Приготовление растворов некоторых природных ВМС
Лекция 14
Растворы ВМС
План:
Свойства и изготовление растворов ВМС.
Коллоидные растворы. Свойства.
Изготовление растворов протаргола, колларгола, ихтиола.
Высокомолекулярные соединения (ВМС) широко распространены в природе - в животном и растительном мире. Много ВМС содержится и в организме человека, обеспечивая его нормальное функционирование.
К высокомолекулярным веществам (ВМВ) относят вещества с молекулярной массой более 10000. Растворы ВМВ – истинные растворы, структурной единицей которых являются макромолекулы или макроионы размером 1–100 нм.
Процесс растворения ВМВ идет в две стадии:
ü Набухание;
ü Собственно растворение.
Характер протекания этих процессов зависит от структуры ВМВ, расположения молекул в пространстве и их взаимодействия.
ВМВ могут применяться как лекарственные вещества (крахмал, желатин, микрокристаллическая целлюлоза и др.), а также в качестве вспомогательных веществ (крахмал, желатин, производные целлюлозы, полиэтилен и др.).
Разнообразные ВМС природного, полусинтетического и синтетического происхождения входят в состав различных лекарственных препаратов, регулируют их технологические и биофармацевтические характеристики.
Знание свойств и области использования ВМС и их растворов необходимо студентам для достижения уровня специалиста - технолога.
|
|
|
Растворы ВМС являются особым классом соединений, обладающих большой молекулярной массой. ВМС построены из большого числа соединенных друг с другом (химическими или физическими связями) одинаковых или различных молекул или группировок. Исходное низкомолекулярное вещество называют м о н о м е р о м. Наличие двух типов связей - химических (прочные связи вдоль основной цепи) и физических (слабые связи между цепями) обеспечивают специфические свойства ВМС: высокую упругость, эластичность, способность к образованию пленок, волокон и т.п.
По происхождению ВМС делятся на природные: белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты; полусинтетические, получаемые в результате химической обработки природных ВМС, например, целлюлозы – получают МЦ, Na-КМЦ; синтетические – ПВС, ПВП и др.
В зависимости от строения макромолекулы ВМС могут быть линейными, разветвленными и пространственными. Линейную структуру имеют молекулы полиэтилена, целлюлозы, амилазы и др. Разветвленную структуру (от основной цепи отходят ответвления) имеют амилопектин и другие полисахариды; из синтетических - дивиниловый каучук, полиэтилен высокого давления. Пространственную (сетчатую) структуру имеют , например, клей БФ, фенолформальдегидные смолы.
|
|
|
Линейные гибкие молекулы могут свертываться в клубки, глобулы или выпрямляться в пучки, например, пепсин - глобулярный белок состоит из макромолекул шаровидной или элипсоидной формы, он гидрофилен, хорошо растворяется в воде.
Некоторые белки и нуклеиновые кислоты отличаются спиральной структурой, например, коллаген.
Растворы ВМС - гомогенные термодинамически устойчивые системы. Растворение ВМС происходит самопроизвольно, но имеет характерную особенность – растворению предшествует набухание. При набухании происходит распределение молекул растворителя между молекулами ВМС; одновременно происходит гидратация макромолекул; объем ВМС значительно увеличивается. На величину набухания оказывают влияние следующие факторы:
- температура (как правило, увеличивает скорость набухания);
- измельчение (увеличивает скорость набухания);
- молекулярная масса (с увеличением молекулярной массы набухание замедляется);
- возраст полимера (свежие продукты обладают большей степенью и скоростью набухания);
- присутствие электролитов (большие количества электролитов замедляют набухание).
Набухание может быть ограниченным и неограниченным. При повышении температуры ограниченное набухание может перейти в неограниченное, например, желатин и крахмал при комнатной температуре набухают ограниченно, а при нагревании растворяются.
|
|
|
Растворы ВМС имеют свойства, сближающие их и с истинными и с коллоидными растворами. Как и истинные растворы низкомолекулярных веществ, растворы ВМС образуются самопроизвольно. Имеют молекулярную степень дисперсности , обладают агрегативной и термодинамической устойчивостью.
Но вследствие величины макромолекул растворы ВМС имеют свойства, общие с коллоидными растворами: слабая степень диффузии, наличие явления Тиндаля (непрозрачность в отраженном свете) и др.
Растворы ВМС по ряду свойств существенно отличаются от растворов низкомолекулярных веществ: они обладают малой скоростью диффузии, малым осмотическим давлением, более высокой вязкостью, чем соответствующие им по концентрации растворы низкомолекулярных соединений. Эти особенности обусловлены, чаще всего, большим размером и формой молекул.
Растворы ВМС термодинамически равновесные и агрегативно устойчивые системы, но в определенных условиях их устойчивость нарушается и наблюдаются явления высаливания, коацервации, застудневания.
|
|
|
В Ы С А Л И В А Н И Е чаще всего наблюдается при добавлении растворов электролитов или водоотнимающих средств (этилового спирта, сахарного сиропа). При высаливании, внешне похожем на коагуляцию, происходит гидратация ионов соли электролита, что вызывает осаждение ВМС. Высаливание белков концентрированными растворами солей применяют часто в производстве ферментов и других препаратов из животного сырья с целью осаждения примесей сопутствующих белков или для выделения основного действующего белка (гормона, фермента).
В аптечном производстве лекарственных препаратов следует учитывать высаливающее действие этилового спирта, сахарного сиропа и растворов солей электролитов при изготовлении растворов ВМС:этиловый спирт и большие количества электролитов несовместимы с растворами ВМС.
К О А Ц Е Р В А Ц И Я - это разделение раствора ВМС на две фазы: раствор растворителя в ВМС и раствор ВМС в растворителе. Раствор более богатый ВМС выделяется в виде мельчайших капелек - коацерватов, которые сближаются , но не соединяются. Коацервация происходит при добавлении электролитов. Явление коацервации используется в производстве микрокапсулированных лекарственных препаратов.
З А С Т У Д Н Е В А Н И Е (желатирование) - процесс превращения водного текучего раствора в плотный упругий гель вследствие образования пространственной структуры. Гель можно разрушить, прилагая механическое воздействие (встряхивание, перемешивание), и тем самым возвратить систему в первоначальное состояние раствора.
Приготовление растворов некоторых природных ВМС
Раствор П Е П С И Н А готовят, растворяя пепсин в растворе разбавленной хлороводородной кислоты.
Возьми: Раствора хлороводородной кислоты 2% 200 мл
Пепсина 5,0
Смешай. Выдай.
Обозначь. Принимать по 1 столовой ложке перед едой.
Приготовление. Во флакон для отпуска отмеривают 160 мл воды очищенной, добавляют 40 мл раствора (1:10) кислоты хлороводородной, перемешивают. В полученном растворе растворяют 5,0 пепсина. При необходимости фильтруют через рыхлый ватный тампон и оформляют к отпуску этикеткой “Внутреннее” с предупредительной надписью “Хранить в прохладном месте” и “Взбалтывать перед употреблением”.
Раствор Ж Е Л А Т И Н А готовят с учетом его свойств (ограниченно набухающее ВМС).
Возьми: Раствора желатина 2% - 200 мл
Выдай. Обозначь Принимать по 1 столовой ложке через 1 час
Приготовление. В тарированную выпарительную чашку помещают 4,0 желатина, заливают 20-40 мл холодной воды очищенной и оставляют для набухания на 40-60 минут. Затем добавляют оставшийся объем воды и нагревают на водяной бане до растворения желатина. Убыль воды за счет испарения компенсируют, доводят до заданного объема. Полученный теплый раствор фильтруют через двойной слой марли, переносят во флакон для отпуска и оформляют.
Раствор К Р А Х М А Л А тоже готовят с учетом его физико-химических свойств (ограниченно набухающее ВМС) по массе.
Возьми: Раствора крахмала 10% - 50,0
10% раствор (гель) крахмала может применяться как эмульгатор при приготовлении масляных эмульсий.
Приготовление. Нагревают в тарированной выпарительной чашке 35 мл воды очищенной до кипения. 5,0 крахмала в другой чашке смешивают с 10 мл холодной воды очищенной и быстро, при помешивании, выливают в кипящую воду. Кипятят не более 1-2 минут. В случае необходимости массу раствора доводят до 50,0 водой очищенной. Используют в теплом виде для эмульгирования 10,0 масла.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 3409; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!