Виды растворов в зависимости от растворителя. Промышленная технология жидких лекарственных форм

Растворимость. Способы выражения концентрации растворов. Растворение как физико-химический процесс.

Цели:

Обучающие:

− Сформировать представление о понятиях: «раствор», «растворение», «растворимость», «концентрация».

− Рассмотреть физическую, химическую и современную теорию растворов.

− Показать значение растворов в жизни человека.

Развивающие:

− Закрепить знания, умения и навыки учащихся по решению задач на тему растворы.

Воспитывающие:

− Развитие у студентов навыков наблюдения, логического мышления, умений делать выводы и заключения.

Ход лекции

I. Организационный момент. Проверка знаний по скорости химической реакции.

II. Объяснение нового материала.

Учитель: Растворы играют важную роль в природе, технике и науке.

Где используются растворы? (ответы учащихся)

Учитель: Велика роль растворов в возникновении и развитии жизни на Земле. Одной из теорий возникновения организмов является теория зарождения жизни в первичном океане, который представлял собой воду с растворенными в ней веществами. Из этого раствора организмы получали необходимые для роста и развития ионы и молекулы.

В организме человека находятся физиологически важные растворы. Какие? (кровь, желудочный сок и др.)

Раствор – это гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов, содержание которых можно изменять в определенных пределах без нарушения однородности.

Раствор – гомогенная (однородная) система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

Классификация растворов

по агрегатному состоянию: газовые(воздух), жидкие(морская вода), твердые (сплавы)

по составу растворителя (водные, аммиачные, бензольные и др.)

По размеру частиц или по степени измельченности (дисперстности):

Взвеси (грубодисперстные системы) - размер частиц 10-3 -10-5 см. Взвеси - очень непрочные, гетерогенные системы. Грубодисперсные системы обычно бывают
в виде суспензий, эмульсий, аэрозолей.

Приведите примеры природных грубодисперсных систем?

Коллоидные растворы - размер частиц

10-5 - 10-7 см. Примером коллоидных ДС служат растворы клея и желатины.

Коллоидные растворы отличаются тем, что их частицы сильно рассеивают проходящий через них свет и делают заметным путь пропущенного светового луча (эффект Тиндаля).

Истинные растворы – размер частиц 10-7 - 10-8 см, это гомогенные, устойчивые ДС.

Концентрация насыщенного раствора наз. растворимостью с указанием температуры, при которой она определена.

n Растворимость - число моль растворенного в-ва в одном литре раств-ля (в состоянии насыщения)

Раствори́мость - способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы - растворы, в которых вещество находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц. Растворимость выражается концентрацией растворённого вещества в его насыщенном растворе либо в процентах, либо в весовых или объёмных единицах Растворимость газов в жидкости зависит от температуры и давления. Растворимость жидких и твёрдых веществ - практически только от температуры.

n Коэфф. растворимости - масса раств-го компонента в 100 г. раств-ля

Истинные растворы – термодинамически устойчивые системы, неограниченно стабильные во времени.

Движущими силами образования растворов являются энтропийный и энтальпийный факторы. При растворении газов в жидкости энтропия всегда уменьшается ΔS < 0, а при растворении кристаллов возрастает (ΔS > 0). Чем сильнее взаимодействие растворенного вещества и растворителя, тем больше роль энтальпийного фактора в образовании растворов. Знак изменения энтальпии растворения определяется знаком суммы всех тепловых эффектов процессов, сопровождающих растворение, из которых основной вклад вносят разрушение кристаллической решетки на свободные ионы (ΔH > 0) и взаимодействие образовавшихся ионов с молекулами растворителя (сольтивация, ΔH < 0). При этом независимо от знака энтальпии при растворении (абсолютно нерастворимых веществ нет) всегда ΔG = ΔH – T·ΔS < 0, т. к. переход вещества в раствор сопровождается значительным возрастанием энтропии вследствие стремления системы к разупорядочиванию. Для жидких растворов (расплавов) процесс растворения идет самопроизвольно (ΔG < 0) до установления динамического равновесия между раствором и твердой фазой.

Тема: У чения о растворах , классификация растворов .

По агрегатному состоянию растворы могут быть га–зообразными, жидкими и твердыми.

Любой раствор состоит из растворенных веществ и растворителя, хотя эти понятия в известной степени условны. Например, в зависимости от соотношения ко–личества спирта и воды эта система может быть рас–твором спирта в воде или воды в спирте.

Обычно растворителем считают тот компонент, ко–торый в растворе находится в том же агрегатном со–стоянии, что и до растворения.

Учение о растворах представляет для медиков особый интерес потому, что важнейшие биологические жид–кости – кровь, лимфа, моча, слюна, пот являются раст–ворами солей, белков, углеводов, липидов в воде.

Биологические жидкости участвуют в транспорте пи–тательных веществ (жиров, аминокислот, кислорода), лекарственных препаратов к органам и тканям, а также в выведении из организма метаболитов (мочевины, би–лирубина, углекислого газа и т. д.). Плазма крови явля–ется средой для клеток – лимфоцитов, эритроцитов, тромбоцитов.

В жидких средах организма поддерживается постоян–ство кислотности, концентрации солей и органических веществ. Такое постоянство называется концентра–ционным гомеостазом.

Классификация растворов

Растворы веществ с молярной массой меньше 5000 г/моль называются растворами низкомолекулярных со–единений (НМС), а растворы веществ с молярной мас–сой больше 5000 г/моль – растворами высокомолеку–лярных соединений (ВМС).

По наличию или отсутствию электролитической дис–социации растворы НМС подразделяют на два клас–са – растворы электролитов и неэлектролитов.

Растворы электролитов – растворы диссоции–рующих на ионы солей, кислот, оснований, амфо-литов. Например, растворы KNО 3 , HCl, КОН, Аl(ОН) 3 , глицина.

Электрическая проводимость растворов электро–литов выше, чем растворителя.

Растворы неэлектролитов – растворы веществ, практически не диссоциирующих в воде. Например, растворы сахарозы, глюкозы, мочевины. Электриче–ская проводимость растворов неэлектролитов мало отличается от растворителя.

Растворы НМС (электролитов и неэлектролитов) на–зываются истинными в отличие от коллоидных раство–ров. Истинные растворы характеризуются гомоген–ностью состава и отсутствием поверхности раздела между растворенным веществом и растворителем. Раз–мер растворенных частиц (ионов и молекул) меньше 10 -9 м.

Большинство ВМС – полимеры, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повто–ряющихся группировок или мономерных звеньев, со–единенных между собой химическими связями. Раство–ры ВМС называются растворами полиэлектролитов.

К полиэлектролитам относятся поликислоты (гепа–рин, полиадениловая кислота, полиаспарагиновая кис–лота и др.), полиоснования (полилизин), полиамфоли-ты (белки, нуклеиновые кислоты).

Свойства растворов ВМС существенно отличаются от свойств растворов НМС. Поэтому они будут рас–смотрены в отдельном разделе. Данная глава посвя–щена растворам низкомолекулярных электролитов, амфолитов и неэлектролитов.

Вода как растворитель

Самым распространенным растворителем на нашей планете является вода. Тело среднего человека мас–сой 70 кг содержит примерно 40 кг воды. При этом около 25 кг воды приходится на жидкость внутри клеток, а 15 кг составляет внеклеточная жидкость, в которую входят плазма крови, межклеточная жидкость, спинно-моз-говая жидкость, внутриглазная жидкость и жидкое содержимое желудочно-кишечного тракта. У животных и растительных организмов вода составляет обычно бо–лее 50%, а в ряде случаев содержание воды достигает 90-95%.

Вследствие своих аномальных свойств вода – уни–кальный растворитель, прекрасно приспособленный для жизнедеятельности.

Прежде всего вода хорошо растворяет ионные и мно–гие полярные соединения. Такое свойство воды связа–но в значительной мере с ее высокой диэлектрической проницаемостью (78,5).

Другой многочисленный класс веществ, хорошо раст–воримых в воде, включает такие полярные органиче–ские соединения, как сахара, альдегиды, кетоны, спир–ты. Их растворимость в воде объясняется склонностью молекул воды к образованию полярных связей с поляр–ными функциональными группами этих веществ, на–пример с гидроксильными группами спиртов и сахаров или с атомом кислорода карбонильной группы альдеги–дов и кетонов. Ниже приведены примеры водородных связей, важных для растворимости веществ в биологи–ческих системах. Вследствие высокой полярности во–да вызывает гидролиз веществ.

Так как вода составляет основную часть внутренней среды организма, то она обеспечивает процессы всасывания, передвижения питательных веществ и продуктов обмена в организме.

Необходимо отметить, что вода является конечным продуктом биологического окисления веществ, в частно–сти глюкозы. Образование воды в результате этих про–цессов сопровождается выделением большого коли–чества энергии – приблизительно 29 кДж/моль.

Важны и другие аномальные свойства воды: высо–кое поверхностное натяжение, низкая вязкость, высо–кие температуры плавления и кипения и более высокая плотность в жидком состоянии, чем в твердом.

Для воды характерно наличие ассоциатов – групп молекул, соединенных водородными связями.

В зависимости от сродства к воде функциональные группы растворяемых частиц подразделяются на гид–рофильные (притягивающие воду), легко сольватируе-мые водой, гидрофобные (отталкивающие воду) и ди-фильные.

К гидрофильным группам относятся полярные функ–циональные группы: гидроксильная -ОН, амино -NH 2 , тиольная -SH, карбоксильная -СООН. К гидрофоб–ным – неполярные группы, например углеводородные радикалы: СНз-(СН 2 ) п -, С 6 Н 5 -. К дифильным отно–сят вещества (аминокислоты, белки), молекулы кото–рых содержат как гидрофильные группы (-ОН, -NH 2 , -SH, -СООН), так и гидрофобные группы: (СН 3 – (СН 2 ) п , - С 6 Н 5 -).

При растворении дифильных веществ происходит изменение структуры воды как результат взаимодей–ствия с гидрофобными группами. Степень упорядо–чения молекул воды, близко расположенных к гидро–фобным группам, увеличивается, и контакт молекул воды с гидрофобными группами сводится к миниму–му. Гидрофобные группы, ассоциируясь, выталки–вают молекулы воды из области своего расположения.

1. По характеру растворителя:

1) водные;

2) неводные: растворы в органических растворителях (спирты, эфиры, ацетон, бензол).

2. По точности выражения концентрации: приблизительные, точные и эмпирические.

3. По соотношению преобладания числа частиц, переходящих в раствор или удаляющихся из раствора, различают растворы на­сыщенные, ненасыщенные и пересыщенные.

4. По относительным количествам растворенного вещества и растворителя растворы подразделяют на разбавленные и концентрированные.

Разбавленные растворы - растворы с небольшим содержанием растворен­ного вещества; концентрированные растворы - с большим содержанием растворенного вещества.

5. По агрегатному состоянию растворителя: растворение твёрдых веществ, жидкостей и газов.

Газообразными растворами являются воздух и другие смеси газов.

К жидким растворам относят гомогенные смеси газов, жид­костей и твердых тел с жидкостями.

Твёрдыми растворами являются многие сплавы, например, металлов друг с другом, стёкла. Наибольшее значение имеют жидкие смеси, в которых растворителем является жидкость. Наи­более распространенным растворителем из неорганических ве­ществ, конечно же, является вода. Из органических веществ в качестве растворителей используют метанол, этанол, диэтиловый эфир, ацетон, бензол и др.

В процессе растворения частицы (ионы или молекулы) рас­творяемого вещества под действием хаотически движущихся час­тиц растворителя переходят в раствор, образуя в результате бес­порядочного движения частиц качественно новую однородную систему. Способность к образованию растворов выражена у разных веществ в различной степени. Одни вещества способны смешиваться друг с другом в любых количествах (вода и спирт), другие - в ограниченных (хлорид натрия и вода).

В зависимости от то­го, электронейтральными или заряженными частицами являются компоненты раствора, их подразделяют на молекулярные (растворы неэлектролитов) и ионные (растворы электролитов). Одна из характерных особенностей растворов электролитов за­ключается в том, что они проводят электрический ток.

Растворение веществ сопровождается тепловым эффектом: выделе­нием или поглощением теплоты - в зависимости от природы вещества. При растворении в воде, например, гидроксида калия, серной кислоты наблюдается сильное разогревание раствора, т.е. выделение теплоты, а при растворении нитрата аммония - сильное охлаждение раствора, т.е. поглощение теплоты. В первом случае осуществляется экзотермический процесс (∆H < 0), во втором - эндотермический (∆H > 0). Тепло­та растворения ∆H - это количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся при растворении 1 моль вещества. Так, для гидрокси­да калия ∆H ° = -55,65 кДж/моль, а для нитрата аммония ∆H ° = +26,48 кДж/моль.

В результате химического взаимодействия растворенного вещества с растворителем образуются соединения, которые называют сольватами (или гидратами, если растворителем является вода). Образование таких соединений роднит растворы с химическими соединениями.

Растворимость – способность вещества растворяться в том или ином растворителе . Она характеризуется концентрацией насыщенного раствора. Растворимость часто выражают количеством граммов растворяемого вещества в 100 г растворителя. Если раствор содержит растворённого вещества больше, чем это соответствует растворимости при данной температуре, то он называется пересыщенным. Возможность существования пересыщенного раствора объясняется трудностью возникновения центров кристаллизации. В случае растворения твердых или жидких веществ в жидкостях растворимость возрастает с повышением температуры, а для газов – убывает. На растворимость газов большое влияние оказывает давление.

Процесс растворения твердого вещества в жидкости протекает следующим образом. Если поместить твердое тело в соответствующий растворитель, от его поверхности постепенно отрываются отдельные молекулы, которые благодаря диффузии равномерно распределяются по всему объему жидкости. Причем отделение молекул от поверхности твердого вещества вызывается двумя причинами: с одной стороны, их собственным движением, а с другой - притяжением со стороны молекул растворителя. В растворах (как и в газах, но только гораздо медленнее) протекают процессы диффузии, благодаря которым создается и поддерживается одинаковая во всем объеме концентрация растворенного вещества. Одновременно с разрушением кристаллической решетки твердого тела происходит взаимодействие между растворителем и растворяемым веществом, при котором выделяется больше тепла, чем его расходуется на разрушение кристаллической решетки.

В процессе растворения большинства веществ их молекулы прочно связываются с молекулами растворителя, образуя сольваты (гидраты, если растворителем является вода). Образование этих соединений обусловлено полярностью молекул растворяемого вещества, благодаря которой они притягивают полярные молекулы растворителя. В большинстве случаев гидраты являются достаточно неустойчивыми соединениями, разлагающимися уже при выпаривании растворов. Но иногда молекулы воды очень прочно связаны с молекулами растворенного вещества, и при выделении последнего из раствора гидратная вода входит в состав его кристаллов (глюкоза, магния сульфат, меди сульфат, квасцы, кодеин, которые являются кристаллогидратами).

Однако наряду с процессом растворения происходит обратный процесс - кристаллизация. При постоянном увеличении концентрации раствора по мере растворения вещества в определенный момент скорость растворения становится равной скорости кристаллизации, т.е. устанавливается состояние динамического равновесия, при котором в единицу времени растворяется столько же молекул, сколько и выделяется обратно из раствора. При этих условиях концентрация раствора перестает увеличиваться, т.е. раствор становится насыщенным.

Великий русский химик Д.И. Менделеев создал химическую теорию растворов, которую он обосновал многочисленными экспериментальными данными, изложенными в его книге «Исследова­ния водных растворов по их удельному весу», вышедшей в 1887 г. «Растворы суть химические соединения, определяемые силами, дейст­вующими между растворителем и растворенным веществом», - писал он в этой книге. Теперь известна природа этих сил. Сольваты (гидра­ты) образуются за счет донорно-акцепторного, ион-дипольного взаимо­действий, за счет водородных связей, а также дисперсионного взаимодействия (в случае растворов родственных веществ, например бензола и толуола).

Таким образом, растворение - не только физический, но и химиче­ский процесс. Растворы образуются путем взаимодействия частиц растворенного вещества с частицами растворителя. Ученик Д.И. Менделеева Д.П. Коновалов всегда подчеркивал, что между химическими соединениями и растворами нет границ.

Untitled Document

Классификация растворов

Растворы – это гомогенные (однофазные) системы переменного состава, состоящие из двух или более веществ (компонентов).

По характеру агрегатного состояния растворы могут быть газообразными, жидкими и твердыми. Обычно компонент, который в данных условиях находится в том же агрегатном состоянии, что и образующийся раствор, считают растворителем, остальные составляющие раствора – растворенными веществами. В случае одинакового агрегатного состояния компонентов растворителем считают тот компонент, который преобладает в растворе.

В зависимости от размеров частиц растворы делятся на истинные и коллоидные . В истинных растворах (часто называемых просто растворами) растворенное вещество диспергировано до атомного или молекулярного уровня, частицы растворенного вещества не видимы ни визуально, ни под микроскопом, свободно передвигаются в среде растворителя. Истинные растворы – термодинамически устойчивые системы, неограниченно стабильные во времени.

Движущими силами образования растворов являются энтропийный и энтальпийный факторы. При растворении газов в жидкости энтропия всегда уменьшается ΔS S > 0). Чем сильнее взаимодействие растворенного вещества и растворителя, тем больше роль энтальпийного фактора в образовании растворов. Знак изменения энтальпии растворения определяется знаком суммы всех тепловых эффектов процессов, сопровождающих растворение, из которых основной вклад вносят разрушение кристаллической решетки на свободные ионы (ΔH > 0) и взаимодействие образовавшихся ионов с молекулами растворителя (сольтивация, ΔH G = ΔH – T ·ΔS G

Концентрация насыщенного раствора определяется растворимостью вещества при данной температуре. Растворы с меньшей концентрацией называются ненасыщенными.

Растворимость для различных веществ колеблется в значительных пределах и зависит от их природы, взаимодействия частиц растворенного вещества между собой и с молекулами растворителя, а также от внешних условий (давления, температуры и т. д.)

В химической практике наиболее важны растворы, приготовленные на основе жидкого растворителя. Именно жидкие смеси в химии называют просто растворами. Наиболее широко применяемым неорганическим растворителем является вода. Растворы с другими растворителями называются неводными.

Растворы имеют чрезвычайно большое практическое значение, в них протекают многие химические реакции, в том числе и лежащие в основе обмена веществ в живых организмах.

Задачи и тесты по теме "Растворы. Классификация растворов"

• Состав растворов - Растворы 8–9 класс

  Уроков: 3 Заданий: 8 Тестов: 1

• Среда растворов. Индикаторы - Растворы 8–9 класс

  Уроков: 3 Заданий: 10 Тестов: 1

• Вычисление массовой доли вещества в растворе - Расчётные задачи по химии 8–9 класс

Растворы - жидкая лекарственная форма, полученная растворением жидких, твердых или газообразных веществ в соответствующем растворителе. По дисперсологической классификации растворы - свободнодисперсные системы с жидкой дисперсионной средой.

В фармацевтической практике на долю растворов приходится в среднем до 30% общей рецептуры аптек. Большой удельный вес рас- творов, как и всех жидких лекарственных форм, объясняется рядом их преимуществ перед другими лекарственными формами.

Преимущества растворов в сравнении с твердыми лекарственными формами:

Высокая биодоступность;

Снижение раздражающих свойств;

Быстрое наступление терапевтического эффекта;

Возможность коррекции вкуса;

Простота и удобство применения.

Недостатки растворов в сравнении с твердыми лекарственными формами:

Непродолжительный срок хранения;

Необходимость разработки состава вспомогательных веществ. Присущие растворам недостатки не влияют на их широкое применение.

Классификация растворов представлена на схеме.

Свойства растворов представлены в табл. 12.1.

Таблица 12.1. Свойства растворов

12.1. РАСТВОРИТЕЛИ

Для изготовления раствора необходимы лекарственные вещества и растворители.

Растворители - индивидуальные химические соединения или их смеси, способные растворять различные вещества, т.е. образовывать с ними однородные системы - растворы.

Растворители разделяют на 2 класса:

Вода (очищенная или для инъекций);

Органические растворители (спирт этиловый, глицерин, хлороформ, эфир и др.).

Основные требования, предъявляемые к растворителям:

Растворяющая способность;

Химическая индифферентность и биологическая безвредность;

Отсутствие неприятного вкуса и запаха;

Микробиологическая чистота;

Низкая цена и доступность.

12.1.1. Вода

В фармации основными растворителями при изготовлении лекарственных форм являются вода очищенная и вода для инъекций.

12.1.2. Вода очищенная

Ранее применялся термин «вода дистиллированная», т.е. вода, получаемая методом дистилляции. В настоящее время разработаны новые технологии, позволяющие получить воду требуемого качества путем фильтрации ионов через мембрану. Поэтому ГФ Х! термин «вода дистиллированная» был заменен более общим - «вода очищенная». Данный термин исключает определение

способа получения воды и устанавливает общие требования к ее качеству.

Существует 2 способа получения воды очищенной:

Дистилляция;

Обратный осмос. Оборудование для получения воды

очищенной

Аквадистилляторы Аквадистилляторы ДЭ (рис. 12.1) предназначены для получения очищенной воды. Корпус и основные детали выполнены из нержавеющей стали. Технические характеристики представлены в табл. 12.2.

Дистиллятор состоит из следующих основных блоков (рис. 12.2): охладитель (конденсатор), уравнитель, камера испарения (испаритель), электронагреватели, датчик уровня, блок управления.

Для изготовления малых объемов очищенной воды рекомендуется

Рис. 12.1. Внешний вид аквадистилляторов ДЭ

Таблица 12.2. Основные технические характеристики дистилляторов ДЭ

Рис. 12.2. Дистиллятор:

1 - конденсатор; 2 - отверстие; 3 - ниппель; 4 - патрубок; 5 - сливная трубка; 6 - воронка; 7 - уравнитель; 8 - испаритель; 9 - кожух; 10 - кран; 11 - крестовина; 12 - отверстие в ниппеле; 13 - болт заземления; 14 - провод; 15 - ТЭН; 16 - ниппель; 17 - бачок уравнителя; 18 - сливной кран; 19 - штуцер отвода воды

Рис. 12.3. Настольный аквадистиллятор

использование настольных дистилляторов, например MELAdest? 65 фирмы MELAG (рис. 12.3). Дистиллятор позволяет получать воду очищенную, соответствующую требованиям фармакопеи. Производительность - 0,7 л/час. Размеры - 23 . 38 см. Мощность - 500 Вт. Основные преимущества - малая энергоемкость и производительность, что позволяет использовать дистиллятор для изготовления только нескольких рецептов.

Правила получения воды очищенной методом дистилляции

1. Получение и хранение воды очищенной должны производиться в спе-

циально оборудованном для этой цели помещении с помощью аквадистилляторов или других разрешенных для этой цели установок.

2. При получении воды с помощь аквадистиллятора ежедневно перед началом работы:

В течение 10-15 мин проводят пропаривание дистиллятора и трубопроводов при закрытых вентилях подачи воды в конденсатор;

В течение 15-20 мин отбрасывают первые порции воды.

3. Полученную воду очищенную и для инъекций собирают в чистые простерилизованные или обработанные паром сборники промышленного производства, изготовленные из материалов, не изменяющих свойства воды и защищающих ее от инородных частиц и микробиологических загрязнений (в порядке исключения - в стеклянные баллоны). Сборники должны иметь четкую надпись: «Вода очищенная», «Вода для инъекций». На сборнике воды прикрепляется бирка с указанием даты ее получения, номера анализа и подписи проверявшего. Если одновременно используют несколько сборников, их нумеруют. На этикетке емкостей для сбора и хранения воды для инъекций должно быть обозначено, что их содержимое не простерилизовано.

4. Стеклянные сборники плотно закрывают пробками с 2 отверстиями: одно - для трубки, по которой поступает вода, другое - для стеклянной трубки, в которую вставляется тампон из стерильной ваты (меняют ежедневно).

5. Воду очищенную используют свежеприготовленной или хранят в закрытых емкостях не более 3 сут.

Требования ГФ к качеству воды очищенной

Воду очищенную ежедневно из каждого баллона анализируют на отсутствие хлоридов, сульфатов и солей кальция. Ежеквартально воду очищенную направляют в территориальную контрольно-аналитическую лабораторию для полного химического анализа.

Вода очищенная должна быть бесцветной, прозрачной, без запаха и вкуса. Значение рН может колебаться в пределах 5,0-6,8. Сухой остаток не должен превышать 0,001% (т.е. 1 мг в 100 мл воды). Вода не должна содержать восстанавливающих веществ (при кипячении в течение 10 мин 100 мл воды с 2 мл кислоты серной разведенной и 1 мл 0,01 М раствора калия перманганата вода должна оставаться окрашенной в розовый цвет), нитратов, нитритов, хлоридов, сульфатов, кальция, тяжелых металлов, углерода диоксида. Допускается лишь наличие следов аммиака (не более 0,00002%).

Микробиологическая чистота воды очищенной должна соответствовать требованиям на воду питьевую. Допускается содержание в ней не более 100 микроорганизмов в 1 мл при отсутствии бактерий сем. Enterobacteriaceae, Р. aeruginosa, S. aureus.

12.1.3. Вода для инъекций

Для изготовления растворов для инъекций используют воду для инъекций, которая должна выдерживать испытания на воду очищенную, а также должна быть стерильной и апирогенной.

Воду для инъекций получают в асептических условиях на основании приказа Минздрава? 309. Получение воды для инъекций производят в дистилляционной комнате асептического блока, где категорически запрещается выполнять какие-либо работы, не связанные с дистилляцией воды.

Получение воды для инъекций производится с помощью аквадистилляторов или установок обратноосмотических согласно прилагаемым к ним инструкциям.

Известно, что пирогенные вещества нелетучи и не перегоняются с водяным паром. Загрязнение дистиллята пирогенными вещества- ми происходит путем перебрасывания мельчайших капель воды или уноса их струей пара в конденсатор. Поэтому главной задачей при получении воды для инъекций является отделение капелек воды от паровой фазы. Для этой цели в аквадистилляторах АА-1 (рис. 12.4) имеются сепараторы (8), где пар проходит длинный извилистый путь и на пути в конденсатор постепенно теряет капельножидкую фазу.

Рис. 12.4. Аквадистиллятор АА-1

Основными частями аквадистиллятора АА-1 являются камера испарения (10 ) с сепаратором (8), конденсатор (1-6 ), сборник-уравнитель (25) и электрощит. Камера испарения (10) снаружи защище- на стальным кожухом (9), предназначенным для уменьшения тепловых потерь и предохранения обслуживающего персонала от ожогов. В дно (12 ) камеры вмонтированы четыре электронагревателя (11) и края для сброса (В). В камере испарения (10) вода (с добавлением химических реагентов) (14 ), нагреваемая электронагревателями (11), превращается в пар, который через сепараторы (8) и паровую трубку (7) поступает в конденсационную камеру (3), охлаждаемую сна-

Рис. 12.5. Стеклянные дистилляторы

ружи холодной водой (15), и, кон- денсируясь, превращается в воду апирогенную.

Для получения воды апирогенной высшей степени деминерализации применяют стеклянные дистилляторы Sanyo (рис. 12.5). Дистиллятор имеет запатентованный пароуловитель, обеспечивающий свободный от пирогенов дистиллят высшей чистоты; рН 5,6-6,0. Производительность - 8 л/ч.

Вода очищенная для инъекций (деминерализованная)

Вода деминерализованная (Aqua demineralisata) в медицинской практике применяется наряду с водой для инъекций для изготовления инъекционных растворов.

Вода деминерализованная для инъекционных растворов получается путем пропускания исходной воды через установку обратноосмотическую и стерилизующий фильтр. На стадии обратного осмоса вода очищается от органических соединений и солей. Удаление примесей происходит за счет пропускания воды через полупроницаемую мембрану при давлении, превышающем осмотическое. Для увеличения эффективности процесса используется тангенциальная подача воды к поверхности мембраны при рециркуляции. Оборудование представляет собой последовательно соединенные колонны (рис. 12.6), состоящие из свернутой определенным образом системы мембранных фильтров. Мембраны имеют размеры пор 0,0005-0,001 мм. Контроль систем обратного осмоса осуществляется измерением удельной электрической проводимости воды на выходе из системы.

Хранение воды для инъекций

Полученную воду для инъекций собирают в чистые простерилизованные или обработанные паром стеклянные сборники или в специальные сосуды (рис. 12.7). Сборники должны иметь четкую надпись «Вода для инъекций». Сосуд для хранения воды для инъекций должен быть оборудован:

Мешалкой;

Рубашкой для подачи пара и охлаждающей воды;

Системой душирования для обеспечения непрерывного смачивания всей внутренней поверхности сосуда;

Рис. 12.6. Установки обратноосмотические «Апироген-20» и обратноосмотическая мембрана

Рис. 12.7. Сборник для хранения воды для инъекций с непрерывной циркуляцией промышленного производства

Системой термостатирования;

Гидрофобным воздушным фильтром;

Взрывной мембраной;

Манометром;

Системой регулирования уровня. Воду для инъекций используют

свежеприготовленную или хранят при температуре от 5 до 10 ?С или от 80 до 95 ?С в закрытых емкостях, изготов- ленных из материалов, не изменяющих свойств воды, защищающих ее от попадания механических включений и микробиологических загрязнений, не более 24 ч. При необходимости длительного хранения воды для инъекций необходимо организовать ее циркуляцию при температуре в интервале 85-90 ?С.

Требования к качеству воды для инъекций А. Отсутствие пирогенных веществ

Пирогенными веществами (греч. pyr - огонь, лат. generatio - рождение) называют продукты жизнедеятельности и распада микроорганизмов, погибшие микробные клетки. По химическому соста- ву пирогенные вещества представляют собой высокомолекулярные соединения липополисахаридной природы с размером частиц от 50 нм до 1 мкм. Установлено, что пирогенные вещества образуют в основном грамотрицательные бактерии.

Впрыскивание раствора, содержащего пирогенные вещества, вызывает пирогенный эффект (повышение температуры тела, лихо- радочное состояние). Наиболее резкие пирогенные реакции наблюдаются при внутрисосудистых, спинномозговых и внутричерепных инъекциях.

Пирогенные вещества - термостабильные вещества; они разрушаются только при нагревании в суховоздушных стерилизаторах при температуре 250 ?С в течение 30 мин. В связи с опасностью возможного пирогенного эффекта проверке на пирогенность подвергают растворы, вводимые внутривенно в объемах 10 мл и более (ГФ). Обязательно должны проверяться 5% раствор глюкозы, изотонический натрия хлорида, раствор желатина. Один раз в квартал испытание на пирогенность растворов и воды для инъекций в виде изотонического раствора производят с помощью биологического метода (ГФ).

Биологический метод. Испытуемый раствор вводят 3 здоровым кроликам массой 1,5-2,5 кг в ушную вену из расчета 10 мл на 1 кг массы тела кролика. Раствор лекарственного вещества или воду считают апирогенными, если после введения ни у одного из 3 подопытных кроликов ни при 1 из 3 измерений не наблюдалось повышения температуры тела более чем на 0,6 ?С по сравнению с исходной температурой тела, и в сумме повышение температуры у 3 кроликов не превышало 1,4 ?С.

Лимулус-тест. Кроме официнального биологического метода испытания на пирогенность широко применяют лимулус-тест (ЛАЛтест), основанный на образовании геля при взаимодействии бактериальных пирогенов с лизатом амебоцитов Limulus polyphemus. В основе ЛАЛ-теста лежит способность лизата амебоцитов (клеток гемолимфы реликтовых животных - мечехвостов) специфически реагировать с эндотоксинами грамотрицательных бактерий. В настоящее время

ЛАЛ-тест узаконен фармакопеями многих стран, а с 2009 г. предложен для введения в Фармакопею РФ в качестве альтернативного метода идентификации пирогенных веществ. Методы депирогенизации:

Химические;

Физико-химические;

Энзиматические.

Химические методы депирогенизации:

Пиролитическое разложение пирогенных веществ в термостабильных субстанциях (депирогенизация натрия хлорида при

180-200 ?С);

Нагревание в 6% растворе перекиси водорода при 100? С в течение 1 ч;

Выдерживание в подкисленном кислотой серной 0,5-1% растворе калия перманганата в течение 25-30 мин. Для приготовления раствора к 10 частям 1% раствора калия перманганата добавляют 6 частей 1,5% раствора кислоты серной. После обработки сосуды и трубки тщательно промывают свежеприготовленной водой для инъекций.

Физико-химические методы:

Пропускание растворов через колонки с активированным углем, целлюлозой;

Использование мембранных ультрафильтров с отрицательным дзета-потенциалом. Данный метод удобен при промышленном изготовлении инъекционных растворов.

Б. Контроль качества воды для инъекций

На основании приказа Минздрава РФ? 309 и МУ-78-113 «Приготовление, хранение и распределение воды очищенной и воды для инъекций» от 22.05.1998 г. вода для инъекций контролируется ежедневно в соответствии со статьями ГФ «Вода очищенная» и «Вода для инъекций» по фармакопейной статье (табл. 12.3).

Если в аптеке имеется система распределения воды по трубопроводам, то вода для инъекций подлежит дополнительному контролю в трубопроводах. В системе распределения воды очищенной непрерывному контролю подлежат скорость потока (для закольцованных систем), температура (для горячих систем) и удельная электрическая проводимость воды. Кроме того, желателен контроль содержания органического углерода.

Таблица 12 .3. Показатели качества воды очищенной и воды для инъекций по ФС-2619 и ФС-2620

12.2. РАСТВОРИМОСТЬ ВЕЩЕСТВ ПО ГФ

Технология изготовления растворов зависит не только от свойств растворителя, но и от растворимости лекарственного вещества.

Растворимость - максимальная концентрация вещества, которое может быть полностью растворено в данном растворителе при данной температуре и давлении. Лекарственное вещество считают растворившимся, если в растворе при наблюдении в проходящем свете не обнаруживают его частицы.

По ГФ установлены 7 терминов, характеризующих растворимость лекарственных средств (табл. 12.4).

Таблица 12.4. Характеристика растворимости по ГФ

12.2.1. Факторы, влияющие на растворимость

А. Температура

Растворимость любого вещества зависит от температуры. Большинство веществ являются эндотермическими, поглощая тепло в процессе растворения. Для этих веществ нагрев раствора приводит к увеличению растворимости. Некоторые вещества (гидрат окиси или глицерофосфат кальция и натрия карбенициллин) выделяют тепло в процессе растворения. Растворимость таких веществ уменьшается с увеличением температуры.

Б. Присутствие других ионов

Растворимость почти всегда понижается при введении в раствор дополнительных веществ или ионов (высаливание). Однако имеется обратная зависимость повышения растворимости при введении в раствор ионов:

- увеличение растворимости белков-глобулинов, которые лучше растворяются в растворе натрия хлорида, чем в воде;

- растворение йода в насыщенном растворе калия йодида с образованием комплекса KJ 3 ;

- растворение сулемы в растворе натрия хлорида с образованием комплексного соединения Na 2 HgCl 4 .

Из этого следует, что фенобарбитал натрия находится в растворенном состоянии при рН более 8,3. Уменьшение рН вызовет осаждение фенобарбитала.

Г. Полярность растворителя

Растворимость препарата в данном растворителе в значительной степени зависит от полярности растворителя. По диэлект- рической константе растворители классифицируют на полярные (е >50), полуполярные (е = 20-50) или неполярные (е = 1-20) (табл. 12.5).

Таблица 12.5. Диэлектрическая константа растворителей

Полярные растворители растворяют соли или высокополярные (дипольные) молекулы. Неполярные растворители растворяют непо- лярные молекулы. Полуполярные растворители (спирты и кетоны) могут растворять и те и другие в зависимости от их свойств. Таким образом, в фармации существует универсальное правило выбора растворителя: «Подобное растворяется в подобном».

Существует 2 способа увеличения растворимости веществ в полуполярных растворителях:

1. Изменяя рН, чтобы изменять полярность вещества (соль или основание). Увеличение концентрации соли приводит к увеличению

растворимости солей в полярных растворителях, оснований - в неполярных.

2. Смешивая растворители различных полярностей, чтобы изменять полярность растворителя.

Пример 2

Заменить спирт на глицерин в составе раствора фурацилина 1:1500. Для определения диэлектрической константы растворителя готовят смеси этанола с водой. Затем готовят в данных смесях растворы, остав- ляют на ночь, наблюдая осаждение (табл. 12.6).

Например, осаждение фурацилина не наблюдалось в смеси 60/40 и более; результаты опытов представлены ниже: + (да), - (нет).

Таблица 12.6. Влияние спирта на осаждение фурацилина

Контрольные вопросы

1. Дайте определение растворам с точки зрения дисперсологической классификации.

2. Какие существуют методы получения воды очищенной?

3. Какие требования предъявляются к качеству воды очищенной?

4. Какие существуют требования к качеству воды для инъекций?

5. Какие существуют методы получения воды для инъекций?

6. Как хранят воду очищенную и воду для инъекций?

Тесты

1. Растворы - жидкая лекарственная форма, полученная растворением:

1. Жидких.

2. Твердых.

3. Газообразных веществ в соответствующем растворителе

2. Истинные растворы низкомолекулярных веществ:

1. Проходят сквозь фильтр.

2. Проходят через диализирующую мембрану.

3. Не изменяют свойства при центрифугировании.

4. Нагреваются.

3.Способы получения воды очищенной:

1. Дистилляция.

2. Обратный осмос.

3. Ионный обмен.

4. Дистиллятор состоит из следующих основных блоков:

1. Охладитель (конденсатор).

2. Уравнитель.

3. Наполнитель.

4. Камера испарения (испаритель).

5. Электронагреватели.

6. Датчик уровня.

7. Блок управления.

5. Ежедневно перед началом работы проводят пропаривание дистиллятора и трубопроводов при закрытых вентилях подачи воды в конденсатор в течение:

1. 5 мин.

2. 10 мин.

3. 15 мин.

4. 20 мин.

5. Затем 15-20 мин отбрасывают первые порции воды.

6. В аквадистилляторах для получения апирогенной воды АА-1 имеются сепараторы для:

1. Отделения механических включения.

2. Для удаления из пара капельножидкой фазы.

3. Для удаления микроорганизмов.

7. Что правильно:

1. Воду для инъекций используют свежеприготовленную;

2. Хранят при температуре от 5 до 10 ?С.

3. Хранят при температуре от 80 до 95 ?С.

8. Пирогенными веществами называют продукты:

1. Жизнедеятельности микроорганизмов.

2. Распада микроорганизмов.

3. Погибшие микробные клетки.

4. Жизнеспособные микроорганизмы.

9. Пирогенные вещества разрушаются при:

1. Кипячении в течение 6 ч.

2. Стерилизации при температуре 132 ?С в течение 30 мин.

3. Нагревании в суховоздушных стерилизаторах при температуре 250 ?С в течение 30 мин.

10. Вода для инъекций должна быть:

1 Стерильна. 2. Апирогенна.

Главная » Отделочные работы » Виды растворов в зависимости от растворителя. Промышленная технология жидких лекарственных форм