Разработка антисептического средства на основе модифицированной монтмориллонит содержащей глины

Введение

Актуальность: Все время огромную опасность для человека представляла бактериологическая угроза, поэтому имеет большую важность рассмотрение вопроса по мерам предосторожности и борьбы с ней. В данный момент эпидемиологическая обстановка стала опасной в связи с пандемией (COVID-19) и у людей появилась потребность в использовании антисептических средств, в свою очередь они являются химическими веществами, обладающие противомикробным действием и используются для нанесения на кожу, полости, слизистую оболочку и раны в целях лечения и предупреждения развития инфекционных поражений. На данный момент становятся популярны разработки из монтмориллонит содержащей глины для создания безопасного для организма человека антисептика. Глина является природным компонентом натурального происхождения, применение которого экологически и экономически выгодно в связи с низкой себестоимостью.

Цель: Разработать антисептическое средство на основе модифицированной монтмориллонит содержащей глины. Задачи:

• Разработка эффективного, экологически и экономически выгодного метода получения модифицированной нитратом серебра монтмориллонит содержащей глины

• Изучение антимикробной активности модифицированной нитратом серебра монтмориллонит содержащей глины

Теоретическая часть

В последнее время появились сообщения об использовании монтмориллонит содержащих глин для лечения и профилактики инфекционных желудочно-кишечных заболеваний. Не хуже современных антибиотиков они справляются с болезнетворными микроорганизмами. Но, в отличие от лекарств, сама глина остается химически инертной, а, следовательно, абсолютно безвредной для организма. Лечебное действие глинистых природных материалов типа монтмориллонитов (смектитов), объясняется их сорбционно-адгезивными и ионоселективными свойствами, а также насыщенностью разнообразными химическими элементами, часть из которых находится в биологически доступной форме.[1]

Монтмориллонит (именуется по названию местности Монтморилльон во Франции) − это высокодисперсный слоистый алюмосиликат белого или серого цвета – основной минерал в бентонитовых глинах. Неорганические слои коллоидно-глинистых минералов – ламели образуют скопления – тактоиды размерами менее 1 мкм. Слипание слоев связано с изоморфными замещениями внутри кристаллической решетки. Теоретическая часть

Метод исследования

Метод Мора.

Титрантом метода является раствор 0,1 (или 0,05; 0,02; 0,01) моль/дм3 серебра нитрата. В качестве индикатора используют раствор 0,01 моль/дм3 калия хромата, применение которого основано на дробном осаждении. Суть метода заключается в том, что при титровании галогенид-ионов в присутствии хромат-ионов в первую очередь осаждаются галогенид-ионы:

Hal - + Ag + ↔ AgHal↓

Когда определяемые галогенид-ионы практически полностью осаждаются в виде AgHal, только тогда начинает выпадать кирпично-красный осадок Ag2СrО4:

СrО42- + 2Ag+ ↔ Ag2СrО4↓

Это обусловлено различной растворимостью солей АgНаl и Ag2CrO4↓.

Условия титрования по методу Мора:

1. Титрование следует проводить в нейтральной или слабощелочной среде (6,5≤ рН≤ 10). Метод нельзя применять:

а) в кислой среде из-за растворяемости осадка Ag2CrО4:

2Аg2СгО4. + 2Н+ → 4Аg+ + Cr2O72- + Н2О

б) в щелочной среде из-за разложения титранта с образованием осадка Аg2О:

2Ag+ + 2ОН- ↔ 2AgOH↓ → Аg2О↓ + Н2О

2. В растворе должны отсутствовать:

а) катионы Рb2+, Ва2+, Hg2+ и другие, образующие с анионами индикатора осадки хроматов:

Рb2+ + CrO42- ↔ РbCrO4↓

б) анионы PO43-, CO32-, C2О42-, AsО43- и другие, образующие осадки с ионами серебра:

2Ag+ + CO32- ↔ Ag2СОз.

3. Вблизи конечной точки титрования раствор необходимо титровать медленно, при энергичном перемешивании, чтобы уменьшить ошибку за счет адсорбции.

4.Нельзя титровать окрашенные растворы, так как они будут маскировать окраску AgCrO4, что затруднит фиксирование конечной точки титрования.

Метод Мора применим для определения хлоридов и бромидов, в том числе фармацевтических препаратов, в состав которых входят хлорид- и бромид- ионы.[2]

Метод Мора нельзя использовать для определения:

- йодид- и роданид-ионов из-за их сильной адсорбции на поверхности осадка;

- солей галоидоводородных кислот и слабых оснований, так как в peзультате гидролиза в их растворах образуется кислая среда:

NH4+ + Н2О ↔ NНз ∙ Н2О + Н+

Метод мнимой частицы

Для реализации метода седиментации как способа выделения наноразмерных частиц монтмориллонита, следует определить количественные характеристики системы, при которых специфическими свойствами монтмориллонит содержащей глины в суспензии можно пренебречь. В настоящей работе предлагается модель мнимой частицы.

Мнимая частица – виртуальная частица в модели, заполняющая пустое пространство между реальными частицами.

Основная идея метода мнимой частицы заключается в следующем: реальные частицы, способные к коагуляции, распределяются в некотором объеме так, что в пространстве между ними плотно размещаются виртуальные частицы (также этими частицами могут являться корунд и кварц). При этом учитывается набухание реальных частиц и необходимое расстояние между ними, на котором вероятность коагуляции пренебрежимо мала.

Основным количественным параметром в реальной системе является масса вещества m в единице объема системы Vс. Тогда, выполняя ряд преобразований, получим формулу для определения критической массы вещества в реальной системе:

где ρ – средняя плотность вещества (г/см3).

Эта формула позволяет рассчитать критическую массу вещества, которое способно седиментировать, в соответствии с законом Стокса, с учетом набухания частиц и их возможной коагуляции.

Объект исследования

В настоящей работе в качестве объекта исследования выбрана монтмориллонит-содержащая глина Южно-Оренбургского месторождения, расположенного в 12 километрах к югу-востоку от г. Оренбурга. Месторождение разрабатывается с 1939 года. Для решения поставленных задач монтмориллонит-содержащая глина представляет наибольший интерес, т.к. при синтезе нанокомпозита, в качестве наполнителя, зачастую используются ультрадисперсные фракции монтмориллонит-содержащих глин, а также минерал монтмориллонит относят к природным наночастицам и параметры размеров его элементарной ячейки имеют значения толщины не более 1 нм и до 200 нм в длину.

Обсуждение результатов

В ходе проведения работы был получен высокодисперсный порошок модифицированного серебром монтмориллонита. С помощью титриметрических методов было установлено что порошок содержит 12% ионов серебра Ag⁺. В дальнейшем планируется проверка антибактериальных свойств данного композита.