Определение концентраций лекарственных веществ в растворах

По таблицам

Для многих веществ имеются табличные данные (табл.8, Приложение 1), в которых приведены показатели преломления растворов с известной концентрацией. При необходимости следует пользоваться интерполированием экспериментальных данных (см.ответы на ситуационные задачи, задание № 1). При этом необходимо учитывать, что табличные данные указаны при температуре 20⁰С. Поэтому, если измерения выполнены при иной температуре, расчет проводят с учетом поправки на температуру ( см. уравнение 1.1).

По рефрактометрическому фактору

Концентрацию лекарственных веществ рассчитывают по формуле (1.2), используя табличные данные (табл.7, Приложение 1), в которых приведены факторы показателей преломления F с известной весо-объемной концентрацией.

1.2. РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ (КОНЦЕНТРАТОВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ)

На призму рефрактометра наносят 2-3 капли воды и по шкале находят показатель преломления. Осторожно вытирают призму досуха, наносят несколько капель испытуемого раствора и вновь устанавливают показатель преломления.

Концентрацию раствора в процентах (С) вычисляют по формуле:

(1.2) ,

где n – показатель преломления раствора;

n₀ – показатель преломления растворителя;

F – фактор, равный величине прироста показателя преломления при увеличении концентрации на 1%.

Экспериментально подтверждено, что фактор показателя преломления зависит от природы и концентрации растворенного вещества.

В литературе приведены таблицы, в которых имеются факторы

для многих лекарственных веществ. В случае отсутствия данных о факторе анализируемого вещества его можно установить экспериментально.

1.3. РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

Раствор, содержащий один компонент

Испытуемый раствор и очищенную воду выдерживают 30 мин рядом с рефрактометром для уравнивания температур. После этого наносят 2-3 капли воды на призму рефрактометра и определяют показатель преломления. Затем призму тщательно протирают, наносят 2-3 капли испытуемого раствора и определяют показатель преломления. Разность между показателями делят на фактор для данного препарата прописанной концентрации.

Если полученный результат резко отличается от прописанной концентрации, то следует разность показателей преломления разделить на фактор найденной концентрации.

Если концентрация исследуемого раствора неизвестна, то разделить на фактор 1% раствора данного лекарственного вещества, а затем уточнить результаты, поделив разность на фактор найденной концентрации.

Раствор, содержащий два и более компонентов

Рефрактометрическое определение лекарственных форм, состоящих из двух или более компонентов и растворителя, основано на аддитивности приростов показателей преломления (если ингредиенты не реагируют между собой при растворении).

Для количественного анализа лекарственной смеси, состоящей из двух или более компонентов, определяют показатель преломления раствора и растворителя. Затем один или несколько из компонентов определяют химическим путем, а содержание второго (С₂) или последнего (С_n) компонента рассчитывают по формулам соответственно

(1.3),

(1.4) ,

где n – показатель преломления раствора;

n₀ – показатель преломления воды, при 20°С n₀ равен 1,3330;

C₁, C₂, С_n-1 – процентное содержание лекарственных веществ, найденных химическим методом;

F₁, F₂ – факторы растворов лекарственных веществ, определяемых

химическим методом.

Рефрактометрически устанавливается количество того ингредиента в смеси, определение которого химическим методом более затруднительно.

При отсутствии в справочной литературе. фактора для компонента,

определяемого химическим методом, можно воспользоваться кон­трольными растворами, то есть вместо воды взять раствор препарата, определяемого химическим методом, той же концентрации, как в анализируемой смеси, и определить его показатель преломления n_k.

Тогда формула (1.3) примет вид

С₂= (1.5).

Если содержание второго компонента (X₂) в растворе нужно вычислить в граммах, то формулы (1.3 и 1.4) записываются следующим образом:

(1.6),

(1.7),

где Р – масса или объем (если плотность его приблизительно равна 1,0 г/см³) раствора по прописи.

Содержание компонента в граммах (X₂) в лекарственных средствах-порошках после растворения их вычисляют по следующим формулам:

(1.8),

(1.9),

где т.м. – точная масса порошка, взятая для анализа, г;

Р – масса порошка по прописи, г;

V – масса (объем) растворителя, г (см³).

Концентрацию веществ С₁, С₂,…C_n-1, определяемых химическим путем в %, в формулах (1.8 и 1.9) вычисляют следующим образом:

(1.10) , (1.11) ,

где а₁, а₂,…а_n-1 – количества веществ, определяемых химическим путем, г.

1.4. КОНСТРУКЦИЯ И ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО

РЕФРАКТОМЕТРА ТИПА АББЕ (РЛ, РЛУ)

Основную часть прибора составляет разъемный призменный блок,

состоящий из двух призм 2, 3 (рис.2), между которыми помещается слой анализируемой жидкости.

Рис. 2. Оптическая схема рефрактометра

1 – зеркало; 2 – рефрактометрическая призма; 3 – осветительная призма;

4 – направляющая призма; 5 – призма Амичи; 6 – объектив;

7 – диафрагма; 8 –окуляр; 9 – отсчетное устройство; 10 – осветительное устройство; 11 – пластинка со шкалой.

Верхняя призма 3 блока является осветительной. Окно в оправе светительной призмы предназначено для освещения исследуемых веществ в проходящем свете. Нижняя призма 1 – измерительная, выполнена изспециальных сильно преломляющих бессвинцовых стекол.

Луч света проходит через осветительную призму 3, поступает в жидкость и преломляется на границе ее с измерительной призмой 2 (рис. 3). Преломленный луч поступает через направляющую призму 4 в зрительную трубку, в которой находятся система линз и компенсатор дисперсии призма АМИЧИ 5, уничтожающая дисперсию луча света.

По оптической оси зрительной трубы на линзу окуляра нанесено перекрестье, с ним совмещается граница света и тени (предельный луч).

Совмещение оптической оси с предельным лучом производится поворотом призмы. С поворачиваемым блоком связано отсчетное устройство рефрактометра 9 (рис.2).

Перед каждым измерением следует проверить правильность регулировки рефрактометра, согласно прилагаемой инструкции к прибору.

При работе на рефрактометрах призменный блок промывают очищенной водой, вытирают насухо фланелью или марлей, затем наносят несколько капель анализируемого раствора, закрывают блок и производят измерение. После этого снова промывают водой призменный блок, вытирают насухо и измеряют показатель преломления растворителя.

Рис. 3. Схема прохождения света

1 – слой исследуемой жидкости; 2 – измерительная призма;

3 – осветительная призма.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

1. Какое явление лежит в основе рефрактометрического метода?

2. Назовите основные типы марки рефрактометров.

3. Поясните устройство и принцип работы рефрактометра.

4. Назовите правила работы на рефрактометрах.

5. Что такое показатель преломления, от каких факторов он зависит и по какой формуле рассчитывается?

6. Поясните физический смысл фактора прироста компонента, укажите способы расчета его для различных концентраций вещества.

7. Укажите формулу, учитывающую влияние температуры на показатель преломления, поясните ее.

8. Для каких целей используется рефрактометрия в условиях аптеки и контрольно-аналитической лаборатории?

9. Каковы способы расчета концентрации вещества в растворах, содержащих один, два компонента, многокомпонентных растворах?

10. Дайте понятие интерполяции и покажите на конкретном примере ( см. ответы, задание 1).

11. Укажите и поясните способы расчета количественного содержания компонента в многокомпонентных порошках.

12. Каким способом определяется концентрация этилового спирта в спирто-водных растворах и спиртовых растворах лекарственных веществ (камфоры, кислот салициловой, борной)?

13. Укажите способы определения концентрации этилового спирта в настойках.

14. Назовите преимущества и недостатки рефрактометрического метода.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

Выберите один или несколько правильных ответов

1. В ОСНОВЕ РЕФРАКТОМЕТРИИ ЛЕЖИТ ЯВЛЕНИЕ

1) преломления луча света

2) поляризации луча света

3) поглощения света

4) дифракции света

2. ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЗАВИСИТ ОТ ФАКТОРОВ

1) температура

2) концентрация вещества

3) природа растворителя

4) тип прибора

3. КОНЦЕНТРАЦИЯ ВЕЩЕСТВА МЕТОДОМ РЕФРАКТОМЕТРИИ

РАСЧИТЫВАЕТСЯ

1) по формуле

2) по таблице

3) по интенсивности окраски

4) по графику

4. ДЛЯ РЕФРАКТОМЕТРИИ ПО СРАВНЕНИЮ С ТИТРИМЕТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ХАРАКТЕРНО

1) избирательность

2) экспрессность

3) чувствительность

4) экологический фактор

5. РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ИСПОЛЬЗУЮТ

1) для определения концентрации вещества в растворе

2) для анализа очень разбавленных растворов

3) для определения чистоты веществ

4) для определения содержания спирта в водно-спиртовых растворах

6. НЕДОСТАТКАМИ РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ЯВЛЯЮТСЯ

1) отсутствие избирательности

2) сложность процесса измерения показателя преломления

3) необходимость значительного количества вещества для анализа

4) низкая чувствительность метода

7. ПРИ КОЛИЧЕСТВЕННОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ ОДНОГО ИЗ КОМПОНЕНТОВ СЛОЖНОГО ПОРОШКА РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В РАСЧЕТНОЙ ФОРМУЛЕ НЕОБХОДИМО УЧИТЫВАТЬ

1) массу порошка, взятого для анализа

2) массу порошка по прописи

3) количественное содержание других компонентов в процентах

4) объемы титрованных растворов

8. ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ, ОТЛИЧАЮЩЕЙСЯ ОТ 20° С НА 5-7° С, НЕОБХОДИМО

1) термостатировать призмы рефрактометра

2) термостатировать растворитель

3) термостатировать исследуемый раствор

4) разбавить раствор вдвое

9. ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ, ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ОТ 20°С на 5-7°С В РАСЧЕТАХ ВВОДЯТ ПОПРАВКУ ПО ФОРМУЛЕ

1)

2)

3)

4) n_t = n₂₀ – (20 + t) × 0,0002

10. ИССЛЕДУЕМЫЙ РАСТВОР, РАСТВОРИТЕЛЬ И РЕФРАКТОМЕТР ДОЛЖНЫ НАХОДИТЬСЯ ПРИ ОДИНАКОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ

1) 10 мин

2) 30-40 мин

3) 2 ч

4) сутки

11. РАСТВОРИТЕЛЬ И ИССЛЕДУЕМЫЙ РАСТВОР НАНОСЯТ НА ПРИЗМУ РЕФРАКТОМЕТРА В СЛЕДУЮЩИХ КОЛИЧЕСТВАХ

1) 1 каплю

2) 2-3 капли

3) 2 мл

4) 5 мкл

12. В СМЕСИ ИНГРЕДИЕНТОВ РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКИ

КОЛИЧЕСТВЕННО ОПРЕДЕЛЯЮТ

1) тот, определение которого химическим путем затруднительно

2) количество, которого в прописи менее 1%

3) концентрация, которого в исследуемом растворе не менее 3 %

4) можно определить все ингредиенты, входящие в лекарственное средство

13. ПРИ ОТСУТСТВИИ В СПРАВОЧНОЙ ЛИТЕРАТУРЕ ФАКТОРА ДЛЯ КОМПОНЕНТА, ОПРЕДЕЛЯЕМОГО ХИМИЧЕСКИМ МЕТОДОМ, ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ДРУГОГО КОМПОНЕНТА НЕОБХОДИМО

1) вместо растворителя взять раствор лекарственного вещества, определяемого химическим методом, той же концентрации, что и в анализируемой смеси и определить его показатель преломления ( ), тогда

2) фактор компонента, определяемого химическим путем, установить экспериментально

3) использовать формулу

4) отказаться от использования рефрактометрического метода

14. СОДЕРЖАНИЕ ОДНОГО ИЗ КОМПОНЕНТОВ (X₂) В

ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВАХ (ПОРОШКАХ) ПОСЛЕ ИХ РАСТВОРЕНИЯ ОПРЕДЕЛЯЮТ ПО ФОРМУЛЕ

1)

2)

3)

4)

15. КОНЦЕНТРАЦИЯ ВЕЩЕСТВА, ОПРЕДЕЛЯЕМОГО ХИМИЧЕСКИМ ПУТЕМ ( ) В ФОРМУЛЕ , ВЫРАЖАЕТСЯ

1) моль/л

2) процентах

3) ppm

4) г/мл

16. НА ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ОКАЗЫВАЕТ ВЛИЯНИЕ

1) природа растворителя

2) природа растворенного вещества

3) окраска раствора

4) температура

17. СОДЕРЖАНИЕ КОМПОНЕНТА (X₂) В РАСТВОРЕ В ГРАММАХ ПРИ РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ РАСЧИТЫВАЮТ

ПО ФОРМУЛЕ

1)

2)

3)

4)

СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ

ЗАДАНИЕ 1