! Рефрактометрия. Рефрактометрия Общие положения
 Скачать 1.02 Mb.
|
|
v 1 v 2 Рефрактометрия Общие положения Если луч света пересекает границу раздела двух прозрачных одно- родных сред, то направление луча изменяется – происходит его преломление или рефракция. Согласно закону преломления света, отношение синусов углов падения ( ) и преломления ( ) – величина постоянная: sin sin n (1) Коэффициент n называется показателем преломления. Это безразмерная величина, которая указывает, во сколько раз скорость света в «среде 1» больше скорости света в «среде 2»: v v n 2 1 (2) Если «среда 1» является вакуумом, то v 1 – скорость света в вакууме ( 3 10 8 м/с), а коэффициент n – абсолютный показатель преломления (обычно его определяют для газов). Для жидкостей и твердых тел наиболее часто определяют показатель преломления относительно воздуха. В этом случае n – относительный показатель преломления вещества. Связь между абсолютным n абс и относительным n отн показателями преломления имеет вид: n абс = n возд n отн , (3) где n возд – абсолютный показатель преломления воздуха ( 1,00027). Проводить подобный расчет, однако, обычно нет необходимости, так как в рефрактометрических таблицах для жидких и твердых веществ (и для растворов лекарственных веществ) также приводят значения n отн Показатель преломления зависит от следующих факторов: - природы вещества; - плотности вещества; Среда 1 Среда 2 - концентрации вещества в растворе; - температуры и давления, при которых проводится измерение (так как они влияют на плотность вещества); - длины волны света. Наиболее часто (но не всегда) определяют показатель преломления для D-линии спектра натрия (589,3 нм – среднее значение для дублета) при 20 С – n D 20 . При этом поддерживают температуру исследуемой пробы с помощью встроенного в рефрактометр термостата (зависимость показателя преломления от температуры рассмотрена ниже). Из вышесказанного следует, что при прочих равных условиях по- казатель преломления раствора зависит от концентрации растворенного вещества (или веществ). Прибором для измерения показателя преломления является реф- рактометр. Мы не будем останавливаться на его устройстве и принципе работы, поскольку данная тема подробно рассматривается в курсе физики, и больше внимания уделим использованию рефрактометрии в фармацевтическом анализе. Измеряют показатель преломления для различных целей: - идентификация и оценка чистоты веществ; - изучение взаимодействия и превращений компонентов химических систем (комплексообразование, диссоциация, фазовые превращения и др.); - количественное определение. В фармацевтическом анализе наибольшее значение приобрел ко- личественный анализ растворов лекарственных веществ. С этой целью применяются рефрактометры, позволяющие определять показатель преломления с относительно высокой точностью: n 0,0001. !Примечание. Рефрактометр – не единственный прибор, используемый для измерения показателя преломления. В некоторых случаях требуется более высокая точность и чувствительность анализа. Например, показатели преломления газов при обычных условиях близки к единице, отличаясь на несколько десятитысячных долей. Поэтому в газовом анализе используют интерферометры, принцип действия которых основан на интерференции света. Эти приборы позволяют измерять разности показателей преломления с точностью до 10 –7 – 10 –8 , что используется, например, для определения содержания метана в рудничном воздухе (переносные «шахтные» интерферометры) и для исследования обмена веществ при дыхании. Анализ жидких лекарственных форм, содержащих одно растворенное вещество В данном разделе рассматривается рефрактометрический анализ двухкомпонентных систем, состоящих из растворителя и растворенного лекарственного вещества. График зависимости показателя преломления от концентрации раствора может иметь различный вид. Если рассматривать весь диапазон возможных концентраций, то данная зависимость редко бывает линейной. Напротив, график часто имеет большую или меньшую кривизну, а иногда – максимумы или минимумы. Последнее означает, что одному значению показателя преломления могут соответствовать две различные концентрации раствора. Вместе с тем, на участках с большой кривизной при значительных изменениях концентрации раствора показатель преломления может меняться не столь существенно, что снижает точность рефрактометрических определений. Вышесказанное можно продемонстрировать на примере водных растворов этилового спирта (рис. 2). Из рисунка видно, что при концентрациях спирта от 0% до примерно 35% зависимость близка к линейной. При концентрациях более 60% показатель преломления изменяется очень незначительно, а при содержании этанола около 80% наблюдается точка максимума, и при дальнейшем увеличении концентрации показатель преломления уменьшается. Важно отметить, что при содержании спирта 58% и выше (кроме точки максимума) одному показателю преломления соответствуют две различные концентрации спирта. Поэтому рефрактометрический анализ водно-спиртовых растворов с целью определения концентрации спирта проводят при содержании этанола до 50%, а более концентрированные растворы перед измерением показателя преломления разбавляют или анализируют по плотности (см. раздел «Рефрактометрический анализ спиртовых растворов»). Рис. 1. График зависимости показателя преломления водных растворов этанола от концентрации (об. %). На примере водно-спиртовых смесей видно, что наиболее точный рефрактометрический анализ возможен только в определенном диапазоне концентраций. Для большинства лекарственных веществ верхний предел этого диапазона находится в области 20-30%. При этом важно отметить, что регламентируется и нижний предел концентрации: в общем случае он составляет 3%. Это связано с тем, что при низком содержании вещества в растворе недопустимо возрастает относительная погрешность рефрактометрического анализа. Про- демонстрируем это на примере растворов натрия хлорида с концентрациями 10% и 0,9% в герметически укупоренных флаконах по 400 мл. В обоих случаях колебаниям показателя преломления 0,0001 (максимальная точность измерения) соответствуют колебания концентрации примерно 0,06%. Но совершенно очевидно, что такие колебания имеют разное значение для 10% и 0,9%. В первом случае относительная погрешность определения концентрации (или массы, что то же самое) % составляет 0,6%, во втором 6,7%. Допустимое отклонение от прописанной массы для 400 мл 0,9% раствора (3,6 г) составляет 4%. Следовательно, относительная погрешность количественного определения 6,7% в данном случае неприемлема. Для 400 мл 10% раствора натрия хлорида относительная погрешность определения (0,6%) намного меньше допустимого отклонения от прописанной массы ( 3%). Конечно, можно было бы возразить, что для 0,9% раствора натрия хлорида в ампулах по 5 мл и 10 мл допустимое отклонение от прописанной массы (0,045 г и 0,09 г) составляет 15%, а поэтому кажется, что относительная погрешность количественного определения 6,7% вполне приемлема. Но ведь и точность определения показателя преломления в реальных условиях ниже, чем 0,0001 (согласно ГФ она должна быть не ниже 0,0002). Следовательно, относительная погрешность определения концентрации (массы) может оказаться в два раза выше – примерно 13,4%, что близко к допустимому отклонению 15% и чего при количественном анализе следует избегать. Из вышесказанного следует один частный, но очень важный вывод: изотонический раствор натрия хлорида не анализируют методом рефрактометрии. Для определения концентрации раствора по показателю преломления существуют два подхода. Первый подход заключается в использовании рефрактометрических таблиц, в которых приводятся значения показателей преломления и соот- ветствующих им концентраций (или наоборот). В том случае, если в таблице отсутствует найденная экспериментально величина, для нахождения промежуточных значений используют метод интерполяции. ПРОПИСЬ 1 Раствора магния сульфата 25% – 10 мл. Измеренный показатель преломления составил 1,3551. Находим в рефрактометрической таблице ближайшие значения – 1,3550 и 1,3560. Им соответствуют концентрации 24,70% и 25,92%. Рассчитываем, на сколько изменяется концентрация при изменении показателя преломления на 0,0001: (25,92% 24,70%) /10 = 0,122%. Отсюда, показателю преломления 1,3551 соответствует концентрация: 24,70% + 0,122% 24,82%. Сущность второго подхода состоит в нахождении эмпирического уравнения, описывающего зависимость показателя преломления раствора от концентрации растворенного вещества (и наоборот). Согласно правилу аддитивности показателей преломления: n = n 0 + n X , (4) где: n – показатель преломления раствора вещества Х; n 0 – показатель преломления растворителя (для дистиллированной воды n D 20 = 1,33299 или n D 20 1,3330); n Х – показатель преломления растворенного вещества Х (точнее – при- ращение показателя преломления раствора, приходящееся на растворенное вещество). То есть показатель преломления раствора складывается из показателей преломления растворителя и растворенного вещества. При этом n X (а соответственно и n раствора в целом) зависит от концентрации. Если эта зависимость линейна, то искомое уравнение в общем случае имеет вид: n = n 0 + F X С Х , (5) где: F Х – фактор показателя преломления вещества Х – коэффициент линейного уравнения, физический смысл которого заключается в том, что он равен величине прироста показателя преломления при увеличении концентрации на 1%; его размерность – % 1 ; С Х – концентрация раствора вещества Х, %. Отсюда, для нахождения концентрации раствора вещества Х в процентах по показателю преломления, определенному с помощью рефрактометра, расчет ведут по формуле: F n n C X X 0 _ (6) Если содержание определяемого компонента в препарате необходимо получить в граммах (m X ), расчет ведут по формуле: 100 0 _ V F n n m ПРЕПАРАТА X X , (7) где: F X - фактор показателя преломления для массообъемной концентрации; 100 – коэффициент, служащий для перевода концентрации из % (г/100 мл) в г/мл; V ПРЕПАРАТА – общий объем препарата, мл. Значение F находят для каждого конкретного вещества на основании экспериментальных данных (в случае линейной зависимости показателя преломления от концентрации строят калибровочные прямые и находят коэффициенты линейного уравнения по методу наименьших квадратов). Примером линейной зависимости показателя преломления раствора от массообъемной концентрации растворенного вещества могут служить водные растворы глюкозы (рис. 3). Для этого лекарственного вещества фактор показателя преломления для массообъемной концентрации F=0,00142 % 1 и линейное уравнение имеет вид: n = 1,3330 + 0,00142 C Рис. 2. График зависимости показателя преломления водных растворов глюкозы от массообъемной концентрации. Правило аддитивности, выраженное формулой (4) и практически являющееся основой расчетной рефрактометрии, работает только в ог- раниченных пределах концентраций – обычно до 10 – 20%. Соответственно, для большинства лекарственных веществ во всем диапазоне концентраций зависимость n от С не линейна. Для описания такой зависимости можно использовать полиномы (многочлены), то есть уравнения общего вида: n = n 0 + a 1 C + a 2 C 2 + … + a k C k , (8) где k – порядок полинома [полином первого порядка – это линейное уравнение (5)]. Примером нелинейной зависимости показателя преломления раствора от массообъемной концентрации растворенного вещества являются водные растворы магния сульфата (MgSO 4 •7H 2 O) – рис. 4. В данном случае эта зависимость описывается уравнением: n = 1,3330 + 0,00096 C – 2,8 10 –6 C 2 Рис. 3. График зависимости показателя преломления водных растворов магния сульфата (MgSO 4 •7H 2 O) от массообъемной концентрации. При большом значении k, то есть при достаточно большом числе членов, полиномы (8) могут хорошо описывать экспериментальные данные, однако их неудобно использовать для расчета концентрации. Поэтому было найдено следующее решение. Очевидно, что при нелинейной функциональной зависимости фактор показателя преломления Fменяется вместе с концентрацией. Учитывая это, на основании экспериментальных данных по формуле (9) были рассчитаны значения F для конкретных концентраций и составлены соответствующие таблицы зависимости фактора показателя преломления F от концентрации для ряда веществ (см приложение). C n n F i i i 0 _ (9) Можно также найти уравнение зависимости фактора показателя пре- ломления от концентрации раствора. Например, для водных растворов магния сульфата уравнение зависимости показателя преломления от массообъемной концентрации (см. выше) можно записать в таком виде: n = 1,3330 + (0,00096 – 2,8 10 –6 C) С Из такой записи ясно, что зависимость фактора показателя преломления от массообъемной концентрации водных растворов магния сульфата имеет вид: F = 0,00096 – 2,8 10 –6 C В любом случае для расчета С X в формулу (6) подставляют то значение F, которое соответствует предполагаемой концентрации вещества Х. Рассчитаем концентрацию с использованием фактора F на примере прописи 1: раствор магния сульфата 25%. Фактор показателя преломления F для этой концентрации, найденный по рефрактометрической таблице, равен 0,00089. Измеренный с помощью рефрактометра показатель преломления n=1,3551. По формуле (6) рассчитываем концентрацию анализируемого раствора: С = (1,3551–1,3330)/0,00089 = 24,83%. !Примечание. Форма графика, описывающего зависимость показателя преломления от концентрации растворенного вещества в значительной степени определяется способом выражения состава раствора. Если в одной системе координат эта зависимость, например, линейна, то в другой могут наблюдаться значительные отклонения от аддитивности. Например, на рис. 5 изображены два графика, описывающие зависимость показателя преломления растворов сахарозы от концентрации. Сплошной линией показан график для концентрации, выраженной в виде массовой доли, пунктирной – для массообъемной концентрации. В первом случае график имеет относительно большую кривизну, во втором случае зависимость практически линейна. Поэтому в рефрактометрических таблицах всегда указывается, какому способу выражения концентрации соответствуют приводимые показатели преломления и факторы показателей преломления. Рис. 4. Графики зависимости показателя преломления водных растворов сахарозы от массообъемной концентрации и от концентрации, выраженной в виде массовой доли. Учет температуры. Для жидкостей и газов при повышении температуры (t) величина по- казателя преломления уменьшается, при понижении – увеличивается. Эта за- висимость в узком температурном интервале (20 С 5 С) для разбавленных водных растворов приближенно описывается уравнением (10): n t n 20 + (20 – t) 0,0001 , (10) где 0,0001 – температурный коэффициент dn/dt, С –1 Выражение (10) означает, что при изменении температуры на 1 С показатель преломления разбавленного водного раствора изменяется при- близительно на 0,0001. Отсюда: n 20 n t – (20 – t) 0,0001 (11). Формулу (11) можно использовать вместо термостатирования иссле- дуемой пробы. На практике чаще применяют другой подход. Поскольку показатель преломления раствора складывается из показателей преломления растворителя и растворенного вещества [см. формулу (4)], то и темпе- ратурный коэффициент раствора в целом (dn/dt) складывается из тем- пературных коэффициентов растворителя (dn 0 /dt) и растворенного вещества (dn X /dt): dn/dt = dn 0 /dt + dn X /dt (12) Однако температурный коэффициент показателя преломления твердых тел в десятки раз меньше, чем у жидкостей. Поэтому для растворов твердых лекарственных веществ величиной можно dn X /dt пренебречь: dn/dt dn 0 /dt (13) Из выражения (13) следует правило: при колебаниях температуры (в пределах 20 С 5 С) показатели преломления растворителя и разбавленного раствора твердого лекарственного вещества изменяются практически на одну и ту же величину. Это позволяет не термостатировать растворы, а определять показатель преломления растворителя и исследуемого раствора при одной температуре и использовать полученные значения в формуле (6) для расчета концентрации растворенного вещества. Поскольку это правило не распространяется на смеси жидкостей, то оно не может быть применено, например, к спирто-водным растворам при определении концентрации этанола (но может – при определении концентрации твердых веществ в спирте). ПРОПИСЬ 2 Раствор глюкозы 10% - 100 мл. Измерение показателя преломления раствора при 18 С дало результат 1,3475. Требуется найти концентрацию глюкозы. Первый подход. По формуле (11) рассчитываем, что при 20 С показатель преломления должен быть равен 1,3473. По рефрактометрической таблице находим (с привлечением метода интерполяции), что такому значению n соответствует концентрация глюкозы 10,07%. Можно также по рефрактометрической таблице найти, что фактор показателя преломления F для растворов глюкозы равен 0,00142, и, используя формулу (6), рассчитать концентрацию глюкозы: С = (1,3473 1,3330) / 0,00142 = 10,07%. Второй подход. Используя вышеуказанное правило для водных растворов твердых веществ, измеряем при той же температуре показатель преломления воды очищенной – 1,3332. По рефрактометрической таблице находим, что фактор показателя преломления F для растворов глюкозы равен 0,00142. Подставляем найденные значения в формулу (6): С = (1,3475 1,3332) / 0,00142 = 10,07%. !Примечания. 1. Показатель преломления зависит от давления, поскольку оно влияет на плотность вещества. Однако у жидкостей и твердых тел, сжимаемость которых очень мала, увеличение давления даже на 1 атм. вызывает обычно повышение n на несколько единиц 10 5 . Для газов, напротив, влияние давления так же велико, как и температуры, и обязательно учитывается при измерениях показателя преломления. 2. Часто для расчета содержания глюкозы в водном растворе приводят следующую формулу: 100 00142 , 0 _ 0 n n C , где n и n 0 – показатели преломления соответственно раствора и рас- творителя, а 0,00142 – фактор показателя преломления водных растворов глюкозы. При этом значение 100 в знаменателе служит для перевода концентрации глюкозы из процентов (г/100 мл) в г/мл, чтобы удобнее было сопоставлять получаемые значения концентрации со значениями, приведенными в Государственной фармакопее (в ГФ допустимые пределы содержания глюкозы указаны в г/мл). 3. Ранее в примечаниях к рефрактометрическим таблицам указывалось, что при использовании в расчетах фактора показателя преломления безводной глюкозы (0,00142) для окончательного подсчета концентрации растворов глюкозы, предназначенных для внутреннего употребления, необходимо прибавить 10% к найденной по таблице кон- центрации. Это было связано с особенностями изготовления растворов глюкозы, применяемых per os: при расчете необходимого количества глюкозы не учитывали ее 10% влажность и получали концентрацию водной глюкозы, а реальная концентрация лекарственного вещества, определяемая каким-либо методом, оказывалась ниже. Однако с 1 января 1998 года приказом Минздрава РФ № 308 введена в действие новая «Инструкция по изготовлению в аптеках жидких лекарственных форм». Согласно этой инструкции все растворы глюкозы независимо от способа употребления готовятся с учетом 10% влажности. Это означает, что концентрация инъекционных растворов и растворов для внутреннего употребления – это концентрация безводной глюкозы и никакие дополнительные расчеты при количественном определении вести не следует. Анализ многокомпонентных лекарственных препаратов Анализ жидких лекарственных форм. Рефракто-титриметрический анализ. Рефрактометрический анализ смесей лекарственных веществ ос- новывается на правиле аддитивности показателей преломления [сравните с уравнением (4)]: n = n 0 + n 1 +n 2 …+ n i = n 0 + C 1 F 1 + C 2 F 2 …+ C i F i (14) То есть показатель преломления раствора равен сумме показателей преломления всех его компонентов – растворителя и растворенных веществ. Из уравнения (14) можно вывести формулу для расчета концентрации одного из компонентов смеси: F F C F C n n C i i 1 2 2 0 1 ) ( (15) При этом имеется в виду, что все остальные компоненты смеси опреде- ляются какими-либо другими методами, например титриметрически, и перед проведением расчета по формуле (15) все концентрации, кроме C 1 , уже известны. Если содержание определяемого компонента в препарате необходимо получить в граммах (m 1 ), расчет ведут по формуле (16): 100 1 2 2 0 1 ) ( V F F C F C n n m ПРЕПАРАТА i i , (16) где: 100 – коэффициент, служащий для перевода концентрации из % (г/100 мл) в г/мл; V ПРЕПАРАТА – общий объем препарата, мл. Рефракто-денсиметрический и рефракто- экстракционный методы Бывают ситуации, когда титриметрический анализ не позволяет про- вести количественное определение одного из компонентов. Например, в случае раствора хлоридов натрия и калия можно оттитровать только сумму хлоридов и поэтому нельзя воспользоваться формулой (15). Но рефрактометрический анализ тройных систем, состоящих из растворителя и двух растворенных веществ, возможен и без предварительного количественного определения одного из них. Для решения такой задачи с двумя неизвестными требуется определение второго, помимо показателя преломления, параметра, характеризующего состав системы. Чаще других для анализа тройных систем применяется рефракто-денсиметрический метод, заключающийся в измерении показателя преломления и плотности раствора. Суть данного подхода состоит в следующем. Одному показателю преломления может соответствовать бесконечно большое множество соотношений двух растворенных веществ. То же самое можно сказать и о плотности. Но одному показателю преломления и одной плотности (для того же раствора) соответствует только одна концентрация каждого из двух растворенных веществ. Определение состава рефракто-денсиметрическим методом обычно проводится графическим путем. Для этого готовят большое количество тройных смесей точно известного состава и измеряют их показатели пре- ломления и плотности. Затем строят треугольную диаграмму с сеткой изо- рефракт и изоденс (линии равных показателей преломления и линии равной плотности). Для определения состава исследуемого раствора находят точку пересечения изорефракты и изоденсы, отвечающую показателю преломления и плотности смеси. На рис. 6 в уменьшенном виде показана такая диаграмма для анализа тройных смесей этилового и метилового спиртов с водой. Например, плотности 0,880 и показателю преломления 95,0 (условные деления шкалы рефрактометра) соответствует точка пересечения изоденсы 0,88 и изорефракты 95,0, отвечающая составу 34% воды, 60% этанола и 6% метанола. Рис. 5. Диаграмма для рефракто-денсиметрического анализа тройной системы этиловый спирт – метиловый спирт – вода. В настоящее время при массовом использовании вычислительной техники необходимость в таких графических расчетах и связанной с ними длительной подготовительной работе отпадает, так как подобные задачи сводятся к решению систем нелинейных уравнений (например кубических или квадратных). Рефракто-денсиметрический метод был предложен еще в 1843 году для определения содержания экстрактивных веществ и спирта в пиве. Некоторое неудобство данного метода заключается в необходимости располагать сравнительно большим количеством анализируемой смеси для точного определения плотности. В рефракто-экстракционном методе один из компонентов ко- личественно удаляется подходящим растворителем, и задача сводится к простому случаю рефрактометрического анализа раствора, содержащего одно растворенное лекарственное вещество. Применимость этого способа ограничивается трудностью подбора соответствующего селективного растворителя. Анализ порошков Анализ порошков, состоящих из нескольких веществ, также возможен с помощью метода рефрактометрии. Перед измерением показателя преломления точную навеску сложного порошка растворяют в мерном цилиндре в определенном объеме подходящего растворителя. При этом массу порошка и объем растворителя подбирают таким образом, чтобы концентрация определяемого рефрактометрическим методом ингредиента в полученном растворе была не менее 3%. Исключение составляет рефрактометрический анализ многокомпонентных порошков с решением системы линейных уравнений: массу порошка и объем растворителя подбирают таким образом, чтобы концентрация каждого из определяемых рефрактометрическим методом ингредиентов в полученном растворе была не менее 4 – 5%. Возможны два варианта рефрактометрического анализа порошков: 1. Все ингредиенты смеси полностью растворимы в одном растворителе. 2. Компоненты сложного порошка растворяются в разных растворителях. Все компоненты порошка растворимы в одном растворителе Количественное определение в данном случае можно вести в не- скольких направлениях: - рефракто-титриметрический анализ; - рефрактометрический анализ двухкомпонентных порошков путем решения системы линейных уравнений с двумя неизвестными; - анализ порошков, состоящих из трех и более компонентов, из которых все вещества определяются титриметрически, кроме двух, опре- деляемых рефрактометрически путем решения системы линейных уравнений с двумя неизвестными. Рефракто-титриметрический анализ сложных порошков. Расчетная формула аналогична уравнениям (15) и (16). Рефрактометрический анализ двухкомпонентных порошков с решением системы линейных уравнений. Как мы уже указывали (см. рефракто-денсиметрический метод выше), бывают ситуации, когда титриметрический анализ не позволяет провести количественное определение одного из веществ двухкомпонентной системы. В таком случае необходимо решить задачу с двумя неизвестными, в которой требуется определение второго, помимо показателя преломления, параметра, характеризующего состав системы. Для растворов лекарственных веществ в качестве второго параметра может выступать плотность раствора (рефракто- денсиметрический анализ). Если же речь идет об анализе двухкомпонентного порошка, то задача упрощается. Поскольку перед измерением показателя преломления растворяют точную навеску порошка в определенном объеме растворителя, то известна суммарная концентрация веществ, входящих в состав сложного порошка. И эту общую концентрацию С можно использовать в качестве второго условия в системе линейных уравнений: C C C F C F C n n 2 1 2 2 1 1 0 Решим систему методом подстановки. Выразим концентрацию С 2 через С 1 и С : С 2 = С С 1 Тогда: n = n 0 + C 1 F 1 + (С С 1 ) F 2 n = n 0 + C 1 F 1 + С F 2 С 1 F 2 n n 0 С F 2 = C 1 F 1 С 1 F 2 n n 0 С F 2 = C 1 (F1 F 2 ) F F F C n n C 2 1 2 0 1 (17) Формула для С 2 выводится аналогично: F F F C n n C 1 2 1 0 2 (18) Однако С 2 проще посчитать по формуле: С 2 = С - С 1 Рефрактометрический анализ порошков, состоящих из трех и более компонентов, с решением системы линейных уравнений. При анализе таких порошков все вещества, кроме двух, определяются титриметрическим методом. Оставшиеся два вещества определяют рефрактометрически с решением системы линейных уравнений. Компоненты сложного порошка растворяются в разных растворителях. В этом случае применяется рефракто-экстракционный анализ (см. рефракто-экстракционный метод выше), только речь идет о твердожидко- стной экстракции. Например, для анализа лекарственных веществ, хорошо растворимых в 95% этаноле, в смеси с компонентами, не растворяющимися в данном растворителе, точную навеску порошка растворяют в определенном объеме спирта. Концентрация спирта должна быть не ниже 95%, так как вода способствует частичному растворению сопутствующих водорастворимых веществ. Для отделения нерастворившихся веществ нельзя использовать фильтр, так как при этом улетучивается растворитель и нарушается концентрация анализируемого вещества. Поэтому кончик пипетки необходимо плотно обернуть кусочком ваты, набрать в нее спиртовой раствор и, сняв ватку, нанести прозрачный раствор на призму рефрактометра. Водорастворимые вещества в присутствии нерастворимых в воде компонентов порошка можно определить аналогичным образом. Рефрактометрический анализ спиртовых растворов Рефрактометрический анализ спиртовых растворов имеет ряд особенностей, требующих специального рассмотрения. При исследовании спиртовых растворов на призму рефрактометра рекомендуется наносить не менее 4 – 5 капель смеси. Вследствие летучести спирта анализ следует проводить быстро, а освещение призмы включать лишь в момент снятия показателя преломления. Если исследование проводится не при 20 С, следует вносить поправку на температуру. Соответствующие величины температурных коэффициентов спирто-водных растворов на 1 С приведены в приложении. Температурная поправка равна произведению температурного коэффициента на величину отклонения от 20 С. Если определение проводится при температуре выше 20 С, то поправку прибавляют к измеренной величине показателя преломления, если ниже 20 С – поправку вычитают. (Примеры использования поправки – см. ниже.) Анализ спирто-водных растворов может осуществляться в двух вариантах: 1. Определение концентрации лекарственных веществ в спирто-водном растворе. Если растворено одно вещество, то расчет ведут по формуле (6), если несколько – применяют рефракто-титриметрический анализ [расчет ведут по формуле (15)] или используют рефракто-денсиметрический анализ. 2. Рефрактометрическое определение концентрации спирта (содержание других ингредиентов определяют химическими методами). Определение концентрации лекарственных веществ в спиртовых растворах. Количественное определение лекарственных веществ в спиртовых растворах целесообразно проводить методом рефрактометрии в тех случаях, когда титриметрический анализ осуществить затруднительно. В прописях рецептов на спиртовые растворы концентрация ле- карственного вещества может быть указана несколькими способами: - раздельным перечислением массы лекарственного вещества и объема спирта определенной концентрации, например: Rp.: Mentholi 1,0 Spiritus aethylici 90% - 50,0 ml; - с указанием спирта до заданного объема, например: Rp.: Acidi borici 1,5 Spiritus aethylici 70% ad 50,0 ml; - с указанием концентрации лекарственного вещества и объема спиртового раствора, например: - Rp.: Solutionis Novocaini spirituosae 6% - 10 ml. Если используется первый способ, то согласно «Инструкции по изготовлению в аптеках жидких лекарственных форм», утвержденной приказом Минздрава РФ № 308, при изготовлении спиртовых растворов не уменьшают указанный в рецепте объем спирта на величину его прироста при растворении лекарственного вещества. Концентрацию лекарственного вещества (C X ) в данном случае можно выразить в граммах на 100 мл растворителя: % 100 V m C СПИРТ X X , (20) где: С Х – концентрация лекарственного вещества, %; m X – указанная в рецепте масса лекарственного вещества; V СПИРТ – указанный в рецепте объем спирта. Обратите внимание, что это не обычная массообъемная концентрация, так как в знаменателе стоит объем растворителя, а не объем раствора (см. выше рефрактометрический анализ порошков с использованием экстракции 95% спиртом). Если используются два другие способа выписывания спиртовых растворов, то при их изготовлении учитывают прирост объема при рас- творении лекарственных веществ. Поэтому концентрация лекарственных веществ в данном случае является массообъемной, то есть выражается в граммах на 100 мл раствора. В приложении приводится рефрактометрическая таблица, в которой указаны факторы показателей преломления растворов лекарственных веществ, приготовленных на 95% спирте; концентрация лекарственных веществ выражена в граммах на 100 мл растворителя. Поэтому при расчетах необходимо массообъемную концентрацию лекарственных веществ привести к той, которая используется в данной таблице. |