1. Криоскопический метод

Метод основан на понижении точки замерзания растворов по сравнению с точкой замерзания чистого растворителя. Данный метод нашел самое широкое практическое применение как достаточно универсальный и точный.

1. Определение осмолярности с использованием термометра Бекмана. Определение температуры замерзания проводят на установке, изображенной на рис. 13.1. (не приводится). Установка состоит из сосуда А диаметром 30-35 мм и длиной около 200 мм, куда помещается испытуемый раствор (или растворитель); верхняя часть сосуда расширена и закрывается пробкой с двумя отверстиями для погружения термометра Б и мешалки В; сосуд А вставлен в более широкую емкость (Г) так, что не касается ее стенок или дна; термометр также не должен касаться стенок или дна сосуда А; уровень охлаждающей смеси в емкости Г должен быть не ниже уровня испытуемого раствора в сосуде А. При проведении эксперимента раствор (или растворитель) должен прикрывать основной ртутный резервуар термометра. Температура охлаждающей смеси должна быть на 3-5 град. C ниже температуры замерзания растворителя (для бидистиллированной воды: от минус 3 до минус 5 град. C); контроль минусовой температуры осуществляется минусовым термометром Д с ценой деления 0,5 град. C. Состав охладительной смеси: лед + натрия хлорид кристаллический. Установку термометра Бекмана на криометрические исследования производят путем подбора количества ртути в основном резервуаре так, чтобы при замерзании чистого растворителя (бидистиллированной воды) мениск ртути в капилляре находился у верхней части шкалы измерения. При этом возможна регистрация ожидаемого понижения температуры замерзания водного раствора.

Рис. 13.1. Устройство прибора Бекмана

Рисунок не приводится.

Методика. Для определения температуры замерзания чистого растворителя пользуются следующим приемом: дают жидкости переохладиться (охлаждают без перемешивания), и когда термометр показывает температуру на 0,2-0,3 град. C ниже ожидаемой точки замерзания, перемешиванием вызывают выпадение кристаллов растворителя; при этом жидкость нагревается до точки замерзания. Максимальную температуру (средний результат трех измерений, отличающихся не более чем на 0,01 град. C), которую показывает термометр после начала выпадения кристаллов, регистрируют как температуру замерзания растворителя (T1).

В высушенный сосуд А наливают достаточное количество испытуемого водного раствора; определение точки замерзания проводят, как описано выше для чистого растворителя; средний результат трех опытов регистрируют как температуру замерзания испытуемого раствора лекарственного вещества (T2).

Осмолярность раствора рассчитывают по формуле:

(T2 - T1)

C = --------- x 1000 (мОсм/кг), (4)

осм. K

где: T2 - температура замерзания чистого растворителя, градусы Цельсия;

T1 - температура замерзания испытуемого раствора, градусы Цельсия (град. C);

K - криометрическая постоянная растворителя (для воды: 1,86).

2. Определение осмолярности растворов с использованием автоматического криоскопического осмометра. Данный вариант предусматривает применение автоматических осмометров, например, МТ-2, МТ-4 (производитель НПП "Буревестник", Санкт-Петербург). Испытуемый раствор (обычно 0,2 мл) помещают в стеклянный сосуд, погруженный в ванну с контролируемой температурой. Термопару и вибратор помещают под испытуемым раствором; температуру в ванной снижают до переохлаждения раствора. Включают вибратор и вызывают кристаллизацию воды в испытуемом растворе; выделившееся тепло поднимает температуру раствора до точки замерзания. По зафиксированной точке замерзания раствора рассчитывают осмолярность. Прибор калибруют с помощью стандартных растворов натрия или калия хлорида, которые перекрывают определяемый диапазон осмолярности (табл. 13.1).

Таблица 13.1

Стандартные справочные значения понижения

температуры замерзания и эффективности осмотической

концентрации водных растворов хлоридов натрия и калия

┌───────────────────────┬───────────────────────┬─────────────────────────┐

│ Аналитическая │ Понижение температуры │ Эффективная │

│ концентрация соли │ замерзания │ (осмотическая) │

│ ро, г/кг H2O │ дельта T , K │ концентрация m , │

│ │ зам │ эф │

│ │ │ ммоль/кг H2O │

├───────────────────────┴───────────────────────┴─────────────────────────┤

│ Растворы натрия хлорида │

├───────────────────────┬───────────────────────┬─────────────────────────┤

│ 5,649 │ 0,3348 │ 180 │

├───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────────────┤

│ 6,290 │ 0,3720 │ 200 │

├───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────────────┤

│ 9,188 │ 0,5394 │ 290 │

├───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────────────┤

│ 9,511 │ 0,5580 │ 300 │

├───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────────────┤

│ 11,13 │ 0,6510 │ 350 │

├───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────────────┤

│ 12,75 │ 0,7440 │ 400 │

├───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────────────┤

│ 16,00 │ 0,930 │ 500 │

├───────────────────────┴───────────────────────┴─────────────────────────┤

│ Растворы калия хлорида │

├───────────────────────┬───────────────────────┬─────────────────────────┤

│ 7,253 │ 0,3348 │ 180 │

├───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────────────┤

│ 8,081 │ 0,3720 │ 200 │

├───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────────────┤

│ 11,83 │ 0,5394 │ 290 │

├───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────────────┤

│ 12,25 │ 0,5580 │ 300 │

├───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────────────┤

│ 14,78 │ 0,6696 │ 360 │

├───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────────────┤

│ 20,71 │ 0,930 │ 500 │

└───────────────────────┴───────────────────────┴─────────────────────────┘