Активность лекарственных веществ в ионизированной форме

Большая часть лекарственных веществ при попадании в водную среду образуют соли, которые при диссоциации проявляют электролитические свойства. У простых солей, таких как Эфедрина гидрохлорид соотношение компонентов внутри молекулы 1:1 (1,1 – валентный электролит), т.е. при диссоциации один моль вещества даёт катион и анион Clˉ. Другие соли проявляют более сложный характер при ионизации, например, эфедрина сульфат с соотношением компонентов 1:2, т.е. каждый моль вещества даёт два моля катиона и один моль иона.

Активность каждого иона определяется коэффициентом активности этого иона и его концентрацией(или моляльной m, вместо молярной С):

; ;

Катион и анион могут иметь различную ионную активность в растворе, что делает невозможным определение ионной активности в растворе каждого из них по отдельности в ходе эксперимента. Поэтому необходимо использовать: средняя ионная активность, средний коэффициент активности иона, и средняя моляльная концентрация иона/

γ+- = a+-/ m+-

Значение среднего коэффициента активности иона может быть определено экспериментально несколькими способами, включая измерение электродвижущей силы (ЭДС), определение растворимости и коллигативных свойств раствора.

В очень разбавленных растворов (I<0.02 mol kg^-1.)возможно рассчитать теоретически, использую теорию Дебая – Хюккеля, согласно которой каждый ион действием своего электрического заряда поляризует окружение и образует вокруг себя некоторое преобладание ионов противоположного знака — так называемое ионное облако. Энергия электростатического взаимодействия связана с химическим потенциалом иона, поэтому для разбавленных растворов можно использовать следующее выражение

− log γ+- = z₊z_-A √ I

где z – это валентности ионов, А – константа, значение которой определяется диэлектрической проницаемостью растворителя и температурой (А = 0.509 в воде при 298 К), а I – ионная сила раствора, (равна полусумме концентраций всех ионов, умноженных на квадрат их заряда)

(в случае расчета через молялную концентрацию используется m всесто молярной С)

(т.е. для 1: 1-валентных электролитов ионная сила численно равна моляльности, для 1: 2-валентных электролитов I=3m, а для 2: 2-валентных электролитов I=4m. (как в аналите))

При более высоких концентрациях (I меньше 0.1 моль/кг.) растворенного вещества в растворе следует воспользоваться представленной ниже формулой:

где a_i – это среднее расстояние между ионами или средний эффективный ионный диаметр, в – константа, значение которой зависит от типа растворителя и температуры. При сближении образовавшийся продуктa_i в может быть взят как единица раствора, что упрощает уравнение.
Активность растворителя

Экспериментально активность растворителя a₁ может быть установлена как отношение давления насыщенного пара p₁ растворителя в растворе к давлению насыщенного пара чистого растворителя p₂, то есть: a₁ = p₁/p₂ = y₁x₁, г

де y₁ – коэффициент активности растворителя и x₁ – молярная концентрация растворителя.

Отношение между активностями компонентов раствора выражается уравнением Гиббса-Дюгеля: x₁d(lna₁) + x₂d(lna₂) = 0, которое дает возможность определения активности растворенного вещества, используя расчеты с давлением пара.