Hóa vô cơ (B5: NƯỚC)

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... Tính chất hóa

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

Cấu tạo phân tử Nước (H 2 O)

4

 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

Cấu tạo phân tử Nước (H 2 O)

bền đối với nhiệt,

bắt đầu phân hủy ở

1000oC và đến

2000oC chỉ phân hủy

khoảng 2%

Cấu trúc 3 trạng thái của nước

6

Các trạng thái của nước

Tính chất vật lý

8

 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

lỏng do cấu trúc xốp

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

Trạng thái thiên nhiên

 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

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 = 3,81o C; ts = 101,43 o C

 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)

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 uống được

15

 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

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

Nước RO và nước siêu lọc

21

 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 98% ion hòa tan

80- 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

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)

 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

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

25

Máy cất nước 1 lần (PTN)

Máy cất nước 2 lần (PTN)

Trao đổi ion

27

 Nguyên tắc:

Thẩm thấu ngược

 Nguyên tắc

31

Tiêu chuẩn nước trong DĐVN IV

 Nước tinh khiết

 Là nước điều chế theo phương pháp cất hoặc trao đổi ion hoặc phương pháp thích hợp khác

 Phải đạt 3 nhóm tiêu chuẩn

 Tiêu chuẩn kỹ thuật:

• Giới hạn tạp chất hòa tan

• pH

• Cảm quan

 Tiêu chuẩn giới hạn nhiễm khuẩn

 Tiêu chuẩn giới hạn nội độc tố vi khuẩn

 Thường dùng để:

 Rửa chai, lọ, dụng cụ trong pha chế thuốc tiêm

 Pha chế một số dược phẩm dùng ngoài đường tiêm đòi hỏi chất lượng cao của dung môi

Tiêu chuẩn nước trong DĐVN IV

33

 Nước để pha thuốc tiêm

 Được điều chế từ nước uống được hoặc nước tinh khiết bằng phương pháp cất

 Phải đạt các yêu cầu:

 Phải đáp ứng các yêu cầu của “Nước tinh khiết”

 Trong suốt quá trình sản xuất và bảo quản nước để pha thuốc tiêm phải có những phương pháp thích hợp để kiểm soát tổng lượng vi khuẩn

 Được dùng như là dung môi để pha chế thuốc tiêm theo

lô, mẻ

Tiêu chuẩn nước trong DĐVN IV

 Nước vô khuẩn để tiêm

 Là nước để pha thuốc tiêm được đựng trong các ống

hoặc chai, lọ thích hợp, đóng kín và được tiệt khuẩn bằng nhiệt trong điều kiện đảm bảo chế phẩm không có nội độc

 Không chứa chất gây sốt

 Dùng để hòa tan các thuốc

tiêm bột hoặc pha loãng thuốc

Tổng kết

35

 Nước có cấu trúc bất đối xứng, phân tử có góc 104,5o

nên có tính lưỡng cực lớn

 Phân tử nước có thể tạo liên kết hydro liên phân tử để

có các trạng thái nước lỏng, nước đá

 Nước dễ tương tác với các ion hoặc phân tử phân cực khác tạo nên hiện tượng hòa tan hoặc hydrate hóa

 Nước dễ tạo phản ứng thủy phân hoặc oxy hóa – khử

 Tùy theo mục đích sử dụng, nước có những mức tiêu chuẩn khác nhau

 Các biện pháp thường được dùng để tinh sạch nước trong sản xuât là làm mềm nước, cất nước và thẩm

thấu ngược