элементный анализ. Определение азота в органических соединениях (Метод Кьельдаля)
 Скачать 244.5 Kb.
|
|
Определение азота в органических соединениях (Метод Кьельдаля) В анализе используются два варианта метода: классический и видоизмененный. Классический вариант метода Кьельдаля Обоснование Метод основан на минерализации анализируемого азотсодержащего вещества под действием концентрированной серной кислоты при кипячении в присутствии катализатора – смеси калия сульфата и меди сульфата пентагидрата. Для трудноминерализуемых веществ дополнительно добавляют определенное количество металлического селена и/или раствора пергидрола. Определение по методу Кьельдаля проводят в специальной установке, изображенной на рис. 1. В процессе кипячения органическое вещество окисляется до углекислого газа и воды; азот при этом превращается в аммиак, который связывается с серной кислотой, в среде которой происходит минерализация, в аммония сульфат (I). Затем аммония сульфат разлагается раствором натра едкого 30%, при этом выделяется аммиак (II), который отгоняют с водяным паром в раствор кислоты борной, куда добавляют смешанный индикатор – метиловый оранжевый с метиленовым синим (III). После получения определенного объема отгона (как правило, 100 мл), его титруют раствором кислоты хлористоводородной до изменения окраски от зеленой до фиолетовой (IV). По этому варианту определяют кислоту глутаминовую, оксафенамид. Проходящие при анализе процессы можно представить следующими уравнениями реакций.  (NH4)2SO4 + 2 NaOH → 2 NH3 + Na2SO4 + 2 H2O (II) разложение сульфата аммония NH3 + H3BO3 → NH3 · H3BO3 (III) образование соли в колбе для сбора отгона NH3 · H3BO3 + HCl → NH4Cl + H3BO3 (IV) титрование образовавшейся соли  Рис. 1. Прибор для определения азота в органических соединениях 1 – парообразователь; 2 – предохранительная трубка; 3 – реакционная колба из термостойкого стекла с длинным горлом (колба Кьельдаля). При проведении анализа ее устанавливают наклонно, под углом 45º; 4 – воронка для ввода щелочи с зажимом или краном – 5; 6 – брызгоуловитель; 7 – холодильник; 8 – приемник. Расчет может проводится двумя способами: - на содержание азота в препарате в процентах, тогда Э = а.м. Этот принцип расчета лежит в основе определения кислоты глутаминовой; согласно ФС, содержание азота в препарате должно быть не менее 9,4 и не более 9,55%. - на содержание в препарате действующего вещества в процентах, тогда Э = М.м./n, где n – количество атомов азота, содержащихся в молекуле препарата. Например, Гексамидин Дипрофиллин  Существенным недостатком метода является его длительность. Видоизмененный вариант метода Кьельдаля Обоснование Метод основан на гидролитическом разложении анализируемых лекарственных веществ по амидным группам. При этом амид должен быть образован летучим амином. В видоизмененном методе Кьельдаля не проводят полной минерализации исследуемого вещества, его гидролизуют раствором щелочи при нагревании, летучий амин (чаще всего аммиак) улавливают в раствор кислоты борной и далее поступают как в классическом методе Кьельдаля. Так проводят количественное определение пирацетама (I) (ФС), никотинамида (II):  Расход времени в этом случае значительно сокращается, но по этому варианту возможно количественное определение ограниченного количества лекарственных веществ, тогда как классический вариант является универсальным для всех органических соединений. Метод сжигания в колбе с кислородом Обоснование Метод основан на разрушении органического вещества сожжением в атмосфере кислорода, растворении образующихся продуктов сгорания в поглощающей жидкости и последующем определении ионов, находящихся в растворе. Определяемые вещества Фтор-, хлор-, бром- и йодсодержащие лекарственные вещества органической природы. Сожжение навески анализируемого вещества проводят в кварцевой колбе вместимостью 750 – 1000 мл с пришлифованной пробкой. В пробку впаяна пластиковая или нихромовая проволока, заканчивающаяся платиновой или нихромовой корзиночкой, куда и помещается навеска. Если исследуемое вещество кристаллическое, его помещают на кусочек фильтровальной бумаги и заворачивают в виде пакетика; если исследуемое вещество жидкое, то его помещают в капсулу (полиэтиленовую, из нитропленки или метилцеллюлозы); мази сначала помещают в пакетик из вощаной бумаги, а затем заворачивают в пакетик из фильтровальной бумаги. В колбу наливают поглощающую жидкость и 3 – 5 мин пропускают кислород, после чего поджигают узкую полоску фильтровальной бумаги и плотно закрывают пробкой, смоченной водой. Во время сжигания пробку рекомендуется придерживать рукой. По окончании сжигания колбу оставляют на 30 – 60 мин., периодически перемешивая, после чего проводят определение по тому или иному иону подходящим методом. Определение хлор- и бромсодержащих лекарственных веществ Поглощающей жидкостью является раствор перекиси водорода; Метод определения галогенидов – меркуриметрия (обоснование и условия анализа раздел 5). Э хлора и брома = 2 а.м. По этому методу определяют оксодолин.  Определение йодсодержащих лекарственных веществ Поглощающей жидкостью является раствор щелочи, в котором йод окисляют бромом до йодата, избыток брома удаляют муравьиной кислотой (мешает последующему определению йодата), а затем йодат определяют косвенным йодометрическим методом. Протекающие при этом реакции можно представить следующими уравнениями: I2 + 5 Br2 + 12 NaOH 2 NaIO3 + 10 NaBr + 6 H2O 2 NaIO3 + 10 KI + 6 H2SO4 6 I2 + 5 K2SO4 + Na2SO4 + 6 H2O Br2 + HCOH + 4 NaOH → 2 NaBr + Na2CO3 + 3 H2O I2 + 2 Na2S2O3 2 NaI + Na2S4O6 Э =  а.м .Определение фторсодержащих лекарственных веществ Поглощающая жидкость – вода. Образующийся при сожжении фторид-ион определяют по одной из методик: титрованием раствором натрия нитрата при рН = 3,0 с индикатором ализариновым красным С или спектрофотометрически в видимой области спектра (λ = 580 нм). Ториметрический метод основан на свойстве фторидов образовывать соль с ионами тория (IV). Титрование прямое, в конце титрования избыточная капля титранта реагирует с индикатором, образуя комплекс розового цвета (переход окраски от желтой к розовой): 4 HF + Th(NO3)4 ThF4 + 4 HNO3 Э = 4 а.м. Спектрофотометрическое определение основано на уменьшении оптической плотности раствора комплекса тория (IV) с красителем – арсеназо-1 вследствие связывания ионов тория фторид-ионами в бесцветное соединение: Th-арсеназо-1 + 4 F- арсеназо-1 + ThF4 комплекс из навески розовая бесцветный фиолетовый после окраска сжигания Содержание фтора находят по калибровочному графику, который строят с использованием стандартного раствора натрия фторида. Примечание. В ГФ XI при описании методик определения хлора, брома и фтора в растворах после сжигания органического вещества использованы титрованные растворы ртути нитрата и тория нитрата молярной концентрации (без УЧ). |