Химические методы анализа. Учебно-методическое пособие

C2H5OH + NaOI → CH3CHO + NaI + H2O,

CH3CHO + 3NaOI → I3C-CHO + 3NaOH,

I3C-CHO + NaOH → CHI3 + HCOONa.

Смешивают 0,5 см3 спирта этилового с 5 см3 раствора гидроксида натрия, прибавляют 2 см3 раствора йода (С1/z = 0,1 моль/дм3).

3С2Н5ОН + К2Cr2O7 + 4H2SO4 →

→ 3СН3СНО + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7Н2O.

Смешивают 1 см3 спирта этилового с 10 %-м раствором серной кислоты до получения кислой среды (по индикаторной бумаге). К этой смеси по каплям прибавляют 10 %-й раствор дихромата калия до тех пор, пока жидкость не станет оранжево-красной. Смесь оставляют на несколько минут при комнатной температуре. При проведении этой реакции может образовываться и некоторое количество уксусной кислоты. Побочная реакция образования уксусной кислоты понижает чувствительность реакции обнаружения ацетальдегида.

1.3. Реакция идентификации фенольного гидроксила с раствором хлорида железа (III)

На аналитических весах берут навеску порошка растертых таблеток (парацетамол) массой 0,1 г и помещают в пробирку, куда пипеткой добавляют 10 см3 воды очищенной. Пробирку взбалтывают, затем прибавляют пипеткой несколько капель раствора хлорида железа (III) (0,1 моль/дм3), раствор перемешивают.

Опыт 2. Качественные реакции на альдегидную группу 2.1. Реакция «серебряного зеркала»

R–СH=О + 2[Ag(NH3)2]NO3 + H2O →

К 1 см3 раствора нитрата серебра (С1/z = 0,1 моль/дм3) прибавляют 5–6 капель раствора аммиака (конц.), 3 капли раствора формальдегида и выдерживают на водяной бане при 50–60 °С.

2.2. Реакция с реактивом Фелинга

R–СH=О + Cu(OH)2 + NaKC4O6H4 →

31

К1 см3 раствора, содержащего 0,01–0,02 г вещества (формальдегид, гексаметилентетрамин, глюкоза), прибавляют 2 см3 реактива Фелинга (смесь сернокислого раствора сульфата меди и щелочного раствора натрия-калия тартрата), нагревают до кипения.

2.3. Реакция образования ауринового красителя

К5 см3 концентрированной серной кислоты прибавляют 0,01–

0,02 г салициловой кислоты, 2–3 капли раствора формальдегида

инагревают на водяной бане 1 мин.

Опыт 3. Качественные реакции на карбоксильную группу

3.1.Реакция образования комплексных солей с ионами тяжелых металлов

К 5 см3 теплого раствора никотиновой кислоты (разб. 1 : 100) приливают 1 см3 раствора ацетата меди или сульфата меди.

3.2.Реакция декарбоксилирования

Салициловую или никотиновую кислоты нагревают с карбонатом натрия (цитратом натрия) в фарфоровой чашке и определяют продукты данной реакции.

Опыт 4. Качественные реакции на первичную ароматическую аминогруппу. Образование азокрасителя

Растворяют 0,5 г порошка растертых таблеток (фолиевая кислота

истрептоцид растворимый) в 2 см3 раствора NaOH (0,1 моль/дм3), добавляют 0,02–0,03 г цинковой пыли, оставляют смесь на 2–3 мин

ифильтруют. При подкислении хлороводородной кислотой и прибавлении нескольких капель раствора нитрита натрия получается соль диазония, образующая со щелочным раствором β-нафтола азокраситель характерной окраски.

Опыт 5. Качественные реакции на карбамидную группу К навеске порошка растертых таблеток (парацетамол) массой

0,2 г добавляют цилиндром 20 см3 ацетона безводного. Проводят фильтрацию через бумажный фильтр, а затем выпаривают фильтрат досуха на электрической плитке. Далее с остатком проводят следующие реакции.

32

2. ОСНОВЫ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА

Гравиметрия— это метод количественного анализа, основанный на определении массы вещества или его составных частей, выделенных в виде соединений известного постоянного состава. Этот метод достаточно точный, погрешность определения составляет не более 0,1–0,2 %. Недостатками гравимерии являются трудоемкость и невысокая селективность, так как существует немного специфичных реагентов-осадителей (РО).

Основным инструментом метода являются аналитические весы. Аналитический сигнал (измеряемая физическая величина, функционально связанная с содержанием определяемого вещества) в гравиметрии — масса (m, г).

Методы гравиметрического анализа подразделяют на группы, представленные в табл. 2.1.

34

Примером метода выделения служит определение золы в твердом топливе. Примерами метода высушивания являются определение влаги в солях или карбоната при выделении CO2, который отгоняют в специальный предварительно взвешенный приемник. Гравиметрический метод осаждения применяют наиболее часто, например, для определения серы в сульфатах, никеля — в стали, железа — в руде и т. д.

В данной главе учебно-методического пособия представлены лабораторные работы на все три метода гравиметрического анализа растворов и фармацевтических препаратов.

Лабораторная работа 5

Гравиметрическое определение содержания золы в лекарственных образцах

Одним из обязательных методов подтверждения качества лекарственного растительного сырья является гравиметрическое определение содержания «общей золы», а для лекарственных веществ — «сульфатной золы». Определение зольности позволяет проводить оценку доброкачественности лекарственного вещества.

Цель работы: освоение гравиметрического метода выделения на примере определения содержания золы в лекарственном сырье и лекарственном веществе.

Сущность метода определения общей золы. Определение основано на взвешивании золы, которая получается при сгорании лекарственного образца.

Методика определения общей золы описана в Государственной фармакопее (ГФ) ОФС.1.2.2.2.0013.151.

1 См.: Государственная фармакопея Российской Федерации. 14-е изд. Т. 1 (с изменениями и дополнениями) // Федеральная электронная медицинская библиотека: инфор-

мационная система в сфере здравоохранения. URL: https://femb.ru/record/pharmacopea14 (дата обращения: 01.09.2022).

35

При определении золы в растительных объектах сжигание начинают в тигле при закрытой крышке. При этом происходит неполное сгорание органического соединения, выделяются смолистые вещества, уголь, газы. При высокой температуре может даже произойти частичный выброс вещества из тигля. В дальнейшем крышку необходимо открывать, обеспечивая свободный доступ воздуха, необходимого для окисления органических веществ и полного сжигания остатков угля.

Сжигание ведут при возможно низкой температуре. После того как уголь сгорит почти полностью, температуру увеличивают. Быстрое повышение температуры может привести к сплавлению золы и спеканию ее со стенками тигля. Это затруднит доступ воздуха к частицам угля, покрытым золой, и задержит их полное сгорание.

Если полное сжигание частичек угля затруднено, то озоление ускоряют, смачивая остаток (после охлаждения) водой или насыщенным раствором нитрата аммония. Это способствует окислению частичек угля. После выпаривания на водяной бане остаток про-

каливают до постоянной массы.

Масса считается постоянной, если разница в массе между двумя последовательными взвешиваниями не превышает 0,0005 г; повторное взвешивание производят после дополнительного высушивания или прокаливания в течение 1 ч2.

Прокаливание ведут при слабом красном калении (около 500 °С) до постоянной массы, избегая сплавления золы и спекания ее со стенками тигля. По окончании прокаливания тигель охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Сущность метода определения сульфатной золы. Определе-

ние основано на взвешивании золы, которая получается при сгорании лекарственного вещества в присутствии концентрированной серной кислоты. Методика определения сульфатной золы описана в ОФС.1.2.2.2.0014.153.

2 См.: Государственная фармакопея Российской Федерации. 14-е изд. Т. 1 (с изменениями и дополнениями).

3 См.: Там же.

36

В процессе прокаливания лекарственного вещества могут получаться различные конечные продукты. В зависимости от условий прокаливания одни и те же вещества могут образовывать различные по химическому составу остатки. Так, соли органических кислот превращаются в карбонаты или оксиды. Галогениды могут частично улетучиваться. Оксиды некоторых металлов в присутствии органических соединений могут восстанавливаться до свободных элементов. Для стабилизации этих процессов по ГФ рекомендуется проводить определение золы в присутствии концентрированной серной кислоты. В этих условиях соли различных кислот переходят в сульфаты, отличающиеся малой летучестью и значительной термической стойкостью.

Образовавшаяся сульфатная зола используется для последующего определения тяжелых металлов или мышьяка в лекарствах.

Объекты анализа выбирают из табл. 2.2 и 2.3 соответственно для определения общей и сульфатной золы.

Примечания: * Страницы указаны по: Государственная фармакопея Российской Федерации. 10-е изд. М. : Медицина, 1968.

** Страницы указаны по: Государственная фармакопея Российской Федерации. 13-е изд. (с изменениями и дополнениями) // Фармакопея РФ : [сайт о регистрации лекарственных средств в России]. URL: http://pharmacopoeia.ru/gosudarstvennaya- farmakopeya-xiii-online-gf-13-online/ (дата обращения: 01.09.2022).

37

Примечания: * Страницы указаны по изданию: Государственная фармакопея Российской Федерации. 10-е изд.

** Страницы указаны по: Государственная фармакопея Российской Федерации. 13-е изд. (с изменениями и дополнениями).

Реактивы и оборудование

•Кислота серная, H2SO4, концентрированная.

•Тигли фарфоровые.

•Печь муфельная.

•Баня песчаная.

•Весы аналитические.

•Эксикатор.

38

Ход выполнения работы

1. Определение общей золы

В соответствии с ОФС.1.2.2.2.0013.15 «Зола общая»4 около 1 г испытуемого лекарственного вещества или около 3–5 г измельченного лекарственного растительного сырья (точная навеска, с точностью до 4-го знака после запятой) помещают в предварительно прокаленный и точно взвешенный фарфоровый, кварцевый или платиновый тигель, равномерно распределяя вещество по дну тигля. Тигель осторожно нагревают в муфельной печи, давая сначала веществу сгореть или улетучиться при возможно более низкой температуре. Сжигание оставшихся частиц угля проводят также при возможно более низкой температуре; после того как уголь сгорит почти полностью, увеличивают температуру. При неполном сгорании частиц угля остаток охлаждают, смачивают водой или насыщенным раствором нитрата аммония, выпаривают на водяной бане и остаток прокаливают. В случае необходимости такую операцию повторяют несколько раз.

Прокаливание проводят в муфельной печи при температуре около 600 °С до постоянной массы, избегая появления пламени, сплавления золы и спекания ее со стенками тигля. По окончании прокаливания тигель охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Расчет содержания общей золы и оформление результатов проводят в соответствии с п. 3 данной лабораторной работы (с. 40).

2. Определение сульфатной золы

В соответствии с ОФС.1.2.2.2.0014.15 «Сульфатная зола»5 точную навеску испытуемого вещества (около 1 г, если нет других указаний в частной ФС, с точностью до четвертого знака после запятой) помещают в предварительно прокаленный и точно взвешенный фарфоровый, кварцевый или платиновый тигель, смачивают 1 см3 концентрированной серной кислоты и осторожно (избегая сильного вспенивания вещества) нагревают на песчаной бане

4 См.: Государственная фармакопея Российской Федерации. 14-е изд. Т. 1 (с изменениями и дополнениями).

5 См.: Там же.

39

до удаления паров серной кислоты. Продолжают нагревание при более высокой температуре до исчезновения темных частиц. Затем тигель помещают в муфельную печь и прокаливают при температуре около 600 °С до постоянной массы, избегая появления пламени, сплавления золы и спекания ее со стенками тигля. По окончании прокаливания тигель охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

В случае трудного сгорания прибавляют концентрированную серную кислоту и прокаливание повторяют.

3. Расчет содержания общей и сульфатной золы

Массовую долю золы (ω, %) рассчитывают по формуле

ω= (mïîñë −m0 ) 100,

míàâ

где mнав — масса навески лекарственного вещества, взятая для сжигания, г; mпосл — результат последнего взвешивания тигля с золой после прокаливания, г; m0 — масса тигля, г.

Результаты, полученные в ходе определения общей и сульфатной золы, оформляют в виде табл. 2.4.

Таблица 2.4

Результаты определения золы

Общая зола

…

Сульфатная зола

…

В выводе по работе коротко описывают этапы выполнения работы, результаты сравнивают с нормативными требованиями, указанными в табл. 2.2 и 2.3 соответственно, и делают заключение о доброкачественности объектов исследования.

40