Определение массового содержания новокаинамида в препарате

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………….….3

1. Теоретические основы методов: химического и физико-химического:

    1.1. Титриметрический  анализ (нитритометрия)………………….4

    1.2. Электрохимический анализ (потенциометрия)……………….8

2. Методика определения…………………………………………….14

3. Экспериментальные данные………………………………………17

4. Математическая обработка результатов измерений, полученных двумя различными методами…………………………..…………….33

Заключение……………………………………………………………35

Список литературы…………………………………………………...36

 

Введение

 

Novocainamidum

Tabulettae Novocainamidi 0,25 (Таблетки новокаинамида 0,25 г)

Procainamidi Hydrochloridum

-Диэтиламиноэтиламида п-аминобензойной кислоты гидрохлорид

Описание. Таблетки белого цвета или белого со слегка кремоватым оттенком, без запаха.

Растворимость. Таблетки, растертые в порошок, очень легко растворимы в воде, легко растворимы в спирте, мало растворимы в хлороформе, практически нерастворимы в эфире.

Температура плавления 165 – 169

Кислотность pH 10% раствора 5,0 – 6,5

Сульфатная  зола и тяжелые металлы. Сульфатная зола из 0,5 г препарата не должна превышать 0,1% и должна выдерживать испытание на тяжелые металлы (не более 0,001% в препарате).

Подлинность. Порошок растертых таблеток дает первую и третью реакции подлинности, указанных в статье «Novocainamidium». 0,05 г порошка растертых таблеток взбалтывают с 2 мл воды и фильтруют. Фильтрат дает характерную реакцию на хлориды.

Количественное  определение. Около 0,3 г препарата (в порошке точная навеска) растворяют в 10 мл воды, прибавляют 20 мл разведенной соляной кислоты и далее поступают, как указано в статье «Нитритометрия». В случае применения внутренних индикаторов используют тропеолин 00 в смеси с метиленовым синим.

1 мл 0,1 мол раствора нитрита натрия соответствует 0,02718 г , которого должно быть 0,238 – 0,262 г, считая на средний вес одной таблетки.

Хранение. Список Б. В трубках оранжевого стекла, в защищенном от света месте.

1.1. Теоретические основы титриметрического метода анализа.

Общие положения

Титриметрический анализ относится к количественным методам  химического анализа вещественных систем. Химические методы количественного  анализа основаны на проведении химической реакции или целой системы  химических реакций с определяемым веществом. Реакции эти связаны с переносом протона или электрона, образованием труднорастворимых или комплексных соединений.

Годом рождения титриметрического метода анализа (ТМА) следует считать 1726-й, когда  француз К. Н. Иоффруа первым использовал реакцию нейтрализации в аналитических целях. Основоположником ТМА считается французский учёный Н. Л. Гей-Люссак (1778 – 1850). В 1828 году он опубликовал статью, в которой впервые применил термин «титрование». Благодаря его работам титриметрия из метода промышленного анализа развилась в отдельную ветвь науки. Дальнейшее развитие ТМА получил в работах английского химика Э. Юра, предложившего для титрования нормальные растворы, и немецкого химика Ф. Мора, опубликовавшего в 1855 году знаменитый «Учебник химико-аналитического метода титрования».

ТМА основан  на установлении количества растворенного реагента, затраченного на реакцию с определяемым веществом, содержащимся в растворе анализируемой пробы. Аналитическим сигналом (измеряемой физической величиной) в ТМА является объём (или масса) раствора одного из реагентов, участвующих в реакции титрования.

Первоначально при проведении ТМА измеряли объём раствора и метод называли объёмным анализом (объёмный вариант ТМА и сейчас наиболее распространен в аналитической практике). Объём растворов зависит от температуры, поэтому при более точных определениях стали измерять массу раствора и для метода предложили более общее название – титриметрический. Это название произошло от термина «титр», означающего форму выражения концентрации раствора. Следовательно, титриметрия в буквальном смысле означает измерения титра (концентрации) раствора.

Раствор реагента с точно известной концентрацией (титром), используемый для титрования, называют стандартным (титрованным) раствором или титрантом, определяемое вещество называют ещё титруемым веществом или аналитом. Реакцию, протекающую при титровании, называют реакцией титрования.

Процедура титрования заключается в том, что к раствору определяемого вещества из измерительного сосуда (бюретки) постепенно  (вначале тонкой струей, а вблизи завершения реакции – по каплям) прибавляют титрант до тех пор, пока количество его не станет химически эквивалентным количеству определяемого вещества. Момент стехиометрического завершения реакции титрования называют точкой эквивалентности (ТЭ).

На практике ТЭ регистрируют по изменению какого-либо свойства титруемой системы (окраски  реагирующих веществ, специально введённого индикатора, электродного потенциала, электропроводности и др.). Регистрируемый визуально или с помощью прибора момент резкого изменения наблюдаемого параметра называют конечной точкой титрования (именно по этой точке устанавливают объём раствора титранта или аналита, затраченной на титрование из бюретки). Конечная точка титрования (КТТ) не всегда совпадает с ТЭ. Разность количества титранта или аналита, соответствующих КТТ и ТЭ, обусловливает так называемую индикаторную ошибку титрования. Если ошибка существенна, то вводят поправку, определённую расчётным методом либо по результатам титрования проб стандартных образцов.

Согласно  определению ТМА в его основе лежит химическая реакция, осуществляемая при проведении титрования. Химические реакции, используемые в титриметрии, должны протекать с достаточно большой  скоростью, протекать практически до конца (константа равновесия должна быть больше ), иметь точно установленные стехиометрические коэффициенты.

Практика  показала, что круг реакций, удовлетворяющих  этим требованиям, достаточно велик. К  ним относятся самые разнообразные по своей природе реакции, а именно, реакции кислотно-основного и окислительно-восстановительного взаимодействия, реакции комплексообразования, реакции осаждения и др. Рассмотрим подробнее реакции окислительно-восстановительного взаимодействия, в частности нитритометрию.

Нитритометрия

Нитритометрия – метод, основанный на реакции диазонирования аминов с помощью реагента нитрата  натрия .Данный метод используется для количественного определения препаратов, содержащих первичную или вторичную ароматическую аминогруппу, а также нитрогруппу, которую предварительно переводят в аминогруппу путем восстановления. Этот метод также может использоваться для определения гидразидов и других соединений. Группа может выступать как окислитель и как восстановитель:

- окислитель: + 2 +1 = +

                            =  +1,20 В

- восстановитель: + - 2 = + 2

                           = +0,96 В

В процессе взаимодействия с органическими веществами происходит образование солей диазония:

+ + [ ] + +

Условия проведения реакции:

• В кислой среде (HCl);
• Температура (18-20 );
• Титрование проводят очень медленно (2 мл в минуту в начале титрования и 0,05 мл в минуту в конце титрования);
• Для точности определения конечной точки титрования используют KBr.

Индикация точки эквивалентности:

• Электрохимическая индикация точки эквивалентности (используется два электрода – платиновый и хлор-серебряный) – см. физико-химический метод анализа.
• Внешние индикаторы (чаще всего используют крахмальную бумагу – бумагу, пропитанную раствором KJ и крахмалом, бесцветная). Реакционную смесь на стеклянной палочке выносят из колбы для титрования и помещают на йод-крахмальную бумагу. Лишняя капля окисляет до и бумага окрашивается в синий цвет. Неточность  этого индикатора заключается в том, что мы  должны выносить часть реакционной смеси из колбы для титрования.
• Внутренний индикатор - тропеолин 00. При использовании тропеолина в конечной точке титрования происходит изменение окраски из оранжевой в светло-желтую. Для повышения четкости перехода применяют внутренний краситель, в качестве которого используют метиленовый синий. В процессе титрования он окраску не меняет, но происходит наложение цветов: красно-фиолетовый в начале титрования и голубовато-зеленый в конце титрования.

 

1.2 Теоретические основы электрохимического метода анализа.

Потенциометрия

Электрохимические методы анализа основаны на измерении электрической  проводимости, потенциалов, тока и других величин. Характерной особенностью при этом является электрический характер аналитического сигнала. Группа электрохимических методов анализа включает методы потенциометрии, кондуктометрии, амперометрии и др. В данной работе я использую потенциометрический метод анализа препарата.

Потенциометрические методы анализа  известны с конца прошлого века, когда Нернст вывел (1889) известное  уравнение, а Беренд сообщил (1883) о  первом потенциометрическом титровании. Интенсивное развитие потенциометрии в последние годы связано, главным образом, с появлением разнообразных типов ионоселективных электродов, позволяющих проводить прямые определения концентрации многих ионов в растворе, и успехами в конструировании и массовом выпуске приборов для потенциометрических измерений.

Потенциометрический метод  анализа основан на использовании  зависимости электрического сигнала (потенциала) специального датчика, называемого  измерительным электродом, от состава  анализируемого раствора. В идеальном случае измерительный электрод избирательно (селективно) реагирует на определенный ион (или группу ионов), а его потенциал зависит от содержания этих ионов в растворе и подчиняется уравнению Нернста:

= + = + ,

где - стандартный потенциал редокс-системы;

R – универсальная газовая постоянная, равная 8,312 Дж/(моль*К);

Т – абсолютная температура, К;

F – постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль;

n – число электронов, принимающих участие в электродной реакции;

- активности соответственно  окисленной и восстановленной  форм редокс-системы;

[ox], [red] – их молярные концентрации;

- коэффициенты активности.

При потенциометрических  измерениях составляют гальванический элемент с индикаторным электродом, потенциал которого зависит от активности хотя бы одного из компонентов электрохимической реакции, и электродом сравнения и измеряют электродвижущую силу (ЭДС) этого элемента:

E = E - E ,

где Е – электродвижущая  сила;

E и E - потенциалы электродов исследуемой реакции;

В потенциометрии используют гальванические элементы без переноса, когда оба электрода помещают в один и тот же исследуемый раствор, и с переносом, когда электроды находятся в разных растворах, имеющих между собой электролитический контакт. Последний осуществляют таким образом, что растворы могут смешиваться друг с другом только путем диффузии. Обычно их разделяют пористой керамической или пластмассовой перегородкой или прочно пришлифованной стеклянной муфтой. Элементы без переноса используют в основном для измерения констант равновесия химических реакций, констант диссоциации электролитов, констант устойчивости комплексных соединений, произведений растворимости, стандартных электродных потенциалов, а также активностей и коэффициентов активности ионов. Элементы с переносом используют для определения "кажущихся" констант равновесия (поскольку при этом не учитывают жидкостной потенциал), активностей и коэффициент активности ионов, а также в потенциометрических методах анализа.  

 Потенциометрический  анализ распространяется только  на вещества, находящиеся в ионном состоянии, т.е. основной объект исследований это растворы (обычно водные), однако при этом растворы могут содержать взвеси твердых частиц, эмульсии, быть гелеобразными и т.д. Твердые материалы также могут быть исследованы этим методом при наличии специальной методики (растворение, экстрагирование и т.д.). Для исследования некоторых материалов может потребоваться электрод с определенной формой чувствительной мембраны, например конической для анализа гелей или вязких веществ.

Потенциометрический метод анализа существует в нескольких вариантах:

• Прямая потенциометрия. Метод основан на установлении зависимости потенциала измерительного электрода от концентрации раствора (построение калибровочного графика или настройка измерительного прибора) и последующим ее использовании для анализа растворов неизвестной концентрации. Метод достаточно прост и экспрессен. Наиболее широко применяется для измерения рН. Точность метода зависит, в первую очередь, от типа измерительного электрода. Так для рН-электродов достижима точность 0,01 рН и выше, а для ионоселективных электродов принято оценивать погрешность величиной 4% для однозарядных ионов и 8% для двухзарядных. Точность измерений так же заметно зависит от степени отклонения крутизны электродной функции от теоретического значения. Поэтому крутизна электродной функции является показателем качества электрода. Реальная крутизна электродной функции обычно равна или несколько ниже теоретического значения, превышение ее над теоретической величиной чаще всего говорит об ошибке эксперимента. Следует помнить, что со временем, по мере выработки ресурса электрода, крутизна снижается, и погрешности измерений возрастают. Достоинством и недостатком метода одновременно является то, что измеряемый потенциал зависит от активности. Это единственный метод прямого определения активности ионов в растворах. Но с другой стороны аналитиков чаще интересует концентрация, а пересчет активности ионов в концентрацию с применением эмпирических коэффициентов активности вызывает некоторую дополнительную погрешность. Существует вариант метода, в котором в калибровочные и анализируемые растворы вводится индифферентный электролит. Это позволяет проводить калибровку и последующий анализ в единицах концентрации.
• Потенциометрическое титрование. Метод существует во множестве вариантов. Он основан на проведении специфической химической реакции под контролем ионоселективного или редокс-электрода. Могут применяться следующие реакции: нейтрализации, осаждения, комплексообразования или окисления-восстановления. Калибровка электрода обычно не требуется, он служит только для установления точки эквивалентности. В методах кислотно-основного титрования в качестве индикаторного можно использовать любой электрод, обратимый к ионам Н⁺ (водородный, хингидронный, сурьмяный, стеклянный); наиболее распространен стеклянный электрод. Окислительно-восстановительное титрование проводят с электродами из благородных металлов (чаще всего с платиновым). В методах осадительного и комплексометрического титрования индикаторный (ионоселективный или металлический) электрод должен быть обратимым относительно одного из ионов, участвующих в реакции. Вблизи точки эквивалентности наблюдается резкое изменение (скачок) электродного потенциала E, обусловленное заменой одной электрохимической реакции другой с соответствующим изменением E₀. Расчет концентрации анализируемого вещества производится на основании объемов и концентраций, участвующих в реакции растворов. Метод более сложный и трудоемкий по сравнению с предыдущим, но имеет ряд преимуществ. 
  Результаты, полученные этим методом, обычно более точны и воспроизводимы (< 1%). Титрование позволяет определять вещества, на которые не существует ионоселективных электродов (косвенное определение). От применяемого электрода не требуется высокой линейности и стабильности характеристики. Правильный подбор реактивов позволяет проводить анализ в присутствии мешающих ионов. 
   К недостаткам метода следует отнести невозможность его применения для непрерывного контроля, а так же то, что в ряде случаев им нельзя определять малые концентрации.
• Методы добавок. Родственный титрованию метод. Существует во множестве вариантов, некоторые из которых обладают преимуществами, существенно расширяющими область применения потенциометрии. Это, например, возможность анализа малых концентраций, лежащих на пределе линейности электродной характеристики, а иногда и ниже («метод добавок с последующим разбавлением»). В присутствии избытка комплексообразующих агентов метод стандартных добавок является единственным методом, пригодным для определения общей концентрации ионов, входящих в состав комплексов.