chp5 solutions Flashcards

Question

name παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα

Answer 1

1. Η θερμοκρασία: Η αύξηση της θερμοκρασίας συνήθως οδηγεί σε αύξηση της διαλυτότητας. 2. Η ανάδευση: Αυξάνεται ο ρυθμός διαλυτοποίησης, καθώς γύρω από το στερεό βρίσκονται συνεχώς νέα μόρια διαλύτη, ελαττώνοντας το πάχος της στοιβάδας διάχυσης. 3. Η φύση της διαλυμένης ουσίας: Οι υποκαταστάτες που φέρει (υδρόφιλοι ή υδρόφοβοι). Πολικές ομάδες (π.χ. -ΟΗ) ικανές να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου με το νερό, αυξάνουν τη διαλυτότητα, ενώ μη πολικές ομάδες (π.χ. -CH3) την ελαττώνουν. 4. Ο ιοντισμός: Τα περισσότερα φάρμακα είναι ασθενείς ηλεκτρολύτες: (75% ασθενείς βάσεις και 20% ασθενή οξέα). 5. Το pH: Τα όξινα φάρμακα διαλύονται περισσότερο σε αλκαλικά διαλύματα, ενώ τα βασικά φάρμακα διαλύονται περισσότερο σε όξινα διαλύματα 6. Το μέγεθος των σωματιδίων: Η μείωση του μεγέθους των σωματιδίων αυξάνει το εμβαδόν της επιφάνειας τους και κατά συνέπεια το ρυθμό διάλυσης. 7. Η κρυσταλλική μορφή – πολυμορφισμός: - Το φαινόμενο του πολυμορφισμού (η ύπαρξη περισσότερων από μίας κρυσταλλικών μορφών της ίδιας ουσίας) μπορεί να επηρεάσει τη σταθερότητα και βιοδιαθεσιμότητα του σκευάσματος. - Η μέτρηση του σημείου τήξης αποτελεί μέσο για την αποκάλυψη ύπαρξης πολυμορφισμού των ενώσεων που είναι υποψήφιες για φάρμακα. 8. Η φύση του διαλύτη: Ισχύει ο κανόνας «όμοια διαλύουν όμοια», δηλ. οι πολικές ενώσεις διαλύονται σε πολικούς διαλύτες και οι μη πολικές σε μη πολικούς διαλύτες. 9. Το ιξώδες του διαλύτη: Η αύξηση του ιξώδους του διαλύτη ελαττώνει την ταχύτητα διάχυσης και κατά συνέπεια το ρυθμό διάλυσης. 10. Η επιφανειακή τάση: Η προσθήκη επιφανειοδραστικών ουσιών κατά την διαλυτοποίηση, έχει σαν αποτέλεσμα τη μείωση της γωνίας επαφής.

Answer 2

1. ενδογενή διαλυτότητα So - αφορά στην αδιάστατη, non ionized μορφή - how much non ionized form can be dissolved in a solvent 2. φαινόμενη διαλυτότητα S - εξαρτάται από το pH του διαλύματος και τη σταθερά ιοντισμού pKa των ενώσεων, δηλ. από το βαθμό ιοντισμού. - both the ionized and non ionized forms are present w.a ---> S = S0 x (1 + 10^ pH - pKa) w.b ---> S = S0 x (1+ 10^ pKa - pH)

Answer 3

1. weak acids ---> low at acidic pH, and then goes up at alkaline pH 2. weak bases ---> high at acidic pH and then slope goes down at alkaline pH 3. amphoteric ---> is high on the very acidic or very basic pH, and then slopes down in the middle

Answer 4

προσδιορίζεται πειραματικά με την κλασική μέθοδο της ανακινούμενης φιάλης: - παρασκευάζεται υπέρκορο διάλυμα της ουσίας στο νερό (ή σε ρυθμιστικό διάλυμα με επιλεγμένο pH) - ανάδευση επί 24 ώρες σε σταθερή θερμοκρασία, διήθηση ή άφεση προς διαχωρισμό του ιζήματος - μέτρηση της συγκέντρωσης της ουσίας κατά προτίμηση με φασματοφωτομετρία υπεριώδους-ορατού (UV) ή Υψηλής Απόδοσης Υγρή Χρωματογραφία (HPLC). ---> Η διάρκεια της ανάδευσης και της άφεσης προς διαχωρισμό είναι σημαντική, ώστε να σχηματιστεί η θερμοδυναμικά ευνοϊκή μορφή των κρυστάλλων, δεδομένου ότι η διαλυτότητα εξαρτάται ως ένα βαθμό από το μέγεθος των σωματιδίων καθώς και από τον πολυμορφισμό των κρυστάλλων.

Answer 5

Είναι δυνατόν να υπολογιστεί με βάση τη Γενική Εξίσωση για τη Διαλυτότητα (General Solubility Equation, GSE), εάν είναι γνωστός: - ο συντελεστής μερισμού logΚ στο 8σύστημα οκτανόλης-νερού - το σημείο τήξεως (σ.π.) της ουσίας logS= -logΚ – 0.01(σ.π.-25) + 0.5

Answer 6

Όξινα φάρμακα: pH = pKa + log (S − So/So) Βασικά φάρμακα: pH = pKa + log (So / S − So) NB ---> pKa= -logKa

Answer 7

graph slide 19

Answer 8

Η ικανότητα μιας ουσίας να ιοντιστεί αυξάνει τη διαλυτότητα ---> So, 1 από τους τρόπους αύξησης της διαλυτότητας μιας δραστικής φαρμακευτικής ουσίας αν είναι ασθενής ηλεκτρολύτης είναι η μετατροπή της σε άλας. ---> Αυτό συμβαίνει επειδή ο ρυθμός διάλυσης του άλατος (π.χ. σαλικυλικό νάτριο) είναι μεγαλύτερος από αυτόν του μητρικού μορίου (π.χ. σαλικυλικό οξύ).

Answer 9

Ασθενές οξύ: pH = pKa + log[A−][HA] Ασθενής βάση: pH = pKb + log [B][BH+]

Answer 10

If βρίσκεται σε τιμές pH = pKa ± 2 υπάρχει μεγάλη πιθανότητα ιοντισμού του φαρμάκου

Answer 11

Weak acid: = (10^𝑝𝐻−𝑝𝐾𝑎) / (1 + 10^𝑝𝐻−𝑝𝐾𝑎) x100 weak base: = (10^ pkA -pH) / (1 + 10^ pka - pH) x100

Answer 12

1. Μετατροπή σε άλας. 2. Χρήση μικτών διαλυτών ή συνδιαλυτών ---> αυξάνεται η διαλυτότητα των μη πολικών ουσιών eg γλυκερόλη-νερό, αιθανόλη-νερό, PEG 400 3. Παράγοντες διαλυτοποίησης (μικκυλιακή διάλυση) ---> αυξάνεται η διαλυτότητα μη πολικών ουσιών. 4. Κυκλοδεξτρίνες: - Είναι ενζυμικά τροποποιημένα άμυλα. - Περιλαμβάνουν 3 τύπους (α-, β-, γ-) και τα παράγωγά τους ---> Χρησιμοποιούνται για να αυξήσουν τη διαλυτότητα φαρμάκων ελάχιστα διαλυτώνστο νερό γιατί σχηματίζουν έναν κυλινδρικό δακτύλιο, με υδρόφιλη την εξωτερική επιφάνεια λόγω των –ΟΗ και άπολη την εσωτερική. Λιπόφιλα μόρια εγκλωβίζονται σε αυτή την κοιλότητα, αυξάνοντας την διαλυτότητά τους

Answer 13

= τα διαλύματα τα οποία διατηρούν το pH τους πρακτικά σταθερό όταν σε αυτά προστεθεί μικρή, αλλά υπολογίσιμη ποσότητα ισχυρής βάσης ή ισχυρού οξέος ή όταν αραιώνονται.

Answer 14

β = 2.303 x Co x Ka [H3O+] / ([H3O+] + Ka)^ 2 Co ---> η ολική συγκέντρωση του ρυθμιστικού διαλύματος Ka ---> η σταθερά ιονισμού του οξέος [Η3Ο+] ---> η συγκέντρωση των υδροξωνίων

Answer 15

- Παίζουν σημαντικό ρόλο για την ομοιόσταση του οργανισμού. - Πολλές βιοχημικές αντιδράσεις και φαινόμενα μέσα στο ζων κύτταρο είναι πολύ ευαίσθητα σε μεταβολές του pH και απαιτείται οπωσδήποτε ρύθμισή του. Example: Η διατήρηση σταθερού του pH στο πλάσμα του αίματος στο 7.40, όπου συμμετέχουν 3 συστήματα: 1. Ρυθμιστικό σύστημα όξινων ανθρακικών: Ανθρακικό οξύ και όξινο ανθρακικό ανιόν (H2CO3/HCO3-) 2. Ρυθμιστικό σύστημα φωσφορικών: Δισόξινο φωσφορικό ανιόν και όξινο φωσφορικό ανιόν (H2PO4-/HPO42-) 3. Ρυθμιστικό σύστημα πρωτεϊνών: Καρβοξυλομάδες και αμινομάδες των αμινοξέων

Answer 16

ai = γi * Ci γi ---> ο συντελεστής ενεργότητας, είναι καθαρός (αδιάστατος) αριθμός που παίρνει τιμές από 0 έως 1 και αποτελεί μέτρο της απόκλισης από την ιδανική συμπεριφορά (1 = ideal) Ci ---> η συγκέντρωση της ουσίας στο διάλυμα

Answer 17

οι ενδοϊοντικές και οι ενδομοριακές έλξεις είναι πολύ ασθενείς και θεωρούνται αμελητέες και οι συντελεστές ενεργότητας των ιόντων και των μορίων ---> είναι περίπου ίσοι με 1

Answer 18

− log γi = A* zi^2 √ I I = 1/2 Σ ci * zi^2 A = 0.51 ci = conc of ions

Answer 19

1) use c1.v1 = c2.v2 C CaCl2 = 0.120M x 25ml / 60ml = 0.0500M C NaCl = 0.060 x 35 / 60 = 0.035 M 2) write ionic formula of dissociation NaCl ---> Na+ + Cl- 0.035 0.035 0.035 CaCl2 ---> Ca+ + 2Cl- 0.050 0.050 0.10 ---> 0.135M Cl- --->0.050 CA2+ ---> 0.035 Na+ 3) use the formulas I =1/2 Σ ci.zi^2 = 1/2 (0.05 x (2^2) + 0.135(-1)^2 + 0.035(1)^2 = 0.185 -log γ Ca2+ = Az^2 Ca √ I logγ = 0.51(2)^2 √0.185 = 0.877 γ = 10 ^ -0.877 = 0.133 αCa = γ Ca = 0.133 x 0.050 = 0.007M

Answer 20

υπάρχει ένα σύνολο ιδιοτήτων στο διάλυμα, το οποίο είναι ανεξάρτητο από τη φύση της διαλυμένης ουσίας = προσθετικές/ αθροιστικές ιδιότητες. Εξαρτάται μόνο από τον αριθμό των διαλυμένων σωματιδίων (μορίων ή ιόντων) σε ορισμένη ποσότητα διαλύματος (ή διαλύτη): ➢ Ωσμωτική πίεση ➢ Ταπείνωση τάσης ατμών ➢ Ανύψωση σημείου ζέσεως ➢ Ταπείνωση σημείου πήξεως

Answer 21

= το φαινόμενο της διάχυσης μορίων διαλύτη (συνήθως νερού) διαμέσου ημιπερατής μεμβράνης, από το διάλυμα χαμηλής συγκέντρωσης σε διαλυμένη ουσία (υποτονικό δ/μα) προς το διάλυμα υψηλής συγκέντρωσης (υπερτονικό δ/μα)

Answer 22

επιτρέπει τη διέλευση των μορίων του διαλύτη μέσα από τους πόρους της, αλλά δεν επιτρέπει τη διέλευση των μορίων της διαλυμένης ουσίας.

Answer 23

= η ελάχιστη πίεση που πρέπει να ασκηθεί εξωτερικά στο διάλυμα, ώστε να εμποδιστεί το φαινόμενο της ώσμωσης, χωρίς να μεταβληθεί ο όγκος του διαλύματος

Answer 24

ΠV = nRT 1. μη ηλεκτρολυτικά (μοριακά) διαλύματα: ΠV = nRT ή ΠV = mRT/Mr ή Π = CRT 2. Σε διαλύματα ηλεκτρολυτών: ΠV = inRT ή ΠV = imRT/Mr ή Π = iCRT ---> Σε μοριακά διαλύματα i = 1, ενώ για διαλύματα ηλεκτρολυτών, π.χ. NaCl i = 2, καθώς από κάθε mol NaCl προκύπτουν 2 mol ιόντων λόγω διάστασης

Answer 25

= το φαινόμενο που παρατηρείται αν στο διάλυμα ασκηθεί εξωτερική πίεση μεγαλύτερη από την ωσμωτική πίεση του διαλύματος, κατά το οποίο μόρια του διαλύτη διαχέονται από το διάλυμα μεγαλύτερης συγκέντρωσης προς το διάλυμα μικρότερης συγκέντρωσης

Answer 26

1. Π = iCRT ---> C = Π/iRT 2. i = nb of ions if its ionic, or just 1 if it's a compound 3. R = 0.0821 4. calculate C (mol/1000ml) and convert into per 100ml 5. calculate the Mr 6. multiply the Mr by step 4

Answer 27

1. Ισοτονικά διαλύματα = δυο διαλύματα που έχουν την ίδια τιμή ωσμωτικής πίεσης. 2. Υπερτονικό διάλυμα = το διάλυμα που έχει τη μεγαλύτερη τιμή ωσμωτικής πίεση ως προς κάποιο άλλο. 3. Υποτονικό διάλυμα = το διάλυμα που έχει μικρότερη τιμή ωσμωτικής πίεσης ως προς κάποιο άλλο.

Answer 28

- Σε ισοτονικά υδατικά διαλύματα, τα κύτταρα διατηρούν το σχήμα και το μέγεθός τους. - Σε υποτονικά υδατικά διαλύματα (π.χ. καθαρό νερό), τα κύτταρα διογκώνονται, καθώς μόρια νερού διαχέονται από το εξωτερικό στο εσωτερικό του κυττάρου ---> Στα ερυθρά αιμοσφαίρια, το φαινόμενο λέγεται αιμόλυση και μπορεί να προκαλέσει τη διόγκωση και διάρρηξη τους. - Σε υπερτονικά υδατικά διαλύματα (π.χ. πυκνό δ/μα σακχαρόζης) τα κύτταρα συρρικνώνονται, καθώς μόρια νερού κινούνται από το εσωτερικό του κυττάρου προς τα έξω

Answer 29

= η πίεση που ασκούν οι ατμοί του υγρού όταν το υγρό βρίσκεται σε ισορροπία με τους ατμούς του (ο αριθµός των µορίων του υγρού που εξατµίζονται είναι ίσος µε τον αριθµό των µορίων του ατµού που υγροποιούνται ανά μονάδα χρόνου) σε ορισμένη θερμοκρασία

Answer 30

= L = η ενέργεια που χρειάζεται για την εξάτμιση 1 mol υγρού

Answer 31

Εξάτµιση ---> ∆Uεξατμ. = L − Ρ∆V υγροποίηση --> ∆Uυγρ. = −L + ΡDV

Answer 32

Εξάτµιση ---> ∆S εξατμ. = ΔHvap/T = L/T Υγροποίηση ---> ∆Uυγρ. = -ΔHvap/T = -L/T

Answer 33

𝐥𝐧𝐏 =−𝐋𝐑𝐓+ 𝐂 C ---> empirical constant that depends on the nature of the liquid and is independent of T

Answer 34

= υγρά και στερεά με σχετικά με υψηλή τάση ατμών σε κανονικές θερμοκρασίες.

Answer 35

Παρατηρείται μείωση της τάσης ατμών του διαλύτη, δηλ. το υγρό δηλαδή εξατμίζεται δυσκολότερα. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό ως ταπείνωση της τάσης ατμών του διαλύτη

Answer 36

- Στην επιφάνεια του καθαρού διαλύτη υπάρχουν αποκλειστικά μόρια διαλύτη. - Ορισμένα από αυτά υπερνικούν τις διαμοριακές δυνάμεις και εξατμίζονται. - Η παρουσία μιας μη πτητικής διαλυμένης ουσίας ελαττώνει τον αριθμό των μορίων του διαλύτη στην επιφάνεια του υγρού - η εξάτμιση περιορίζεται - η τάση ατμών ελαττώνεται. ---> Όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η μείωση της τάσης ατμών που παρατηρείται (εφόσον η διαλυμένη ουσία δεν είναι πτητική, δεν εμφανίζεται στην αέρια φάση).

Answer 37

ΔΡ = ΡοΑ – ΡΑ ΡοΑ ---> η τάση ατμών του καθαρού διαλύτη ΡΑ ---> η τάση ατμών του διαλύματος

Answer 38

νόμο του Raoult ---> ΡΑ = XA * ΡοΑ XA ---> το γραμμομοριακό κλάσμα του διαλύτη στο διάλυμα. ΔΡ = ΡοΑ – ΡΑ = ΡοΑ – XA* ΡοΑ = ΡοΑ (1 - XA) = ΡοΑ * XB XΒ ---> το γραμμομοριακό κλάσμα της μη πτητικής διαλυμένης ουσίας Β στο διάλυμα

Answer 39

αποδεικνύεται ότι η ταπείνωση της τάσης ατμών είναι μια αθροιστική ιδιότητα, αφού δεν εξαρτάται από τη φύση της διαλυμένης ουσίας, αλλά από τον αριθμό των μορίων της Β

Answer 40

1. Την ανύψωση του σημείου ζέσεως (bp) του διαλύματος σε σχέση με αυτό του καθαρού διαλύτη 2. την ταπείνωση (decrease) του σημείου πήξεως (freezing) του διαλύματος σε σχέση με αυτό του καθαρού διαλύτη.

Answer 41

Η τάση των ατμών του διαλύματος είναι μικρότερη από εκείνη του διαλύτη, με αποτέλεσμα το σημείο βρασμού να ανυψώνεται.

Answer 42

ΔΤb = Κb * m Κb ---> η σταθερά ανύψωσης του σ.ζ. του διαλύτη ή ζεσεοσκοπική σταθερά, η οποία εξαρτάται μόνο από τη φύση του διαλύτη και αντιστοιχεί στην ανύψωση του σ.ζ. που προκαλείται από τη διάλυση 1 mole μιας μη πτητικής ουσίας σε 1 kg διαλύτη. (Όταν m= 1 , τότε ΔΤb = Κb. Για το νερό Κb = 0.52oC) m ---> μοριακή κατά βάρος συγκέντρωση

Answer 43

Όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση m του διαλύματος (τόσο μικρότερη είναι η τάση των ατμών του διαλύματος) τόσο μεγαλύτερη είναι η ανύψωση του σημείου βρασμού.

Answer 44

η μέθοδος προσδιορισμού της σχετικής μοριακής μάζας της διαλυμένης ουσίας με βάση τη μέτρηση πειραματικά του ΔΤb