Химический анализ лекарственных веществ

 

Борат-анион (ВО₃ ³⁻; В₄О₇²⁻)

1. Окрашивание пламени. Смесь бората с этанолом и концентрированной серной кислотой при горении образует пламя, окрашенное в характерный зеленый цвет.

 

 

Карбонат- и гидрокарбонат-анион (СО₃ ²⁻ и НСО₃⁻)

1. Разбавленные минеральные кислоты разлагают карбонаты и гидрокарбонаты с выделением пузырьков углерода диоксида (углекислого газа).

Na₂CO₃ + 2HCl ® CO₂­ + 2NaCl + H₂O

NaHCO₃ + HCl ® CO₂­ + NaCl + H₂O

2. Насыщенный раствор магния сульфата образует белый осадок с карбонатами при комнатной температуре, с гидрокарбонатами – при кипячении.

Na₂CO₃ + MgSO₄ ® MgCO₃¯ + Na₂SO₄

2NaHCO₃ + MgSO₄

Mg(HCO₃)₂¯ + Na₂SO₄

 

 

 

Раздел 2. Количественный объемный анализ

 

Глава 1. Расчетные  формулы объемного анализа и 

применяемые сокращения

1. Расчетные формулы прямого титрования
1. Для лекарственных веществ (субстанций) при определении массовой доли вещества в процентах:

2. В случае проведения контрольного опыта:

3. Для лекарственных форм при определении массовой доли вещества в граммах (при анализе лекарственных форм по возможности избегают разведения и постановки контрольного опыта).
1. Для микстур:

2. Для порошков:

3. Для мазей:

 

4. Для таблеток:

2. Расчетные формулы обратного титрования
1. Для лекарственных веществ (субстанций) при определении массовой доли вещества в процентах:

 

2. В случае проведения контрольного опыта:

3. Для лекарственных форм при определении массовой доли вещества в граммах (при анализе лекарственных форм по возможности избегают разведения и постановки контрольного опыта).
1. Для микстур:

2. Для порошков:

3. Для мазей:

4. Для таблеток:

Применяемые сокращения:

W% – массовая доля определяемого вещества, в процентах;

W_г – массовая доля определяемого вещества, в граммах;

V_т – объем основного титранта, в мл;

    _в-во

V_т – объем основного титранта, пошедший на титрование массы вещества (или лекарственной формы), в мл;

    _к.о.

V_т – объем основного титранта, пошедший на титрование контрольного опыта, в мл;

V_т/всп. – объем вспомогательного титранта при обратном титровании, в мл;

М _{навески} – масса навески для анализа, в г;

V _л/ф – объем лекарственной формы – микстуры, в мл;

М _{порошка} – масса порошка, в г;

М _мази – масса мази, в г;

k – поправочный коэффициент к титранту;

Т – титр титранта по определяемому веществу, в г/мл;

V _м/к – объем мерной колбы, в мл;

V _п – объем пипетки, в мл;

М_ср. – средняя масса таблетки, в г.

В случае использования  рефрактометрии для анализа лекарственных  форм содержание массовой доли вещества в г (W_г) рассчитывается следующим образом:

1. Для жидких лекарственных форм:

2. Для порошков, после разведения их в определенном объеме растворителя (воде), т.е. после получения жидкой лекарственной формы:

Где: n _л/ф – показатель преломления жидкости – лекарственной формы;

 – показатель преломления  воды;

C₁%, C₂%, C_n% – содержание массовой доли веществ в процентах, определенное химическими методами;

F₁, F₂, F_n – факторы веществ (табличные данные), определяемых химическими методами для найденных концентраций;

F _{иссл. в-ва} – фактор исследуемого вещества (табличные данные);

V _л/ф – объем лекарственной формы, в мл;

M_пор – масса порошка по прописи, в г;

M_{навески} – масса порошка, взятая для анализа, в г.

 

При количественном определении  необходимо дополнительно указать  расчетные формулы для определения:

f – фактора эквивалентности, который зависит от типа реакции и титранта (f=1, f=1/2, f=1/4  и так далее), М_f – молярную массу эквивалента, Т_{титр/опр-ое в-во} – титр титранта по определяемому веществу, W% или W_г – расчётную формулу для определения массовой доли вещества в процентах или граммах, в случае анализа лекарственных форм необходимо привести пример расчёта абсолютного и относительного отклонения и сделать ссылку на соответствующий приказ или нормативный документ.

 

Глава 2. Методы количественного определения, основанные на наличии анионов

 

Аргентометрические  методы

 

Аргентометрия основана на реакциях осаждения галогенидов (хлоридов, бромидов и иодидов) раствором основного титранта серебра нитрата. Этим методом определяют не только неорганические лекарственные вещества, представляющие собой галогениды щелочных металлов, но и органические: соли галогеноводородных кислот – гидрохлориды, гидробромиды и гидроиодиды органических оснований (например, эфедрина гидрохлорид, скополамина гидробромид, пахикарпина гидроиодид и др.); галогениды четвертичных аммониевых оснований (например, карбахолин, пентамин и другие); органические соединения с ковалентно-связанным галогеном после переведения галогена в ионное состояние (например, иодоформ, бромизовал, бромкамфора и другие).

Прямое титрование по методу Мора

 

Этот метод реализуется  в нейтральной среде, что является его недостатком и применяется  для определения хлоридов и бромидов.

Г⁻ + AgNO₃

AgГ¯ + NO₃⁻

В качестве индикатора используется калия хромат, образующий с избыточной каплей титранта осадок серебра хромата кирпично-красного цвета.

K₂CrO₄ + 2AgNO₃ ® Ag₂CrO₄¯ + 2KNO₃

f=1; M_f = M.м. определяемого вещества ×f;

Расчетная формула прямого титрования:

Расчетная формула прямого титрования с учетом контрольного опыта:

Метод не реализуется  в кислой среде, так как растворяется осадок серебра хромата; в щелочной среде разлагается титрант; в случае определения иодидов образуются коллоидные частицы серебра иодида, обладающие сильными адсорбционными свойствами.

Прямое титрование по методу Фаянса

 

Титрование осуществляется в слабоуксуснокислой среде в  присутствии адсорбционных индикаторов: хлориды и бромиды определяют  с бромфеноловым синим, иодиды – с эозинатом натрия и титрование раствором серебра нитрата ведут до изменения окраски осадка, что свидетельствует о конце титрования.

Г− + AgNO3

AgГ¯ + NO3−

Механизм работы адсорбционных индикаторов сводится к следующему. Образующиеся частицы галогенидов серебра обладают адсорбционными свойствами и адсорбируют на своей поверхности все катионы и анионы,  но в большей степени те, которые входят в состав коллоидной частицы. В начале титрования, когда в растворе находится избыток галогенидов, частица за счет адсорбции приобретает отрицательный заряд:

Молекулу адсорбционного индикатора можно представить:

(органическая  часть )⁻ – Na⁺(H⁺),

поэтому в начале титрования отрицательно заряженная органическая часть индикатора будет отталкиваться от отрицательно заряженной коллоидной частицы.

В точке эквивалентности в результате появления избытка титранта происходит перезарядка и частицы приобретают положительный заряд и отрицательно заряженная органическая часть индикатора будет адсорбироваться на осадке, произойдут изменения в структуре индикатора, и он изменит свою окраску, что указывает на конец титрования.

f, M_f, T, расчетная формула прямого титрования аналогичны методу Мора.

Обратное  титрование по методу Фольгарда

 

Титрование проводят в азотнокислой среде (pH<2). Метод заключается в осаждении галогенидов избытком раствора серебра нитрата, избыток последнего определяют титрованием раствором аммония роданида (тиоцианата) в присутствии индикатора железоаммонийных квасцов до появления красной окраски, свойственной железа (III) роданиду.

Г ⁻ + AgNO_{3 (изб)}

AgГ¯ + NO₃⁻

AgNO₃ + NH₄CNS ® AgCNS¯ + NH₄NO₃

3NH₄CNS + Fe(NH₄)(SO₄)₂ ® Fe(CNS)₃ + 2(NH₄)₂SO₄,

f=1, M_f = М.м. определяемого вещества × f;

Расчетная формула обратного  титрования:

Расчетная формула обратного  титрования с учетом контрольного опыта:

Метод Фольгарда, как  метод обратного титрования, имеет  ограниченное применение.

Прямое титрование меркуриметрическим методом

 

Для анализа органических и неорганических солей галогеноводородных кислот в случае дефицита серебра нитрата можно применять прямое титрование меркуриметрическим методом. Однако следует помнить, что соли ртути (II) ядовиты. Метод основан на образовании малодиссоциируемых соединений.

 

Определение хлоридов и бромидов с индикатором  дифенилкарбазидом или дифенилкарбазоном в азотнокислой среде

 

При меркуриметрическом титровании нужно учитывать, что  оптимальная величина pH около 3 (допустимый предел 1,5 – 4,0). Титрантом является ртути (II) нитрат.

2Cl⁻ + Hg(NO₃)₂

HgCl₂ + 2NO₃⁻

Избыточная капля титранта с дифенилкарбазидом образует комплекс сине-фиолетового цвета.

f=1/2, M_f = 2М.м. опр-го в-ва×1/2=М.м. опр-го в-ва.

Расчетная формула прямого  титрования:

Расчетная формула прямого  титрования с учетом контрольного опыта:

 

 

Глава 3. Методы количественного  определения,

основанные на наличии  катионов

 

Трилонометрический  метод

 

Трилон Б (комплексон III) – динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (H₂Na₂ТрБ) обладает способностью образовывать с рядом двух- (Ca²⁺, Cu²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺ и другие), трех- (Bi³⁺, Al³⁺ и другие), четырехвалентных металлов в простом стехиометрическом соотношении 1:1 (независимо от валентности) устойчивые, хорошо растворимые в воде комплексные соединения. Используемые в этом случае металлоиндикаторы так же образуют с катионами окрашенные комплексы. Но необходимым условием трилонометрического метода является то, что прочность комплекса катиона с трилоном Б должна быть выше, чем прочность комплекса катиона с металлоиндикатором; кроме того, недостатком металлоиндикаторов является то, что они работают только при определенном значении pH.

Этим методом можно  определять соли неорганических и органических кислот, оксиды и карбонаты после  их растворения в кислоте.

 

Прямой  трилонометрический метод

 

Прямой трилонометрический метод количественного определения  заключается в следующем: к исследуемому раствору лекарственного средства, содержащему  определенный катион, при строгом  соблюдении соответствующего значения pH прибавляют требуемый металлоиндикатор – образуется сравнительно устойчивое, хорошо растворимое в воде окрашенное комплексное соединение. При титровании 0,05 м/л раствором трилона Б последний связывает катион в новое, более устойчивое комплексное соединение; в точке эквивалентности комплекс катиона с индикатором, как менее стойкий, полностью распадается и раствор приобретает иную окраску (свободного индикатора).

В качестве примера рассмотрим трилонометрический метод количественного  определения цинка оксида.

Цинка оксид растворяют в разведенной хлороводородной  кислоте:

ZnO + 2HCl ® ZnCl₂ + H₂O

Избыток кислоты нейтрализуют раствором аммония гидроксида в  присутствии индикатора метилового красного:

HCl + NH₄OH

NH₄Cl + H₂O

Добавленный в начале титрования металлоиндикатор кислотный хром черный специальный (или кислотный хром тёмно-синий) образует комплекс фиолетово-красного цвета.

ZnCl₂ + H₂-индикатор ® Zn-индикатор + 2HCl

Прибавляют аммиачно-буферный раствор для поддержания необходимого значения рН и титруют 0,05 м/л раствором трилона Б.