Расчеты в титриметрии. Специальная фармацевтическая химия методы анализа неорганических лс

Скачать 96 Kb. Название Специальная фармацевтическая химия методы анализа неорганических лс Анкор Расчеты в титриметрии.doc Дата 07.05.2017 Размер 96 Kb. Формат файла Имя файла Расчеты в титриметрии.doc Тип Документы #8788

СПЕЦИАЛЬНАЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ методы анализа неорганических ЛС Доля ЛС неорганической природы в общей массе составляет около 5% и имеет тенденцию к снижению. Но, тем не менее, эти ЛС продолжают занимать одно из важных мест в медицине, так как сюда входят йод и его препараты, натрия хлорид, калия йодид, кальция хлорид, магния сульфат и т.д., без которых медицина немыслима. Всё большее применение находят сложные по структуре, как правило, комплексные соединения железа (фербитол – железосорбитовый комплекс, феррум-лек – комплекс железа с мальтозой), платины (противоопухолевые препараты: цисплатин - цис-диаминохлорплатина (II) цис-[Pt(NH3)]Cl2; платин – цис-дигидроксиаминохлорплатина (II) цис-[Pt(NH2OH)2Cl2]; циклоплатан) и гадолиния, проявляющие значительный физиологический эффект, фосфоросодержащие препараты (церебролизин), препараты висмута (де-нол) и др. Основной особенностью анализа неорганических ЛС является то, что при растворении в воде они, как правило, диссоциируют на составляющие их анионы и катионы и проведение реакций на подлинность сводится к доказательству наличия этих ионов. С этой целью применяются несколько основных типов реакций: реакция осаждения ионов – это наиболее обширная группа реакций, результатом которых является образование нерастворимых в воде соединений, имеющих характерную окраску или растворимость (в кислотах и щелочах), кроме того осадки могут растворяться в избытке реактива реакции комплексообразования – доказательство катионов меди, серебра, цинка окислительно-восстановительные реакции – на йодиды, бромиды, катионы меди и серебра реакции нейтрализации и разложения щелочами и кислотами – карбонаты, гидрокарбонаты, ионы аммония, нитриты проба на изменение окраски бесцветного пламени горелки и прокаливание препарата: ионы калия окрашивают пламя в фиолетовый цвет, натрия – в желтый, кальция – кирпично-красный, оксид цинка – желтый при нагревании при остывании снова белый. В ГФ XI, вып. 1 ГФ XII, вып.2, в разделе «Химические методы анализа. Общие реакции на подлинность» (с.159-165) приведены унифицированные методики для идентификации ионов, так как отдельные анионы и катионы могут входить как в состав нескольких неорганических веществ, так и в состав органических ЛС. Методы количественного определения неорганических ЛС делятся на химические и физико-химические (рефрактометрия, фотометрия). Химические методы (титриметрические) основаны на тех же реакциях, которые применяются в качественном анализе и классифицируются по типу протекающих химических реакций называются по титранту: осадительное титрование – аргентометрические, меркуриметрия (хлориды, бромиды, йодиды, нитрат серебра) комплексонометрическое титрование – трилонометрия (препараты кальция, магния, цинка, висмута, алюминия) окислительно-восстановительное титрование – перманганатометрия, йодометрия (пероксид водорода, сульфат меди, препараты железа) кислотно-основное титрование – алкалиметрия (хлороводородная кислота, борная кислота), ацидиметрия (соли сильных оснований и слабых кислот) варианты нейтрализации, вытеснения и т.д. Титриметричекий анализ применяется для количественного определения многих лекарственных веществ. Этот метод основан на точном измерении количества реактива, израсходованного на реакцию с определяемым веществом. Для целей титриметрического анализа используют титрованные растворы. Названия методов происходят от названий используемых для титрования стандартных растворов (растворов с точно известной концентрацией, которые называют титрованными растворами или просто титрантами). Титрованными растворами называют предназначенные для целей титриметрического анализа растворы титрантов точно известной концентрации, выраженной молярностью, титром или титром по определяемому веществу. Молярность - выраженное в молях количество растворенного вещества, содержащееся в одном литре раствора. Количество вещества в молях - это количество вещества, эквивалентное числу молей ионов водорода или числу молей электронов в соответствующих реакциях. Молярность вычисляется как отношение количества растворенного вещества к объему раствора (моль/л). Титр - выраженная в граммах масса растворенного вещества, содержащаяся в одном миллилитре раствора. Вычисляют титр как отношение массы растворенного вещества к объему раствора (г/мл). Титр титранта по определяемому веществу - выраженная в граммах масса определяемого вещества, эквивалентная одному миллилитру данного титранта. Вычисляют титр исходя из молярности или титра гаранта с учетом стехиометрических коэффициентов уравнения химической реакции, протекающей при титровании, и молярных масс реагирующих веществ (размерность - г/мл). Титр по определяемому веществу (Т) вычисляют по формуле: Э · М Т=------------ 1000 где: М - молярная концентрация титранта; Э - молярная масса эквивалента определяемого вещества Концентрации титрантов по ГФ Х1 и Х11, статья «Титрованные растворы» приводятся в единицах молярности – это количество растворенного вещества в молях, содержащееся в 1л раствора. 1 моль вещества может содержать в себе реальные частицы (РЧ) или условные частицы (УЧ). Под рельными частицами (РЧ) понимают атомы, ионы, молекулы, электроны (принимают за единицу 1), а под условными частицами (УЧ)– их доли. Если титрант УЧ, то его молярная концентрация – это молярная концентрация эквивалента. В Государственной фармакопее XI издания, приведены сроки хранения для растворов с концентрацией 0,1 моль/л. В процессе хранения титрованных растворов необходимо периодически проводить их переконтроль и уточнять значение поправочного коэффициента. Титрованные растворы Растворы с молярной концентрацией вещества (РЧ) № п/п Название титрованного раствора 1 Раствор хлористоводородной кислоты(HCl) 2 Раствор хлорной кислоты(HClO4) 3 Раствор натра едкого(NaOH) 4 Раствор кали едкого(KOH) 5 Раствор натрия метилата(CH3ONa) 6 Раствор серебра нитрата(AgNO3) 7 Раствор аммония роданида(NH4SCN) 9 Раствор трилона Б (Tr Б) 10 Раствор натрия нитрита (NaNO2) 11 Раствор натрия тиосульфата(Na2S2O3) 12 Раствор церия сульфата [Ce(SO4)2] Растворы с молярной концентрацией эквивалента вещества (УЧ) 1 Раствор серной кислоты УЧ (½ H2SO4) 2 Раствор ртути окисной нитрата УЧ [½ Hg(NO3)2] 3 Раствор йода УЧ (½ I2) 4 Раствор йодмонохлорида УЧ (½ ICl) 5 Раствор калия йодата УЧ (1/6 KIO3) 6 Раствор калия бромата УЧ (1/6 KBrO3) 8 Раствор калия перманганата УЧ (1/5 KMnO4) Расчеты концентрации в титриметрии В титриметрии независимо от метода последовательно рассчитывают коэффициент стехиометричности, фактор эквивалентности, молярную массу эквивалента, титр и концентрацию вещества. Коэффициент стехиометричности (Кстех) – это молярное соотношение анализируемого вещества и титранта по уравнению реакции (по левой части). Например, 5H2O2+ 2KMnO4 + 3H2SO4 2MnSO4 + 5O2↑ + K2SO4 + 8H2O Кстех = 5моль H2O2.= 5/2; 2моль KMnO4 Фактор эквивалентности (fэкв) – это произведение коэффициента стехиометричности на реальные или условные частицы титранта если титрант приготовлен с учетом реальных частиц РЧ(1), то fэкв = Кстех · РЧ = Кстех если титрант приготовлен с учетом условных частиц УЧ (1/n), то fэкв = Кстех · УЧ Фактор эквивалентности вещества (fэ)-это число, обозначающее, какая доля молекулярной массы вещества эквивалентна одному электрону в данной реакции окисления-восстановления, одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции, одному заряду в данной осадительной реакции. Например, в реакции окисления-восстановления: 5H2O2+ 2KMnO4 + 3H2SO4 2MnSO4 + 5O2↑ + K2SO4 + 8H2O титрант приготовлен с учетом условных частиц УЧ (1/5 KMnO4 ) fэкв = Кстех· УЧ=5/2 · 1/5 = ½ ; В реакции кислотно-основного титрования: Na2B4O7 · 10H2O + 2НСl → 4Н3В03 + 2NaCl + 5Н20 титрант НСl приготовлен с учетом реальных частиц РЧ(1) fэкв = Кстех· УЧ=1/2 · 1 = ½ В реакции осадительного титрования: CaCl2 + 2AgNO3 → 2AgCl↓ + Ca(NO3)2 титрант AgNO3 приготовлен с учетом реальных частиц РЧ(1) fэкв = Кстех· УЧ=1/2 · 1 = ½ Молярная масса эквивалента, (Э или Мэ) – это произведение фактора эквивалентности и молярной массы исследуемого вещества М.э = fэкв · М.м Например, М.м Н2О2 = 34,02 М.э (Э) = fэкв · М.м Н2О2 = ½ М.м Н2О2 = 34,02/ 2 = 17,01 Титр титранта по определяемому веществу (Т) – это количество грамм определяемого вещества, которое взаимодействует с 1 мл титранта данной концентрации в данной реакции, [г/мл]. Э · М Т=------------ 1000 или возможна форма записи Т = М.э · Ст-та /1000 Например, Т = М.э · Ст-та / 1000= 17,01· 0,1 / 1000 = 0,001701 г/мл Составление расчетной формулы концентрации, исходя из метода (прямое или обратное), методики и лекарственной формы. Для расчетов концентрации при прямом титровании используют формулу: С% = V· К· T · 100 % а Где: С –концентрация определенного вещества в % V – объем титранта в мл К – коэффициент поправки на титрант Т – титр по определенному веществу а – масса в гр или объем в мл анализируемого вещества, взятый для анализа Если расчет в гр на объем или массу ЛФ: С г = V · К · T · Р а Где Р – объем или масса ЛФ Если титрование обратное, то V = (V1· К1 – V2 · К2) С% = (V1· К1 – V2 · К2)· T1 · 100 % а Если при титровании предварительно сделали разведение и титровали часть полученного разведения, то расчетная формула дополняется следующим образом: С% = V· К· T · Vк *100% а · Vпр Где: Vк – объем мерной колбы в мл Vпр – объем разведения, взятый для титрования (аликвотная доля), в мл Перманганатометрический метод определения пероксида водорода Методика определения: 10 мл раствора доводят в мерной колбе до 100 мл, затем 10 мл полученного раствора подкисляют разведенной серной кислотой и титруют 0,1н раствором перманганата калия до слабо розового окрашивания (безиндикаторная фиксация точки эквивалентности по окраске титранта). 5H2O2+ 2KMnO4 + 3H2SO4 2MnSO4 + 5O2↑ + K2SO4 + 8H2O восстановительный распад H2O2 - 2ē 2H+ + O2 Кстех = 5моль H2O2.= 5/2; fэкв = Кстех· УЧ=5/2 · 1/5 = ½ ; 2моль KMnO4 М.м Н2О2 = 34,02 М.э (Э) = fэкв · М.м Н2О2 = ½ М.м Н2О2 = 34,02 / 2 = 17,01 Т = Ст-та · М.э / 1000 Т = 17,01· 0,1 / 1000 = 0,001701 С% = V KMnO4 · К KMnO4 · TH2O2/0,1н KMnO4 · 100 · 100% 10 · 10 Йодометрический метод определения пероксида водорода Метод основан на восстановлении калия йодидом пероксида водорода, при этом йодид-ион количественно окисляется до молекулярного йода, который оттитровывают раствором натрия тиосульфата. Способ титрования – косвенный (по заместителю). Среда кислая. H2O2 + 2KI + H2SO4 I2 + K2SO4 + 2H2O I2 + 2Na2S2O3→ 2NaI + Na2S4O6 Кстех = 1моль H2O2.= ½; fэкв = Кстех· РЧ = ½ ; 2моль Na2S2O3 М.э = fэкв · М.м Н2О2 = ½ М.м Н2О2 1 моль пероксида →1 моль йода→2 моль тиосульфата натрия→ Кстех = 1моль пероксида/2моль тиосульфата натрия = ½