml dd acid
acetic. Thời gian cần cho cân bằng hấp phụ là 20 phút

- Lắc đều trong vài
phút

- Để yên

</div>
(112)<div class='page_container' data-page=112>

X1=0,05N

X2 = 0,1N

X3 = 0,2N

X4 = 0,4N

NaOH 0,1N

CH3COOH
Chỉ thị
phenolphtalein

50

50 mLmL
DD X (N)

DD X (N)

1.5 g

Than

Than hohoạạtt

L

LỌỌCC

5.

Lọc để tách than hoạt ra khỏi dung dịch acid acetic

6.

</div>
(113)<div class='page_container' data-page=113>

B

ả

ả

ng

ng

k

k

ế

ế

t

t

qu

qu

ả

ả

chu

chu

ẩ

ẩ

n

n

đ

đ

ộ

ộ

113

Dung

d

ị

ch

X

11

X

22

X

33

X

44

Th

ể

t

í

ch

DD X (ml)

20

10

5

2

Th

ể

t

í

ch

DD

NaOH

0,1N (ml)

(

trư

ớ

c

h

ấ

p

ph

ụ

)

N

ồ

ng

đ

ộ

ban

đ

ầ

u

(C

00

)

Th

ể

t

í

ch

DD

NaOH

0,1N

(

(

ml)

(

h

ấ

p

ph

ụ

)

N

ồ

ng

đ

ộ

h

ấ

p

ph

ụ

(C)

V

V0404

V

V0303

V

V0101 VV0202

C

C0404

C

C0101 CC0202 CC0303

V

V44

V

V11 VV

3

V

V22

C

C22

C

</div>
(114)<div class='page_container' data-page=114>



:

lư

lư

ợ

ng

acid acetic

b

ị

h

ấ

p

ph

ụ

trên

1

đơn

v

ị

kh

ố

i

lư

ợ

ng

than

ho

ạ

t

(

mmol

/

gam

)

x:

lư

ợ

ng

CH

33

COOH

trong

V ml DD CH

33

COOH

đã

b

ị

h

ấ

p

ph

ụ

trên

than

ho

ạ

t

m

:

kh

ố

i

lư

ợ

ng

ch

í

nh

x

á

c

than

ho

ạ

t

đã

d

ù

ng

m
x
=
y
0
0

( ) 5 0

1 0 0 0

C C

</div>
(115)<div class='page_container' data-page=115>



V

V

ẽ

ẽ

đư

đư

ờ

ờ

ng

ng

đ

đ

ẳ

ẳ

ng

ng

nhi

nhi

ệ

ệ

t

t

h

h

ấ

ấ

p

p

ph

ph

ụ

ụ

y

y

theo

theo

C

C

115

C
0

y4
y3
y2
y1

C1C2 C

3 C4

1/ n

x

y

kC

m

</div>
(116)<div class='page_container' data-page=116>

Hóa lý dược

Phương trình thực nghiệm của Freundlich

= k.p

1/n

x

m

a =

y =

Thay p = C

Trong đó:

k: hằng số hấp phụ

1/n: hệ số thực nghiệm

Là 2 giá trị cần được xác

định bằng thực nghiệm

Ta có:

= k.C

1/n

x

m

a =

y =

(*)

Lấy lg của pt (*):

lgC + lgk

1

n

lgy =

Y = AX + B

</div>
(117)<div class='page_container' data-page=117>

Hóa lý dược
B
0
α

Y

X

•

X1

Y1

Từ thực nghiệm ta có

•

X2

Y2

Y3

•

X3

•

X4

Y4

(X1,Y1)

A

(X2,Y2)

(X3,Y3)

(X4,Y4)

A =1/n = tgα =

OB

OA/OB

1/n

k

B = lgk = OA

PT Freundlich: y = k.C

1/n

Vẽ đường đẳng nhiệt hấp phụ

lgY theo lgC

O

A

</div>
(118)<div class='page_container' data-page=118>

Dung mơi hịa tan

các hợp chất,

phân tử, ion

C

Cáácc yyếếuu ttốố ảảnhnh hưhưởởngng đđếếnn ssựự hhấấpp phphụụ

Cạnh tranh hấp
phụ giữa DM và

chất tan

DM phân
cực

DM khơng
phân cực
Khả năng hịa tan

chất tan

Chất hấp phụ

Bản chất, công
nghệ sản xuất
quyết định năng

lực bề mặt

Tính ưa/ kỵ
nước
Trạng thái

vật lý, độ
xốp

Chất bị hấp phụ

Độ tan/dm

Bản chất:PTL, cấu
trúc HH, KG, điện ly

Cấu trúc HH, KG

</div>
(119)<div class='page_container' data-page=119>

Zeolite

Silicagel

Activated charcoal

</div>
(120)<div class='page_container' data-page=120></div>
(121)<div class='page_container' data-page=121>

Hóa lý dược

Ứng dụng của hấp phụ phân tử

- Sự hấp phụ các chất tan trong dd có ý nghĩa quan

trọng trong các q trình hóa lý xảy ra trong cơ thể

- Than hoạt tính, với năng lực hấp phụ cao rất nhiều

chất màu, mùi, chất bẩn.... hoặc sử dụng làm thuốc giải
độc (ngộ độc thuốc quinin, barbituric…) hoặc sử dụng
trong bộ phận lọc của máy lọc máu.

-Có ý nghĩa trong đời sống và trong ngành dược

- Là cơ sở cho các phương pháp phân tích bằng kỹ

thuật sắc ký: (SK cột, SK giấy)

SK cột silicagel, Al2O3, MgO

SK giấy sử dụng giá mang là cellulose

</div>
(122)<div class='page_container' data-page=122></div>
(123)<div class='page_container' data-page=123>

Hóa lý dược

Sự hấp phụ chất điện ly

NaCl, NaI

KCl, KI

MgCl2, CaCl2

Chất điện ly

Phân ly thành ion

Hydrat hóa

Na+, K+, Mg++, Ca
++, Cl-, I

-Các ion thường bị hấp phụ lên những bề mặt phân cực
hoặc ion hóa

K

+

Na

+

Cl

-

I

</div>
(124)<div class='page_container' data-page=124>

Hóa lý dược

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ ion

Bán kính ion

Đối với các ion cùng điện tích: BK ion lớn- BK hydrat
hóa nhỏ, HP mạnh

Khả năng hấp phụ của các ion được sắp xếp:

Cation hóa trị I: Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < Cs+

Cation hóa trị II: Mg++ < Ca++ < Sr++ < Ba++

Anion hóa trị I: Cl- < Br- < NO

3- < I- < CNS

-Điện tích ion

Ion hóa trị lớn, dễ hấp phụ lên bề mặt điện tích trái dấu
Khả năng hấp phụ của các ion được sắp xếp:

</div>
(125)<div class='page_container' data-page=125>

Hấp phụ chọn lọc

- Tính chất điện học của hệ keo

- Khi hấp phụ các ion để hoàn thành mạng tinh thể, quá
trình này hấp phụ ưu tiên (hấp phụ chọn lọc) những ion
trong dd có trong thành phần cấu tạo bề mặt nhân, hoặc
những ion đồng hình với ion có trên bề mặt rắn.

AgI

Cl

-

OH

-

I

-H

+

Na

+

Ba

++

</div>
(126)<div class='page_container' data-page=126>

Giữ lại trên
cột trao đổi

ion và
được loại

ra khỏi
dung dịch

Sự hấp phụ trao đổi ion

Định nghĩa là dạng hấp phụ đặc biệt gồm 2 quá trình

Hấp phụ và Trao đổi ion

Cationit

H

+

H

+

H

+

H

+

H

+

Anionit

OH

¯

OH

¯

OH

¯

OH

¯

OH

¯

Na

+

Cl

¯

Ni

++,

Co

++

….

SO

4--,

NO

</div>
(127)<div class='page_container' data-page=127>

Đặc điểm của hấp phụ trao đổi ion

- Có sự trao đổi các ion cùng dấu của chất bị hấp phụ

và bề mặt hấp phụ

- Các hợp chất hấp phụ có khả năng trao đổi ion

thường là các hợp chất cao phân tử tổng hợp (ionit).

Bề mặt các ionit có chứa những nhóm chức mang ion
linh động có khả năng trao đổi với ion cùng dấu.

- Cationit (H+; R-H; RSO

3H; RNa+; RK+)có khả năng trao

đổi với cation

- Anionit (amin thẳng, hoặc amin thơm, các muối amin

</div>
(128)<div class='page_container' data-page=128>

Sự phân ly các nhóm hoạt động ionit

RSO

3

H

+

RSO

3

+ H

+

RNH

3+

OH RNH

3+

+ OH

Do có sự phân ly này mà ionit có khả năng trao đổi
thuận nghịch với các ion có trong dung dịch

Các cationit dạng acid trao đổi với cation kim loại
thường giải phóng H+ tự do acid hóa mơi trường

Các ationit dạng baze trao đổi với anion thường giải

phóng OH- tự do kiềm hóa mơi trường

</div>
(129)<div class='page_container' data-page=129>

Dung lượng trao đổi ion

Là đơn vị biểu thị số mili đương lượng gam của ion đã
trao đổi trên bề mặt 1 gam (ml) ionit khơ khi tồn bộ ion
linh động của ionit được thay bằng các ion có trong
dung dịch

Dung lượng TĐion của một số ionit thường 3-10 mE/1ml

</div>
(130)<div class='page_container' data-page=130>

• Sắc ký là tên gọi chung của một phương pháp dùng để tách
các chất

• Năm 1903, nhà khoa học người Nga M.Tsvet lần đầu tiên đã sử
dụng cột hấp phụ (than hoạt tính) để tách các sắc tố thực vật từ
hỗn hợp, kết quả của quá trình tách này là hỗn hợp đã phân bố
thành các lớp có màu khác nhau. Từ đó ơng đã đặt tên cho
phương pháp này là sắc ký (chromatography- ghi màu; gốc từ
Hy lạp chromato nghĩa là màu sắc, cũng bao hàm tên của ông).
• Tên gọi này cho đến nay vẫn được giữ ngun, mặc dù nhiều
chất phân tách ra khơng có màu.

• Nguyên tắc chung của phương pháp sắc ký là dựa trên sự

phân bố của các chất cần phân tích giữa 2 pha: pha tĩnh và pha
động

</div>
(131)<div class='page_container' data-page=131>

ỨNG DỤNG CỦA SẮC KÝ TRAO ĐỔI ION

Phương pháp sắc ký đã được ứng dụng với 2

mục đích cơ bản:

</div>
(132)<div class='page_container' data-page=132>

S

ắ

C

KÝ TRAO

Đ

ổ

I

ION:

T

Á

CH RIÊNG ION NI

++++

& ION CO

++++

 Sắc ký trao đổi ion là trường hợp hấp phụ đặc biệt gồm
quá trình hấp phụ và trao đổi ion

 Cấu tạo nhựa trao đổi ion: polymer hữu cơ bao gồm: m
ạch hydrocarbon+ ion linh động

 Nhựa trao đổi ion dương (cationit): R-H

 Nhựa trao đổi ion âm (anionit): R-OH

</div>
(133)<div class='page_container' data-page=133>

133

Phục hồi cột:

R(NH4)2 + 2H+ RH

2 + 2NH4+

S

ắ

C

KÝ TRAO

Đ

ổ

I

ION:

T

Á

CH RIÊNG ION NI

++++

& ION CO

++++

Cơ

ch

ế

t

á

ch

Ni

2+2+

& Co

2+2+

Citrat (NH4)2 Citrat2- + 2NH
4+

RH2 + Ni2+ RNi +2H+ (1)

RH2 + Co2+ RCo + 2H+ (2)

RNi + 2NH4+ R(NH

4)2 + Ni2+ (3)

Ni2+ + Citrat2- Ni-Citrat (5)

RCo + 2NH4+ R(NH

4)2 + Co2+ (4)

</div>
(134)<div class='page_container' data-page=134>

S

ắ

ắ

C

C

KÝ

KÝ

GI

GI

ấ

ấ

Y

Y



Cơ

Cơ

ch

ch

ế

ế

: phân bố



Pha tĩnh: nước hấp phụ trên giấy



Pha động: dung môi Partridge



Giấy: giá mang

</div>
(135)<div class='page_container' data-page=135>

135

S

ắ

c

ký

gi

ấ

y:

y

T

á

ch

riêng

c

á

c

acid

amin

trong

h

ỗ

n

h

ợ

p

Vạch xuất phát
Vạch tiền tuyến

10 cm

1cm

Vết chấm acid amin

</div>
(136)<div class='page_container' data-page=136>

136

S

ắ

c

ký

gi

ấ

y:

y

T

á

ch

riêng

c

á

c

acid

amin

trong

h

ỗ

n

h

ợ

p

Vạch xuất phát
Vạch tiền tuyến

10 cm

1cm
Dung môi

Partridge
Giấy sắc ký
Nắp bình

Vết chấm acid amin

</div>
(137)<div class='page_container' data-page=137>

137

S

ắ

c

ký

gi

ấ

y:

y

T

á

ch

riêng

c

á

c

acid

amin

trong

h

ỗ

n

h

ợ

p



Ph

á

t

hi

ệ

n

c

á

c

acid

amin

b

ằ

ng

c

á

ch

phun

ninhydrin

Rf = x/ 10= x/ 10

Đạt yêu cầu về kỹ
thuật

x2 = x’2
x1 = x’1

x1 x2 x’

x’2

</div>
(138)<div class='page_container' data-page=138>

Ứng dụng của nhựa ionit

Loại tạp chất là các ion kim loại trong sản xuất thực phẩm

Công nghệ sản xuất đường: loại các ion kim loại (Fe++,

Cu++…) để tinh thể đường kết tinh trắng

Sản xuất rượu nho (loại tạp kim loại) để tránh quá trình

oxy hóa, bảo quản rượu tốt hơn

Loại các ion kim loại Mg++, Ca++… trong nước cứng (một

loại nhựa được sử dụng thông dụng trong kỹ thuật làm
mềm nước cứng là nhựa Permytit

</div>

Bài giảng hiện tượng bề mặt, hấp phụ

<b>HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT</b>

<b>VÀ SỰ HẤP PHỤ</b>

<b>CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT</b>

<b>M</b>

<b>M</b>

<b>ụ</b>

<b>ụ</b>

<b>c tiêu h</b>

<b>c tiêu h</b>

<b>ọ</b>

<b>ọ</b>

<b>c t</b>

<b>c t</b>

<b>ậ</b>

<b>ậ</b>

<b>p</b>

<b>p</b>

<b>- Trình bày được: SCBM; hiện tượng ngưng tụ</b>

<b>mao quản; và hiện tượng thấm ướt</b>

<b>- Khái niệm - Phân loại chất hoạt động bề mặt</b>

<b>- Ảnh hưởng chất tan đến SCBM của DD</b>

<b>- Ứng dụng của chất HĐBM</b>

<b>Khoa học bề mặt (Surface sciences)</b>

<b>Nghiên</b>

<b>Nghiên</b>

<b>c</b>

<b>c</b>

<b>ứ</b>

<b>ứ</b>

<b>u</b>

<b>u</b>

<b>v</b>

<b>v</b>

<b>ề</b>

<b>ề</b>

<b>hi</b>

<b>hi</b>

<b>ệ</b>

<b>ệ</b>

<b>n</b>

<b>n</b>

<b>tư</b>

<b>tư</b>

<b>ợ</b>

<b>ợ</b>

<b>ng</b>

<b>ng</b>

<b>b</b>

<b>b</b>

<b>ề</b>

<b>ề</b>

<b>m</b>

<b>m</b>

<b>ặ</b>

<b>ặ</b>

<b>t</b>

<b>t</b>

Ý

Ý

ngh

ngh

ĩ

<sub>ĩ</sub>

a

a

<i><b>Quá trình</b></i>

<i><b>chuyển pha</b></i>

<i><b>Hình thành</b></i>

<i><b>Xúc tác</b></i>

<b>Nghiên</b>

<b>Nghiên</b>

<b>c</b>

<b>c</b>

<b>ứ</b>

<b>ứ</b>

<b>u</b>

<b>u</b>

<b>v</b>

<b>v</b>