WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 |

Работа 8. Определение сольюбилизирующей способности ПАВ рефрактометрическим методом В концентрированных растворах ПАВ (т.е. сПАВ > ККМ) могут растворяться многие углеводороды, нерастворимые в воде. Процесс проникновения молекул углеводорода внутрь мицелл ПАВ и взаимодействия с их углеводородными цепями называется сольюбилизацией. Он протекает самопроизвольно, а образующиеся при этом растворы будут прозрачными и не расслаиваются со временем.

Методы определения сольюбилизирующей способности основаны на изменении свойств раствора при растворении углеводорода, например, показателя преломления. Показатель преломления n возрастает по мере растворения углеводорода и достигает максимального и постоянного значения при образовании насыщенного раствора. Таким образом, точку насыщения находят по излому на зависимости n от c. Этой точке соответствует объем углеводорода Vув, сольюбилизированного раствором ПАВ при насыщении. Более точно этот объем рассчитывают по формуле:

- LL исх нас Vув = Vисх, (5-16) - LL нас ув - 1n где Vисх – объем исходного раствора ПАВ; L = (индекс «исх» - n + относится к исходному раствору ПАВ, «нас» - к раствору после насыщения, а «ув» - к точке насыщения).

Задача работы: получить коллоидно-растворенные углеводороды в растворе ПАВ, определить его сольюбилизирующую способность.

Оборудование, реактивы: рефрактометр, 9 колб с пробками на шлифах, микропипетка или микробюретка, пипетка градуированная на см ; раствор олеата или пальмитата натрия с концентрацией 0,1 М; бензол.

Методика выполнения работы 1. Подготавливают 9 чистых колб с притертыми пробками. В каждую колбу вносят пипеткой по 10,0 см исходного раствора ПАВ. Затем микропипеткой или из микробюретки в каждую колбу вводят углеводород (в данном случае – бензол) в объеме, возрастающем от колбы к колбе. Так, к 10,0 см раствора олеата натрия следует добавить следующие объемы бензола: 0,04; 0,06; 0,08; 0,10; 0,13; 0,16; 0,20 и 0,25 см соответственно.

2. Колбы плотно закрывают пробками и перемешивают, не допуская эмульгирования жидкости.

3. Через каждые 10 минут измеряют показатели преломления растворов в каждой колбе до установления постоянного значения n. Постоянная величина n свидетельствует о достижении равновесного состояния. По полученным равновесным значениям n строят зависимость n = f(V), по которой ориентировочно определяют объем сольюбилизированного до насыщения углеводорода. Если на полученной зависимости излома нет, то следует взять еще 1-2 колбы с большим содержанием бензола (например 0,и 0,30 см ). Рассчитывают Vув по уравнению (5-16).

Формулируют выводы, оформляют работу.

Работа 9. Получение и свойства эмульсий Эмульсией называют дисперсную систему, образованную двумя взаимно нерастворимыми жидкостями. Эмульсии можно получить методами конденсации и диспергирования. Для предания эмульсии агрегативной устойчивости к коалесценции в систему вводят поверхностноинактивные вещества или высокодисперсные порошки, исполняющие роль стабилизаторов эмульсий – эмульгаторов. Эффективная стабилизация очень важна при получении фармацевтических эмульсий, поскольку это увеличивает срок их годности и усиливает терапевтический эффект.

В зависимости от характера применяемого эмульгатора оказывается устойчивой эмульсия одного из двух типов:

прямая, т.е. масло-вода (м /в) ;

обратная, т.е. вода-масло (в/м ).

В первой капли масла (дисперсная фаза) распределены в воде (дисперсионной среде). Во второй дисперсионной средой является масло, а дисперсной фазой – вода.

Получение прямых и обратных эмульсий зависит, в основном, от природы эмульгатора. Гидрофильные эмульгаторы стабилизируют эмульсии типа м /в. Гидрофобные (жирорастворимые) эмульгаторы применяют для стабилизации эмульсий типа в/м.

Тип эмульсии определяют разными методами: разбавления;

окрашивания непрерывной фазы; растекания капли.

Метод разбавления. Если в воду внести каплю эмульсии и осторожно встряхнуть, то эмульсия типа м/в равномерно распределится в объеме.

Эмульсия типа в/м с водой не смешивается.

Метод окрашивания непрерывной фазы. Каплю эмульсии помещают на предметное стекло рядом с несколькими кристаллами водорастворимого красителя, например, метиленовая синь или метиловый оранжевый.

Добиваются соприкосновения красителя и капли эмульсии, после чего ее рассматривают под микроскопом. Если окрашена непрерывная фаза, то эмульсия типа м /в. В противном случае опыт повторяют с жирорастворимым красителем (фуксин, Судан III), чтобы убедится, что это эмульсия типа в/м.

Метод растекания капли. Предметное стекло покрывают тонким слоем парафина и наносят каплю эмульсии. Эмульсия типа м /в не растекается по поверхности.

Практически необходимым бывает выделение из эмульсии составных частей. К этому приводят три процесса: седиментация, коалесценция и инверсия (обращение фаз).

Седиментация – оседание или всплывание капель дисперсной фазы, (например, отделение сливок от молока). При этом эмульсия разрушается не полностью, а образуются две: более и менее концентрированная.

Коалесценция – полное разрушение эмульсии, приводящее к образованию двух чистых фаз.

Инверсия – превращение эмульсии одного типа в другой добавлением большого количества эмульгатора другого рода. При этом дисперсная фаза становится дисперсионной средой.

Эмульгирующую способность эмульгаторов оценивают :

по предельному объему эмульгированной дисперсной фазы (Vпр), приходящейся на 1 см эмульгатора;

по объемной доле дисперсной фазы (дф);



по кратности эмульсии (n).

Vдф Vпр = (5-17) Vэ Vпр = 100 (5-18) дф + VV пр э Vдф n =, (5-19) Vдс где Vдф – объем дисперсной фазы; Vэ – объем эмульгатора; Vдс – объем дисперсионной среды (если дисперсионная среда состоит из эмульгатора и другой жидкости, то их объемы складывают ).

По концентрации дисперсной фазы эмульсии подразделяют на:

разбавленные – с объемной долей дисперсной фазы не выше 0,1 %;

концентрированные – объемная доля дисперсной фазы 74 %;

высококонцентрированные или пенообразные – 74-95%;

предельно концентрированные – максимально-возможное в данных условиях содержание дисперсной фазы.

Задача работы: приготовить предельно концентрированную эмульсию типа м /в и в/м ; рассчитать ее концентрацию и кратность. Произвести разбавление и обращение фаз.

Оборудование, реактивы: установка для эмульгирования; оптический микроскоп; покровные стекла, фильтровальная бумага, пипетки градуированные, бюретки, раствор гидрофобного эмульгатора в углеводороде (например, раствор олеата кальция в бензоле с массовой долей 10 %); красители Судан III и метиленовый синий (или метиловый оранжевый); водный раствор гидрофильного эмульгатора, например олеата натрия ( = 10 %); водный раствор хлорида кальция ( = 5 %); углеводород (октан, керосин, гептан, толуол или др.).

Выполнение работы 1. Получение предельно концентрированной эмульсии.

Эмульсия типа в/м. В сухой цилиндр объемом 100 см пипеткой вводят 1,0 см3 раствора гидрофобного эмульгатора и добавляют из бюретки каплю воды. Смесь тщательно растирают кругообразными движениями металлической спиральной мешалки по дну цилиндра до образования густой однородной массы. (Необходимо следить за тем, чтобы мешалка не выходила за пределы эмульсии и не размазывала ее по стенкам). Таким же способом диспергируют еще несколько капель воды. По мере увеличения объема эмульсии переходят от кругообразных к возвратно-поступательным движениям мешалки вдоль оси цилиндра. Каждую последующую каплю воды добавляют только после того, как полностью эмульгирована предыдущая. Воду добавляют до тех пор, пока последняя порция воды (объемом не более 0,5 см ) не перестанет эмульгироваться. Определяют суммарный объем воды Vдф во взятом объеме эмульгатора. Поскольку Vэ = см, то Vдф = Vпр. По результатам эксперимента рассчитывают объемную долю дисперсной фазы каждой эмульсии, предельный объем дисперсной фазы на см эмульгатора, кратность эмульсии по уравнениям (5-17) – (5-19).

Эмульсия типа м в. В сухой цилиндр вводят пипеткой 1,0 см раствора олеата натрия с = 10 %. Из бюретки по каплям добавляют эмульгирующую жидкость (углеводород). Приготовление эмульсии и расчеты аналогичны описанным выше.

2. Установление типа эмульсий методом разбавления.

В два стакана помещают по 3 см3 полученных смесей. Одну порцию, предположительно эмульсии м/в, разбавляют водой, а другую – предположительно в/м - углеводородом. Жидкости для разбавления вводят медленно при осторожном перемешивании кругообразными движениями.

Эмульсия типа м/в должна хорошо разбавляться водой, а в/м – углеводородом.

3. Обращение фаз эмульсии.

В пробирку наливают 2 см углеводорода, окрашенного красителем Судан III, добавляют такой же объем воды и сильно встряхивают.

Убеждаются, что эмульсия очень неустойчива и быстро расслаивается.

Добавляют 5 см водного раствора олеата натрия с = 10 %, вновь сильно встряхивают. Убеждаются, что теперь эмульсия вполне устойчива. Каплю помещают на предметное стекло и рассматривают под микроскопом. По окраске фаз определяют тип эмульсии. Затем добавляют 1 см раствора хлорида кальция и 3 см углеводорода, смесь встряхивают. Помещают каплю под микроскоп и убеждаются, что произошло обращение фаз.

Зарисовывают микроскопическую картину эмульсий, растушевывая области, соответствующие углеводороду. Схематически изображают строение слоя эмульгатора на поверхности дисперсионной фазы, поясняют механизм обращения фаз.

Работа 10. Коллоидная защита золей растворами ВМС Явление повышения порога коагуляции гидрофобного золя при добавлении в него раствора высоко молекулярного вещества (ВМС) называют коллоидной защитой. Обратное действие раствора ВМС носит название сенсибилизации.

Коллоидная защита чрезвычайно важна для фармации, поскольку с ростом дисперсности и устойчивости лекарственного препарата повышается его терапевтический эффект. Например, суспензию сульфата бария стабилизируют полисахаридами, колларгол – белком.

Защитное действие зависит от лиофильности высокомолекулярного соединения и его сродства к дисперсной фазе. Количественно стабилизирующее действие ВМС выражают защитным числом m10, представляющим минимальную массу сухого ВМС, достаточного для 3 защиты 10 см данного золя от коагуляции при добавлении к нему 1 см водного раствора хлорида натрия с = 10 %.

Задача работы: приготовить заданный золь и растворы ВМС (желатина, поливиниловый спирт, крахмал). Сравнить их защитное действие.

Оборудование, реактивы: штатив с пробирками; конические колбы 3 объемом 150-200 см -5 шт.; мерные колбы на 100 см – 3 шт.; мерные цилиндры на 100 см ; воронка; бумажные фильтры; водные растворы коагуляторов: NaCl ( = 10 %); FeCl3 ( = 47 %); K4[Fe(CN)6] ( = 20 %);

раствор щавелевой кислоты (0,15 М); защитные вещества в порошкообразном состоянии (желатина, крахмал, поливиниловый спирт).

Выполнение работы 1. Приготовление золя и растворов ВМС.

По выбору преподавателя готовят золь гидроксида железа или берлинской лазури.





3 а) К 100 см кипящей дистиллированной воды прибавляют 0,5 см раствора хлорида железа (III) с массовой долей 47 %. В результате реакции:

FeCl3 + 3Н2О = Fe(ОН)3 + 3 НCl образуется золь гидроксида железа вишнево-красного цвета.

б) К 100 см дистиллированной воды добавляют 3,8 см3 раствора K4[Fe(CN)6]с массовой долей 20 % и 6 капель раствора FeCl3 с массовой долей 47 %. Выпавший осадок переносят на фильтр и промывают водой.

После этого воронка с фильтром, содержащим осадок, помещается в чистую колбу и промывается раствором щавелевой кислоты с концентрацией 0,М. Осадок пептизируется кислотой за счет адсорбции оксалат ионов и через фильтр проходит синий золь берлинской лазури:

K4[Fe(CN)6] + FeCl3 = K Fe [Fe(CN)6] + 3 КCl.

2. Составляют структурную формулу мицеллы полученного коллоидного раствора, определяют заряд гранулы.

3. Готовят по 100 см растворов желатины, крахмала и поливинилового спирта с массовой долей 0,5 %. Для этого навески по 0,5 г ВМС вносят в конические колбы, добавляют по 80 см дистиллированной воды и дают набухнуть в течение 20-30 минут. В ходе набухания из ВМС происходит растворение примесей, для удаления которых, воду после набухания сливают в мерный цилиндр и заменяют свежей такого же объема, как и удаленный.

о Далее колбы нагревают на водяной бане при 50 С до полного растворения ВМС. Растворы охлаждают, переносят в мерные колбы емкостью по 100 см и доводят водой до метки. (Смесь набухшего крахмала доводят до кипения при энергичном размешивании).

4. Установление влияния концентрации и природы ВМС на величину порога коагуляции.

Берут 5 пронумерованных пробирок. В четыре из них (№ 2-5) наливают 3 по 1 см воды. В пробирки № 1 и 2 помещают по 1 см раствора одного из ВМС. Смесь в пробирке № 2 тщательно перемешивают стеклянной палочкой, отбирают 1 см полученного раствора и переносят его в пробирку № 3. Содержимое перемешивают, вновь отбирают 1 см жидкости и переносят в пробирку № 4, откуда после перемешивания 1 см раствора отбрасывают. Получают по 1 см растворов ВМС с массовой долей 0,5 (пробирка); 0,25 (2 пробирка); 0,125 (3 пробирка) и 0,0625 % (4 пробирка) соответственно. В пробирке № 5 содержится только вода.

Во все пробирки добавляют по 5 см приготовленного золя и встряхивают. Затем определяют пороги коагуляции, начиная с незащищенного золя в пробирке № 5. Предварительно в отдельной пробирке 3 смешивают 1 см воды и 5 см имеющегося золя, приготавливая контрольный раствор. В пробирку № 5 добавляют из бюретки раствор NaCl ( = 10 %), а в контрольную пробу - такой же объем дистиллированной воды. В ходе титрования обе пробирки встряхивают, каждый раз сравнивая титруемый золь с контрольным раствором. Отмечают визуальные признаки коагуляции (появление мути или образование хлопьев), фиксируют объем электролита, пошедший на коагуляцию. Порог коагуляции вычисляют по уравнению:

с0 Vк ск =, ( + V5 ) к где с0 – концентрация электролита, вызывающего коагуляцию, моль/дм3; Vк – объем электролита, пошедший на коагуляцию. Повторяют опыт с растворами в пробирках № 1-4, вычисляя для них значения ск.

5. Выливают растворы из пробирок, промывают их водой, высушивают фильтровальной бумагой и готовят растворы следующих ВМС. Определяют для них значение ск аналогичным образом.

По вычисленным в п.п. 4-5 порогам коагуляции строят зависимость ск = f(cВМС). Отрезок, отсекаемый на оси ординат, соответствует порогу коагуляции незащищенного золя. Если защитное действие ВМС не проявляется, то получим прямую параллельную оси абсцисс. Если раствор ВМС проявляет защитное действие, то на соответствующей зависимости появится восходящий участок. Делают вывод о влиянии концентрации и природы ВМС на величину порога коагуляции.

6. Определяют защитные числа растворов ВМС.

Берут 10 пронумерованных пробирок, в 9 из них (№ 2-10) наливают по 1 см воды. В пробирки № 1 и 2 вносят по 1 см3 исходного раствора ВМС.

Затем из пробирки № 2 отбирают 1 см раствора и переносят в пробирку № и т.д. до пробирки № 9 (аналогично п.4). Из пробирки № 9 - 1 см жидкости отбрасывают. Получают растворы ВМС с массовой долей (%), равной 0,5;

0,25; 0,125; 0,0625; 0,0312; 0,0156; 0,0078; 0,0039 и 0,00195 соответственно.

Затем в каждую пробирку наливают по 5 см золя и тщательно перемешивают. После этого в первые девять вводят раствор хлорида натрия в объеме, соответствующем коагуляции незащищенного золя (объем определяют в п.4). В пробирку № 10 добавляют такой же объем воды – контрольный раствор. Записывают время добавления электролита и через минут отмечают, в каких пробирках изменился цвет или мутность золя по сравнению с контрольным раствором.

Защитное число для 10 см золя (m10) определяют по результатам п.как удвоенное среднее арифметическое между массой ВМС, проявляющей защитные свойства и ближайшей к ней массой, не проявляющей защитного действия. Например, защитное действие проявляется, в растворах № 1- 4, а в остальных – отмечены признаки коагуляции. Тогда минимальная масса ВМС, необходимая для защиты 5 см золя от коагуляции, соответствует массе ВМС в пробирке № 4. Массу ВМС (gВМС) рассчитывают, зная массовую долю соответствующего раствора и принимая массу раствора ВМС равной его объему: в пробирке № 4 gВМС = 0,0625/100 = 62,5*10-5 г = 0,625 мг.

Ближайшая к ней наименьшая масса ВМС, не проявляющая защитного действия, соответствует пробирке № 5, т.е. 0,312 мг.

.0 625 + 0. 2m = =.0 937 мг.

7. Опыт и расчеты повторяют с другим ВМС.

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.