Правило дерягина формулировка. Теория коагуляции дерягина-ландау-фервея-овербека

Касающееся технологии многих лекарственных форм.

Формулировка правила:

Объяснение правила

Частицы лекарственного вещества имеют трещины (щели Гриффитса), в которые проникает жидкость . Жидкость оказывает расклинивающее давление на частицу, которое превосходит стягивающие силы, что и способствует измельчению. Если измельчаемое вещество является набухающим, то его тщательно измельчают в сухом виде и лишь потом добавляют жидкость. После измельчения лекарственного вещества используют прием взмучивания с целью фракционирования частиц. Взмучивание состоит в том, что при смешивании твердого вещества с жидкостью, в 10-20 раз по объему превосходящей его массу, мелкие частицы находятся во взвешенном состоянии, а крупные оседают на дно. Этот эффект объясняется разной скоростью седиментации частиц разных размеров (закон Стокса). Взвесь наиболее измельченных частиц сливают, а осадок повторно измельчают и взмучивают с новой порцией жидкости до тех пор, пока весь осадок не перейдет в тонкую взвесь.

Применение в технологии

Bismuthi subnitratis ana 3,0

Aquae destillatae 200 ml

M.D.S. Протирать кожу лица

Значение рецепта: в подставку отмеривают 200 мл очищенной воды. В ступке измельчают 3 г крахмала и 3 г основного нитрата висмута с 3 мл воды (по правилу Дерягина), затем добавляют 60-90 мл воды, смесь взмучивают и оставляют на несколько минут. Осторожно сливают тонкую взвесь с осадка во флакон . Влажный осадок дополнительно растирают пестиком , смешивают с новой порцией воды, сливают. Измельчение и взмучивание повторяют, пока все крупные частицы не превратятся в тонкую взвесь .

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Правило Дерягина" в других словарях:

Правило Дерягина правило, разработанное химиком Дерягиным Б. В., касающееся технологии многих лекарственных форм. Само правило звучит так: «Для получения тонко измельченного лекарственного вещества при его диспергировании рекомендуется добавлять … Википедия

Борис Владимирович Дерягин Дата рождения: 9 августа 1902(1902 08 09) Место рождения: Москва Дата смерти: 16 мая 1994(1994 05 16) (91 год) … Википедия

Статья по тематике Индуизм История · Пантеон Направления … Википедия

Педофилия … Википедия

МКБ 10 F … Википедия

Одна из составных частей общей структуры преступности, в которую входят деяния, связанные с физическим и психическим насилием над личностью или угрозой его применения. Насильственная преступность может пониматься в широком смысле при этом в неё… … Википедия

Эксгибиционизм (лат. exhibeo выставлять, показывать) форма отклоняющегося сексуального поведения, когда сексуальное удовлетворение достигается путём демонстрации половых органов незнакомым лицам, обычно противоположного пола, а также в публичных… … Википедия

Это имеющие негативную эмоциональную окраску представления личности (ощущения неудовлетворённости, страха, греха), связанные с половыми отношениями, оказывающие существенное, а иногда и определяющее влияние как на половую жизнь, так и в целом на… … Википедия

- (от лат. coagulatio свертывание, сгущение), объединение частиц дисперсной фазы в агрегаты вследствие сцепления (адгезии) частиц при их соударениях. Соударения происходят в результате броуновского движения, а также седиментации, перемещения частиц … Химическая энциклопедия

При изучении коагуляции золей возникло много теорий, с помощью которых пытались на качественном и количественном уровнях объяснить все наблюдаемые закономерности.

Так, в 1908 г. Г. Фрейндлих сформулировал основные положения адсорбционной теории коагуляции , наблюдаемой при внесении в золь электролитов. Согласно этой теории, агрегация коллоидных частиц происходит вследствие адсорбции противоионов поверхностью гранулы и уменьшения величины ее дзетта-потенциала. Однако эта теория имела ограниченное применение, т.к. учитывала только влияние электролитов и не могла объяснить те факты, в которых слипание частиц было связано лишь с изменениями в диффузном слое мицеллы, а величина ζ-потенциала гранулы оставалась неизменной.

Позже Г. Мюллером была разработана электростатистическая теория , которая уже исходила из того, что введение электролита в золь не изменяет общего заряда в двойном электрическом слое частицы, а вызывает сжатие (уменьшение размеров) диффузного слоя. Это и приводит к уменьшению устойчивости системы.

Адсорбционная, электростатическая и ряд других теорий коагуляции не могли объяснить всех наблюдаемых экспериментальных фактов, но они сыграли положительную роль в развитии представлений об устойчивости коллоидных систем. Их важнейшие положения вошли составной частью в современную теорию устойчивости, которая хорошо согласуется с поведением типичных лиофобных дисперсных систем.

Данная теория была разработана в 1937-1943 гг. независимо друг от друга Б.В. Дерягиным и Л.Д. Ландау в СССР и Э. Фервеем и Дж. Т. Овербеком в Голландии. В соответствии с первыми буквами фамилий авторов теория носит название ДЛФО.

Согласно данной теории, коллоидные частицы в растворе вследствие броуновского движения могут беспрепятственно сближаться друг с другом, пока не соприкоснутся своими жидкими диффузными оболочками или слоями. При этом между ними не возникает никаких сил взаимодействия. Для дальнейшего сближения частицы должны деформировать свои диффузные оболочки, чтобы произошло их взаимное перекрывание (или проникновение друг в друга). Но жидкости плохо сжимаются, и в ответ на деформацию с их стороны появляются так называемые силы расклинивающего давления , препятствующие осуществлению данного процесса. Причем чем больше размеры диффузного слоя, тем значительнее силы расклинивающего давления.

Борис Владимирович Дерягин (1902 – 1994) – русский физико-химик, профессор (1935), член-корреспондент АН СССР (1946), академик РАН (1992). Создал учение о поверхностных силах и их влиянии на расклинивающее давление и свойства тонких жидких пленок. Премия им. М. В. Ломоносова АН СССР (1958), Государственная премия СССР (1991). С 1936 по 1994 год возглавлял созданные им лабораторию и Отдел сорбционных процессов Института физической химии АН СССР. Много лет был главным редактором журнала «Коллоидная химия». В 1962 – 1973 гг. предполагал существование особой разновидности воды – поливоды. Потом сам себя опроверг, обнаружив критическое влияние примесей – силикатов.

Если столкнувшиеся частицы обладают достаточным запасом кинетической энергии для преодоления действия этих сил, то их диффузные слои перекроются, но в этот момент между ними и гранулами возникнут электростатические силы расталкивания (т.к. они имеют заряды одинакового знака) (рис. 68).

Рис. 68. Схема взаимодействия коллоидных частиц: а – агрегативно устойчивая система;б – перекрывание диффузных слоев; в – коагуляция

Лев Дави́дович Ланда́у (1908 – 1968), часто именуемый Дау – советский физик, академик АН СССР (избран в 1946). Лауреат Нобелевской, Ленинской и трёх Сталинских премий, Герой Социалистического Труда. Член академий наук Дании, Нидерландов, США, Франции, Лондонского физического общества и Лондонского королевского общества. Инициатор создания и соавтор Курса теоретической физики, выдержавшего многократные издания и переведённого на многие языки. Именем Ландау названа золотая медаль, вручающаяся с 1998 г. Отделением ядерной физики РАН.

Чем больше ζ-потенциал гранул, тем сильнее взаимное отталкивание частиц.

В случае преодоления этих сил и сближения гранул на расстояние ≈ 10 –7 см и меньше (т.е. на расстояние, равное или меньшее размерам одной молекулы дисперсионной среды) между ними возникают так называемые Ван-дер-Ваальсовые силы притяжения, имеющие физическую природу. Они и вызывают сцепление (соединение) коллоидных частиц друг с другом.

Обычно в стабилизированном гидрофобном золе лишь небольшая доля так называемых активных частиц обладает достаточным запасом кинетической энергии, чтобы при соударении преодолеть действие всех вышеперечисленных сил. Поэтому такие коллоидные системы сохраняют свою устойчивость более или менее длительное время (в зависимости от степени своей стабилизации). При повышении температуры скорость и интенсивность броуновского движения возрастают. Это приводит к увеличению запаса кинетической энергии коллоидных частиц. Все большее их число переходит в разряд активных. В результате при соударении они чаще начнут слипаться друг с другом, а агрегативная устойчивость золя будет уменьшаться.

Любые другие внешние воздействия, оказываемые на золь и приводящие к уменьшению размеров диффузных слоев и величины ζ-потенциала, также будут способствовать протеканию процессов коагуляции.

Наименьшей устойчивостью обладают коллоидные системы, частички дисперсной фазы в которых не имеют двойного электрического слоя и защитной оболочки из молекул растворителя.

В данном случае электростатические силы расталкивания и силы расклинивающего давления между частицами не возникают и поэтому практически любое соударение их друг с другом приведет к взаимному сцеплению.

Физическая теория коагуляции ДЛФО обладает большим математическим аппаратом и позволяет осуществлять различные количественные расчеты, которые хорошо согласуются с наблюдаемыми экспериментальными фактами.

Цель работы : Синтез гидрозоля гидроксида железа конденсационным методом; определение порога электролитной коагуляции золя и изучение зависимости его от заряда коагулирующего иона; определение защитного числа стабилизатора (высокомолекулярного соединения). (Работа рассчитана на 3 часа)

Краткое теоретическое введение

Гидрозоль гидроксида железа синтезируют методом конденсации путем проведения реакции гидролиза хлорида железа при 100ºС:

Реакция гидролиза FeCl 3 идет интенсивно с образованием высокодисперсных нерастворимых в воде частиц Fe (OH) 3 .

Агрегативная устойчивость золя гидроксида железа обеспечивается, прежде всего, наличием на поверхности дисперсных частиц двойных электрических слоев. Элементарная частица такого золя называется мицеллой. В основе мицеллы лежит нерастворимый в данной дисперсионной среде агрегат, состоящий из множества молекул (атомов): n , где n – число молекул (атомов), входящих в агрегат.

Поверхность агрегата может заряжаться благодаря избирательной адсорбции ионов из дисперсионной среды или диссоциации молекул в поверхностном слое агрегата. В соответствии с правилом Пескова – Фаянса адсорбируются преимущественно ионы, входящие в состав агрегата, либо специфически взаимодействующие с ним. Ионы, сообщающие агрегату поверхностный заряд, называются потенциалопределяющими. Заряженный агрегат составляет ядро мицеллы.

При данном методе получения золя гидроксида железа ядро n ·m Fe 3+ имеет положительный поверхностный заряд за счет адсорбции ионов Fe 3+ из среды (m – число адсорбированных ионов). Заряд ядра компенсируется эквивалентным зарядом противоположно заряженных ионов – противоионов, расположенных в объеме среды.

Противоионы, находящиеся непосредственно у поверхности ядра (на расстояниях, близких к диаметрам ионов), помимо электростатических сил испытывают силы адсорбционного притяжения поверхности. Поэтому они особо прочно связаны с ядром мицеллы и носят название противоионов адсорбционного слоя (их число m - x). Остальные противоионы составляют диффузно построенную ионную оболочку и называются противоионами диффузного слоя (их число соответствует х).

Мицелла гидрофобного золя является электронейтральной. Формулу мицеллы ионостабилизированного золя гидроксида железа можно записать следующим образом:

агрегат потенциал- противоионы ионы диффузного

определяющие плотного слоя

ионы слоя

_______________________

ядро мицеллы

_________________________________________

коллоидная частица

______________________________________________________

В формуле мицеллы границы коллоидной частицы обозначены фигурными скобками. Толщина адсорбционного слоя δ мала (< 1 нм) и постоянна. Толщина диффузного слоя λ существенно больше (может быть > 10 нм) и сильно зависит от концентрации электролитов в системе.

По теории Гуи-Чепмена противоионы диффузной части ДЭС распределяются в поле поверхностного потенциала в соответствии с законом Больцмана. Теория показывает, что потенциал в диффузной части слоя снижается с расстоянием по экспоненте. При малом значении потенциала эта зависимость выражается уравнением

φ = φ δ е – χ x (1)

где φ δ – потенциал диффузного слоя; х – расстояние от начала диффузной части ДЭС; χ– величина, обратная толщине диффузной части слоя.

За толщину диффузной части слоя принято расстояние, на котором потенциал диффузной части слоя φ δ уменьшается в е раз.

В соответствии с той же теорией толщина диффузной части слоя равна:

где ε 0 - электрическая постоянная; ε - относительная диэлектрическая проницаемость среды; F – постоянная Фарадея; I – ионная сила раствора; c 0 i – концентрация иона в растворе; z i – заряд иона электролита.

Из уравнения следует, что λ уменьшается с ростом концентрации электролита и заряда его ионов и с понижением температуры.

При движении одной фазы относительно другой на плоскости скольжения происходит разрыв ДЭС (как правило, в диффузной части) и возникновение электрокинетического («дзета») ζ – потенциала (см. рис 1).

В процессе коагуляции высокодисперсного слоя гидроксида железа образуются сравнительно небольшие по размерам седиментационно-устойчивые агре-

гаты. Поэтому исследование коагуляции частиц Fe(OH) 3 удобнее всего проводить с помощью турбидиметрического метода. Применимость этого метода основывается на сильной зависимости интенсивности светорассеяния от размеров частиц. При коагуляции частиц она повышается, соответственно увеличивается оптическая плотность золя. Поскольку при прохождении светового потока через окрашенные золи часть света рассеивается, а часть поглощается, то при изучении коагуляции в таких системах методом турбидиметрия необходимо исключить поглощение света. Для золя Fe (OH) 3 этого можно достичь, проводя измерения при красном светофильтре, т.е. при длине волны падающего света λ = 620 – 625 нм.

Порог быстрой коагуляции находят по пороговому объему электролита V к (мл), при котором оптическая плотность золя достигает максимального значения, а при дальнейшем добавлении электролита не изменяется. Значение с к рассчитывают по формуле:

где с к – концентрация введенного электролита, моль/л; V – объем золя, мл.

Для предотвращения агрегации частиц и защиты гидрозолей от коагулирующего действия электролитов применяют высокомолекулярные соединения и коллоидные ПАВ, растворимые в воде, например белки, мыла, крахмал, декстрин. Их стабилизирующее действие основано на образовании на поверхности частиц дисперсной фазы адсорбционных гелеобразных пленок и связано как с уменьшением межфазного натяжения, так и со структурно – механическими свойствами поверхностных слоев.

Защитная способность полимеров или ПАВ относительно выбранного золя характеризуется защитным числом S – количеством вещества, требуемого для стабилизации единицы объема золя. Защитное число S , как и порог коагуляции с к , определяют методом турбидиметрии. Защитное число S (г/л золя) вычисляют по уравнению:

где с ст – концентрация раствора стабилизатора, г/л; V защ – объем раствора стабилизатора, необходимый для предотвращения коагуляции золя, мл.

При коагуляции электролитами по концентрационному механизму (для сильно заряженных частиц) порог коагуляции с к обратно пропорционален заряду z коагулирующего иона в шестой степени, т.е

Рис 2. Зависимость оптической плотности D золя от объема электролита – коагулятора V эл .

Рис 3. Зависимость оптической плотности D золя от объема раствора стабилизатора V ст .

Значение V защ соответствует объему стабилизатора в золе, содержащем пороговый объем V к электролита, при котором на кривой зависимости D = f (V ст ) появляется нижний горизонтальный участок (рис. 3).

Приборы и методы измерений

Фотоэлектроколориметр типа ФЭК – 56М

Электрическая плитка

Коническая колба емкостью 250 мл

Пробирки емкостью 20 мл

Бюретки емкостью 25 мл и градуированные пипетки

2 %-ый (масс.) раствор сульфата натрия

0.5 М раствор ацетата натрия

0.01 %-ый (масс.) раствор желатины

Для получения гидрозоля Fe (OH) 3 в колбу с 250 мл кипящей дистиллированной воды наливают 10 мл раствора хлорида железа. Образовавшийся золь, красно – коричневого цвета, охлаждают до комнатной температуры.

В 10 пробирок наливают по 10 мл золя, воду и электролит (раствор Na 2 SO 4 или СН 3 СООNa) в следующих объемах:

Номер пробирки … 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Объем воды, мл...... 10,0 9,0 8,5 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0

Объем электролита

V эл , мл ……………. 0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

Электролит вводят в каждую пробу золя за 2-4 мин непосредственно перед измерением ее оптической плотности.

Измеряют оптическую плотность золя в каждой колбе с помощью фотоэлектроколориметра с применением светофильтра № 8 или № 9.

Последовательность выполнения работы

Полученные данные записывают в таблицу 1.

Таблица 1. Результаты исследования коагуляции золя гидроксида железа оптическим методом.

Дерягина правило

Правило Дерягина - правило, разработанное химиком Дерягиным Б. В. , касающееся технологии многих лекарственных форм.

Само правило звучит так: «Для получения тонко измельченного лекарственного вещества при его диспергировании рекомендуется добавлять растворитель в половинном количестве от массы измельчаемого лекарственного вещества .»

Объяснение правила: Частицы лекарственного вещества имеют трещины (щели Гриффитса), в которые проникает жидкость . Жидкость оказывает расклинивающее давление на частицу, которое превосходит стягивающие силы, что и способствует измельчению. Если измельчаемое вещество является набухающим, то его тщательно измельчают в сухом виде и лишь потом добавляют жидкость. После измельчения лекарственного вещества используют прием взмучивания с целью фракционирования частиц. Взмучивание состоит в том, что при смешивании твердого вещества с жидкостью, в 10-20 раз по объему превосходящей его массу, мелкие частицы находятся во взвешенном состоянии, а крупные оседают на дно. Этот эффект объясняется разной скоростью седиментации частиц разных размеров (закон Стокса). Взвесь наиболее измельченных частиц сливают, а осадок повторно измельчают и взмучивают с новой порцией жидкости до тех пор, пока весь осадок не перейдет в тонкую взвесь. ,

Применение в технологии

Источники информации

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Дерягина правило" в других словарях:

Правило Дерягина правило, разработанное химиком Б. В. Дерягиным, касающееся технологии многих лекарственных форм. Формулировка правила: Для получения тонко измельченного лекарственного вещества при его диспергировании… … Википедия

Статья по тематике Индуизм История · Пантеон Направления … Википедия

Педофилия … Википедия

МКБ 10 F … Википедия