Теорія гідратації - студопедія

Згідно молекулярно-кінетичної теорії гідратації при розчиненні речовин, що дають частинки з досить високою щільністю заряду (іони Li, Ca, Mg, F і ін.), Молекули розчини-теля, що знаходяться навколо цих частинок, притягуються, їх рухливість зменшується, рідше відбувається обмін з іншими молекулами. Це явище отримало назву позитивної гідратації. Деякі іони, такі, як К, Na, Rb, Cs, Вг, I, Cl як би відштовхують молекули розчинника, що викликає Збільшення обміну між найближчими молекулами у порівнянні з чистим розчинником, зростає невпорядкованість молекул Розчинника. В цьому випадку відбувається негативна гідратація. Встановлено, що негативна гідратація відбувається тільки в певному інтервалі температур. При досягненні граничних температур негативна гідратація переходить в

позитивну. Так, для іонів Na, Cs, Cl, I ці температури відповідно рівні +11, 89, 27, 75 ° С. Це пояснюється тим, що з підвищенням температури, зазначеної вище, переважає тепловий рух молекул розчинника. Різноманіття взаємодій таке велике, що до теперішнього часу немає єдиної теорії розчинів.

Сучасні уявлення про процес розчинення, однак, дозволяють вже зараз на науковій основі трактувати Біофарма-цевтіческіе закономірності в зміні біологічної доступності і терапевтичної активності лікарських речовин в розчинах в залежності від діелектричної проникності, наявності постійних і індукованих дипольних моментів, поляризуемости іонів і молекул розчиненої речовини. У технології розчинів стає зрозумілою роль вибору середовища, добавок електролітів, високомолекулярних сполук, поверхнево-активних речовин і т. Д.

При розчиненні руйнуються зв'язки між молекулами або іонами в розчиненому речовині і розчиннику, що пов'язано з витратою енергії. Одночасно з цим починається процес комплексоутворення, т. Е. Виникають нові зв'язки між молекулами і іонами, утворюються сольвати. Процес сопровожда-ється виділенням енергії. Загальна енергетичне зміна в системі може бути позитивним або негативним.

Так, при розчиненні спирту і води, багатьох лугів, кислот та інших речовин у воді виділяється теплота, тому додаткового-тельное нагрівання призводить до зменшення розчинності. Коли розчинення супроводжується поглинанням теплоти, нагрівання збільшує розчинність.

Іноді розчинення супроводжується зміною сумарного обсягу (явище контракції) при вимірюванні метанолу, етанолу, гліцерину та інших спиртів з водою.

Очевидно, що цим процесом можна керувати, варіюючи різними технологічними факторами. Так, для збільшення швидкості розчинення можна змінити температурний режим, збільшити різницю концентрацій, зменшити в'язкість і товщину прикордонного дифузійного шару шляхом зміни гідродинамічних умов, подрібнювати вихідна речовина, збільшуючи поверхню контакту з розчинником. Для реалізації цих можливостей технологічний процес ведуть в реакторах, що мають сорочку для обігріву парою або для охолодження системи розсолом, і переміщуючий пристрій. Перемішування дозволяє переміщати шари рідини в реакторі, при цьому збільшується різниця концентрацій і замінюється молекулярна дифузія в рідкому середовищі на конвективний і турбулентний массоперенос. Інтенсивне перемішування зменшує товщину дифузійного прикордонного шару.

Схожі статті