Раздел I

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

ЛЕКЦИЯ № 1

Свободная поверхностная энергия и поверхностное натяжение. Когезия и адгезия. Смачивание

ЛЕКЦИЯ №2

Основные закономерности адсорбции. Теории адсорбции

ЛЕКЦИЯ № 3

Адсорбция электролитов. Практическое применение адсорбции

Тема лекции №1:

СВОБОДНАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ И ПОВЕРХНОСТНОЕ

НАТЯЖЕНИЕ. КОГЕЗИЯ И АДГЕЗИЯ. СМАЧИВАНИЕ

План лекции

1. Поверхностные явления и их значение для фармации.

2. Свободная поверхностная энергия и поверхностное натяжение.

3. Поверхностное натяжение растворов. Понятие о поверхностно-активных

веществах. Уравнение Шишковского.

4. Поверхностная активность. Правило Дюкло—Траубе.

5. Когезия и адгезия.

6. Смачивание.

Литература:

Основная:

1. Ф1зична i колїдна х1м1я / B.I. Кабачний, Л.К. Осшенко, Л.Д. Грицан та

ш. — X.: Прапор, 1999. — С. 220-228.

2. Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная

химия. — М: Высш. шк, 1990. — С. 302-325.

Дополнительная:

1. Фридрихсберг ДА. Курс коллоидной химии. — Л.: Химия, 1984. — С. 44-57.

2. Киреев В.А. Курс физической химии. — М.: Химия, 1975. — С. 187-199.

3. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и

дисперсные системы. — М: Химия, 1989. — С. 21-39; С. 50-52; С. 78-92.

4. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. — М.: Химия, 1976. — С. 114-120;

С. 124; С. 126-136; С. 153-168.

5. Красовский И.В., Вайль Е.И., Безуглый В.Д. Физическая и коллоидная химия. — К.: Вища шк., 1983. — С. 176-181.

10

1. Поверхностные явления и их значение для фармации

Поверхностные явления — это совокупность явлений, наблюдаемых на границах раздела фаз. К ним относятся поверхностное натяжение, адсорбция, смачивание, адгезия и др.

Все поверхностные явления обусловлены силами межмолекулярного взаимодействия. Это связано с тем, что состояние и свойства молекул, расположенных вблизи геометрической поверхности раздела фаз отличаются от их свойств в объеме фазы.

Исходя из того, что силы межмолекулярного взаимодействия очень малы, может создаться ложное представление, что ими можно пренебречь. Разберемся в этом на образном примере. Кубик с ребром в 1 см имеет

9 7

площадь 6 см . Если его раздробить на кубики с гранью 10" см, то площадь поверхности составит 6 км". Тогда становится понятным, что силами межмолекулярного взаимодействия на такой площади уже нельзя пренебрегать.

Т.к. вещества с высокоразвитой поверхностью весьма распространены в природе и технике, изучение поверхностных явлений представляет большой теоретический и практический интерес.

Проводя аналогию между раздробленным кубиком и организмом человека, состоящим из биллионов клеток, энтузиасты могут подсчитать, что площадь поверхности межклеточного пространства имеет астрономическую величину, а следовательно, поверхностные явления играют огромную роль в процессах обмена веществ, фармакодинамики и фармакокинетики лекарственных веществ. Из этого вытекает важность изучаемой темы для биологов, медиков, фармацевтов-исследователей и фармацевтов-производственников .

Кроме этого, значительное количество лекарственных форм, применяемых в медицинской практике, представляют собой системы с высокоразвитой поверхностью. Для таких лекарственных форм, как золи, суспензии, эмульсии, мази, пасты, линименты изучение поверхностных явлений необходимо для придания им стабильности и определения их сроков хранения. Изучение поверхностных свойств лекарственных препаратов дает возможность разработать рациональную технологию их приготовления, хранения и применения.

Несколько слов следует сказать о роли биодоступности. Поверхностные явления определяют биодоступность, а, следовательно, терапевтический эффект. Например, для порошков и аэрозолей дисперсность, а, значит, и поверхностные явления влияют на всасываемость, наличие побочных эффектов и др. Многими исследователями было отмечено, что биологическая доступность таблеток у ряда лекарственных веществ достаточно сильно варьирует. Наиболее терапевтически неэквивалентными оказались препараты тетрациклина, окситетрациклина, левомицетина, дизоксина, фенилбутазона. Так, в 1968 г. в США было изъято в связи с низкой биодоступностью 200 млн. капсул левомицетина, терапевтическая активность которых

11

различалась в 2 раза. О важности такого рода исследований свидетельствует тот факт, что к 60 годам XX столетия в фармации окончательно сформировалось новое направление — биофармация. J. Warner дал ей следующее определение: „Это наука, изучающая соотношение между химическими и физическими свойствами действующего вещества и наблюдаемым биоэффектом после его приема в виде различных лекарственных форм".

В качестве конкретного приема использования поверхностных свойств вещества в медицине отметить препарат „Карболен" (активный уголь). Его адсорбирующая способность используется при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сопровождающихся повышенной кислотностью, брожением, метеоризмом, отравлением.

Явления адсорбции используется в фармацевтической промышленности при получении больших количеств дистиллированной воды на ионообменных колонках и во множестве других случаев.