+8 (800) 500-27-29

Общие понятия о растворах

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТВОРОВ. ПОНЯТИЕ О РАСТВОРИМОСТИ

Растворы,это гомогенные смеси двух или большего числа веществ, в которых все компоненты распределены в объеме растворителя в виде отдельных атомов, молекул, ионов или в виде групп из сравнительно незначительного числа этих частиц.

Растворы обычно характеризуются количественным перевесом одной составной части, которую принято называть растворителем (soluens). Лекарственное средство (или средства), которое пребывает в растворе в меньшем количестве, называют растворенным веществом (solvendum). Понятия «растворитель» и «растворенное вещество» — условные, особенно в тех случаях, когда количество составных частей раствора приблизительно одинаковое.

Растворение следует рассматривать как процесс образования из двух или нескольких компонентов однородных систем, которые имеют во всех своих частях одинаковый химический состав и физические свойства.

Понятие о растворимости. Растворимость твердого лекарственного средства в жидкости или взаимная растворимость у жидкостей — это условие возникновения раствора. В фармакопее пор, растворимостью подразумевают свойство вещества растворяться в разных растворителях. Сведения о растворимости лекарственных веществ приводятся в фармакопейных статьях и справочных таблицах. Для обозначения растворимости веществ приняты условные термины (в пересчете на 1,0 г вещества), значения которых приведены в табл. 15. Препарат считают растворившимся, если в растворе при наблюдении в проходящем свете не обнаруживаются частицы вещества.

Относительно растворимости в некоторой степени руководствуются старым положением «подобное растворяется в подобном» (similia similibus solventur), то есть в свете современных взглядов на строение молекулы это представляется так: в неполярных растворителях (бензин, эфир и др.) хорошо растворяются разные соединения с неполярными или малополярными молекулами и не растворяются вещества другого типа. Наоборот, растворитель с сильно выраженным полярным характером молекул (вода), как правило, растворяет вещества с молекулами полярного и отчасти ионного типов и не растворяет вещества с неполярными молекулами.

К полярным растворителям относятся жидкости, сочетающие большую диэлектрическую постоянную, большой дипольный момент с наличием функциональных групп, обеспечивающих образование координационных (большей частью водородных) связей: вода, кислоты, низшие спирты и гликоли, амины и т. д.

Наличие полярных групп в молекуле вещества сильно влияет на его растворимость. Как правило, вещества хорошо растворимы в воде и друг в друге, если на каждую полярную группу приходится не более трех атомов углеводородного радикала. При большем наличии углеводородных радикалов между молекулами возникают столь большие дисперсионные силы, что они препятствуют растворению таких веществ в полярных растворителях.

Полярные вещества — это вещества с ионной (ионные кристаллы) и полярной связью (полярные молекулы), например, натрия хлорид.

К неполярным растворителям относятся жидкости с малым дипольным моментом, не имеющие активных функциональных групп, например, углеводороды, галоидалкилы и др. Неполярные вещества — это вещества строго симметричной структуры, без электрических полюсов (например, парафин, скипидар, камфора, тимол и др.).

Однако вышеприведенное правило не всегда действительно, особенно в применении к сложным органическим соединениям, которые содержат как полярные (—ОН, —S03H, —NH2, —COOH, —COONa), так и неполярные (алкильные или арильные радикалы) группы. К таким соединениям относятся углеводы, спирты, кетоны, органические кислоты, амины и др. Растворимость этих веществ зависит от преобладания полярных или неполярных групп. Например, спирт этиловый С2Н5ОН смешивается с водой в любых соотношениях, амиловый С5НпОН — не выше 10 %, а спирт цетиловый С16Н33ОН практически в воде не растворяется.

Взаимная растворимость жидкостей или твердых веществ в жидкостях зависит от ряда свойств этих веществ: химической природы, величины и строения частиц, электрического заряда (в случае ионов), дипольных моментов и т. д.

Известна так называемая неограниченная растворимость, когда две жидкости растворяются одна в другой во всех соотношениях, и ограниченная, когда растворимость одной жидкости в другой ограничена определенной концентрацией. При ограниченной взаимной растворимости двух жидкостей А и Б каждая из них растворяется, причем после отстаивания образуется два слоя, которые располагаются один над другим в порядке уменьшения плотности и состоят один из раствора Б в А, а другой — из раствора А в Б.

Растворы занимают промежуточное положение между химическими соединениями и механическими смесями. От химических соединений растворы отличаются переменностью своего состава, а от вторых — своей однородностью. Вот почему растворами называют однофазные системы переменного состава, образованные не менее чем двумя независимыми компонентами.

Д. И. Менделеев впервые стал рассматривать растворение не только как физический процесс, но и как процесс химического взаимодействия растворяемого вещества с растворителем. В частности, при растворении всегда поглощается или выделяется энергия (теплота растворения) и изменяется объем жидкости. Исследование растворов с помощью разных методов дало возможность установить наличие во многих из них так называемых сольватов или гидратов, которые образуются в результате соответствующих процессов сольватации и гидратации. Гидратация веществ в водных растворах составляет отдельный случай сольватации всяким растворителем. Если растворитель вода, то эти соединения называются гидратами. Процесс гидратации следует рассматривать как химическую реакцию присоединения воды к веществу.

Гидратация происходит под влиянием сил молекулярного взаимодействия молекул воды и гидратированного вещества. Соли гидратируются ионами, имеющими значительные электрические поля, которые притягивают электрические полярные молекулы воды. Чем сильнее поле иона, то есть чем больший его заряд и меньший радиус, тем сильнее он гидратируется и тем крепче образованные гидраты. Образование сольватов во многих случаях изменяет свойства растворяемого вещества, что легко определяется непосредственным наблюдением.

Читать еще:  Бланк уведомления подтверждения вида на жительство распечатать

Например, иод, который состоит из отдельных молекул, в газообразном состоянии имеет фиолетовое окрашивание. Такое же окрашивание сохраняется при растворении иода в бензине. Если же иод растворить в спирте, получается раствор темно-коричневого цвета. Эта смена окраски свидетельствует о наличии взаимодействия между молекулами иода и спирта. Гидраты — довольно неустойчивые соединения, во многих случаях разлагаются уже при выпаривании растворов. Но иногда гидратная вода настолько прочно связана с молекулами растворенного вещества, что при выделении последнего из раствора она входит в состав его кристаллов.

К таким лекарственным веществам относятся глюкоза, терпингидрат, магния сульфат, меди сульфат, квасцы, кодеин и др., которые являются кристаллогидратами с различным содержанием кристаллизационной воды. При удалении воды из кристаллогидратов они изменяют внешний вид и отдельные свойства (меди сульфат, гипс, кристаллическая сода и др.). В гидратированном состоянии пребывают и отдельные ионы растворенной в воде соли, что имеет определяющее значение для многих свойств растворов солей. Идея гидратации ионов в растворах была впервые высказана И. А. Каблуковым и В. А. Кистяковским. Теоретические основы растворения более подробно рассматриваются в курсе физической и коллоидной химии.

Общая характеристика растворов.Растворы бывают ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные. Ненасыщенным называется раствор, у которого граница растворимости не достигнута. Насыщенный раствор — это раствор, содержащий максимально возможное при определенных условиях количество вещества. Пересыщенный — это раствор, в котором содержится растворенного вещества больше того количества, что соответствует его нормальной растворимости при данных условиях.

В аптечных условиях чаще готовят ненасыщенные растворы, реже — насыщенные и пересыщенные, так как они являются нестойкими системами.

Кроме растворов твердых и жидких лекарственных средств, применяются еще некоторые растворы газов в воде, например, аммиака (10—25%), хлористого водорода (25%), формальдегида (36,5— 37,5 %) и т. д. В аптеках эти концентрированные растворы в меру необходимости разводятся водой или другим растворителем до указанной в рецепте концентрации.

В физико-химическом отношении растворы не являются однородной группой, поскольку охватывают жидкие дисперсные системы с разной степенью дисперсности: истинные растворы низкомолекулярных соединений; растворы высокомолекулярных соединений; коллоидные растворы. За всеми этими категориями дисперсных систем издавна закрепилось общее наименование растворы (например, раствор натрия хлорида, раствор протаргола, раствор желатина), хотя каждая система имеет свои особенности.

Истинные растворы охватывают две категории дисперсных систем:

> ионно-дисперсные (с размером частиц порядка 0,1 нм). К ним относятся растворы электролитов (например, натрия хлорид). Растворенное вещество находится в виде отдельных гидрати-рованных ионов и молекул в некоторых равновесных количествах.

> молекулярно-дисперсные (с размером частиц порядка 1 нм). К ним относятся растворы неэлектролитов (например, сахар, спирт). Растворенное вещество распадается на отдельные кинетические самостоятельные молекулы.

Истинные растворы гомогенны, их компоненты не могут быть разделены фильтрованием или каким-либо другим способом. Они хорошо диффундируют, сохраняют длительное время гомогенность, если только в них не начинают происходить вторичные химические процессы (гидролиз, окисление и т. п.) или они не подвергаются микробному загрязнению. Эта устойчивость очень важна при приготовлении внутриаптечных заготовок и растворов-концентратов для бю-реточных установок.

Виды растворов. Виды концентрации растворов

Растворы – это состоящая из двух или более веществ однородная масса или смесь, в которой одно вещество выступает в качестве растворителя, а другое – в качестве растворяемых частиц.

Существует две теории трактовки происхождения растворов: химическая, основоположником которой является Менделеев Д. И., и физическая, предложенная немецким и швейцарским физиками Оствальдом и Аррениусом. Согласно трактовке Менделеева, компоненты растворителя и растворяемого веществ становятся участниками химической реакции с образованием неустойчивых соединений этих самых компонентов или частиц.

Физическая же теория отрицает химическое взаимодействие между молекулами растворяющего и растворяемого веществ, объясняя процесс образования растворов как равномерное распределение частиц (молекул, ионов) растворителя между частицами растворяемой субстанции вследствие физического явления, именуемого диффузией.

Классификация растворов по различным критериям

На сегодня нет единой системы классификации растворов, однако условно виды растворов можно сгруппировать по наиболее значимым критериям, а именно:

I) По агрегатному состоянию выделяют: твёрдые, газообразные и жидкие растворы.

II) По размерам частиц растворённого вещества: коллоидные и истинные.

III) По степени концентрации частиц растворённого вещества в растворе: насыщенные, ненасыщенные, концентрированные, разбавленные.

IV) По способности проводить электрический ток: электролиты и неэлектролиты.

V) По назначению и области применения: химические, медицинские, строительные, специальные растворы и др.

Виды растворов по агрегатному состоянию

Классификация растворов по агрегатному состоянию растворителя приводится в широком смысле значения этого термина. Принято считать растворами жидкие субстанции (причём в качестве растворяемого вещества может выступать как жидкий, так и твёрдый элемент), однако если учесть тот факт, что раствор – это гомогенная система из двух или нескольких веществ, то вполне логично признать также и твёрдые растворы, и газообразные. Твёрдыми растворами принято считать смеси, например, нескольких металлов, больше известных в обиходе как сплавы. Газообразные виды растворов – это смеси нескольких газов, пример – окружающий нас воздух, который представлен в виде соединения кислорода, азота и углекислого газа.

Читать еще:  Договор посредника между продавцом и покупателем

Растворы по размеру растворённых частиц

Виды растворов по размеру растворённых частиц включают истинные (обычные) растворы и коллоидные системы. В истинных растворах растворяемое вещество распадается на мелкие молекулы или атомы, по размерам приближённые к молекулам растворителя. При этом истинные виды растворов сохраняют первоначальные свойства растворителя, лишь слегка преображая его под действием физико-химических свойств добавленного в него элемента. Например: при растворении поваренной соли или сахара в воде вода остаётся в том же агрегатном состоянии и той же консистенции, практически такого же цвета, меняется только её вкус.

Коллоидные растворы отличаются от обычных тем, что добавляемый компонент распадается не полностью, сохраняя сложные молекулы и соединения, размеры которых значительно превышают частицы растворителя, превосходя значение 1 нанометра.

Виды концентрации растворов

В одно и то же количество растворителя можно добавить разное количество растворяемого элемента, на выходе будем иметь растворы с разной концентрацией. Перечислим основные из них:

  1. Насыщенные растворы характеризуются степенью растворимости вещества, при которой растворяемый компонент под влиянием постоянной величины температуры и давления больше не распадается на атомы и молекулы и раствор достигает фазового равновесия. Насыщенные растворы также условно можно разделить на концентрированные, в которых массовая доля растворённого компонента сопоставима с растворителем, и на разбавленные, где растворённого вещества в несколько раз меньше растворителя.
  2. Ненасыщенные – это те растворы, в которых растворяемое вещество ещё может распадаться на мелкие частицы.
  3. Пересыщенные растворы получаются тогда, когда изменяются параметры воздействующих факторов (температура, давление), в результате чего продолжается процесс “дробления” растворённого вещества, его становится больше, чем было при нормальных (обычных) условиях.

Электролиты и неэлектролиты

Некоторые вещества в растворах распадаются на ионы, способные проводить электрический ток. Такие гомогенные системы называются электролитами. В эту группу входят кислоты, большинство солей. А растворы, не проводящие электрический ток, принято называть неэлектролитами (почти все органические соединения).

Группы растворов по назначению

Растворы незаменимы во всех отраслях народного хозяйства, специфика которых создала такие виды специальных растворов, как медицинские, строительные, химические и другие.

Медицинские растворы – это совокупность препаратов в форме мазей, суспензий, микстур, растворов для инфузий и инъекций и прочих лекарственных форм, применяемых в медицинских целях для лечения и профилактики различных заболеваний.

Виды химических растворов включают в себя огромное множество гомогенных соединений, используемых в химических реакциях: кислоты, соли. Эти растворы могут быть органического или неорганического происхождения, водные (морская вода) или безводные (на основе бензола, ацетона и т. д.), жидкие (водка) или твёрдые (латунь). Они нашли своё применение в самых различных отраслях национального хозяйства: химическая, пищевая, текстильная промышленность.

Виды строительных растворов отличаются вязкой и густой консистенцией, из-за чего им больше подходит название смеси.

Дайте определение понятиям :раствор, растворитель, растворенное вещество. Современная классификация плазмозаменяющих растворов в медицине.

Дайте определение понятиям :раствор, растворитель, растворенное вещество. Современная классификация плазмозаменяющих растворов в медицине.

В растворах протекает большее количество химических реакций организма. Раствор – это идеальная транспортная система, которая доставляет необходимые лекарственные средства непосредственно во внутреннюю среду организма. Также растворённые препараты лучше усваиваются организмом.

Раствор– это гомогенная система переменного состава, состоящая из двух и более независимых компонентов и продуктов их взаимодействия.

Растворитель– компонент, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. При одинаковых агрегатных состояниях компонентов растворителем считают то вещество, содержание которого в растворе больше.

Растворенное вещество-компонент, молекулы или ионы которого равномерно распределены в объеме растворителя.

Плазмозаменяющие растворы( классификация):

1)Гемодинамические( противошоковые) растворы – предназначены для лечения шока различного происхождения и восстановления гемодинамики, в том числе микроциркуляции, при использовании аппаратов искусственного кровообращения для разведения крови во время операции. Например растворы глюкозы (полиглюкин), 8% -ный раствор расщеаленного пищевого желатина — препарат желатиноль и др.

2)Дезинотоксикационные растворы, применяемые при интоксикации различной этилогии. К лекарственным средствам этой группы относятся такие препараты, как гемодез, неогемодез, глюконеодез и др. Помимо поливинилпирролидона в состав растворов входят ионы магния, калия, кальция, натрия и хлора.

3)Регуляторы водно-солевого баланса и кислотно-основного состояния: солевые растворы (растворы электролитов), осмотические диуретики (глицерол, маннитол и мочевина)

4)Растворы для парентерального питания, которые служат для обеспечения энергетических ресурсов организмв, доставки питательных веществ к органам и тканям. Например, растворы аминокислот, жировые эмульсии, поливитаминные комплексы и микроэлементы; комбинированные препараты.

5)Переносчики кислорода, восстанавливающие дыхательную функцию крови( растворы модифицированного гемоглобина человека; эмульсии порфторуглеродов (ПФУ) например, перфторан)

6)Комплексные ( полифункциональные) растворы, обладающие широким диапазоном действия, которые могут состоять из нескольки групп плазмозаменяющих растворов.

2)Дайте определения, поясните физический смысл следующих способов выражения концентраций веществ в растворе: массовая доля, молярная концентрация, титр.

Массовая доля растворенного вещества w(Х)- величина равная отношению массы растворенного вещества m(Х) к массе раствора.
Массовая доля вещества в растворе величина безразмерная, она показывает , сколько граммов растворенного вещества содержится в 100 г раствора. Используется для характеристики лекарственных препаратов, физиологических растворов.

Молярная концентрация вещества в растворе с(Х)- величина, равная отношению количества растворенного вещества к объему раствора.
Молярная концентрация вещества в растворе показывает, какое количество растворенного вещества содержится в 1 л раствора. Основная единица измерения в СИ – моль/м3, на практике-моль/л. Применяется для выражения концентрации различных веществ в биологических жидкостях.

Читать еще:  Когда предоставляется административный неоплачиваемый отпуск по инициативе работодателя

Титр растворенного вещества T(X)- это масса растворенного вещества Х, содержащаяся в 1 мл раствора.
Измеряется в г/см3, допускается записать г/мл. Это способ используется в микробиологии, общей гигиене, иммунологии.

Молярная концентрация эквивалента вещества Х, с(1X) –величина, равная отношению количества вещества эквивалента n(z1X) в растворе к объему этого раствора. Запись «0,1 н. H2SO4» означает, что молярная концентрация эквивалента вещества H2SO4 равна 0,1 моль/л, т.е. в 1 л раствора содержится 0,1 моль эквивалента вещества H2SO4.

Моляльная концентрация вещества Х в растворе, сm(Х) – это величина, равная отношению количества вещества к массе растворителя. Запись «сm(H2SO4) = 0,15 моль/кг» означает, что в 1 кг раствори- теля содержится 0,15 моль вещества H2SO4.

Молярная доля растворенного вещества N(X) – величина, равная отношению количества вещества данного компонента к сум марному количеству всех компонентов, входящих в состав раствора, включая растворитель n(A).

Эквивалент- реальная или условная частица вещества Х, которая в данной кислотно-основной реакции может присоединять, отдавать или быть каким-либо другим образом эквивалентна одному иону водорода или одному электрону в данной ОВР.

Дайте определение понятиям :раствор, растворитель, растворенное вещество. Современная классификация плазмозаменяющих растворов в медицине.

В растворах протекает большее количество химических реакций организма. Раствор – это идеальная транспортная система, которая доставляет необходимые лекарственные средства непосредственно во внутреннюю среду организма. Также растворённые препараты лучше усваиваются организмом.

Раствор– это гомогенная система переменного состава, состоящая из двух и более независимых компонентов и продуктов их взаимодействия.

Растворитель– компонент, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. При одинаковых агрегатных состояниях компонентов растворителем считают то вещество, содержание которого в растворе больше.

Растворенное вещество-компонент, молекулы или ионы которого равномерно распределены в объеме растворителя.

Плазмозаменяющие растворы( классификация):

1)Гемодинамические( противошоковые) растворы – предназначены для лечения шока различного происхождения и восстановления гемодинамики, в том числе микроциркуляции, при использовании аппаратов искусственного кровообращения для разведения крови во время операции. Например растворы глюкозы (полиглюкин), 8% -ный раствор расщеаленного пищевого желатина — препарат желатиноль и др.

2)Дезинотоксикационные растворы, применяемые при интоксикации различной этилогии. К лекарственным средствам этой группы относятся такие препараты, как гемодез, неогемодез, глюконеодез и др. Помимо поливинилпирролидона в состав растворов входят ионы магния, калия, кальция, натрия и хлора.

3)Регуляторы водно-солевого баланса и кислотно-основного состояния: солевые растворы (растворы электролитов), осмотические диуретики (глицерол, маннитол и мочевина)

4)Растворы для парентерального питания, которые служат для обеспечения энергетических ресурсов организмв, доставки питательных веществ к органам и тканям. Например, растворы аминокислот, жировые эмульсии, поливитаминные комплексы и микроэлементы; комбинированные препараты.

5)Переносчики кислорода, восстанавливающие дыхательную функцию крови( растворы модифицированного гемоглобина человека; эмульсии порфторуглеродов (ПФУ) например, перфторан)

6)Комплексные ( полифункциональные) растворы, обладающие широким диапазоном действия, которые могут состоять из нескольки групп плазмозаменяющих растворов.

2)Дайте определения, поясните физический смысл следующих способов выражения концентраций веществ в растворе: массовая доля, молярная концентрация, титр.

Массовая доля растворенного вещества w(Х)- величина равная отношению массы растворенного вещества m(Х) к массе раствора.
Массовая доля вещества в растворе величина безразмерная, она показывает , сколько граммов растворенного вещества содержится в 100 г раствора. Используется для характеристики лекарственных препаратов, физиологических растворов.

Молярная концентрация вещества в растворе с(Х)- величина, равная отношению количества растворенного вещества к объему раствора.
Молярная концентрация вещества в растворе показывает, какое количество растворенного вещества содержится в 1 л раствора. Основная единица измерения в СИ – моль/м3, на практике-моль/л. Применяется для выражения концентрации различных веществ в биологических жидкостях.

Титр растворенного вещества T(X)- это масса растворенного вещества Х, содержащаяся в 1 мл раствора.
Измеряется в г/см3, допускается записать г/мл. Это способ используется в микробиологии, общей гигиене, иммунологии.

Молярная концентрация эквивалента вещества Х, с(1X) –величина, равная отношению количества вещества эквивалента n(z1X) в растворе к объему этого раствора. Запись «0,1 н. H2SO4» означает, что молярная концентрация эквивалента вещества H2SO4 равна 0,1 моль/л, т.е. в 1 л раствора содержится 0,1 моль эквивалента вещества H2SO4.

Моляльная концентрация вещества Х в растворе, сm(Х) – это величина, равная отношению количества вещества к массе растворителя. Запись «сm(H2SO4) = 0,15 моль/кг» означает, что в 1 кг раствори- теля содержится 0,15 моль вещества H2SO4.

Молярная доля растворенного вещества N(X) – величина, равная отношению количества вещества данного компонента к сум марному количеству всех компонентов, входящих в состав раствора, включая растворитель n(A).

Эквивалент- реальная или условная частица вещества Х, которая в данной кислотно-основной реакции может присоединять, отдавать или быть каким-либо другим образом эквивалентна одному иону водорода или одному электрону в данной ОВР.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Папиллярные узоры пальцев рук – маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector