Pravé roztoky se vyznačují molekulárním nebo iontovým stupněm disperze, v roztocích vysokomolekulárních sloučenin vznikají makromolekuly nebo jejich asociace, koloidní roztoky se vyznačují přítomností micel rozpuštěné látky.
Skutečná řešení. Takové roztoky se vyznačují úplnou homogenitou díky stejné velikosti částic rozpuštěné látky a rozpouštědla a nepřítomnosti rozhraní mezi nimi. Skutečnými řešeními jsou jednofázové disperzní systémy. Skutečné roztoky se vyznačují vysokou pevností vazby mezi rozpuštěnou kapalinou a rozpouštědlem. Rozpuštěná kapalina (látka) se následně neodděluje od rozpouštědla a zůstává v rozpouštědle rovnoměrně distribuována. Skutečný roztok zůstává homogenní po neomezenou dobu, pokud v něm nenastanou spontánní sekundární procesy (například hydrolýza, oxidace, fotosyntéza). Skutečné roztoky jsou iontově dispergované a molekulárně dispergované. Velikost částic v prvním je menší než 1 nm a rozpuštěná látka je ve formě jednotlivých hydratovaných iontů a molekul v rovnovážném množství. Skutečné roztoky jsou vždy průhledné, neměly by obsahovat suspendované částice nebo sediment. Rysem skutečných roztoků je, že jsou homogenní, i když jsou pozorovány elektronovým mikroskopem. Složky obsažené v jejich složení nelze žádným způsobem oddělit. Skutečná řešení se dobře šíří. Tato skupina zahrnuje roztoky elektrolytů a neelektrolytů, jako je glukóza, chlorid sodný, alkohol, síran hořečnatý atd.
Skutečné roztoky vysokomolekulárních sloučenin jsou molekulární disperzní systémy, které jsou tvořeny amfifilními makromolekulami. Na jedné straně jsou to jednofázové homogenní systémy (jako skutečné roztoky) a na druhé mají některé vlastnosti, které je přibližují koloidním roztokům (pohyb molekul podobný Brownovu, nízké rychlosti difúze, nemožnost dialýzy, zvýšená schopnost tvořit molekulární komplexy a některé další).
Koloidní roztoky. Koloidní roztok je heterogenní disperzní systém, ve kterém částice rozpuštěné látky mají ultramikroskopický (koloidní) stupeň fragmentace. Velikost částic dispergované fáze je 1–100 nm. Ani elektronové imerzní mikroskopy neumožňují vždy vizuálně detekovat částice disperzní fáze koloidních roztoků. Koloidní roztoky zahrnují soly; velikost částic v nich je poměrně velká a je více než 1/2 vlnové délky světla, takže světlo jimi nemůže volně procházet a podléhá většímu či menšímu rozptylu. Vlivem rozptylu světla se soly vyznačují Tyndallovým fenoménem, tzn. vždy, zvláště v odraženém světle, vypadají opalizující a zakalené. Na rozdíl od skutečných roztoků mají soly velmi nízký osmotický tlak a v důsledku toho vysoký stupeň lability. Elementárními jednotkami v solech jsou složité strukturní elektricky neutrální agregáty – micely. Micely jsou ve stavu elektrolytické disociace a sestávají z masivního polyvalentního iontu – granule – a odpovídajícího počtu opačně nabitých iontů normální velikosti – protiiontů. Jádro granule je krystalický komplex elektricky neutrálních atomů nebo molekul. Vnější (aktivní) část granule je adsorpční obal (kulička). Skládá se z iontů stejného znaménka. Protiionty jsou umístěny v intermicelární kapalině přilehlé ke granulím a mají určitou možnost nezávislého pohybu. Tato struktura solů také určuje jejich vlastnosti.
Jak je známo, pod vlivem často drobných příčin (jako je přidání vody, roztoků elektrolytů, zahřívání, mechanické protřepávání, světlo, zvýšená teplota) a někdy i samovolně dochází u koloidních roztoků k destrukci – koagulaci. Při koagulaci se částice rozpuštěné látky zvětší, sol se velmi zakalí, změní se v suspenzi a po nějaké době se vysráží sraženina – koagulant. I při nejpečlivějších podmínkách skladování mají soly omezenou životnost. Zvláštním případem vzniku kapalných koloidních systémů, spočívajících v hraniční oblasti mezi soly a suspenzemi, jsou řídké zákaly, označované ve farmaceutické praxi zvláštním pojmem – „turbidní směsi“ (z lat. zakalený – „zakalený“). Nejtypičtějšími případy vzniku jemných zákalů jsou případy ředění vodnými roztoky mnoha lihových tinktur a některých tekutých extraktů, dále případy ředění vodnými rozpouštědly mnoha lihových roztoků, zejména těch s koncentrací blízkou nasyceným. Alkoholové extrakty z rostlinných materiálů, mezi které patří tinktury a tekuté extrakty, často obsahují komplexní komplexy různých složek, rozpustných i nerozpustných ve vodě. Mezi těžko rozpustné nebo ve vodě nerozpustné extraktivní látky charakteristické pro mnoho tinktur a tekutých extraktů patří silice, steariny, vosky, tuky, chlorofyl atd. V alkoholických médiích jsou tyto látky ve stavu skutečného roztoku. Když se lihové tinktury a mnohé tekuté extrakty smíchají s vodou, koncentrace alkoholu se sníží, rozpustnost látek nerozpustných ve vodě se sníží a nakonec se oddělí od primárního roztoku a vytvoří heterogenní systémy. V závislosti na množství náhrady jednoho rozpouštědla jiným (alkohol s vodou) dochází k uvolňování ve vodě nerozpustných látek různě a vede ke vzniku systémů s různým stupněm disperze – solů, zákalů, emulzí. Z technologického hlediska je žádoucí získat heterogenní systémy s co nejvyšším stupněm disperze ve vodě nerozpustných složek v kapalině. Existují dvě možnosti vzniku disperzních systémů. První se realizuje postupným přidáváním vody do výchozího alkoholového roztoku, druhé přidáním výchozího alkoholového roztoku do značného množství vody. První případ je charakterizován relativně pomalým poklesem koncentrace alkoholu, takže roztok ve vodě nerozpustné látky je přiveden k nasycení a následně přeměněn v přesycený roztok, ze kterého začíná relativně pomalé uvolňování ve vodě nerozpustných složek. ve formě nerozpustné fáze. V tomto případě dochází v důsledku změny rozpouštěcí schopnosti rozpouštědla k procesu připomínajícímu relativně uspořádanou krystalizaci. Nové části uvolněné látky jsou pozorovány především na povrchu dříve uvolněných částic, které hrají roli krystalizačních center. Výsledkem je, že se výsledné částice dispergované fáze zvětší na významné velikosti a přemění se v poměrně drsnou, relativně rychle se odlupující suspenzi. Ve druhém případě se počáteční alkoholový roztok, který spadne do přebytku vodného rozpouštědla, rychle zředí vodným rozpouštědlem.
V tomto případě je obtížné předpokládat řízené uvolňování voděodolné látky, podobně jako uspořádaná krystalizace. Částice vystavené podmínkám prudkého poklesu koncentrace alkoholu nemají čas růst a uvolňují se ve formě velmi jemného koloidního zákalu, čím řidší, tím menší je rozpustnost uvolněné dispergované fáze v novém rozpouštědle vzniklém při míchání kapalin.
Z technologického hlediska je druhý případ nejpřijatelnější. Je třeba mít na paměti, že další osud nerozpustné fáze silně závisí na složení roztoku, ve kterém vznikla. Protože ve většině případů jsou ve vodě nerozpustné látky obsažené v alkoholových extraktech z rostlinných materiálů kyselé povahy, zásaditá reakce směsi obsahující např. hydrogenuhličitan sodný přispívá ke vzniku zeta potenciálu nerozpustných částic a má stabilizační účinek. účinek. Stejný efekt má řada sacharidů a jejich derivátů (hleny, gumy), saponiny, glycerin a další látky, které zvyšují hydrofilitu povrchové vrstvy ve vodě nerozpustných granulí a vedou k jejich hydrataci.
V přítomnosti významného množství neutrálních sloučenin se stabilita disperzního systému často snižuje až k bodu koagulace. Čím vyšší je koncentrace neutrálních sloučenin, tím větší je toto nebezpečí. Z tohoto důvodu je zcela chybné pracovat, při kterém nejprve odměříte neutrální sloučeninu (například koncentrované roztoky solí) a poté k nim přidáte tinktury nebo tekuté extrakty. V důsledku toho vznikají hrubě rozptýlené systémy.
Pozastavení – Jedná se o systémy, které se skládají z drcené pevné a kapalné fáze. Velikost částic se v nich pohybuje od 0,1 do 50 mikronů nebo více (hrubé systémy). Suspenze jsou heterogenní, ale na rozdíl od koloidních roztoků se jedná o zakalené kapaliny, jejichž částice jsou viditelné pod běžným mikroskopem. Tyto kapaliny sedimentují, jejich částice jsou zadržovány i velkoporézními filtračními materiály. Nejsou náchylné k dialýze a difúzi.
Emulze jsou disperzní systémy, ve kterých jsou jak dispergovaná fáze, tak disperzní prostředí reprezentovány vzájemně nerozpustnými nebo vzájemně mírně rozpustnými kapalinami. Emulzemi se rozumí hrubé systémy, ve kterých se velikost dispergovaných částic (kapek) pohybuje od 1 do 150 mikronů, ale v některých případech jsou více dispergované.
Není možné stanovit jasnou hranici mezi posledními třemi rozptýlenými systémy, což často způsobuje potíže při předepisování tekutých léků.
Kombinované disperzní systémy zahrnují extrakční lékové formy (nálevy, odvary, sliz). V nich mohou být účinné látky přítomny buď v rozpuštěné formě, nebo ve formě řídkých suspenzí a emulzí. Kromě toho mohou být kombinované disperzní systémy získány jako výsledek kombinací látek, které jsou v kapalném médiu distribuovány odlišně.
Tekuté lékové formy se dělí na přípravky pro vnější, vnitřní a injekční použití. Tekuté lékové formy pro vnitřní použití se nazývají směsi (z latinského mixturae – „míchat“), disperzním médiem v nich je pouze voda. Lektvary obsahují tři nebo více přísad. Hrubé disperze (částice o velikosti 5-10 mikronů), které se rychle usazují, a proto se před použitím protřepou, se ve farmaceutické praxi obvykle nazývají třepané směsi – mixturae agitandae (z latinského agito – „protřepat“). Jemnější roztoky, které se stupněm disperze blíží solům, se nazývají zakalené směsi – mixturae turbidae (z latinského turbidus – „zakalený“).
Lektvary se obvykle dávkují po lžících (15 ml), dezertních lžičkách (10 ml) a čajových lžičkách (5 ml). Perorální roztoky se obvykle předepisují v množství 5-15 ml, stejně jako v kapkách, které se před použitím zředí malým množstvím vody nebo mléka (olejové roztoky).
Pro použití řešení je nutné určit:
Například, pokud vám byl předepsán roztok chloridu vápenatého na 5 dní takovým způsobem, že při vnitřním použití 1 polévková lžíce. l., přijali byste 1,5 g chloridu vápenatého, pak je třeba vzít 1 polévkovou lžíci. l. 4x denně.
Výpočet koncentrace roztoku v procentech: 1 polévková lžíce. l. – 15 ml – obsahuje 1,5 g látky, tzn. 10% roztok.
Výpočet množství roztoku. Budete mít roztok 1 polévkové lžíce. l. 4krát denně po dobu 5 dnů, pouze 20 polévkových lžic. l. V 1 polévkové lžíci. l. -15 ml.
Celkové množství roztoku je tedy 300 ml.
Při vnitřním použití léků v kapkách je dosaženo pouze přibližné přesnosti dávkování, protože velikost kapky se může lišit v závislosti na povrchovém napětí kapaliny, tloušťce okraje lahvičky a tvaru různých kapátek.
Při dávkování látek v kapkách byste se proto měli vyvarovat předepisování maximálních dávek pro toxické a silné látky, protože může dojít k předávkování lékem a může dojít k otravě nebo alergické reakci.
Tekuté dávkové formy pro vnější použití jsou předepsány ve formě oplachů, pleťových vod, tření, klystýru, kapek. Disperzní médium v nich kromě vody může být ethanol, glycerin, různé oleje a další kapaliny.
Kromě toho se kapalné lékové formy dělí podle složení na jednoduché (včetně jedné léčivé látky) a komplexní (obsahující několik složek) a také podle povahy kapalného média – na vodné a nevodné. Jednotlivé typy řešení budou podrobněji rozebrány níže.
Dispergované roztoky jsou systémy, ve kterých fázi představují částice o velikosti od 1 nm do 10 μm. Disperzní systémy jsou běžné a používané v průmyslu. Patří sem: aerosoly (kapky nebo pevné částice suspendované ve vzduchu), emulze (kapky kapaliny rozpuštěné v kapalině různé povahy), koloidní roztoky – jsou soly (dvoufázové heterogenní systémy, jejichž velikost částic je v rozmezí mezi emulzemi a skutečnými roztoky, pak je uvnitř od 1 do 100 nm. Dispergované částice mohou být v různých stavech agregace. Soubor částic je fáze a jejich celek je rozptýlené médium (kapalné, plynné a pevné).
Složení disperzního systému
Obsah
- Vlastnosti a aplikace koloidních roztoků
- Skutečná řešení a jejich vlastnosti
- Rozdíly mezi koloidy a skutečnými roztoky
Vlastnosti a aplikace koloidních roztoků
V širokém slova smyslu v podstatě koloidy jsou všechny přírodní organismy a rostliny v životním prostředí, jehož převážnou část přijímáme s jídlem v koloidním stavu. Mezi koloidy patří také léky, některé barvy a dokonce i stavební materiály (pojicí malty, cement a beton, barvy a keramika, hořlavé materiály, umělá vlákna, plasty).
Kinetické vlastnosti heterogenních disperzních systémů. Pohyb je způsoben rozdíly ve velikosti částic. Tenký závěs je schopen Brownova náhodného pohybu. Například tuk přidaný do vody nebo mléka zředěného vodou. Pohyb částic koloidního roztoku je termodynamicky energeticky náročný.
Další kinetickou vlastností roztoků je difúze: proces pohybu částic v důsledku rozdílů v jejich koncentracích. Pevné hrubé částice se však nepodílejí na chaotickém pohybu, ale hlavním důvodem jejich pohybu je oddělení fázových hustot v rozptýleném prostředí. Pokud je tedy hustota větší, pak se částice vlivem gravitace postupně usazují – proces sedimentace. Velmi běžný proces používaný v molekulární chemii proteinů, molekul nukleových kyselin a dokonce i bakterií. Osmotický tlak koloidů je velmi malý, protože koloid má velkou hmotnost.
Optické vlastnosti roztoku jsou dány schopností difuzní světlo, tedy přítomnost fenoménu opalescence (v důsledku optické heterogenity). Pozoruje se, pokud projdete kyvetou paprsek světla a umístíte před sebe čočku, pak je efekt (Tyndallův kužel) viditelný ze strany. To je způsobeno závislostí velikosti částic roztoku a délky světelného paprsku.
Rozptyl je pozorován, pokud je vlnová délka větší než velikost částic v roztoku. Pokud mají částice stejnou velikost jako vlnová délka, pak se paprsek ohýbá kolem ní přímočaře a je rozptýlen, to znamená, že je pozorován jev difrakce. Díky rozptylovému spektru můžete přesně určit identitu roztoku (pravého – iontového, molekulárního nebo koloidního).
Skutečná řešení a jejich vlastnosti
Pravé roztoky jsou průhledné, homogenní roztoky se silně dispergovanou fází, částicemi menšími než jeden nanometr, takže hranice fázové separace v roztoku mizí. Pravé roztoky se dělí na iontové, pokud se dispergovaná fáze skládá z hydratovaných iontů (roztok chloru sodného, nebo molekulární (roztok glukózy). Voda hraje pro člověka nenahraditelnou součást života, protože jsou v ní rozpuštěny všechny ionty těla, díky němu probíhají všechny metabolické procesy v těle mezi buňkami.
Rozdíly mezi koloidy a skutečnými roztoky
Za prvé, skutečné roztoky jsou průhledné a homogenní, částice v dispergované fázi jsou menší než nanometr. Není to pro ně typické difrakce nebo opalescence, neexistuje žádný Tyndallův kužel, to znamená, že částice jsou tak malé, že nejsou viditelné ani v ultramikroskopu. Při filtraci koloidní roztoky neprocházejí papírovými filtry, ale pravé roztoky se snadno filtrují, což ukazuje rozdíly mezi velikostmi částic dispergované fáze. Skutečné roztoky procházejí buněčnými membránami. Jsou termodynamické a nestabilní, oddělují se, což je typické pro koloidní roztoky, ale pravé se neoddělují.
Pravé roztoky mohou vznikat spontánně, bez vynaložení další energie, ale koloidní roztok je opakem, to znamená, že jejich energetická bilance není stabilní. Transformační síly mezi fází a prostředím jsou u skutečných roztoků poměrně vysoké, takže nevyžadují stabilizátor. Mechanické vlastnosti roztoků se od sebe liší. Skutečné roztoky jsou trvanlivější, protože dispergovaná fáze je stacionární a tvoří strukturu, ve které je médium obsaženo (například kostní tkáň). Koloidní roztok je volně rozptýlený a má tekutost, takže koncentrace fáze a média je rovnoměrně rozložena (prach, kouř nebo mlha).
