Лабораторная работа 7
7.1. Поверка пипет-дозатора гравиметрическим методом
Цель работы: провести поверку пипет-дозатора гравиметри- ческим методом.
Реактивы: фильтрованнаядистиллированная вода, лед.
Оборудование: весы аналитические, водяная баня, бюксы, стаканы химические объемом 150, 250 мл, испытуемые пипет- дозаторы (объем 100, 200, 500, 1000 мкл), термометр ртутный, фильтровальная бумага.
Ход работы
Подготовка дистиллированной воды. 100–150 мл фильтро- ванной через мембранный фильтр или через фильтр Шотта ди-
34 стиллированной воды приливают в чистый химический стакан вместимостью 150–250 мл. В кастрюлю или иную емкость кладут лед с небольшим количеством водопроводной воды, затем поме- щают стакан и охлаждают содержимое до температуры 20–22 o
C, контроль осуществляют по ртутному термометру.
Проведение поверки. Берут как можно меньшую по весу тару
(обычно до 12 г) и тарируют на предварительно откалиброванных аналитических весах. При помощи поверяемого пипет-дозатора вносят фактический объем воды в тару и записывают показания
(m i
_H
2
O; кончик наконечника погружают в раствор не более чем на 3–5 мм). Затем производят тарирование и вновь с помощью по- веряемого пипет-дозатора вносят фактический объем воды в тару.
Процедуру повторяют 10 раз (необходимо получить 10 измерений; m
i
_H
2
O), полученные данные заносят в журнал, находят средний объем 10 измерений (V
ср
). В ряде случаев есть смысл отбросить первые два измерения, но общая выборка все равно должна содер- жать не менее 10 измерений. После завершения процедуры жид- кость аккуратно выливают из тары, при необходимости тару выти- рают, возвращают обратно на весы и снова тарируют. Последова- тельно вносят 10 объемов подготовленной дистиллированной воды и фиксируют показания весов в рабочем журнале. Находят среднее значение объема (V
срБ
= (m i
_H
2
O/ρ(t, o
C))/10). Объем дистиллиро- ванной воды (V
i_
H
2
O) высчитывают по формуле:
2 2
_
_
( ,
)
i H Oi H OomVt C
m i_
H
2
O — масса, полученная на аналитических весах, г;
ρ(t, o
C) — плотность дистиллированной воды, зависящая от температуры (по справочной таблице), г/мл.
Рассчитывают абсолютную (Δx) и относительную погреш- ность (Δ, %) по следующим формулам:
номx V V
,%
*100
*100
номномномV VxVV
V
ср
— среднее полученное в результате 10 измерений (пер- вый способ), мл;
V
ном
—
номинальный объем пипет-дозатора, мл.
35
Сопоставляют значения V
ср и V
срБ
. Модуль их разности не должен превышать 2*Δx. В противном случае полученные ре- зультаты неверны и набор данных следует повторить.
Рассчитывают погрешность повторяемости (S, %), используя следующую формулу:
2 2
_
1
|
|
1
,%
*100
*100
n
i H O
i
V
V
V
S
n
S
V
V
S
V
— стандартное отклонение по фактическим объемам; n — число измерений (по умолчанию — 10).
Заполняют рабочий журнал. Сравнивают полученные значения погрешностей с табличными (спецификация представлена ниже).
Рабочий журнал «Поверка пипет-дозатора
гравиметрическим методом»
Расчеты лучше проводить в программе Excel.
Исходные (сырые) данные о поверке пипет-дозаторов вносят в табл. 1.
Таблица 1
Исходные данные для поверки пипет-дозатора
Номер
показания
m
i
, г
ρ(t,
o
C) V
i
_H
2
O, мл*
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
* Расчет до 4-го знака после запятой
Расчетные показания заносят в табл. 2.
36
Таблица 2
Расчетные показания абсолютной
и относительной погрешности
Показатель
Значение
V
ср
(10 измерений), мл
V
ном
(номинальный объем дозатора), мл
V
срБ
(средний объем после 10 внесений воды), мл
Δx, мл (округленное и неокругленное до 4-го знака)
|V
ср
– V
срБ
|
Δ, % (округленное и неокругленное до 4-го знака)
S, %
Результаты поверки оформляют в виде протокола (табл. 3).
Таблица 3
Протокол испытаний
РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА
Объект
Контроли- руемый па- раметр
Допу- стимое значе- ние, %
Полу- ченный резуль- тат, %
Соответ- ствует
(Да/Нет)
Дата выпол- нения
Пипет- дозатор
(_____мкл)
Δ, %
±
S, %
≤
Таблица 4
Спецификация на пипет-дозаторы
Тип пипет-дозатора
(номинальный объем, мкл)
Относительная ошибка
(Δ, %)
Ошибка повторяемости
(S, %)
100
± 1,5
≤ 1,0 200 500
± 1,0 1000
37
Контрольные вопросы 1. К какой величине описательной статистики относится формула для расчета погрешности повторяемости (S, %)? Какие описательные статистики вам известны?
2. Проанализируйте график зависимости плотности от темпе- ратуры: назовите предиктор и отклик, тип
используемой аппрок- симации, силу и направление связи, степень зависимости и т. д.
3. Что такое поверка, к какому этапу валидации она относится?
Как часто нужно проводить такую поверку для пипет-дозаторов?
4. Что такое погрешность?
5. Опишите правила работы на аналитических весах. Что та- кое калибровка измерительного прибора? Чем внешняя калиб- ровка отличается от внутренней?
Лабораторная работа 8 8.1. Построение калибровочной зависимости Цель работы: построить калибровочный график и опреде- лить концентрацию аналита в образце.
Реактивы: фармацевтическая субстанция, имеющая макси- мумы поглощения в диапазоне 210–700 нм (например, метиловый эфир 4-гидроксибензойной кислоты), изопропанол, растворы аналита с неизвестной концентрацией.
Оборудование: бюксы, пипетки, пипет-дозаторы, химиче- ские термостойкие стаканы, конические колбы, мерные колбы, пузырьки объемом 10 мл, плитка электрическая, термометр ртут- ный, УФ-ВИД-спектрофотометр, весы аналитические, шпатели.
Ход работы Нахождение оптимального значения длины волны для калибровки (λmax) На электрической плитке подогревают 100–150 мл дистилли- рованной воды.
Несколько кристаллов соединения при помощи шпателя или канцелярской скрепки помещают в пенициллиновый пузырек вместимостью 10 мл и заливают горячей дистиллированной водой.
Встряхивают пузырек до полного растворения, раствор охлаждают.
Проводят получение электронного спектра в следующих условиях:
38 диапазон сканирования — 190–1100 нм, шаг сканирования — 1 нм, длина оптического пути — 10 мм, раствор сравнения — дистилли- рованная вода. Если сигнал максимума (-ов) более 800 mAU, про- водят разведение раствора для спектроскопии до тех пор, пока зна- чение сигнала не попадет в область 200–800 mAU (0.2–0.8 AU).
Приготовление калибровочных растворов
Сначала готовят исходный (опорный) стандартный раствор
(ИСР), для этого на предварительно откалиброванных аналитиче- ских весах взвешивают в бюксе (0.050 ± 0.001) г аналита. Далее в бюкс вносят 1 мл изопропанола в качестве предрастворителя и дожидаются полного растворения навески (при медленном рас- творении — перемешивание). Затем полученный раствор количе- ственно переносят в мерную колбу на 50 мл и доводят объем до метки холодной дистиллированной водой. Содержание анали- та в ИСР составляет 1000 ppm. Далее готовят рабочие калибро- вочные растворы, следуя указанию из табл. 1. Объем ИСР отби- рают пипеткой на 1 мл. Все растворы доводят до метки дистил- лированной водой.
Таблица 1
Процедура приготовления калибровочных растворов
V ИСР, мл 0.25 0.5 0.5 1
V мерной колбы, мл
200 (250) 200 (250)
100 100
Концентрация, мг/л 1.25(1)
2.5
(2)
5.0 10.0
Далее калибровочные растворы спектрофотометрируют, на- чиная с раствора самой низкой концентрации и заканчивая рас- твором с наибольшей концентрацией (10 мг/л). Для определения абсорбции проводят не менее трех измерений при оптимальной длине волны (λ
max
). По полученным данным проводят регресси- онно-корреляционный анализ: находят коэффициенты корреля- ции и детерминации, вычисляют коэффициенты простой линей- ной регрессии, оценивают достоверность полученных коэффици- ентов и адекватность регрессионной модели. Делают заключение о необходимости использования интерсепта при вычислении концентраций образцов. Также вычисляют коэффициент экс- тинкции на всех калибровочных уровнях (ε(λ
max
), л/(моль*см)) исходя из закона Бугера — Ламберта — Бера (A = ε*c*l).
39
Расчет концентраций испытуемых образцов Образец раствора с неизвестной концентрацией спектрофо- тометрируют. Если значение абсорбции выходит за калибровоч- ный диапазон, проводят соответствующее разведение раствора.
По полученному уравнению регрессии вычисляют концентрации аналита в образце(-ах).
Контрольные вопросы 1. Что такое калибровка аналитической методики? Почему в качестве предрастворителя использовался изопропанол? Можно ли брать иной предрастворитель и, если можно, то какой (какие)?
2. Для чего получали спектр поглощения?
3. Почему «снимать» калибровочные растворы необходимо последовательно от меньшей концентрации к большей?
4. Для чего рассчитывали значимость коэффициентов ре- грессии?
Лабораторная работа 9 9.1. Расчет практического выхода хлорамфеникола после очистки 1-(п-нитрофенил)-2-дихлорацетиламино-1,3-пропандиол
Цель работы: очистить хлорамфеникол и рассчитать его практический выход гравиметрическим методом.
Реактивы: загрязненный крахмалом хлорамфеникол (лево- мицетин), спирт этиловый, ацетон.
Оборудование: пробирки для вакуумной дистилляции, хи- мические стаканы,
колбы конические, колбы плоскодонные, кол- бы Бунзена, воронка Бюхнера, фильтровальная бумага, пипетки, шпатели, весы аналитические, роторный испаритель, электриче- ская плитка.
40
Ход работы
Пробирку для вакуумной дистилляции помещают в химиче- ский стакан и взвешивают (m
0
). В другой химический стакан объе- мом не менее 100 мл вносят навеску загрязненного левомицетина
3–4 г и определяют точную массу навески до очистки (m
1
). В ем- кость с навеской вносят 30 мл этилового спирта или ацетона и ждут полного растворения (нагревать раствор не допускается). Экстракт фильтруют под вакуумом и переносят в пробирку для вакуумной дистилляции. Исходную емкость, фильтр и колбу Бунзена промы- вают последовательно 5 мл этилового спирта (ацетона) трижды.
Порции раствора для промывки также переносят в емкость с экс- трактом. Полученный объединенный экстракт упаривают в ротор- ном испарителе досуха при температуре сначала 76(55) o
C, посте- пенно повышая ее до 100 o
C. Пробирку с сухим остатком взвеши- вают, получая массу навески с тарой после очистки (m
2
). Практиче- ский выход рассчитывают по следующей формуле:
100
*
0 1
2
m
m
m
X
Контрольные вопросы
1. Почему хлорамфеникол хорошо растворяется в спирте и ацетоне? Почему нельзя нагревать данный раствор?
2. Почему необходимо определять массу тары (m
0
) до внесе- ния навески загрязненного левомицетина?
3. Опишите конструкцию и принцип работы роторного испа- рителя. Какой метод использован для разделения растворителя и растворенного вещества?
4. Почему не рекомендуется в бане роторного испарителя ис- пользовать водопроводную воду?
5. Что такое внешняя и внутренняя калибровка весов?
6. Опишите основные принципы работы с аналитическими весами.
7. Опишите преимущества и недостатки гравиметрического метода анализа. Что такое термогравиметрия?
41
Лабораторная работа 10 10.1. Качественные реакции на хлорамфеникол Цель работы: провести качественные реакции на левомице- тин (хлорамфеникол).
Реактивы: таблетки «Левомицетин», «Левомицетин Актитаб» или субстанция левомицетина, гидроокись натрия (NaOH,
ω =
15 %), раствор сульфата меди 5-водного (CuSO
4
*5H
2
O;
ω
= 4 %), соляная кислота (HCl;
ω
=10 %), спирт этиловый ректи- фикованный (
ω
= 95–96 %), спирт изопропиловый, ДМФА, ацетон.
Оборудование: пипетки, пипет-дозатор на 200 мкл, мерные цилиндры, химические термостойкие стаканы, бюксы с притер- тыми крышками на 45 мл и более, пузырьки объемом 10 мл, элек- троплитка, фарфоровая (или агатовая) ступка и пестик, кониче- ские колбы, воронки, электроплитка,
установка для кипячения с обратным холодильником, универсальная индикаторная бумага
(УИБ), кипелки, шпатели, весы аналитические, спектрофотометр.
Ход работы Подготовка исследуемого образца Берут 4–5 таблеток, содержащих левомицетин, и при помощи пестика размалывают в мелкий порошок. Субстанция левомице- тина дополнительных операций пробоподготовки не требует.
Опыт 1. В термостойком химическом стакане взвешивают
0.1 г образца, приливают последовательно 2 мл спирта, ДМФА или ацетона (взбалтывают р-р для растворения аналита), 20 мл ди- стиллированной воды, 200 мкл NaOH (
ω =
15 %) и 0.8 мл
CuSO
4
*5H
2
O (
ω = 4%
). Содержимое стакана активно взбалтывают.
Полученные операции проводят аналогично для варианта опыта без навески исследуемого образца (отрицательный контроль).
Отмечают полученные изменения. Допускается наличие ком- ков и взвеси (нерастворимые компоненты образца). При необхо- димости снимают спектр поглощения полученного соединения и сравнивают со спектром поглощения стандартного раствора ле- вомицетина (с = 0.01 мг/л).
Опыт 2. К 3 мл раствора, содержащем полученное в опыте 1 хелатное соединение, приливают 3 мл HCl (
ω
= 10 %). Наблюда- ют за изменениями.
42
Опыт 3. В термостойком химическом стакане или конической колбе взвешивают 0.3 г образца, вносят кипелки, приливают после- довательно 15 мл дистиллированной воды, 1–2 мл NaOH (
ω =
15 %) и кипятят (либо открыто, либо с обратным холодильником) на электроплитке не менее 7 минут (допускается наличие комков и взвеси), отмечают последовательные изменения окраски. В ходе кипячения периодически подносят смоченную дистиллятом УИБ, отмечают изменения. При необходимости снимают спектр погло- щения полученного соединения и сравнивают со спектром погло- щения стандартного раствора левомицетина (с = 0.01 мг/л).
Контрольные вопросы 1. Какие реакции происходят в первом опыте? Для чего необ- ходима щелочь? Почему для проведения реакций не требуется более сильных оснований, чем NaOH?
2. Для чего нужен отрицательный контроль?
3. Что происходит с хелатным соединением, полученным в первом опыте при добавлении соляной кислоты?
4. Какое соединение контролируют при помощи УИБ?
5. Какие реакции происходят при кипячении левомицетина со щелочью?
6. Можно ли использовать указанные опыты при количе- ственном определении левомицетина? Если можно, то детализи- руйте ответ.
10.2. Качественные реакции на сульфаниламидные препараты Цель работы: провести качественные реакции на сульфа- ниламид.
Реактивы: субстанция сульфаниламида («Стрептоцида»), медь сернокислая 5-водная (CuSO
4
*5H
2
O; ω = 4 %), гидроокись натрия (NaOH; ω = 15 %), нитрит натрия (NaNO
2
), соляная кисло- та (HCl;
ω =
1 %), кристаллы ароматического гидроксипроизвод- ного (нафтол-1, нафтол-2, резорцин и т. д.).
Оборудование: пипетки, пипет-дозаторы,
химические тер- мостойкие стаканы, пузырьки объемом 10 мл, бюксы, мерные ци- линдры, воронки, электроплитка, весы аналитические, шпатели, термометры ртутные.
43
Ход работы
Опыт 1. На весах взвешивают 0.01–0.02 г сульфаниламида и приливают при помощи мерного цилиндра 20 мл дистиллиро- ванной воды. Полученную суспензию нагревают на электроплит- ке до полного растворения кристаллов (допускается кипячение), снимают сосуд с электроплитки, ждут прекращения кипения рас- твора и последовательно вносят 200 мкл CuSO
4
*5H
2
O (
ω = 4 %
) и 200 мкл NaOH (ω = 15 %). Наблюдают за изменениями. Далее снова добавляют последовательно 200 мкл CuSO
4
*5H
2
O (
ω = 4 %
) и 200 мкл NaOH (ω = 15 %). Наблюдают за изменениями.
Опыт 2. На весах в термостойком химическом стакане на 50 млвзвешивают сначала 0.1 г NaNO
2
, а после тарирования вносят 0.01–0.02 г сульфаниламида и приливают при помощи мерного цилиндра 20 мл дистиллированной воды. Далее в ту же тару вносят 200 мкл HCl (ω = 1 %) и нагревают на электроплитке до полного растворения осадка. Наблюдают за изменениями. За- тем раствор охлаждают до температуры 20–65 o
C, вносят на кон- чике шпателя кристаллы ароматического гидроксипроизводного и кипятят не менее 5 минут. Наблюдают за изменениями.
Контрольные вопросы
1. За счет каких атомов молекулы сульфаниламида происходит образование окрашенного комплексного соединения (опыт 1)?
2. Как называется реакция, происходящая между нитритом натрия и стрептоцидом (опыт 2)? За счет чего возможно ее про- текание? Какой продукт образуется в результате данной реакции?
3. Что происходит после добавления кристаллов ароматиче- ского гидроксипроизводного?
4. Каковы механизмы действия антибиотиков?
Лабораторная работа 11
11.1. Качественные реакции на дибазол
2-(Фенилметил)-1H-бензимидазол
44
Цель работы: провести качественные реакции на дибазол.
Реактивы: таблетки «Дибазол-УБФ», серная кислота (H
2
SO
4
; конц.), ДМФА, кислота соляная (HCl;
ω =
1 %), р-р иода (I
2
; с = 0.1 моль/л).
Скачать 0.85 Mb.