Поверхностно-активные вещества. Применение поверхностно-активных веществ в фармации

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) — это вещества, которые способны накапливаться в поверхностном слое и увеличивать общее количество адсорбированного вещества. Отсюда следует, что коэффициент поверхностного натяжения раствора с поверхностно-активными веществами sПАВменьше, чем коэффициент поверхностного натяжения σ раствора без этих веществ. Иначе накопление ПАВ в поверхностном слое не приводило бы к уменьшению поверхностной энергии U п, и накопления этих веществ в поверхностном слое не происходило бы.

Следствие: «хорошие» ПАВ обладают и малой растворимостью, что не позволяет им уходить в глубину раствора. По определению, у раствора с ПАВ поверхностная концентрация адсорбента αПАВбольше поверхностной концентрации адсорбтива α без них.

Характерной особенностью строения молекул ПАВ является их дифильность. Молекулы состоят из двух частей (рис. 5.3) — полярной группы («головки») и неполярного углеводородного радикала («хвоста»).

Рис. 5.3. Дифильная молекула

В фармации поверхностно-активные вещества находят многообразные применения. Первое — они составляют основу косметических средств (мыло). Второе — ПАВ используются как переносчики биологически активных веществ через клеточные мембраны организма. Третье — ПАВ используются для формирования поверхностей твердых лекарственных форм (капсул и таблеток).

5.2. Давление под изогнутой поверхностью жидкости.
Формула Лапласа

Стремясь сократиться, поверхностные области жидкости создают дополнительное поверхностное давление р п. Для вычисления давления используем первое начало термодинамики, которое в отсутствие передачи теплоты записывается как Δ U п = – А. По определению, изменение поверхностной энергии Δ U п = σΔ S, а работа против внешних сил А = – р пΔ V. Отсюда найдем давление под изогнутой поверхностью (часто говорят искривленной).

(5.6)

Это давление зависит от кривизны поверхностижидкости R. Наиболее простой случай — давление под сферической поверхностью. В этом случае S = 4π R 2; V = 4π R 3/3. Вычисляем:

(5.7)

(5.8)

Окончательно для давления под сферической поверхностью находим:

(5.9)

В общем случае для жидкости с поверхностью произвольной кривизны можно в каждой точке провести соприкасающиеся с этой точкой окружности с радиусами R 1и R 2. Тогда:

(5.10)

Формулы (5.9) и (5.10) называются формулами (законами) Лапласа.