Medicine-Analysis-1

высокая концентрация лиганда. В растворе образуется ряд комплексов, различающихся по максимуму поглощенияи его интенсивности.

В зависимости от концентрации роданид-иона образуются комплексы различного состава с координационным числом по роданидиону от 1 до 6:

Это одна из наиболее специфичных реакций на окисное железо. Cледует иметь в виду, что она не всегда положительна, так как ряд веществ, образующих более прочные комплексы с Fe3+, чем роданидион, мешает появлению окраски. К таким веществам относятся фосфорная, щавелевая, винная, лимонная кислоты и их соли.

Общим реактивом для открытия ионов железа в степени окисления +2 и +3 является сульфид аммония. В обоих случаях выпадают черные осадки сульфидов железа. Некоторое различие можно заметить при растворении этих осадков в минеральных кислотах: при растворении сульфида закисного железа образуется прозрачный бесцветный раствор, а при растворении сульфида окисного железа получается мутноватый раствор вследствие образования серы. Сера частично присутствует в осадке сульфида окисного железа, а частично образуется при окислении сероводорода ионом Fe3+:

FeS + 2HCl → H2S + FeCl2

Fe2S3 + 4HCl → 2FeCl2 + 2H2S + S↓

Рассмотренные методы определения железа позволяют открыть его лишь в препаратах, содержащих простые соли железа, растворимые в воде, например железа закисного сульфат, железа закисного лактат, ферамид и др. Препараты, представляющие собой прочные комплексные соединения железа (ферроцерон, оксиферрискарбон натрия) или нерастворимые в воде (таблетки «Каферид»), предварительно минерализуют с целью перевести железо в раствор.

10

1.2.4. ОТКРЫТИЕ КАЛИЯ

Напрепараты,содержащиекалий,вГФXIприводятся3 методики. В основе первого метода (метод А) лежит реакция образования

малорастворимого в воде гидротартрата калия:

K+ + H2C4H4O6 + CH3COONa → KHC4H4O6↓ + CH3COOH + Na+

Для успешного выполнения этой реакции необходимо точно выдерживать указанные условия.

Это обусловлено тем, что из всех 5 калиевых и натриевых солей винной кислоты лишь гидротартрат калия малорастворим в воде, поэтому важным является не только поддержание необходимого значения рН раствора, но и указанного соотношения реактивов. Добавление небольшого количества спирта способствует кристаллизации гидротартрата калия. Целесообразно также потирать стенки пробирки стеклянной палочкой и охлаждать реакционную смесь.

Важные условия проведения рассматриваемой реакции таковы:

1.достаточно большая концентрация ионов калия в растворе;

2.слабокислая или нейтральная реакция раствора (рН 4-7);

3.проведение реакции на холоду (это особенно важно иметь в виду в летний период, поскольку в ГФXI не оговорены тем-

пературные условия метода).

В основе второго метода (метод Б) лежит реакция с кобальтинитритом натрия, в ходе которой образуется желтый кристаллический осадок:

2K+ + Na3[Co(NO2)6] → K2Na[Co(NO2)6]↓ + 2Na+

Этот осадок нерастворим в уксусной кислоте, так как она слабее азотистой кислоты, входящей в состав комплексного иона [Co(NO2)6]3–. рН раствора должно находиться в пределах 4-5. Следует иметь в виду, что щелочная реакция раствора совершенно недопустима, так как при действии щелочей реагент разлагается и выпадает темно-бурый осадок гидроксида кобальта (III):

[Co(NO2)6]3– + 3OHˉ → Co(OH)3↓ + 6NO2ˉ

11

При действии минеральных кислот осадок K2Na[Co(NO2)6] растворяется с разложением и выделением токсичных окислов азота, поэтому ГФXI не предусматривает исследование растворимости осадка ни в кислотах, ни в щелочах. При утилизации продуктов этой реакции следует соблюдать осторожность и не допускать действия хлористоводородной кислоты, поскольку при этом наряду с окислами азота выделяется еще и хлор:

2K2Na[Co(NO2)6] + 12HCl → 2CoCl2 + 4KCl + 2NaCl + 6H2O + 6NO + 6NO2 + Cl2

Нужно также иметь в виду, что кобальтинитрит натрия в растворе сравнительно быстро разлагается, при этом бурая окраска переходит в розовую. Такой порозовевший раствор реагента для открытия иона калия непригоден.

Определению иона калия реакцией с кобальтинитритом натрия мешает ион аммония, который дает аналогичный желтый осадок, поэтому неорганические препараты, содержащие калий, предварительно прокаливают с целью удаления солей аммония. В том случае, если прокаливание невозможно (органические препараты, содержащие калий), для устранения мешающего влияния иона аммония к реакционной смеси добавляют раствор формальдегида.

Формальдегид реагирует с аммиаком, образуя гексаметилентетрамин, который не мешает определению иона калия.

Третий метод открытия калия основан на окрашивании пламени. Окрашивание пламени используют прежде всего для анализа неорганических соединений калия. Органические препараты, содержащие калий, при сгорании которых пламя интенсивно окрашивается, нецелесообразно анализировать этим методом. Испытанию также сильно мешают соли натрия, окрашивающие пламя в интенсивный желтый цвет, который маскирует фиолетовую окраску пламени. В этом случае наблюдение цвета пламени осуществляют через синее стекло.

12

1.2.5. ОТКРЫТИЕ КАЛЬЦИЯ

Определение кальция по ГФXI осуществляют 2 методами. Весьма специфической реакцией на ион кальция является реакция образования белого осадка оксалата кальция:

Ca2+ + (NH4)2C2O4 → CaC2O4↓ + 2NH4+

Осадок оксалата кальция нерастворим в уксусной кислоте и растворе аммиака, но растворим в минеральных кислотах. Этой качественной реакции на ион кальция мешают лишь ионы бария и стронция. С помощью этой реакции можно открыть кальций в препаратах, растворимых в воде, таких, как кальция хлорид, кальция глюконат, кальция добезилат, кальция лактат и др. В препаратах, очень малорастворимых или практически нерастворимых в воде (бепаск, гипс жженый), открыть кальций непосредственно с помощью этой реакции нельзя. Это можно сделать только после предварительной обработки препарата и перевода кальция в раствор.

Второй метод открытия кальция основан на реакции окрашивания пламени. С помощью реакции окрашивания пламени можно открыть кальций во всех соединениях, как растворимых в воде, так и нерастворимых. Обязательным условием проведения этой пробы является смачивание препарата раствором хлористоводородной кислоты. Смысл этой операции заключается в том, чтобы перевести ту или иную соль кальция в хлорид кальция, который летуч и поэтому окрашивает бесцветное пламя в характерный кирпично-красный цвет.

1.2.6.ОТКРЫТИЕ МАГНИЯ

Воснове метода открытия магния лежит реакция образования кристаллического магний-аммоний фосфата:

Mg2+ + PO43– + NH4+ → MgNH4PO4↓

Характерным признаком, позволяющим идентифицировать магний, является именно кристаллический осадок белого цвета. Дело в том, что из имеющихся реактивов и иона магния при тех или иных нарушениях методики могут образоваться еще два белых, но аморф-

13

ных, т.е. не характерных, осадка, а именно гидроксид магния и фосфат магния. С целью предотвращения образования этих аморфных осадков к реакционной смеси добавляют хлорид аммония. Как известно, гидроксид магния растворяется в растворе хлорида аммония и, следовательно, в его присутствии образоваться не может.

Важным моментом этого метода является поддержание необходимого значения рН реакционной массы. Оптимальным является значение рН 8-9. В кислой среде осадок магний-аммоний фосфата не образуется, а в сильнощелочной среде при рН >10 вместо MgNH4PO4 выпадает малохарактерный осадок фосфата магния (Mg3(PO4)2). В связи с этим из трёх фосфорнокислых солей NaH2PO4, Na2HPO4 и Na3PO4), каждую из которых можно использовать для этой реакции, более надежно использовать гидрофосфат натрия, поскольку при его применении сильнощелочная среда не получится даже в том случае, если аммиака добавлено больше, чем необходимо, возможность чего имеется при использовании фосфата натриявсоответствиисметодикойГФXI.

Реакция образования магний-аммоний фосфата является характерной кристаллоскопической пробой на магний, в связи с чем используется не только в фармакопейном, но и в токсикологическом анализе.

1.2.7. ОТКРЫТИЕ НАТРИЯ

Для обнаружения иона натрия в ГФXI описаны 2 методики. Специфической реакцией на ион натрия является кристаллоскопическая реакция с цинк-уранилацетатом:

Na+ + Zn[(UO2)2(CH3COO)8] + CH3COOH →

NaZn[(UO2)2(CH3COO)9]↓ + H+

Эта реакция является самой чувствительной из всех известных осадочных реакций на ион натрия. Кроме того, она специфична для натрия. Присутствие 10-20-кратных количеств любых катионов не мешает определению натрия.

14

Летучие соли натрия, в особенности натрия хлорид, окрашивают пламя в ярко-желтый цвет. Эта проба весьма характерна.

Нужно иметь в виду, что реакция окрашивания пламени летучими солями натрия очень чувствительна (открываемый минимум - 0,00001 мкг натрия в пробе).

В таких дозах натрий присутствует практически везде - в пыли, воде (извлекается из стекла), поэтому о присутствии натрия в исследуемом препарате можно делать заключение лишь при наличии яркого и не исчезающего в течение нескольких секунд желтого окрашивания пламени.

1.2.8. ОТКРЫТИЕ РТУТИ

Поскольку в медицинской практике находят применение препараты только окисной ртути (Hg2+), в ГФXI описаны методы идентификации только ртути окисной. В основе рассматриваемых методов лежат характерные для окисной ртути реакции. Нерастворимые в воде препараты ртути предварительно обрабатывают разведенной хлористоводородной кислотой с целью перевода ртути в ионизированное состояние. При подщелачивании полученного раствора выпадает желтый осадок окиси ртути (II):

Hg2+ + 2OHˉ → HgO↓ + H2O

При постепенном добавлении к раствору соли окисной ртути раствора калия йодида сначала выпадает красный осадок йодида ртути (II), который при добавлении избытка реактива растворяется с образованием бледно-желтого, почти бесцветного раствора комплексной соли тетрайодмеркуроата калия:

Hg2+ + 2Jˉ → HgJ2↓

HgJ2 + 2Jˉ → [HgJ4]2–

Оба методавысокоспецифичны, просты инадежныв исполнении. Ртутьсодержащие растворы после работы сливают в специально

подготовленные склянки.

15

1.2.9. ОТКРЫТИЕ ЦИНКА

Для обнаружения иона цинка в ГФXI приводятся два метода. В основе первого метода лежит реакция образования сульфида цинка. Осаждение сульфида цинка происходит из растворов, рН которых лежит в зоне 2-9. При рН <2 сульфид цинка не образуется; при рН >9 образуется тетрагидроксоцинкат-ион [Zn(OH)4]2–В связи с этим неясным является требование ГФXI относительно реакции исходного раствора соли цинка (он должен быть нейтральным). Если растворить сульфат цинка в воде, раствор, естественно, будет слабокислым из-за гидролиза соли. Нужно ли нейтрализовать его до рН 7 перед испытанием? Конечно, нет. Ведь ниже в тексте фармакопейной методики указывается, что осадок нерастворим в уксусной кислоте.

Что же скрывается под этим фармакопейным требованием? Есть несколько препаратов цинка, нерастворимых в воде, например цинка окись; цинковая соль ундециленовой кислоты, входящая в состав препаратов «Ундецин», «Цинкундан». Перевод цинка в раствор из этих препаратов может быть осуществлен при обработке препаратов либо разведенной хлористоводородной кислотой, либо раствором едкого натра, однако сульфид цинка из полученных растворов не осаждается, поскольку рН их находится вне допустимой зоны. Такие растворы необходимо предварительно нейтрализовать. После этого можно и нужно добавить к предварительно нейтрализованному раствору разведенную уксусную кислоту и далее раствор сероводорода или сульфида натрия.

Второй метод основан на реакции иона цинка с ферроцианидом калия, который образует с ним белый осадок двойной соли гексацианоферрата (II) цинка и калия следующего состава:

3Zn2+ + 2K4[Fe(CN)6] → K2Zn3[Fe(CN)6]2↓ + 6K+

Этот метод удобен тем, что позволяет открыть цинк в сильнокислых растворах. Однако из щелочных растворов цинк не осаждается при действии ферроцианида калия. При действии растворов едких щелочей осадок двойной соли гексацианоферрата (II) цинка и калия растворяется:

K2Zn3[Fe(CN)6]2 + 12OHˉ → 2[Fe(CN)6]4– + 3[Zn(OH)4]2– + 2K+

16

1.3.ОТКРЫТИЕ АНИОНОВ

1.3.1.ОТКРЫТИЕ АРСЕНАТА И АРСЕНИТА

ВГФXI описаны 5 методов обнаружения мышьяка - 3 метода открытия пятивалентного мышьяка (арсенат) и 2 метода открытия трехвалентного мышьяка (арсенит). После кипячения любого мышьяксо-

держащего соединения со смесью концентрированных серной и азотной кислот мышьяк переходит в форму арсената (AsO43–)

Общей реакцией на арсенат и арсенит является образование желтого осадка As2S3 при действии раствора сероводорода или сульфида натрия на сильнокислые растворы солей мышьяка. Отличие в методиках заключается в том, что при открытии арсената реакционную смесь необходимо нагревать, а при открытии арсенита - нет. Это обусловлено тем, что при взаимодействии арсената с сероводородом арсенат предварительно восстанавливается сероводородом до арсенита, а последний образует сульфид:

AsO43– + H2S → AsO33– + H2O + S 2AsO33– + 3H2S + 6H+ → As2S3↓ + 6H2O

Восстановление арсената до арсенита сероводородом происходит очень медленно. Для его ускорения реакцию ведут при нагревании приблизительно до 70°С. Общее уравнение реакции можно записать следующим образом:

2AsO43– + 5H2S + 6H+ → As2S3 + 8H2O + 2S

При действии сероводорода на арсенат можно получить также и As2S5, если вести осаждение на холоду быстрым током сероводорода в среде концентрированной хлористоводородной кислоты. Сульфид мышьяка (V) также представляет собой желтый осадок.

При использовании вместо сероводорода раствора сульфида натрия, как это предусмотрено фармакопейной методикой, следует не допускать избытка сульфида натрия, поскольку осадок сульфида мышьяка растворим в растворе сульфида натрия:

As2S3 + 3Na2S → 2Na3AsS3

17

Сульфид мышьяка растворим также в растворе аммиака:

As2S3 + 6NH4OH → (NH4)3AsS3 + (NH4)3AsO3 + 3H2O

Оба иона дают также различающиеся по цвету осадки с раствором нитрата серебра:

AsO43– + 3Ag+ → Ag3AsO4↓

AsO33– + 3Ag+ → Ag3AsO3↓

Эти реакции необходимо проводить в нейтральной среде. В азотнокислой среде осадки не образуются, в щелочной - выпадает черный осадок оксида серебра. Оба осадка растворяются в растворе аммиака с образованием аммиаката гидроксида серебра:

Ag3AsO4 + 9NH3 + 3H2O → 3Ag(NH3)2OH + (NH4)3AsO4

Ag3AsO3 + 9NH3 + 3H2O → 3Ag(NH3)2OH + (NH4)3AsO3

Для отличия арсената от арсенита ГФXI предлагает также реакцию с сульфатом магния в присутствии хлорида аммония и аммиака:

AsO43– + Mg2– + NH4+ → MgNH4AsO4↓

Эта реакция аналогична рассмотренной ранее реакции получения магний-аммоний фосфата, и даже форма кристаллов магний-аммоний арсената такая же, как у магний-аммоний фосфата. Арсениты не образуют осадка с сульфатом магния в указанных условиях.

1.3.2. ОТКРЫТИЕ АЦЕТАТА

Для открытия ацетатов - солей уксусной кислоты - ГФXI предлагает два метода. Следует отметить, что одним из этих методов могут быть открыты не только соли уксусной кислоты, но и ее амиды и эфиры без специальной предварительной обработки. Подробнее вопрос об определении этих функциональных групп будет рассмотрен в параграфе «Открытие органических функций».

Первый метод заключается в действии на соли уксусной кислоты серной кислоты и этилового спирта. При этом образуется этилацетат, обладающий характерным запахом:

CH3COO– + CH3CH2OH + H2SO4 → CH3COOCH2CH3 + H2O + HSO4–

18

Добавлять концентрированную серную кислоту к водному раствору ацетата нужно осторожно небольшими порциями по стенке пробирки. При этом смесь разогревается до 70-80°С, и нагревать ее дополнительно нет необходимости, поскольку этилацетат легколетуч (температура кипения - 76-77°С). Спирт целесообразно добавить заранее до введения серной кислоты, чтобы к окончанию введения кислоты образовалось ощутимое количество этилацетата. Этилацетат - бесцветная прозрачная жидкость с характерным фруктовым запахом, легко воспламеняется.

Второй метод позволяет открыть только соли уксусной кислоты, растворимые в воде, например калия ацетат. Он заключается в действии на раствор ацетата раствора хлорида железа (III). При этом образуется основной комплексный ион красно-бурого цвета, имеющий следующий состав:

8CH3COOˉ + 3Fe3+ + 2H2O → [Fe3(OH)2(CH3COO)6]+ + 2CH3COOH

Следует иметь в виду, что при разбавлении раствора водой и нагревании выпадает осадок основного ацетата железа бурого цвета:

[Fe3(OH)2(CH3COO)6]+ → [Fe3O(CH3COO)6]OH↓ + H+

Раствор ацетата должен быть нейтральным и не должен содержать анионов, осаждающих железо (III), таких, как карбонат, сульфит, фосфат и т.д. Должны также отсутствовать тиоцианат- и йодидионы. Все перечисленные ионы можно удалить, прибавив к нейтральному раствору нитрат серебра, и после фильтрования исследовать, как описано в ГФХI.

1.3.3. ОТКРЫТИЕ БЕНЗОАТА

Бензоат-ион открывают так же, как и ацетат, реакцией с хлоридом железа (III). При этом образуется основной бензоат железа (III) розовато-желтого цвета, нерастворимый в воде, но растворимый в эфире:

6C6H5COOˉ + 2Fe3+ + 3H2O → [Fe2(C6H5COO)3(OH)3]↓ + 3C6H5COOH

Растворимость в эфире обусловлена тем, что комплексная молекула основного бензоата железа (III) не ионизирована и содержит в

19