Кинетическое исследование реакции растворения аспирина в воде | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Хачатрян Э. А., Бадалян Э. М., Асланян С. Н., Киканян С. Л., Казарян Г. А. Кинетическое исследование реакции растворения аспирина в воде // Молодой ученый. — 2018. — №22. — С. 31-34. — URL https://moluch.ru/archive/208/50916/ (дата обращения: 22.02.2019).



Ключевые слова: аспирин, вода, кинетические параметры, модельные уравнения кинетики, область реагирования.

Аспирин (ацетилсалициловая кислота) является типичным представителем группы нестероидных противовоспалительных препаратов и в различных лекарственных формах широко применяется в медицинской практике, как эффективное противовоспалительное, анальгетическое, антиагрегатное средство [1]. Он также широко применяется при лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Однако, недостатком аспирина является то, что он чаще всего вызывает раздражение желудка и двенадцатиперстной кишки, вызывает эрозивно-язвенные поражения ЖКТ (желудочно-кишечного тракта). Такое негативное действие аспирина определяется несколькими причинами, среди которых следует отметить плохую растворимость аспирина в воде [2]. Поэтому повышение гидрофильности и снижение токсичности аспирина является актуальной задачей современной формации.

Технология изготовления таблеток аспирина, а также вспомогательных веществ, входящих в ее состав, во многом способствуeт растворению и снижению риска повреждающего действия его на слизистую оболочку желудка.

Целью данной работы является изучение кинетических закономерностей растворения в воде аспирина разных производителей. Определение лимитирующей стадии процесса, нахождение адекватного формально кинетического описания и определение основных кинетических параметров реакции: констант скорости и энергии активации.

По существу, процесс растворения аспирина в воде является гетерогенным процессом и происходит на границе раздела фаз твердое тело-жидкость. Следовательно, общая скорость растворения складывается из скоростей двух последовательных стадий:

1. физико-химическое взаимодействие аспирина с водой; 2-диффузия продуктов с поверхности лекарственного вещества в раствор. Общая скорость процесса зависит от соотношения скоростей этих стадий и ограничивается скоростью наиболее медленно протекающей стадии, которая и определяет режим (кинетический и диффузионный) процесса растворения. В работе нами были использован аспирин Российского производства фирмы «Фармстандарт».

Исследование кинетики лекарственного вещества проводилось гравиметрически, при температурах 20, 25, 30 и 400С. В качестве растворителя использовалась дистиллированная вода (РH = 6,2–6,8). Степень растворения рассчитывали как отношение растворившегося аспирина к его взятой общей массе (0,6г). Кинетические данные дают возможность уточнить механизм реакции, выявить корреляционные зависимости между реакционной способностью молекул и их строением.

Результаты экспериментальных данных приведены в табл. 1.

Таблица 1

Зависимость степени растворения аспирина вводе от времени при различных температурах ирасчет константы скорости процесса.

t0C

Время, с

Степень растворения,

1-(1-)1/310–3

Конст. скорости растворения,

K 10–4

lnk

20

300

600

2400

3600

0,012

0,017

0,070

0,110

3,10

6,15

2,50

3,60

–7,42

6,01

25

300

600

2400

3600

0,03

0,06

0,15

0,19

5,35

10,7

41,6

64,2

–6,84

1,07

30

300

600

2400

3600

0,030

0,058

0,220

0,310

9,9

19,8

79,2

118,8

–622

1,98

40

300

600

2400

3600

0,53

0,64

0,70

0,82

36,5

73,1

292,2

438,2

–4,92

7,30

Математическая обработка этих данных была проведена по трем уравнениям: Гистлинга, «Сокращающейся» сферы и Яндера [3].

Уравнение Гистлинга используется для описания скорости процесса во внешнедиффузионной области:

1 – (1 -) 2/3 =K (1)

Где: - степень растворения, К- константа скорости, — время.

Уравнение «Сокращающейся» сферы применимо для описания процесса, скорость которого зависит как от диффузии реагентов к поверхности реагирования, так и от скорости реакции на поверхности раздела фаз:

1 — (1 -) 1/3 =K (2)

А для описания скорости реакций, в ходе которых образуются достаточно плотные пленки продуктов, замедляющих поступление жидкого реагента к реакционной поверхности реагирования (диффузионная область), используют уравнение Яндера:

[1 — (1 -) 1/3]2 = K (3)

C:\Users\Optimist\Desktop\32.jpg

Рис. 1. Линеаризация кинетических данных процесса растворения аспирина в воде в координатах уравнения сокращающейся сферы

Для того, чтобы определить какое из вышеперечисленных уравнений болеет точно описывает экспериментальные данные, необходимо подставить степень растворения в несколько уравнений и построив графики, убедиться какой из них соответствует прямой линии.

Как видно из рис. 1 опытные данные удовлетворительно линеаризуются в координатах 1 — (1 -) 1/3- Следовательно именно уравнение «Сокращающейся» сферы наиболее точно описывает кинетику процесса растворения аспирина в воде.

По наклону этих прямых для каждой температуры рассчитывали константу скорости процесса (рис.2), и строили температурную зависимость константу скорости реакции растворения в аррениусовских координатах lnK-1/T. По тангенсу угла наклона этой прямой определяли значения основных кинетических параметров процесса: энергию активации (12,5 кДж/моль, что соответствует внешне — диффузионной области реагирования) и предэкспоненциальный множитель (К0 = 0,03 мин-1).

Подставляя полученные значения константы скорости и энергии активации в исходное уравнение, получаем выражение:

1 — (1 -) 1/3 = 0,03 exp(-12500/RT) (4)

C:\Users\Optimist\Desktop\33.jpg

Рис. 2. Зависимость логарифма константы скорости реакции растворения аспирина в воде от обратной температуры С

А зависимость степени растворения от времени и температуры для данного процесса выглядит следующим образом:

= 1 — [1–0,03 exp(-12500/RT)]3 (5)

Таблица 2

Сравнение расчетных иэкспериментальных данных реакции растворения аспирина вводе

, мин

Степень растворения аспирина ()

20оC

30оC

40оC

Эксп.

Расч.

Эксп.

Расч.

Эксп.

Расч.

5

20

40

60

0,012

0,050

0,070

0,110

0,016

0,053

0,081

0,090

0,03

0,11

0,22

0,31

0,028

0,092

0,280

0,53

0,64

0,73

0,82

0,46

0,58

0,66

0,70

Из таблицы 2 видно, что результаты расчета по уравнению (5) удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.

Литература:

  1. Алехин Е. К. Аспирин: Новая жизнь старого лекарства // Соросовский Образовательный журнал, No 7, 1999. с. 85–90.
  2. Рафальский В. В., Лосенкова С. О., Крикова А. В., Максименкова К. И., Багликов А. Н. Сравнительная оценка кишечнорастворимых таблеток ацетилсалициловой кислоты разных производителей по тесту ''Растворение''. Российский кардиологический журнал, No 6 (86) 2010. с. 51–55.
  3. Барре П. Кинетика гетерогенных процессов М:Мир. 1976. 399.с.
Основные термины (генерируются автоматически): данные, уравнение, энергия активации, вод, константа скорости процесса, лекарственное вещество, процесс растворения аспирина, растворение, растворение аспирина.


Похожие статьи

Определение химической кинетики для борной кислоты в разных...

Кинетическое исследование реакции растворения аспирина в воде. Ключевые слова: аспирин, вода, кинетические параметры, модельные уравнения кинетики, область реагирования.

Кинетическое исследование реакции растворения аспирина...

Образцы после окисления анализировали с использованием газовой хроматографии — масс-спектрометрии (ГХ/МС). Кинетическое исследование реакции растворения аспирина в воде.

К вопросу о расчетах множественных химических равновесий

Возможно ли растворение цинка в данных растворах?

Для данного процесса запишем выражение для константы равновесия

. Справочная величина составляет: . б) Вычислим с учетом процесса гидролиза фосфата серебра.

Синтез катализатора для восстановления 4-нитрофенола из...

Однако, процесс восстановления 4-нитрофенола в р-аминофенол необходимы катализаторы для снижения энергии активации

Экспериментальные данные показали, что присутствие наночастиц серебра в реакционный раствор приводит к заметному увеличению скорости...

Влияние добавок разной химической природы на растворимость...

хлорид натрия, карбамид, связь, карбонат кальция, процесс растворения, набухание, растворимость, кристаллическое вещество, низкомолекулярная кислота, структурная сетка.

Расчет кажущейся энергии активации процесса растворения...

где: α- степень растворения, доля; k — кажущаяся скорость реакции растворения, ч-1; — время растворения, ч.

Результаты расчета кажущейся энергии активации процесса приведены в табл. 2. Таблица 2.

Определение кинетических закономерностей образования твердой...

Зависимость константы скорости реакции от температуры, описываемая уравнением Аррениуса, позволила вычислить значения энергии активации и предэкспоненциального множителя для изучения процесса.

Конкурсные задачи по химии на закон электролиза Фарадея

В растворах солей металлов второй группы параллельно протекает два процесса — восстановления водорода и металла.

По уравнению электролиза воды. рассчитаем массы водорода и кислорода

Вначале получали водные растворы исходных веществ.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Определение химической кинетики для борной кислоты в разных...

Кинетическое исследование реакции растворения аспирина в воде. Ключевые слова: аспирин, вода, кинетические параметры, модельные уравнения кинетики, область реагирования.

Кинетическое исследование реакции растворения аспирина...

Образцы после окисления анализировали с использованием газовой хроматографии — масс-спектрометрии (ГХ/МС). Кинетическое исследование реакции растворения аспирина в воде.

К вопросу о расчетах множественных химических равновесий

Возможно ли растворение цинка в данных растворах?

Для данного процесса запишем выражение для константы равновесия

. Справочная величина составляет: . б) Вычислим с учетом процесса гидролиза фосфата серебра.

Синтез катализатора для восстановления 4-нитрофенола из...

Однако, процесс восстановления 4-нитрофенола в р-аминофенол необходимы катализаторы для снижения энергии активации

Экспериментальные данные показали, что присутствие наночастиц серебра в реакционный раствор приводит к заметному увеличению скорости...

Влияние добавок разной химической природы на растворимость...

хлорид натрия, карбамид, связь, карбонат кальция, процесс растворения, набухание, растворимость, кристаллическое вещество, низкомолекулярная кислота, структурная сетка.

Расчет кажущейся энергии активации процесса растворения...

где: α- степень растворения, доля; k — кажущаяся скорость реакции растворения, ч-1; — время растворения, ч.

Результаты расчета кажущейся энергии активации процесса приведены в табл. 2. Таблица 2.

Определение кинетических закономерностей образования твердой...

Зависимость константы скорости реакции от температуры, описываемая уравнением Аррениуса, позволила вычислить значения энергии активации и предэкспоненциального множителя для изучения процесса.

Конкурсные задачи по химии на закон электролиза Фарадея

В растворах солей металлов второй группы параллельно протекает два процесса — восстановления водорода и металла.

По уравнению электролиза воды. рассчитаем массы водорода и кислорода

Вначале получали водные растворы исходных веществ.

Задать вопрос