Задание по аналитической химии для итогового занятия (стр. 4 )

Главной частью прибора являются рефрактометрический блок. Рефрактометрический блок состоит из двух призм – измерительной 1 и осветительной 3, сложенных гипотенузными гранями АВ и А1В1. призм, между которыми помещается небольшое количество жидкости (1?2 капли). Плоскости призм прижимаются друг к другу, и жидкость растекается между ними тонким слоем (0,1?0,2 мм).

Рис.  Рефрактометрический блок рефрактометра Аббе

Лучи света проходят осветительную призму, рассеиваясь на выходе матовой гранью А1В1, входят в исследуемую жидкость и падают на полированную грань АВ измерительной призмы. Поскольку на рефрактометре исследуются вещества, показатель преломления которых меньше показателя преломления материала измерительной призмы, то лучи всех направлений, преломившись на границе раздела жидкости и призмы, войдут в измерительную призму.

2.2. Порядок работы с рефрактометром

1. Подготовка рефрактометра к работе. До начала измерений проверяют чистоту соприкасающихся поверхностей призм.

2. Проверка нулевой точки. На поверхность измерительной призмы нанести 2-3 капли дистиллированной воды, осторожно закрыть осветительной призмой. Открыть осветительное оконце и установить в направлении наибольшей интенсивности источника света с помощью зеркала. При правильной освещенности в окуляре  должно быть видно яркое поле зрения с отчетливой шкалой.

Вращая ручку перемещения шкалы, расположенную c левой стороны прибора, добиваются появления в поле зрения границы светлого и темного полей. Совмещают границу раздела с перекрестием штрихов в окуляре и снимают отсчет по всей шкале показателей преломления с точностью до четвертого знака.

Вертикальная линия в нижнем оконце окуляра указывает результат измерения. Если рефрактометр исправен и настроен правильно, то для дистиллированной воды должно получиться значение n=1,3333 (при 20°С).

3. Проведение рефрактометрических определений исследуемого раствора.  После установки прибора на нулевую точку приподнимают камеру осветительной призмы, фильтровальной бумагой, марлевой или фланелевой салфеткой снимают воду. Затем наносят 1-2 капли исследуемого раствора на плоскость измерительной призмы, камеру закрывают. Вращают винты до совпа­дения границы света и тени с точкой пересечений линий. По шкале в нижнем оконце окуляра производят отсчет коэффициента преломления раствора. Отсчет по шкале производят до тысячных долей, десятитысячные оценивают на глаз.

Показатель преломления прозрачных сред необходимо измерять в проходящем свете, когда он проходит через открытое окно осветительной призмы, при этом окно измерительной призмы закрыто зеркалом.

Показатель преломления окрашенных и мутных проб следует измерять в отраженном свете. Для этого следует закрыть заслонку на измерительной призме и открыть зеркало на осветительной, благодаря чему свет будет направлении в измерительную призму. При этом темное и светлое поля меняются местами.

При рефрактомтерических изметрениях отмечают температуру. Если она отличается от 20°С, то в дальнейшем при расчете концентации исследуемого раствора  необходимо будет внести температурную поправку.

После каждого определения необходимо обе камеры промыть водой и вытереть досуха фильтровальной бумагой или салфеткой, между камерами заложить прокладку из тонкого слоя марли или ваты.

Меры предосторожности при работе на рефрактометре.

. Быстрее всего в приборе выходят из строя призмы, поэтому необходимо соблюдать следующие меры предосторожности при обращении с ними:

1.  Перед определением показателя преломления призмы тщательно очищаются от грязи и пыли.

2.  Не допускается измерение показателей преломления кислот и щелочей, так как они разъедают поверхность призм.

3.  После измерений протирают поверхности призм чистой мягкой салфеткой, смоченной водой или спиртом, вытирают насухо и закладывают между призмами небольшую сухую чистую салфетку или вату.

4. Категорически запрещается:

а) вращать винт, окрашенный красной краской;

б) оставлять на продолжительное время между призмами исследуемую жидкость, , так как поверхность призм после этого покрывается тонким матовым слоем и измерение показателя преломления становится невозможным.

Анализ качества жидких лекарственных форм

методом рефрактометрии

Рефрактометрия (рефрактометрический метод) применяется для качественного, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ. Этот метод пригоден для определения лекарственных веществ в концентратах, жидких и растворимых в воде сухих лекарственных формах, содержащих один или два ингредиента, а также для определения концентрации этилового спирта в водноспиртовых растворах.

По ГФ РФ XII рефрактометрия применяется в фармацевтическом анализе:

Для установления степени чистоты вещества, поскольку показатель преломления является индивидуальной характеристикой вещества, а присутствие в исследуемой системе примесей влияет на его значение. Критерием чистоты служит совпадение показателя преломления исследуемого препарата с надежно установленным и известным его значением. Чем больше разница между показателями  основного вещества и примеси, тем более чувствительным критерием чистоты служит показатель преломления. Для определения подлинности вещества путем определения его показателя преломления и других физических характеристик (плотности, температуры кипения, поверхностного натяжения).  При испытании на подлинность готовят раствор указанной в нормативной документации  концентрации в определенном растворителе и далее поступают как при установлении n эталонной жидкости. Если исследуемое ЛС представляет собой жидкость, на призму рефрактометра наносят 3–4 ее капли и замеряют показатель преломления раствора. Каждое измерение проводят не менее трех раз и вычисляют среднее значение n, которое сравнивают с интервалом значений показателя преломления, приведенным в НД; делают заключение о соответствии исследуемого вещества требованию НД по этому показателю. Для идентификации вещества необходимо определять показатель преломления с точностью до ± 0,001–0,002.

Согласно ФС определяют показатель преломления для идентификации галотана (фторотана), никетамида (диэтиламида кислоты никотиновой), токоферола ацетата, а также жирных и эфирных масел (персикового, касторового, эвкалиптового и др.).

Для определения количественного содержания лекарственного вещества. Рефрактометрия в фармацевтическом анализе широко используется для количественного определения веществ в растворе, особенно в практике внутриаптечного контроля.

Рефрактометрически  проводят количественный анализ:

глюкозы; кислот (борной, аскорбиновой, никотиновой); солей неорганических и органических кислот (калия и натрия бромиды, хлориды, иодиды; кальция хлорид и глюконат, калия ацетат, натрия тетраборат, тиосульфат, гидрокарбонат, цитрат, бензоат, салицилат); водорастворимых натриевых солей сульфаниламидов (стрептоцида, норсульфазола, этазола, сульфацила).

Сложность выполнения количественного анализа зависит от числа компонентов, входящих в состав ЛФ.

3.1. Количественное определение однокомпонентных  и многокомпонентных растворов

Около 30% частных фармакопейных статей содержат требования к качеству различных лекарственных форм, в том числе и жидких. Подавляющее большинство из них включает одно лекарственное вещество. Для расчета количественного содержания лекарственных средств в растворах, содержащих одно растворенное вещество используют методы расчета:

Расчет концентрации по рефрактометрическим таблицам Расчет концентрации растворов с помощью фактора F
Расчет концентрации по рефрактометрическим таблицам

Между показателем преломления и концентрацией раствора существует определенная функциональная зависимость.

Показатель преломления раствора складывается из показателей преломления растворителя и растворенного вещества. Если растворенное вещество — электролит, то имеет значение и степень электролитической диссоциации. Поэтому зависимость показателя преломления растворов от концентрации определяют для каждого отдельного вещества и составляют рефрактометрические таблицы, для чего готовят серию растворов с точной, постепенно возрастающей концентрацией. Количество растворов в серии зависит от используемой на практике концентрации. Определяют величину показателя преломления для каждого раствора не менее пяти раз. В таблицу вносят среднее значение из пяти определений. Измеряют показатель преломления испытуемого раствора и находят в таблице соответствующее ему значение концентрации. Если измеренный показатель преломления в таблице не приведен, проводится интерполирование.

Рефрактометрические таблицы со значениями n для растворов ЛВ приводятся в руководствах по внутриаптечному контролю качества ЛС.

Расчет количественного содержания веществ рефрактометрическим методом проводят по формуле:

Контрольные вопросы и задачи

Общая характеристика рефрактометрического метода анализа. Применение рефрактометрии для идентификации лекарственных средств, для количественного анализа концентрированных растворов и лекарственных препаратов. Достоинства и недостатки метода рефрактометрии. Показатель преломления раствора, факторы, влияющие на его величину. Фактор показателя преломления, способ его определения. Способы расчета концентрации раствора при рефрактометрическом методе анализа. Способы расчета содержания ингредиентов в лекарственных препаратах аптечного изготовления (микстуры, порошки). Решить задачи: При температуре 250С показатель преломления раствора равен 1,3372, фактор показателя преломления 0,0016. Рассчитайте концентрацию раствора. На анализ поступили растворы гексаметилентетрамина 41%, и 37% (стандартный раствор 40% - 1 л), рассчитать отклонения, допускаемые в концентрате, количество воды, необходимое для разбавления раствора, количество гексамметилентетрамина, которое необходимо добавить для укрепления раствора (?=1,0421г/см3) Рассчитайте концентрацию раствора кальция хлорида, пользуясь рефрактометрической таблицей, если показатель преломления раствора равен 1,3453. Табличные данные: n=1,3445-10%;n=1,3457-11,0% Для определения фактора прироста показателя преломления (F) раствора глюкозы (безводной) приготовлены растворы с концентрацией: 1%, 3%, 5%, 10%. Показатели преломления растворов соответственно равны 1,3344, 1,3373, 1,3401, 1,3472. Рассчитайте фактор. Кордиамин и растворы глюкозы для инъекций, согласно НД, количественно определяют методом рефрактометрии. Рассчитывают содержание лекарственного вещества в г в 1 мл раствора. Приведите общую формулу расчета и сделайте заключение о качестве изготовления 5% раствора глюкозы, если nраствора – 1,3403,nводы – 1,3330,Fглюкозы безводной – 0,00142, а содержание глюкозы в 1мл должно быть от 0,0485 до 0,0515. При анализе препарата:

Раствора глюкозы 5% - 200,0 мл

Метенамина (гексаметилентетрамина) 4,0

определили, что содержание метенамина (гексаметилентетрамина) составляет 4,2 г, nраствора – 1,3405,nводы – 1,3330. Рассчитайте содержание глюкозы в препарате, еслиFглюкозы безводной – 0,00142,Fметенамина (гексаметилентетрамина) – 0,00166.

При анализе препарата:

Раствор глюкозы 5% - 200,0 мл.

Кальция хлорида 3,0

определили, что показатель преломления раствора составляет 1,3416, n0 – 1,3330. 3,05 г. Рассчитайте содержание глюкозы, еслиFглюкозы безводной – 0,00142, аFСаCl – 0,00120.

Рассчитайте содержание глюкозы (в граммах) в лекарственной форме:

Димедрол 0,25

Глюкоза 25% - 200,0

если показатель преломления анализируемого раствора – 1,3698; воды – 1,333. На титрование димедрола в 2,0 мл лекарственной формы израсходовано 0,45 мл 0,02 моль/л раствора натрия гидроксида (К=0,99).

Факторы показателей преломления безводной глюкозы 0,00142; димедрола - 0,00215. М (димедрола)= 291,82 г/моль.

Рассчитайте содержание ингредиентов в лекарственной форме состава:

Димедрола 0,005

Глюкозы 0,1

если показатели преломления растворов смеси, димедрола и глюкозы, приготовленные растворением в 2,0 мл воды навесок массой 0,2 г, равны соответственно 1,3475; 1,3532; 1,3472.

ТЕСТ

«Рефрактометрия в анализе качества лекарственных средств»

1. От каких факторов зависит показатель преломления?

А. Температура

Б. Концентрация вещества

В. Природа растворителя

Г. Окраска раствора

Д. Природа растворенного вещества Е. Тип прибора

2.Укажите способы расчета концентрации вещества рефрактометрическим методом.

А. По формуле

Б. По таблице

В. По интенсивности окраски

3.Назовите преимущества рефрактометрического метода по сравнению с титриметрическими методами.

А. Избирательность

Б. Экспрессность

В. Чувствительность

Г. Экологический фактор

4.Для каких целей можно использовать рефрактометрический метод анализа?

А. Для определения концентрации вещества

Б. Для анализа очень разбавленных растворов

В. Для определения чистоты веществ

Г. Для определения содержания спирта в настойках

Д. Для определения содержания спирта в водно-спиртовыхрастворах

5.Укажите недостатки рефрактометрического метода.

А. Отсутствует избирательность

Б. Сложность процесса измерения показателя преломления

В. Требуется значительное количество вещества для анализа

Г. Малая чувствительность метода

Д. Длительность анализа

6. При температурах, отличающихся от 20° С на 5-7°С в расчетах вводят поправку по формуле

A. n20 =nt ? (20 ?t)  · 0,0002

Б. nt =n20 ? (20 ?t) · 0,0002

В. n20 =nt ? (t ? 20) · 0,0002

7.Какое количество растворителя и исследуемого раствора следует наносить на призму рефрактометра?

А. 1 каплю

Б. 2-3капли

В. 2 мл

8. Какой из ингредиентов смеси количественно определяют рефрактометрически?

А. Определение которого химическим путем затруднительно

Б. Количество которого в прописи мало

В. Концентрация которого в исследуемом растворе не менее 3 %.

9. В каких единицах измерения выражается концентрация вещества, определяемого химическим путем ( C1 ) в формуле: 

А. моль/л

Б. процентах

В. г/мл

10. Можно ли определить рефрактометрическим методом содержание этанола в этанольно-водныхрастворах при температуре, отличающейся от 20° С?

А. Нельзя

Б. Можно, если учесть температурный коэффициент (табличные данные)

В. Можно, используя формулу:  n20 = nt - ( 20- t )· 0,0002

11. Воснове рефрактометрического метода лежит явление:

А. Преломление луча света

Б. Поляризация луча света

В. Поглощение света