Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Тверской государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Тверской ГМУ Минздрава России)

Кафедра управления и экономики фармации

с курсами фармакогнозии, фармацевтической технологии, фармацевтической и токсикологической химии

Методические рекомендации для самостоятельной работы студентов к занятию №5

по фармацевтической химии

Галогены и их соединения со щелочными металлами: натрия и калия хлориды, бромиды и йодиды, требования к качеству, методы анализа. Йода и его 5% спиртовой раствор.

Тверь, 2017

Методические указания для самостоятельной работы студентов по фармацевтической химии по специальности 33.05.01 – «Фармация» разработаны заведующей кафедрой управления и экономики фармации профессором, д.м.н. М.А. Демидовой, доцентом кафедры управления и экономики фармации, к.б.н. М.Н. Кудряшовой

Рецензент: заведующая рецептурно-производственным отделом

МУП Аптека №1 филиал №200 Титова Г.Я.

Методические рекомендации рассмотрены и утверждены на заседании методического совета по преподаванию на фармацевтическом факультете "___" __________ 2017 г.

Методические рекомендации утверждены на заседании центрального координационно-методического совета «__» __________ 2017 г. (протокол № __)

Методические рекомендации включают ситуационные задачи, тестовые задания, вопросы для самоподготовки, задания практической части занятия, основные термины, рекомендуемый список литературы для самостоятельной подготовки студентов 3 курса к практическим занятиям по фармацевтической химии, обучающихся по специальности 33.05.01 – «Фармация».

 ФГБОУ ВО Тверской ГМУ Минздрава России

 Коллектив авторов, 2017

Тема занятия: Галогены и их соединения со щелочными металлами: натрия и калия хлориды, бромиды и йодиды, требования к качеству, методы анализа. Йода и его 5% спиртовой раствор.

Цель занятия: освоение методов аргентометрии и фармацевтического анализа галогенидов щелочных металлов (калия и натрия хлоридов, бромидов, йодидов); йода и его 5% спиртового раствора.

Место проведения: лаборатория фармацевтической химии

В процессе изучения материала при подготовке к занятию необходимо освоить следующие основные термины: осадительное титрование: аргентометрия, меркуриметия, доброкачественность галогенидов щелочных металлов.

План изучения темы

1. Проверка выполнения домашнего задания (письменный контроль)

2. Фронтальный опрос

3. Практическая работа «Анализ натрия хлорида», «Натрия бромида» с оформлением протокола

4. Контроль освоения практических навыков студентами путем проверки протокола и собеседования с преподавателем по методологии проведенных исследований.

5. Выходной контроль в виде тестовых заданий

Теоретические вопросы для подготовки к занятию:

1. Приведите латинские названия лекарственных препаратов: калия и натрия йодидов, бромидов, хлоридов. Опишите их внешний вид, свойства, растворимость.

2. Напишите уравнения реакций подлинности указанных препаратов. Опишите эффект реакций и свойства продуктов реакций.

3. Напишите уравнения реакций количественного определения галогенидов щелочных металлов. Приведите формулы расчета количественного содержания.

4. Приведите классификацию методов аргентометрического титрования.

5. Опишите условия аргентометрического титрования с применением различных индикаторов (среда, индикатор, титрант).

6. Приведите формулы, химические названия индикаторов, применяемых в аргентометрии (по Фаянсу, Мору, Фольгарду).

7. Применение в медицине галогенидов щелочных металлов.

8. Опишите и обоснуйте условия хранения указанных препаратов.

9. Каков состав 5- и 10-процентных растворов йода?

10. Приведите уравнения реакций количественного определения йода и калия йодида в 5% растворе йода. Приведите расчетные формулы.

11. Объясните нестойкость 10-процентного раствора йода при хранении. Ответ подтвердите уравнениями химических реакций.

12. Как определяют примеси йодидов в калия бромиде? Напишите уравнения реакций.

13. Приведите уравнения реакций определения примеси броматов в калия бромиде.

14. Сравните отношение к раствору аммиака галогенидов серебра.

15. Напишите уравнение реакции количественного определения йода.

16. Как проверяется доброкачественность 10-процентного спиртового раствора йода?

17. С помощью каких химических реакций можно отличить галогениды щелочных металлов друг от друга?

Изложение учебного материала:

Общая характеристика галогенидов щелочных металлов

Галогениды щелочных металлов представляют собой белые кристаллические вещества соленного вкуса, легко растворимые в воде, йодиды – в спирте. Йодиды имеют слегка желтоватый оттенок, т.к. при хранении образуют I₂.

Определение подлинности галогенидов щелочных металлов

1. Реакции на катионы:

1.1 Натрий:

• реакция А с гексагидроксостибат-ионом в нейтральной среде - белый, кристаллический осадок:

Na⁺ + [Sb(OH)₆]^- → Na[Sb(OH)₆]↓

• Реакция Б (фармакопейная). Окрашивание пламени горелки в желтый цвет

1.2 Калий:

• реакция с винной кислотой (фармакопейная) - белый, кристаллический осадок, растворимый в минеральных кислотах и щелочах

СН₃СООNa

КBr + COOH–(CHOH)₂–COOH → COOH–(CHOH)₂–COOK↓ + Br^–

• Окрашивание пламени в фиолетовый цвет;

• реакция с гексанитрокобальтатом (III) натрия (желтый кристаллический осадок):

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

2. Реакции на анионы

• Реакция с раствором серебра нитрата в среде рHNO₃ с образованием осадков:

Cl^– + AgNO₃ → АgCl ↓ + NO₃^–

Br^– + AgNO₃ → АgBr ↓ + NO₃^–

I^– + AgNO₃ → АgI ↓ + NO₃^–

АgCl – белый, творожистый, нерастворим в рHNO₃, растворим в растворе аммиака: АgCl + NH₄OH → [Аg (NH₃)₂]Cl +H₂O;

АgBr – желтоватый, нерастворим в рHNO₃, малорастворим в растворе аммиака;

АgI – желтый, нерастворим в рHNO₃, нерастворим в растворе аммиака.

Осадки галогенидов серебра дифференцируют между собой по их растворимости.

3. Реакции окисления галогенидов до свободных галогенов

3.1 Бромиды: реакция с хлорамином (хлорамин в кислой среде высвобождает молекулярный хлор, который взаимодействует с бромидами и окисляет их до Br₂. Реакцию проводят в присутствии хлороформа. Молекулярный бром переходит в слой хлороформа, окрашивая его в желто-бурый цвет):

хлороформ

2KBr + Cl₂ → Br₂ + 2KCl

Br₂ окрашивает слой хлороформа в желто-бурый цвет.

NB! FeCl₃ не окисляет бромиды до Br₂

3.2 Йодиды: реакции с NaNO₂ в кислой среде или c FeCl₃ (NaNO₂ и FeCl₃ окисляют йодиды до молекулярного йода, который окрашивает слой хлороформа в фиолетовый цвет)

• 2NaI + 2NaNO₂ + 2H₂SO₄ → I₂+ 2NO ↑ + 2Na₂SO₄ + 2H₂O

хлороформ

• 2I^– + 2Fe³⁺ → I₂+ 2Fe²⁺

хлороформ

I₂ окрашивает слой хлороформа в фиолетовый цвет.

3.2 Хлориды: окисляются в свободный хлор в реакции с хлорамином или калия перманганатом (при нагревании).

Испытания на чистоту галогенидов щелочных металлов

1. Хлориды щелочных металлов

• Отсутствие примеси К⁺ (для NaCl)

• Содержание примеси Na⁺ (не более 0,1%) (для KCl)

• Допустимые примеси: щелочноземельные металлы, SO ^2- _{4 ,} NH₄⁺,

• Недопустимые примеси: Ba²⁺, Br ^- , I ^–

Mg²⁺ - в присутствии аммиачного буфера, эриохрома черного Т и 0,1 М раствора цинка сульфата, индикатора эриохром черного Т – должно наблюдаться синее окрашивание

Ba²⁺ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2H⁺ (белый осадок)

NH₄⁺ +2К₂[HgI₄]+KOH → [NH₂HgI₂]I↓+5KI+2H₂O+K⁺

р.HCl (желтое окрашивание)

SO₄^2– + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2Сl^– (белый осадок)

Br ^– - ФЭК после реакции с феноловым красным и хлорамином Т

2KI + 2NaNO ₂ + H₂SO₄ → NaNO ₃ + K ₂SO₄ + I₂ + H₂O

не должно быть синего окрашивания

2. Бромиды щелочных металлов

• Отсутствие примесей Ba²⁺, Ca²⁺ и BrO₃^– – определяют в 1 прием, добавляя кH₂SO₄: раствор должен оставаться прозрачным и не должен окрашиваться в желтый цвет в течение 5 минут.

Ba²⁺ + H₂SO₄ → BaSO₄ ↓ (белый) + 2H⁺

Ca²⁺ + H₂SO₄ → CaSO₄ ↓ (белый) + 2H⁺

5KBr + KBrO₃ + 3H₂SO₄ → 3Br₂ (желтый) + 3K₂SO₄ + 2H₂O

• Отсутствие примеси йодидов – реакция с FeCl₃ в присутствии крахмала: не должно быть синего окрашивания.

крахмал

2I^– + 2Fe³⁺ → 2Fe²⁺ + I₂

3. Йодиды щелочных металлов

• Отсутствие примесей йодатов и восстановителей (тиосульфат и сульфит) – определяют в 1 прием, реакцией с рH₂SO₄ и раствором йода (в присутствии крахмала):

IO₃ˉ + 5Iˉ + 6H⁺ → 3I₂ + 3H₂O

Na₂SO₃+ I₂+H₂O → Na₂SO₄+2HI

2Na₂S₂O₃+ I₂+H₂O → 2NaI+ Na₂S₄O₆

К раствору йодидов добавляют крахмал и разведенную серную кислоту – жидкость не должна приобретать синего окрашивания, которое должно появиться от прибавления не более 1 капли 0,1 м раствора йода.

• Отсутствие примеси цианидов (CNˉ): отрицательная реакция образования берлинской лазури

2KCN + FeSO₄ → Fe(CN)₂ + K₂SO₄

4KCN + Fe(CN)₂ → K₄[Fe(CN)₆]

желтая кровяная соль

K₄[Fe(CN)₆] + FeCl₃ → KFe [Fe(CN)₆] + 3KCl

берлинская лазурь

• Отсутствие примеси нитратов (NO₃‾): реакция с NaOH и цинковыми или железными опилками:

t

Zn + NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂↑

6H₂ + 2NaNO₃→ 2NH₃↑ + 2NaOH + 2H₂O

Красная лакмусовая бумага в парах жидкости не должна окрашиваться в синий цвет.

Количественное определение галогенидов

Количественное определение галогенидов ГФ рекомендует выполнять аргентометрическим методом. Также используют меркуриметрический метод и метод окислительного титрования.

Аргентометрия – метод осадительного титрования, т.е. количественного анализа, основанного на измерении объема титрованного раствора AgNO₃, являющегося осадителем.

Виды аргентометрии

1. Метод прямого аргентометрического титрования:

   • Метод Мора (фармакопейный метод для хлоридов и бромидов)

   • Метод Фаянса с адсорбционным индикатором эозинатом натрия (фармакопейный метод для йодидов, можно титровать бромиды)

   • Метод Фаянса с адсорбционным индикатором бромфеноловым синим (нефармакопейный для хлоридов и бромидов)

2. Метод обратного аргентометрического титрования:

• Метод Фольгарда (для титрования в сильнокислой среде)

• Косвенный метод Фольгарда (метод Кольтгоффа-Стенгера) (для бромкамфоры)

Хранение и медицинское применение

Хранят галогениды щелочных металлов по общему списку в сухом месте, в плотно укупоренных банках. Бромиды и йодиды требуют предохранения от действия света. Их хранят в прохладном месте.

Натрия хлорид используют в качестве солевых растворов (изотонический, гипотонический, гипертонический).

Калия хлорид обладает антиаритмическим действием, входит в состав полиионных растворов, поляризующей смеси.

Бромиды – оказывают седативное действие.

Йодиды используют:

• при заболеваниях щитовидной железы;

• в качестве средств, обладающих рассасывающим действием (для электрофореза при рубцах, спаечном процессе);

• входят в состав витаминных глазных капель,

• калия йодид применяют в качестве отхаркивающего средства.