Bài giảng đại cương về hòa tan

Đây là một hằng số phụ thuộc vào tính chất của điện môi, được gọi là hằng số điện môi của môi trường, là đại lượng không có thứ nguyên... DUNG MÔI PHÂN CỰC – CHẤT TAN KHÔNG ION HÓA

Trần Văn Thành

Nghiên cứu phát triển

Bảo quản

Sinh khả dụng

- CHẤT TAN

- DUNG MÔI

- DUNG DỊCH (THẬT/GIẢ)

- Nồng độ phần trăm : lượng chất tan có trong 100 phần dung dịch : kl/tt, kl/kl, tt/tt, tt/kl

Dung dịch nước muối sinh lý 0,9% (kl/tt)

- Nồng độ phân tử (nồng độ mol) : số phân tử chất tan trong 1 lít dung dịch (mol/l) Nồng độ phân tử được ký hiệu là M hoặc

C M hoặc mol/l hoặc mol/L

NaOH + HCl  NaCl + H 2 0

- Nồng độ đương lượng (equivalence): Đương lượng (Eq) của 1 nguyên tố là số phần khối lượng của nguyên tố đó có thể thay thế hay phản ứng vừa đủ với 1 phần khối lượng của hydro hoặc

8 phần khối lượng của oxi Ví dụ: đương lượng của H là 1,008, của O là 8,0, của C là 3,0, của N là 4,6, của Al là 9,0

Nồng độ đương lượng có đơn vị là Eq/l, mEq/l (1 Eq = 1000

mEq) 1 mEq là lượng tính bằng miligam tương ứng với trọng

lượng phân tử hay trọng lượng ion chia cho hóa trị.

- Nồng độ đương lượng (equivalence)

Tính đương lượng

a- H 2 + ½ O 2 → H 2 0, tính đương lượng của H, O

b- CuO + H 2 (nhiệt độ) → Cu + H 2 0, tính đương lượng

của CuO

c- 2Al + 3 / 2 O 2 → Al 2 O 3 , tính đương lượng của Al

d- Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 , tính đương lượng của Fe

e- Na + CH 3 COOH → CH 3 COONa + ½ H 2 , tính đương

lượng của Na

DUNG MÔI – CHẤT TAN

BẢN CHẤT DUNG MÔI

Căn cứ vào tính chất cấu tạo và bản chất sự liên kết phân

tử, dung môi được chia làm 3 loại:

- Dung môi phân cực: hình thành từ các phân tử phân cực mạnh và có cầu nối hydro Ví dụ: nước, ethanol

- Dung môi bán phân cực: dung môi hình thành từ các

phân tử phân cực mạnh nhưng không có cầu nối hydro

Ví dụ: aceton, pentanol

- Dung môi không phân cực: dung môi hình thành từ phân

tử không phân cực hoặc phân cực yếu Ví dụ: benzen, dầu thực vật, dầu khoáng

QUÁ TRÌNH HÒA TAN

Tương tác

Dung môi – Dung môi

Chất tan – Chất tan

Chất tan – Dung môi

Phân loại chất tan?

DUNG MÔI PHÂN CỰC –

CHẤT TAN ION HÓA

Lực Coulomb giữa hai điện

tích đặt trong điện môi nhỏ

hơn lực tác dụng trong chân

không ε lần

Đây là một hằng số phụ thuộc

vào tính chất của điện môi,

được gọi là hằng số điện môi

của môi trường, là đại lượng

không có thứ nguyên

DUNG MÔI PHÂN CỰC –

CHẤT TAN KHÔNG ION HÓA

Do liên kết hydro, các hợp chất có nhóm hydroxyl càng nhiều

khả năng tan trong nước càng cao Ví dụ: các hợp chất

đường, gôm, các glycozid, các poly ethylen glycol tan nhiều

trong nước

Sự hòa tan của các ether, aldehyd, ceton, acid và anhydrid

trong nước và các dung môi phân cực khác cũng do sự hình

thành của các phức hợp qua cầu hydro

DUNG MÔI KHÔNG PHÂN CỰC

– CHẤT TAN KHÔNG PHÂN CỰC

Dung môi không phân cực không hòa tan được các loại hợp chất phân cực

Nói chung dung môi không phân cực hòa tan được các chất

không phân cực khác vì các chất này cũng có nối phân tử yếu,

lực liên kết thường do sự phân cực cảm ứng

Ví dụ: các hydrocarbon tan vào nhau, ether dầu hỏa hòa tan dầu thực vật, mỡ

MỘT SỐ QUY TẮC CHUNG

- Các chất có tính chất tương tự thì tan vào nhau

- Các chất có cấu trúc tương tự sự hòa tan càng lớn:

Saccarose có nhiều nhóm -OH dễ tan trong nước (H-OH)

Lưu huỳnh dễ tan trong sulfur carbon (CS 2 )

Phenol rất tan trong glycerol (C 6 H 5 -OH và CH 2

OH-CHOH-CH 2 OH)

MỘT SỐ QUY TẮC CHUNG

- Sự hiện diện các nhóm chức khác nhau trong công thức cấu tạo một chất sẽ làm thay đổi đáng kể độ tan của chất đó

MỘT SỐ QUY TẮC CHUNG

- Sự hiện diện các nhóm chức khác nhau trong công thức cấu tạo một chất sẽ làm thay đổi đáng kể độ tan của chất đó

MỘT SỐ QUY TẮC CHUNG

-  Hợp chất cao phân tử thường không tan hoặc chỉ tan rất ít

- Chất có điểm chảy cao thường có độ tan thấp

Lựa chọn hoạt chất

- dẫn chất

Sự hiện diện của chất khác

- hiện tượng muối hóa (salting out, salting in)

- chất trung gian làm tăng độ tan

- hỗn hợp dung môi (vd dung dịch bromoform dược dụng)

Nhiệt độ hòa tan

pH của môi trường

pH của môi trường

pH ion hóa độ tan của dược chất

Sự bền vững của dược chất và yêu cầu của dạng thuốc

pH của môi trường – chất tan acid yếu

AH ↔ H + + A

-Ka = [H + ] [A - ]/ [HA]

logKa = log [H + ] + log [A - ] – log [HA]

-logKa = -log [H + ] - log [A - ] + log [HA]

pKa = pH + log [HA] - log [A - ] pKa = pH + log [HA]/[A - ]

pH = pKa + log [A - ]/[HA]

pH = pKa + log (S-So)/So So: Độ tan của chất tan dạng không ion hóa [HA]

S: Độ tan bão hòa tổng cộng của chất tan ở pH dung dịch

pH của môi trường – chất tan acid yếu

Cho biết khả năng phân ly của một chất khi pH = pKa + 1? pH = pKa + 2 ?

pH của môi trường – chất tan acid yếu

Cho biết dưới pH nào thì sulfadiazin (pKa = 6,48) bắt đầu tủa trong dung dịch tiêm truyền biết rằng nồng độ ban đầu của natri

sulfadiazin là 0,04 mol/l và độ tan của sulfadiazinlà 0,000307 mol/l?

pH của môi trường – chất tan acid yếu

pH của môi trường – chất tan acid yếu

Cho biết dưới pH nào thì sulfadiazin (pKa = 6,48) bắt đầu tủa trong dung dịch tiêm truyền biết rằng nồng độ ban đầu của natri

sulfadiazin là 0,04 mol/l và độ tan của sulfadiazinlà 0,000307 mol/l?

pH của môi trường – chất tan acid yếu

Cho biết độ tan của penicillin G ở pH thấp (chỉ có dạng không phân

ly tan)? Biết rằng pKa của penicillin G là 2,76 và độ tan của thuốc ở

pH 8,0 là 0,174 mol/l

pH của môi trường – chất tan acid yếu

Cho biết độ tan của penicillin G ở pH thấp (chỉ có dạng không phân

ly tan)? Biết rằng pKa của penicillin G là 2,76 và độ tan của thuốc ở

pH 8,0 là 0,174 mol/l

pH của môi trường – chất tan base yếu

pH của môi trường – chất tan base yếu

Một chất có độ tan bão hòa ở nhiệt độ phòng theo pH như sau

Hãy cho biết đây là chất có tính gì? Và pKa của chất này là bao

nhiêu?

pH của môi trường – chất tan base yếu

Một chất có độ tan bão hòa ở nhiệt độ phòng theo pH như sau

Hãy cho biết đây là chất có tính gì? Và pKa của chất này là bao

nhiêu?

pH của môi trường – chất tan lưỡng cực

pH của môi trường – chất tan lưỡng cực

pH dưới giá trị điểm đẳng điện

pH của môi trường – chất tan lưỡng cực

Cho biết tryptophan có hai giá trị pKa là 2,4 và 9,4, điểm đẳng điện

là 5,9 Hãy tính toán độ tan của tryptophan tại pH 2 và pH 10 biết ở dung dịch trung tính, độ tan S o của tryptophan là 0,02 mol/l

pH của môi trường – chất tan lưỡng cực

Cho biết tryptophan có hai giá trị pKa là 2,4 và 9,4, điểm đẳng điện

là 5,9 Hãy tính toán độ tan của tryptophan tại pH 2 và pH 10 biết ở dung dịch trung tính, độ tan S o của tryptophan là 0,02 mol/l

pH của môi trường – chất tan lưỡng cực

Cho biết ở pH nào thì hoạt chất sẽ bị kết tủa lại từ dung dịch?

pH của môi trường – chất tan lưỡng cực

Cho biết ở pH nào thì hoạt chất sẽ bị kết tủa lại từ dung dịch?

pH của môi trường – chất tan lưỡng cực

Cho biết ở pH nào thì hoạt chất sẽ bị kết tủa lại từ dung dịch?

Sự khuấy trộn – nhiệt độ - độ nhớt

V: tốc độ hòa tan

S: diện tích tiếp xúc giữa chất lỏng và chất rắn

C S : nồng độ bão hòa của chất tan

C t : nồng độ của dung dịch ở thời gian t

Noyes và Whitney

Tạo dẫn chất dễ tan

Dùng các chất có khả năng tạo phức dễ tan trong dung môi

với điều kiện phức chất tạo thành vẫn duy trì nguyên vẹn tác

dụng sinh học của dược chất ban đầu

Iod khó tan trong nước (1: 3500)

Dùng chất trung gian thân nước

Thuốc tiêm Cafein 7%

Dùng hỗn hợp dung môi

A: glycerol – nước B: cồn – nước

C: cồn – glycerol

Tạo hệ phân tán rắn với dẫn chất cyclodextrin