ФАРМ_ХИМИЯ. кр_фарм_химия. Республики государственная образовательная организация высшего профессионального образования донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького

• Название: Республики государственная образовательная организация высшего профессионального образования донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького
• Анкор: ФАРМ_ХИМИЯ
• Дата: 29.11.2021
• Размер: 197.62 Kb.
• Имя файла: кр_фарм_химия.docx
• Тип: Контрольная работа; #285425

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ

РЕСПУБЛИКИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ.М.ГОРЬКОГО

Кафедра фармацевтической и медицинской химии

Контрольная работа по фармацевтической химии № 1

Вариант_____________________63________________

Студентки_______3_____ курса__3_ группы__

заочного отделения фармацевтического факультета

Ф.И.О.______Тимофеевой А.М.____________________

1. Определение окраски жидкостей (2 метода). Приготовление исходных растворов (желтый раствор, красный раствор, голубой раствор). Принцип приготовления эталонов цветности. При написании ответа воспользоваться ОФС 42-0050-07 «Степень окраски жидкостей» (ГФ XII, часть 1, стр. 93)

Окраску жидкостей определяют визуально одним из методов, приведенных ниже, путем сравнения с соответствующими эталонами.

Метод 1.Испытания проводят в одинаковых пробирках из бесцветного, прозрачного, нейтрального стекла с внутренним диаметром около 12 мм, используя равные объемы – 2,0 мл испытуемой жидкости и воды, или растворителя, или эталона сравнения, описанного в статье. Сравнивают окраску при рассеянном дневном свете, горизонтально (перпендикулярно оси пробирок) на матово-белом фоне.

Метод 2.Испытания проводят в одинаковых пробирках из бесцветного, прозрачного, нейтрального стекла с внутренним диаметром от 15 до 25 мм, используя равные слои высотой 40 мм испытуемой жидкости и воды, или растворителя, или эталона сравнения, описанного в статье. Сравнивают окраску при рассеянном дневном свете сверху вдоль вертикальной оси пробирок на матово-белом фоне.

Приготовление исходных растворов.

Желтый раствор:46,0 г (точная навеска) железа(III) хлорида
(FeC1₃ ∙ 6 Н₂О; М.м. 270,30) помещают в мерную колбу  вместимостью 1000 мл, растворяют в 900 мл смеси, приготовленной из
25 мл концентрированной хлористоводородной кислоты и 975 мл воды,  доводят объем раствора этой же смесью до метки и перемешивают. Определяют количественное содержание железа(III) хлорида в 1 мл раствора. Объем раствора железа(III) хлорида разбавляют этой же смесью таким образом, чтобы содержание железа(III) хлорида в 1 мл составляло 45,0 мг. Раствор хранят в защищенном от света месте.

Красный раствор: 60,0 г (точная навеска) растертого кобальта хлорида (СоС1₂ ∙ 6 Н₂О; М.м. 237,93) помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, растворяют в 900 мл смеси, приготовленной из 25 мл концентрированной хлористоводородной кислоты и 975 мл воды, доводят объем раствора этой же смесью до метки и перемешивают. Определяют количественное содержание кобальта  хлорида в 1 мл раствора. Объем раствора кобальта  хлорида разбавляют этой же смесью таким образом, чтобы содержание кобальта  хлорида в 1 мл раствора составляло 59,5 мг.

Голубой раствор: 63,0 г (точная навеска) меди(II) сульфата
(CuSO₄ ∙5 Н₂О; М.м. 249,68) помещают в мерную колбу вместимсотю 1000 мл, растворяют в 900 мл смеси, приготовленной из 25 мл концентрированной хлористоводородной кислоты и 975 мл воды, доводят объем раствора этой же смесью до метки и перемешивают. Определяют количественное содержание меди(II) сульфата в 1 мл раствора. Объем раствора меди(II) сульфата разбавляют этой же смесью таким образом, чтобы содержание меди(II) сульфата в 1 мл раствора составляло 62,4 мг.

Принципы приготовления эталонов цветности. Эталоны готовят из пяти стандартных растворов путем разбавления их 1 % раствором хлористоводородной кислоты. Отмеривание исходных и стандартных растворов для приготовления шкал производят при помощи калиброванной пипетки или бюретки с точностью до 0,02 мл. Эталоны для определения степени окраски жидкостей по методу I хранят в ампулах из бесцветного прозрачного нейтрального стекла с наружным диаметром 12 мм, в защищенном от света месте в течение 1 года. Эталоны, используемые для определения степени окраски жидкостей по методу II, готовят из соответствующих стандартных растворов непосредственно перед использованием. Количества компонентов для приготовления эталонов цветности приведены в табл. 2-6 ГФ XII, часть 1, ОФС.1.2.1.0006.15 [1].

2. Рассчитайте процентное содержание водорода пероксида (М.м. 34,01) в растворе, если на титрование 10,00 г субстанции перманганатометрическим методом израсходовано 18,40 мл 0,02 М раствора калия перманганата (КП = 1,0018); объем мерной колбы – 100 мл, объем пипетки – 10 мл.

Решение

Метод перманганатометрии. Метод основан на способности перекиси водорода окислятся перманганатом калия в кислой среде

5H₂O₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5O₂ + 8H₂O
H₂O₂ – 2e = H₂O + 2H+, f = ½



Процентное содержание водорода пероксида рассчитаем по формуле:

X= 

где V(KMnO₄) – объем титранта, мл;

k – поправочный коэффициент;

Т(H₂O₂) – титр пероксида водорода, ;

V(мер.колбы) – объем мерной колбы, мл;

V(пипетки) –аликвота, взятая для разведения, мл.

а – навеска, взятая для титрования, мл.



Ответ: 0,063 %.

3. Рассчитать удельное вращение и оценить качество камфоры по данному показателю, если средний угол вращения 10% спиртового раствора равен +8,4^о. Длина кюветы 200,01 мм. Удельное вращение должно быть от +41 до +44^о.

Решение

Рассчитаем величину удельного вращения по формуле:

,

где φ – измеренный угол вращения, градусы; l – толщина слоя, дм; c – концентрация раствора,%.



Ответ: 42°. Спиртовой раствор камфоры приготовлен удовлетворительно, так как рассчитанное значение удельного показателя входит в допустимые пределы от +41 до +44^о .

4. Определить численное значение предела содержания цинка в кальция хлориде, если известно, что раствор 1 г препарата в 10 мл воды не должен давать реакции на цинк (ГФХ, ФС 119).

Решение

Как видно из методики анализа, контроль предела содержания цинка в препарате осуществляется безэталонным методом, поэтому численное значение предела содержания цинка в препарате следует вычислять по уравнению:

Сн = Сч·V·Р / А,

где Сн – численное значение предела содержания цинка; Сч – чувствительность метода открытия примеси, равная минимальной открываемой концентрации, 0,0001% (таблица); V – объем приготовленного раствора примеси, мл (по условию 10); Р – кратность разведения приготовленного раствора при приготовлении из него испытуемого раствора, равна 1;

После подстановки значений в уравнение имеем:

Сн = 0,0001·10·1 / 1 = 0,001%

Ответ: не более 0,001% цинка в препарате.

5. В чем суть прямого и обратного броматометрического количественного определения? Для определения каких лекарственных препаратов, производных фенолов, включены в НД эти методы?

Метод прямой броматометрии основан на использовании окислительных свойств KBrO₃ в кислой среде (HCl):

BrO₃^– + 6 H⁺ + 6 ē → Br^– + 3 H₂O;

В качестве титранта применяют 0,05 н. или 0,1 н растворы KBrO₃, которые готовят по точной навеске. Молярная масса эквивалента бромата равна 1/6 молярной массы KBrO₃. Растворы KBrO₃ не требуют стандартизации, устойчивы при хранении. Титруют восстановители (например, As₂O₃) в среде HCl при добавлении небольших количеств KBr:

3 As₂O₃ + 2 KBrO₃ + 2 HCl → 3 As₂O₅ + 2 KCl + 2 HBr

По окончании титрования в растворе появляется избыток KBrO₃, который реагирует с бромид-ионами, имеющимися в растворе:

BrO₃^– + 5 Br^– + 6 Н+ → 3 Br₂ + 3 H₂O

Выделяющийся бром действует на индикаторы – метиловый оранжевый или метиловый красный, изменяя окраску из оранжевой в бесцветную и из красной в бледно-желтую, соответственно. Действие индикаторов необратимо, поэтому титрование проводится медленно. Обязательно проведение холостого опыта.

Метод обратной броматометрии (бромид-броматный метод, бромометрия) основан на использовании реакции бромирования фенола (или его производных) до 2,4,6-трибромфенола свободным бромом, выделяющимся при взаимодействии бромата с бромидом в кислой среде. При этом протекают следующие реакции:



По окончании реакции бромирования фенола ( 10 мин) не вступивший в реакцию бром определяется иодометрически путем прибавления иодида калия и оттитровывания выделившегося йода тиосульфатом натрия:

Br₂ + 2 КI → I₂ + 2 KBr

I₂ + 2Na₂S₂O₃ → 2 NaI + Na₂S₄O₆

В качестве индикатора используют крахмал (добавляют в конце титрования) или проводят безиндикаторное титрование в присутствии хлороформа (титруют до обесвечивания хлороформных шариков).

Броматометрия – один из важнейших методов количественного анализа лекарственных веществ. Прямая броматометрия чаще всего используется для анализа препаратов As(III), например, осарзола, As2O3, а также соединений Sb(III).

Обратное (бромид – броматное титрование) используется при анализе лекарственных веществ – производных фенола: резорцина, п – аминосалициловой кислоты, салициловой кислоты и др. Кроме того, обратное броматометрическое титрование применяют для анализа непредельных соединений (бромирование по двойной связи), какими являются некоторые алкалоиды алифатического ряда [2].

6. Двухосновную адипиновую кислоту НООС - (СН2)4 - СООН в больших количествах используют для получения различных лекарственных препаратов. В пищевой промышленности она может заменять лимонную и винную кислоты. Сейчас адипиновую кислоту получают окислением циклогексана кислородом. Рассчитайте массу адипиновой кислоты, которую можно получить из 336 кг циклогексана, если массовая доля выхода кислоты составляет 75% от теоретически возможного.

Решение

Синтез адипиновой кислоты из циклогексана можно описать уравнением:

С₆H₁₂ + [O] → HOOC – (CH₂)₄ – COOH

Необходимые величины для решения задачи: M(С₆Н₁₂) = 84кг/кмоль;

M(адипиновой кислоты) = 146 кг/кмоль.

Рассчитаем количество молей циклогексана:

n(C₆H₁₂)= m(C₆H₁₂) / M(C₆H₁₂)= 336000/84=4(кмоль).

По уравнению реакции 1 моль циклогексана равен 1 молю адипиновой кислоты, следовательно теоретически полученное кол-во молей равно 4 кмоль. Рассчитаем массу теоретическую адипиновой кислоты:

m_{т(ад.к-ты)} = n_{(ад.к-ты)}٠ M_{(ад.к-ты)}  = 584(кг).

Учитывая массовую долю выхода рассчитаем практическую массу адипиновой кислоты, полученной в ходе синтеза

m_{(практ.)} = ∙m_(теор.)= 0,75∙584= 438 (кг).

Ответ: 438кг.

7. Напишите на латинском языке состав лекарственной формы:

Натрия гидрокарбоната 0,4

Натрия тетрабората 0,2

Воды 20,0

Предложите методики качественного и количественного анализа компонентов ле­карственной формы (напишите соответствующие уравнения химических реакций). Рас­считайте молярные массы эквивалентов натрия гидрокарбоната и натрия тетрабората, титры рабочих растворов по определяемым веществам.
Rp.: Natrii hydrocarbonatis 0,4

Natrii tetraboratis 0,2

Aquae purificatae 20,0

Natrii hydrocarbonatis – натрия гидрокарбонат – NaHCO_3.

Подлинность: качественные реакции на гидрокарбонаты.

Для отличия от карбонат-иона проводят реакцию взаимодействия с насыщенным раствором сульфата магния. Гидрокарбонаты образуют осадок только при нагревании (после того, как переходят в карбонаты). Испытание основано на образовании магния карбоната основного:

2NaHCO₃ + MgSO₄ → Mg(HCO₃)₂ + Na₂SO₄

При кипячении раствора образуется белый осадок:

t⁰

4Mg(HCO₃)₂ → 3MgC0₃·Mg(OH)₂·3H₂O↓ + 5CO₂↑

Natrii tetraborax ‒ натрия тетраборат ‒ Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂O. Подлинность: реакции 1, 2 для борной кислоты (после подкисления) + реакции на натрий: окрашивание пламени в желтый цвет и реакция осаждения цинкуранилацетатом в уксусной среде:

Na⁺ + Zn[(UO₂)₃(CH₃COO)₈] + CH₃COOH + 9Н₂0 → NaZn[(UO₂)₃(CH₃COO)₉] • 9H₂O↓ + H⁺

1. Раствор кислоты в спирте с концентрированной серной кислотой горит пламенем, окаймленным в зеленый цвет.



2. На куркумовой бумаге светло-желтого цвета. На бумагу наносят 1 каплю H₃BO₃, 1 каплю HCl, высушивают, бумага окрашиваются в розовый цвет.


При обработке аммиаком, бумага окрашивается в фиолетовый или зеленовато-черный цвет:



Совместное количественное определение. Титрование 0,1 М раствором соляной кислоты, индикатор ‒ метиловый оранжевый.



Молярная масса эквивалента натрия гидрокарбоната:

Mэ(NaHCO₃)= f_э∙ (NaHCO₃)= ‎1∙84,007= ‎84,007 (г/моль).

Титр HCl по натрия гидрокарбонату T(HCl / NaHCO₃) в г/мл можно рассчитать по формуле:

T(HCl/NaHCO₃) = С(HCl)∙Mэ(NaHCO₃)/1000=0,1∙84,007/1000=0,0084(г/мл).

Молярная масса эквивалента натрия тетрабората:

Mэ(Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂O)= fэ∙ (Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂O)= ‎1/2∙381,37 = ‎190,685 (г/‎моль).

Титр HCl по натрия тетраборату T(HCl / Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂O) в г/мл можно рассчитать по формуле:

T(HCl/ Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂O) = С(HCl)∙Mэ(Na₂B₄O₇∙10H₂O)/1000=0,1∙190,685 /1000=0,01906(г/мл).

8. Общие реакции на подлинность фторид, нитрат, нитрит ионов. Приведите реакции, используемые в фармацевтическом анализе, позволяющие отличить нитраты и нитриты. Химизм, аналитический эффект, условия проведения.

Фторид-ион реакции на подлинность:

- к 2 мл раствора добавляют 0.5 мл раствора кальция хлорида. Образуется белый желатиновый преципитат, который растворяется при добавлении 5 мл раствора железа хлорида:

NaF + CaCI₂ CaF₂ + 2NaCI

F^- + Ca²⁺ CaF₂

- фторид-ионы обнаруживают с помощью 1 % спиртового раствора ализарина, который предварительно смешивают с 2 % раствором нитрата циркония в 5 % хлороводородной кислоте. Растворимые соли циркония образуют с ализарином комплексы красно-фиолетового цвета [3].

Нитраты и нитриты реакции на подлинность (NO₃^-, NO₂^-):

- Нитраты и нитриты (общая) образуют синее окрашивание с раствором дифениламина в концентрированной серной кислоте (pеакция окислительния дифениламина до дифенилбензидинвиолета):



- Нитраты. К лекарственному средству (2–5 мг нитрат-иона) прибавляют по 2–3 капли воды и серной кислоты концентрированной, кусочек металлической меди и нагревают; выделяются пары бурого цвета.

2NaNO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄+ 2HNO₃

Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO₂↑ + H₂O

-  Нитриты. К лекарственному средству (около 30 мг нитрит-иона) прибавляют 1 мл серной кислоты разведенной 16 %; выделяются желто-бурые пары (отличие от нитратов).

NaNO₂ + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HNO₂

2HNO₂ → NO↑ + NO₂↑ + H₂O

- Нитриты. Несколько кристаллов антипирина растворяют в фарфоровой чашке в 2 каплях хлористоводородной кислоты разведенной 8,3 %, прибавляют 2 капли раствора нитрита (около 1 мг нитрит-иона); появляется зеленое окрашивание (отличие от нитратов).

.

9. Назовите методы количественного определения серебра нитрата и коллоидных препаратов серебра, укажите условия, титранты, способы фиксирования точки эквивалентности (приведите расчеты молярных масс эквивалентов и титров по определяемому веществу для 0,1 моль/л растворов). Напишите соответствующие уравнения химических реакций. Соответствует ли серебра нитрат (ГФ X, ст.75) требованиям ГФ X, если на титрование 0,2976 г препарата израсходовано 17,39 мл 0,1 моль/л раствора роданида аммония (К попр.0,9999).

К коллоидным препаратам серебра относятся: колларгол и протаргол.

Количественное определение – методом тиоцианатометрии (вариант прямого титрования). Предварительно проводят минерализацию колларгола и протаргола в колбе Кельдаля при кипячении в смеси с концентрированными серной и азотной кислотами для переведения связанного серебра в ионное состояние:

.

Основан на свойстве серебра нитрата коли­чественно осаждаться аммония тиоцианатом:

AgNO₃ + NH₄SCN→AgSCN↓ + NH₄NO_3.

белыйосадок

Индикатор – железоаммонийные квасцы; среда ‒ азотнокислая (для пре­дотвращения гидролиза индикатора); титрант – раствор роданида (тиоцианата) амммония. В точке эквивалентности избыточная капля титранта – аммония тиоцианата взаимодействует с индикатором ‒ железоаммонийными квасцами, окрашивая смесь в розовый цвет:

Fe(NH₄)(SO₄)₂ + 3NH₄SCN → Fe(SCN)₃ + 2(NH₄)₂SО₄

розовое окрашивание

f_экв(серебра нитрата) =1.

Молярная масса эквивалента натрия гидрокарбоната:

Mэ(AgNO₃)= f_э∙ М(AgNO₃)= ‎1∙169,87= ‎169,87 (г/моль).

Титр роданида аммония по серебра нитрату T(NH₄SCN / AgNO₃) в г/мл можно рассчитать по формуле:

T(NH₄SCN / AgNO3)=С(NH₄SCN)∙Mэ(AgNO₃)/1000 = 0,1∙169,87/ 1000 =

=0,001699(г/мл).

Для того, чтобы определить соответствует ли серебра нитрат (ГФ X, ст.75) требованиям ГФ X, необходимо рассчитать массовую долю серебра нитрата в препарате (его в препарате в препарате должно быть не менее 99,75%). При прямом титровании для массовой доли вещества (W) в процентах пользуются формулой:

,

где V – количество титранта, израсходованного на титрование определяемого веществ, мл;

T – титр титранта по определяемому веществу, г/мл;

K – поправочный коэффициент титранта;

a – навеска вещества в г или объем в мл лекарственной формы.

Подставим значения условий представленных в нашей ситуационной задаче в формулу:

9,92(%).

Препарат нитрата серебра не соответствует требованиям ГФ X, ст.75.

10. Обоснуйте кислотно-основные свойства калия ацетата. Напишите уравнения реакций, лежащих в основе методов количественного определения. Укажите растворитель, индикатор. Приведите фактор эквивалентности, молярную массу эквивалента, титр, расчетную формулу для определения массовой доли вещества  (в %)  в препарате.

Обосновать кислотно-основные свойства можно ниже представленными уравнениями химических реакций [4]:

- Кислотные свойства: реакции на анион уксусной кислоты – ацетат СН₃СОО^–. Реакция образования сложного эфира при взаимодействии препарата с этиловым спиртом и серной кислотой.



- Водные растворы имеет щелочную реакцию среды, т.к. при гидролизе образуется гидроксид калия:

CH₃COOK+ H₂O↔CH₃COOН + КОН

Количественное определение происходит  методом прямой ацидиметрии в среде протогенного растворителя – безводной уксусной кислоты. Титрант – хлорная кислота. Метод основан на нейтрализации ацетата калия как слабого основания и образовании солей с анионом титранта. Титрование прямое, индикатор кристаллический фиолетовый (переход от фиолетового окрашивания до зеленого).

1. 
   В растворе лекарственного вещества его протонизация:
   

СНзСООК + СНзСООН → СН₃СООКН⁺ + СНзСОО^-

ацетат-ион

Усиление слабых основных свойств ЛВ.

2. 
   В титранте перенос протона:
   

НС1O₄ + СНзСООН → С1O₄^- + СН₃СООН₂⁺

перхлорат-ион ион ацетония (ацилония)

Усиление кислотных свойств титранта.

3. 
   Нейтрализация протонированной соли – солеобразование
   

СНзСООКН⁺ + С1O₄^-→ КСlO₄ + СНзСООН

4. 
   Регенерация растворителя
   

СН₃СООН₂⁺ + СНзСОО^- → 2 СН₃СООН

Суммарно:

СН₃СООК + НСlO₄ → КСlO₄ + СН₃СООН

fэкв.=l

Молярная масса эквивалента калия ацетата:

Mэ(CH₃COOK)= f_э∙ М(CH₃COOK)= ‎1∙98,15= ‎98,15 (г/моль).

Титр T(НСlO₄/ CH₃COOK) в г/мл рассчитывается по формуле:

T(НСlO₄/ CH₃COOK)=С(HCl)∙Mэ(NaHCO₃)/1000.

При прямом титровании для массовой доли вещества (W) в процентах пользуются формулой:

, %.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Государственная фармакопея Российской Федерации / МЗ РФ. – XIII изд. – Т.1,2,3. – Москва, 2007.

2. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2 кн. Кн. 2. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа. – М.: Высшая школа, 2001. – 615 с.

3. Илларионова Е. А. Фармакопейный анализ неорганической лекарственных веществ : учебное пособие / Е. А. Илларионова, И. П. Сыроватский ; ФГБОУ ВО ИГМУ Минздрава России, Кафедра фармацевтической и токсикологической химии. – Иркутск : ИГМУ, 2016. – 132 с.

4. Алексеев, А. Д. Фармацевтическая химия. Органические лекарственные средства. В 2 ч. Ч. 1. Углеводороды и их производные : тексты лекций для студентов специальности 1-48 02 02 «Технология лекарственных препаратов». – Минск : БГТУ, 2018. – 146 с.