Количественный и качественный анализ в аналитической химии

Скачать

Применение качественного анализа в фармации. Определение подлинности, испытания на чистоту фармацевтических препаратов. Способы выполнения аналитических реакций. Работа с химическими реактивами. Реакции катионов и анионов. Систематический анализ вещества.

Размер: 556,3 K
Тип: учебное пособие
Категория: Химия
Скачать

Другие файлы:

Курс аналитической химии
Излагаются теоретические основы аналитической химии, качественный, количественный анализ, физико-химические и физические (инструментальные) методы ана...

Курс аналитической химии
Рассматриваются теоретические основы аналитической химии, качественный анализ, основные методы количественного анализа - гравиметрические, титриметрич...

Аналитическая химия. Учебник для техникумов
В учебнике излагаются основы теории аналитической химии, дается систематический обзор современных методов качественного и количественного анализов, оп...

Количественный анализ стероидов
Книга из серии изданий по аналитической органической химии, написанная известным венгерским ученым, крупным специалистом в этой области, посвящена ана...

Атомно-абсорбционный анализ
В книге рассмотрено современное состояние атомно-абсорбционного анализа и на конкретных примерах показаны возможности его применения в различных облас...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

1

Вступление

Издавна человек проверял свойства и пригодность пищи (мяса, овощей, фруктов, и т.п.), используя органолептические свойства - цвет, запах, вкус и др. В наше время широко применяются разнообразные химические, физические и физико-химические методы анализа. До сих пор в Фармакопее приводятся органолептические свойства для большинства лекарственных препаратов. Однако при проверке подлинности и пригодности лекарства преимущество отдается использованию разнообразных химических реакций, применяемых в аналитической химии. Аналитическую химию подразделяют на две части: а) качественный анализ б) количественный анализ.

Качественный анализ позволяет установить, из каких химических элементов состоит исследуемая проба, какие ионы, функциональные группы или молекулы входят в ее состав. При исследовании неизвестных веществ качественный анализ всегда предшествует количественному анализу.

В зависимости от состава исследуемого объекта различают:

- анализ неорганических веществ, который включает обнаружение катионов и анионов;

- анализ органических веществ, который включает:

а) элементный анализ - обнаружение и определение химических элементов;

б) функциональный анализ - определение функциональных групп, состоящих из нескольких химических элементов и имеющих определенные свойства;

в) молекулярный анализ - обнаружение отдельных химических соединений. Таким образом, основной задачей качественного анализа является обнаружение в исследуемой пробе соответствующих катионов, анионов, функциональных групп, молекул и т.п.. Основной задачей количественного анализа является определение количества того или иного компонента, содержащегося в анализируемой пробе. Подробно задачи и методы количественного анализа рассмотрены в "Методическом пособии по количественному анализу для студентов фармацевтического факультета".

Применение качественного анализа в фармации

Для проверки и оценки качества лекарственных препаратов широко применяют различные методы качественного анализа. Качественные химические реакции в фармацевтическом анализе используют

для определения подлинности лекарственного вещества;

для испытания на чистоту и наличие примесей;

для идентификации отдельных ингредиентов в лекарственных препаратах, состоящих из нескольких веществ.

Определение подлинности и испытания на чистоту фармацевтических препаратов

Для определения подлинности исследуемого препарата проводят аналитические химические реакции, а также при необходимости измеряют соответствующие физико-химические константы (температура кипения, температура плавления и т.п. ).

Анализ веществ, которые в водных растворах являются электролитами, сводится к определению катионов и анионов.

Идентификацию большинства органических лекарственных веществ проводят с помощью специфических реакций, которые основаны на химических свойствах функциональных групп, входящих в их состав. Основное требование к этим реакциям - достаточная чувствительность по отношению к определяемым ионам или функциональным группам и высокая скорость их протекания.

Испытания на чистоту и допустимые пределы примесей

Критерием чистоты лекарственного вещества является отсутствие одних примесей и ограниченное количество других. Примеси условно можно разделить на две группы: 1) примеси, которые отрицательно влияют на фармакологическое действие лекарственного препарата; 2) примеси, которые не влияют на фармакологическое действие, но уменьшают содержание активного компонента в препарате. На первую группу примесей, отрицательно влияющих на фармакологическое действие лекарственного препарата, проба должна быть отрицательной. Вторая группа примесей не влияет на фармакологический эффект и может присутствовать в препарате в небольших количествах. Перечень показателей и норм содержания этих примесей представлен в соответствующей литературе.

Методы качественного анализа

В химических методах качественного анализа используют качественные аналитические реакции. С помощью таких реакций нужный химический элемент или функциональную группу превращают в соединение, которое имеет ряд характерных свойств: цвет, запах, агрегатное состояние. Вещество, которое используется для проведения качественной аналитической реакции, носит название реагентом или реактивом. Химические методы характеризуются высокой селективностью, простотой выполнения, надежностью, но чувствительность их не очень высока: 10-5 - 10-6 моль/л. В тех случаях, если нужна более высокая чувствительность, используют физико-химические или физические методы анализа. Физические методы основаны на измерении определенного физического параметра системы, которая зависит от содержания компонента. Например, в качественном спектральном анализе используют спектры излучения, так как каждый химический элемент имеет характерный для него спектр излучения. В спектре излучения инертный химический элемент гелий был открыт сначала на солнце, а потом обнаружен на земле. В качественном люминесцентном анализе используют спектры люминесцентного излучения, которые являются характерными для индивидуального вещества. В физико-химических методах анализа сначала выполняют соответствующую химическую реакцию, а потом используют какой-нибудь физический метод для исследования полученного продукта реакции.

С помощью физических и физико-химических методов анализа довольно часто проводят и качественный анализ, и количественный анализ. Использование этих методов зачастую требует применения дорогой аппаратуры. Поэтому в качественном анализе физические и физико-химические методы анализа используют не столь часто, как химические методы. При выполнении качественного химического анализа нужно определённое количество вещества. В зависимости от взятого для анализа количества вещества методы анализа делятся на макрометоды, полумикрометоды, микрометоды и ультрамикрометоды анализа. При макроанализе используют 0,5 - 1,0г вещества или 20 - 50мл раствора. Анализ выполняют в обычных пробирках, химических стаканах, колбах, осадки отделяют фильтрованием через фильтры, например бумажные. При микроанализе используют, как правило, от 0,01 до 0,001г вещества или от 0,05 до 0,5мл раствора, реакции выполняют капельным или микрокристаллоскопическим методом. Полумикроанализ занимает промежуточное положение между макрометодами и микрометодами. Для анализа обычно используют от 0,01 до 0,1г сухого вещества или 0,5 _ 5,0мл раствора. Аналитические реакции обычно проводят в конусных пробирках, дозирование раствора проводится с помощью капельницы. Разделение твёрдой и жидкой фазы проводят с помощью центрифуги.

Способы выполнения аналитических реакций

Аналитические реакции выполняют «сухим» и «мокрым» способом. В первом случае анализируемую пробу и аналитический реагент берут в твёрдом состоянии и, как правило, нагревают до высокой температуры. К таким реакциям относятся:

1. Реакция окраски пламени. Летучие соли некоторых металлов на платиновой проволоке вносят в ту часть пламени горелки, которая не светится, и наблюдают окраску пламени в характерный цвет.

2. Реакция образования “перлов” буры Na2B4O7 или гидрофосфата аммония и натрия NaNH4HPO4. Небольшое количество одной из этих солей сплавляют в ушке платиновой проволоки до образования стекловидной массы, которая напоминает перл (жемчужину). Потом на горячий перл наносят несколько крупинок анализируемого вещества и снова вносят в пламя горелки. По изменению окраски перлов делают вывод о наличии соответствующих химических элементов.

3. Реакции сплавления с сухими веществами: (Na2CO3; KClО3; KNO3 и т.п.) с получением специфично окрашенных продуктов.

Реакции, которые выполнены «сухим» способом имеют вспомогательный характер, и используются для предварительных испытаний. Реакции, выполненные "мокрым" способом (в растворе), являются основными в качественном анализе.

Реакции, которые выполняются “мокрым” способом, должны сопровождаться “внешним” эффектом:

изменением окраски раствора,

образованием или растворением осадка,

выделением газа и др.

Чувствительность и специфичность аналитических реакций

В качественном анализе химические реакции характеризуют такими параметрами: а) специфичность и селективность. б) чувствительность. Специфической является такая реакция, с помощью которой можно определить наличие определенного иона в присутствии других ионов. Примером специфической реакции является открытие ионов действием раствора сильной щелочи при нагревании:

Если в анализируемой пробе есть ионы аммония, то при нагревании выделяется газообразный аммиак, который легко можно определить по запаху или по изменению цвета красной лакмусовой бумажки. Эта реакция специфическая, ей не мешают никакие другие ионы.

Специфических реакций в качественном анализе известно немного, поэтому используются реакции, которые можно проводить лишь тогда, когда в анализируемом растворе отсутствуют те ионы, которые мешают проведению нужной реакции. Селекти...