Методические рекомендации для студентов и преподавателей отделения специальности «Фармация» по теме «Рефрактометрия в анализе лекарственных средств аптечного изготовления»


ОГБПОУ «Рославльский медицинский техникум»
Рассмотрено Утверждено
на заседании ЦМК на заседании методическогоспециальности «Фармация» совета
Протокол № __ от ____________ Протокол № __ от ___________
Председатель ЦМК: ___________ Председатель: _______________
Рефрактометрия в анализе лекарственных средств аптечного изготовления
Методические рекомендации
для студентов и преподавателей
отделения специальности 33.02.01 «Фармация»
Рославль
2015
Рефрактометрический метод анализа характеризуется высокой чувствительностью, селективностью, экспресностью, объективностью, возможностью автоматизации и компьютеризации процесса анализа. Все это предопределяет широкое использование данного метода в аналитической и фармацевтической практике.
Методические рекомендации по теме «Рефрактометрия в анализе лекарственных средств аптечного изготовления» представляют собой систематизированное изложение учебного материала, составленного в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом среднего специального образования по специальности 33.02.01 «Фармация». В настоящем пособии соблюдены общепринятые формулировки (названия, определения, обозначения), которые были введены при изучении учебной дисциплины ОП.10 «Аналитическая химия» и будут использоваться в дальнейшем при изучении ПМ 02. «Изготовление лекарственных форм и проведение обязательных видов внутриаптечного контроля» (МДК 02.02. «Контроль качества лекарственных средств») специальности 33.02.01 «Фармация».Методические рекомендации предназначены для эффективной работы обучающихся на теоретических и практических занятиях с целью детального изучения рефрактометрического анализа лекарственных средств аптечного изготовления. Структура рекомендаций позволяет успешно использовать их для организации самостоятельной работы обучающихся, а также при подготовке к практическим и теоретическим занятиям во внеаудиторное время, содержит теоретический материал, практические задания и упражнения, позволяющие закрепить знания и проконтролировать их усвоение. Основной теоретический материал рассматривается в тесной взаимосвязи с практическим применением метода рефрактометрии в фармацевтическом анализе.
Методические рекомендации предназначены для обучающихся и преподавателей отделения специальности 33.02.01 «Фармация».
Составитель:
Т.А. Вишневская,
председатель цикловой методической
комиссии сцециальности «Фармация»,
преподаватель химии и биологии
высшей квалификационной категории
ВВЕДЕНИЕ
Рефрактометрия широко распространена в самых различных областях химии и сопредельных наук. Она применяется в фармацевтическом, биохимическом анализе, анализе пищевых продуктов и т.д. Этот метод считается старейшим из применяемых в химии оптических методов исследования. Основываясь на величинах показателей преломления и плотности, Исаак Ньютон сделал интересные заключения о составе солей, этилового спирта и других веществ.
В середине ΧVIII в. петербургским академиком Иоганном Эйлером была выполнена серия измерений показателей преломления ряда жидкостей.
С 1752 г. по 1762 г. над конструкцией и усовершенствованием одного из первых рефрактометров работал М. В. Ломоносов.
Большую роль в распространении рефрактометрии сыграли работы немецких профессоров Аббе (1840–1905) и Пульфриха (1858–1927), создавших удобные конструкции рефрактометров, широко применяемых и в настоящее время.
В фармацевтическом анализе рефрактометрический метод применяется для установления подлинности, чистоты препаратов и определения концентрации вещества в растворе.
Широкому распространению рефрактометрии в качестве одного из методов фармацевтического анализа способствует ценное совмещение высокой точности, технической простоты и доступности. Показатель преломления принадлежит к числу немногих физических констант, которые можно измерить с очень высокой точностью и небольшой затратой времени, располагая лишь малым количеством вещества.
Цель:
- приобрести практический навык определения фактора показателя преломления и использования его для расчета содержания лекарственных веществ в лекарственных формах.
Задачи:
- научиться определять показатель преломления растворов на рефрактометре и рассчитывать содержание вещества в растворе;
- закрепить навыки расчета по исправлению концентрации растворов;
- научиться рефрактометрически определять количественный состав двухкомпонентных порошков;
- научиться анализировать количественный состав лекарственных препаратов, основанный на сочетании рефрактометрии с титриметрическими методами;
- закрепить навыки оформления отчета.
В процессе самоподготовки и на занятии студент должен:
знать:
- теоретические основы рефрактометрии;
- устройство рефрактометра ИРФ-54;
- порядок работы с рефрактометром ИРФ-54.
уметь:
- определять фактор преломления на рефрактометре ИРФ-54;
- рассчитывать концентрации вещества в растворе, используя рефрактометрические таблицы и соответствующие формулы расчета;
- использовать формулы расчета для исправления концентрации растворов, изготовленных массо-объемным способом;
- оформлять отчетную документацию.
Практическое задание:
- определить фактор преломления для одного препарата, произвести расчет с использованием формул и рефрактометрических таблиц;
- произвести рефрактометрическое определение компонентов смеси, предложенной преподавателем;
- оформить отчетную документацию.
Вопросы для самоподготовки:
Сущность рефрактометрического метода анализа, его преимущества, и недостатки.
Показатель преломления, его физическое содержание.
Устройство и порядок работы с рефрактометром.
Установление концентрации вещества в растворе по показателю преломления, используя рефрактометрические таблицы и соответствующие формулы расчета;
Исправление концентрации растворов;
Анализ количественного состава лекарственных препаратов, основанный на сочетании рефрактометрии с титриметрическими методами.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕФРАКТОМЕТРИИ
Рефрактометрический метод является одним из самых простых физико- химических методов анализа с затратой очень небольших количеств анализируемого вещества и проводится за очень короткое время. В фармацевтическом анализе этот метод применяется для идентификации лекарственных веществ, установления их чистоты и количественного анализа.
Рефрактометрический метод анализа основан на измерении показателя преломления анализируемого вещества. Показатель преломления – одно из основных физических свойств вещества: индивидуальное вещество, свободное от примесей, характеризуется определенным показателем преломления. Когда луч света переходит из одной прозрачной среды в другую, на границе сред направление его изменяется - луч преломляется (рис. 1).

Рис. 1. Преломление луча на границе двух сред n1 и n2
(α1 – угол падения, α2 – угол преломления).
Преломление света, т. е. изменение его первоначального направления, обусловлено различной скоростью распределения света в различных средах. При этом отношение синуса угла падения луча (α) к синусу угла преломления (β) для двух соприкасающихся сред есть величина постоянная, называемая показателем преломления (n). Показатель преломления (или коэффициент преломления) также равен отношению скоростей распространения света в этих средах:

Показатель преломления зависит от ряда факторов:
природы вещества;
длины волны падающего света;
плотности (концентрации) раствора (плотность раствора зависит от его концентрации);
природы растворителя;
температуры (при повышении температуры показатель преломления уменьшается, т.к. при этом уменьшается плотность вещества).
В лабораторных условиях обычно определяют так называемый относительный показатель преломления вещества по отношению к воздуху помещения, где ведется измерение. Диапазон измеряемых показателей преломления при измерении в проходящем свете 1,3-1,7. Точность измерения показателя преломления должна быть не ниже +2·10-4. Обязательным условием определения показателя преломления является соблюдение температурного режима. Обычно определение выполняется при 20±0,300С. При повышении температуры величина показателя преломления уменьшается, при понижении – увеличивается. Поправку рассчитывают по следующей формуле (в этом случае исследуемый раствор, растворитель и рефрактометр должны находиться 30-40 мин в условиях одинаковой температуры):
n1=n20+ (20-t)·0,0002
Показатель преломления, измеренный при температуре 200С и длине волны света 589,3 нм, обозначается индексом n20.
Показатель преломления как константа может быть использован для идентификации тех лекарственных препаратов, которые по своей природе являются жидкостями. Согласно Фармакопейных статей определяют показатель преломления для идентификации галотана (фторотана), никетамида (диэтиламида кислоты никотиновой), токоферола ацетата, а также жирных и эфирных масел (персикового, касторового, эвкалиптового и др.):
1. Установление подлинности (идентификация) лекарственных веществ:
а) Наличие оксибутират – иона в препарате "Натрия оксибутират" подтверждают реакцией образования γ–бутиролактона, который затем извлекают эфиром, очищают от примесей и устанавливают показатель преломления (n20=1,4280 – 1,4360).
б) При испытании на подлинность фторотана согласно НД требуется соответствие его основным константам (температура кипения, плотность, показатель преломления), при этом n20 должен быть в интервале 1,3695-1,3705.
2. Оценка чистоты лекарственных веществ:
Согласно НД показатели преломления n20 для масла эвкалиптового и касторового должны быть в интервалах, соответственно 1,458-1,470 и 1,475-1,480.
Рефрактометрия в фармацевтическом анализе широко используется для количественного определения веществ в растворе, особенно в практике внутриаптечного контроля. Важно: при концентрации вещества менее 3 – 4% не рекомендуется использовать метод рефрактометрии!
Для многих веществ имеются табличные данные, в которых приведены показатели преломления растворов с известной концентрацией. При необходимости следует пользоваться интерполированием экспериментальных данных. 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.
Зависимость показателя преломления от концентрации лекарственного вещества в процентах выражается формулой:
n=n0+c·F;
c%= n-n0F;
cг/мл =n-n0F∙100;
где n и n0 – показатели преломления раствора и растворителя;
С – концентрация вещества в растворе;
F – фактор показателя преломления (величина табличная).
Показатель преломления раствора складывается из показателя преломления растворителя и показателей преломления растворенных веществ.
Для растворов, содержащих два или более веществ, формула будет иметь следующий вид:
n=n0+n1+n2+…
Фактор показателя преломления (F) – это величина прироста показателя преломления при увеличении концентрации на каждый процент. Значение факторов показателей преломления устанавливают экспериментально для каждого вещества и каждого процента концентрации. У некоторых веществ (калия йодид, магния сульфат, глюкоза безводная) величина фактора постоянная и не зависит от концентрации раствора. Факторы большинства веществ в растворах разных концентраций несколько отличаются друг от друга.
Значения показателей преломления и факторов для различных концентраций растворов лекарственных веществ приведены в рефрактометрических таблицах, которые имеются в руководстве по внутриаптечному контролю. Использование таблиц значительно упрощает расчеты.
Определение концентрации вещества в растворе
В рефрактометрии используют два способа расчета концентрации вещества в растворе по измеренному показателю преломления.
1. Расчет концентрации по формуле:
c%= n-n0FЗначение фактора показателя преломления берется из рефрактометрических таблиц.
2. Расчет концентрации по рефрактометрическим таблицам:
Измерив показатель преломления, в таблице (см. Приложение 1) находят соответствующее ему значение концентрации. Если измеренный показатель преломления в таблице не приведен, проводится интерполирование.
Рефрактометрический метод используется для количественного определения концентрированных растворов.
Концентрированные растворы – это рабочие растворы лекарственных веществ определенной, более высокой концентрации, чем эти растворы прописываются в рецептах. При приготовлении концентрированных растворов следует избегать концентраций близких к насыщенным, т.к. при понижении температуры раствора возможна кристаллизация растворенного вещества.
Отклонения, допускаемые в концентратах:
- при содержании лекарственного вещества до 20% – не более ± 2% от обозначенного процента;
- при содержании лекарственного вещества свыше 20% – не более ± 1% от обозначенного процента (Приказ МЗ РФ № 305 от 16 октября 1997 г. «О нормах отклонений, допустимых при изготовлении лекарственных средств и фасовке промышленной продукции в аптеках»).
Формулы расчета для исправления концентрации растворов, изготовленных массо-объемным способом:
1) Концентрация раствора оказалась выше требуемой:
Объем воды, необходимый для разбавления полученного раствора вычисляют по формуле:
x=А ×(С-В)В
где Х – количество воды, необходимое для разбавления изготовленного
раствора (мл);
А – объем изготовленного раствора (мл);
В – требуемая концентрация раствора (%);
С – фактическая концентрация раствора (%).
2) Концентрация раствора оказалась ниже требуемой:
Массу лекарственного вещества для укрепления полученного раствора вычисляют по формуле:
x=А ×(В-С)100× ρ20-В
где Х – масса вещества, которую следует добавить к раствору (г);
А – объем изготовленного раствора (мл);
В – требуемая концентрация раствора (%);
С – фактическая концентрация раствора (%);
ρ20 − плотность раствора при 200С (г/мл, г/см3).
УСТРОЙСТВО РЕФРАКТОМЕТРА
Прибор, при помощи которого определяется показатель преломления, называется рефрактометром. В настоящее время в лабораторной практике и в аптеках применяют рефрактометры различных систем: РЛ-2, универсальный – РЛУ, рефрактометр ИРФ-22, ИРФ-23, ИРФ-54 и др.
Основной частью прибора являются призмы – измерительная и осветительная. Призмы прижаты друг к другу гипотенузными гранями. Осветительная призма имеет матовую грань, а измерительная – полированную.При определении показателя преломления исследуемой жидкости ее помещают между двумя гипотенузными гранями. Лучи света проходят осветительную призму, входят в исследуемую жидкость и попадают на полированную грань измерительной призмы. Показатель преломления измерительной призмы известен. В окуляре (через выходную грань измерительной призмы) наблюдают преломление или отражение света, при этом верхняя часть поля зрения будет освещена, а нижняя остается темной.
Принципиальная оптическая схема прибора изображена на рис. 2. Свет, отраженный от зеркала 1, направляется в осветительную призму 2, проходит тонкий слой исследуемой жидкости и измерительную призму 3, затем через защитное стекло 4 и компенсатор 5, попадает в объектив 6; проходит через призму полного внутреннего отражения 7, пластину с перекрестием 8 и через окуляр 9 попадает в глаз. Компенсатор состоит из двух призм прямого зрения, имеющих возможность вращаться во взаимно противоположных направлениях, и служит для устранения окраски на границе раздела темного и светлого полей зрения вследствие дисперсии. Вращение компенсатора осуществляется маховичком.

Рис. 2. Оптическая схема рефрактометра.
1 – зеркало; 2 – осветительная призма; 3 – измерительная призма; 4 – защитное стекло; 5 –компенсатор; 6 – объектив; 7 – призма полного внутреннего отражения;
8 – пластина с перекрестием; 9 – окуляр.
Величину предельного угла α определяют по границе света и тени, совмещая ее с точкой пересечения линий. По шкале отсчитывают величину показателя преломления данного раствора.
Шкала освещается с помощью зеркала, расположенного слева от наблюдателя, и проектируется системой призм в фокальную плоскость окуляра. В этом случае в поле зрения видны одновременно граница светотени, перекрестие в окуляре и шкала с визиром. По шкале отсчитывается непосредственно показатель преломления с точностью до четвертого знака после запятой.
При необходимости поддерживать при постоянной температуре призмы рефрактометра в оправе призмы сделаны камеры, по которым может циркулировать вода, подводимая с помощью штуцеров от термостата.
ПОРЯДОК РАБОТЫ С РЕФРАКТОМЕТРОМ
Внешний вид рефрактометра ИРФ-54 представлен на рис. 3.

Рис. 3. Рефрактометр ИРФ-54.
1 – окуляр; 2 – заглушка юстировочного приспособления;
3 – маховичок компенсатора; 4 – рукоятка камеры осветительной призмы; 5 – термометр; 6 – маховичок поворота шкалы; 7 – шкала компенсатора;
8 – заслонка окна осветительной призмы; 9 – зеркало; 10 – поверхность измерительной призмы; 11 – юстировочный ключ; 12 – юстировочная пластина.
До начала измерений проверяют чистоту призм. Устанавливают нулевую точку рефрактометра с помощью дистиллированной воды или юстировочной жидкости, т.е. жидкости с известным показателем преломления. Для этого на чистую полированную поверхность измерительной призмы 10 осторожно, не касаясь призмы, наносят стеклянной палочкой или пипеткой 2-3 капли дистиллированной воды. Опускают осветительную призму 8. Поворотом зеркала 9 добиваются наилучшей освещенной шкалы. Вращают маховики 3, 6 до получения резкого, четкого, бесцветного, без дисперсии, разграничения светлого и темного полей. Проводят границу света и тени к точке пересечения линий и по шкале показателей преломления снимают отсчет (рис. 4).

Рис. 4. Граница светотени и шкала рефрактометра.
Показатель преломления дистиллированной воды при температуре 200С равен 1,3330. Если получена другая величина, то необходимо наладить прибор. Для этого отвинчивают заглушку 2 и юстировочным ключом подкручивают головку винта так, чтобы граница света и тени оказалась на точке пересечения визирных линий при значении показателя преломления 1,3330.
Измеряют показатель преломления исследуемой жидкости. Для этого приподнимают осветительную призму и поверхности призм осторожно протирают чистой мягкой салфеткой. Затем наносят 2 капли исследуемой жидкости на плоскость измерительной призмы, опускают осветительную призму, прижимают призмы друг к другу. Вращают маховики до совпадения границы света и тени с точкой пересечения визирных линий. По шкале производят отсчет показателя преломления исследуемого раствора.
Концентрацию раствора определяют по соответствующим таблицам или с помощью расчетных формул. Если в таблицах приведены показатели преломления с точностью до третьего знака, то концентрация, соответствующая значению показателя преломления, взятого с четвертым знаком после запятой, определяется интерполированием. Например, измеренный показатель преломления раствора кальция хлорида 1,3442. Ближайшие табличные значения 1,3434 и 1,3445, соответствующие концентрациям 9% и 10%. Разность табличных показателей преломления соответствует одному проценту концентрации. 1,3445 – 1,3434 = 0,0011.
Разность найденного показателя преломления и одного из табличных значений (например, для 10% раствора) 1,3445-1,3442=0,0003 соответствует x %. Отсюда:
0,0011 – 1%
0,0003 – х%
x=0,0003×10,0011=0,27%Концентрация исследуемого раствора составит: 10 – 0,27=9,73%.
Можно взять разность между табличным значением для 9% раствора и найденным показателем преломления: 1,3442 – 1,3434=0,0008.
x=0,0008×10,0011=0,73%Конечный результат получается тот же самый: 9 + 0,73=9,73%
Необходимо соблюдать меры предосторожности при обращении с призмами:
Перед определением показателя преломления призмы тщательно очищают от грязи и пыли.
Не допускается проводить измерения показателей преломления кислот и щелочей, т.к. они разъедают поверхности призм.
После проведения измерений протирают поверхности призм чистой мягкой салфеткой, смоченной дистиллированной водой или этанолом.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
Задача № 1
При анализе установлено, что концентрация раствора калия бромида 23% вместо 20%. Рассчитайте количество воды, необходимое для разбавления раствора.
Решение:x=1000×(23-20)20=150 (мл)т.е. к 1 л 23% раствора калия бромида следует добавить 150 мл воды очищенной для получения 20% раствора.

Задача № 2

При анализе установлено, что концентрация раствора калия бромида составляет 18% вместо 20%. Рассчитайте количество калия бромида, необходимое для укрепления раствора.
Решение:x=1000 ×20-18100 ×1,144-20=21,19 гт.е. для укрепления раствора к 1 л 18% раствора следует добавить 21,19 г калия бромида для получения 20% раствора.

Задача № 3
На анализ поступили растворы глюкозы 41% и 38% (стандартный раствор 40% ─ 1 л). Рассчитайте отклонения, допускаемые в концентрате; количество воды, необходимое для разбавления раствора; количество глюкозы, которое необходимо добавить для укрепления раствора.
Решение:
1) Если содержание лекарственного вещества до 20% включительно, допустимое отклонение составляет не более ± 2% от обозначенного процента; если содержание лекарственного вещества свыше 20%, то отклонение составляет не более ± 1% от обозначенного процента.
Раствор глюкозы 40%, следовательно, норма допустимого отклонения составляет ± 1%.
Составляем пропорцию:
40 % ─ 100 %
х% ─ 1 %
х = 0,4 %
Отсюда отклонение в концентрации [39,6% ÷ 40,4%].
2) Количество воды, необходимое для разбавления 41% раствора равно:
x=1000 ×(41-40)40=25 (мл)3) Количество глюкозы, которое необходимо добавить для укрепления 38% раствора равно:
x=1000×(40-38)100× 1,15-40=26,7 (г)
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Задание № 1. Определение фактора показателя преломления одного из препаратов.
Измеряют показатели преломления растворов вещества 4-5 точных концентраций. Для каждой концентрации рассчитывают значение фактора показателя преломления по формуле:
c%= n-n0FРезультаты измерений занесите в таблицу:
№ п/п С% n раствора n0 F
Рассчитывают среднее значение.
Растворы для определения фактора показателя преломления (по указанию преподавателя):
1. Магния сульфат 5, 10, 15, 20%;
2. Натрия хлорид 3, 4, 5, 6%;
3. Калия йодид 3, 4, 5, 6%;
4. Натрия гидрокарбонат 3, 4, 5, 6%;
5. Гексаметилентетрамин 3, 4, 5, 6%;
6. Натрия салицилат 2, 3, 4, 5%.

Задание № 2. Анализ концентрированных растворов.
Проведите анализ двух концентрированных растворов рефрактометрическим методом. Концентрацию рассчитайте двумя способами (используя таблицы и соответствующие формулы расчета). Рассчитайте допустимые отклонения, количество веществ для укрепления (разведения) растворов, если это необходимо. Сделайте заключение о качестве изготовленного раствора.
Результаты измерений занесите в таблицу:
Дата контроля № п/п
(он же номер анализа) № рецепта
или № ЛПУ № серии Состав ЛС или
определяемое вещество.
условное обозначение
ЛФ индивид
изготовления Результаты контроля Фамилия изготовившего
или расфасовавшего Подпись проверяющегоЗаключение
Физический
или
органолептический
контроль Качественный (+)или (-) анализ Полного химического
(опред.подл) формулы
расчета, плотность,
показатель преломления Растворы для анализа концентрированных растворов (по указанию преподавателя):
1. Метанамин (гексаметилентетрамин) 40%;
2. Натрия хлорид 10%;
3. Натрия тиосульфат 30%;
4. Натрия бензоат 5%;
5. Натрия йодид 5%;
6. Глюкозы безводной 5%.
Анализ многокомпонентных лекарственных форм
аптечного изготовления.
Анализ двухкомпонентных порошков методом рефрактометрии основан на различной растворимости ингредиентов в воде и органических растворителях (этаноле и др.). В зависимости от растворимости ингредиентов порошка возможны следующие случаи:
1. Один ингредиент растворим в воде, другой в этаноле:
Для рефрактометрического определения готовят водное и спиртовое извлечение из навесок порошка. В каждом растворе будет находиться один ингредиент. Содержание вещества, растворимого в воде, рассчитывают по формуле:
m1 = n1 - n0×P×AF1×a×100где n1 – показатель преломления водного раствора;
n0 – показатель преломления воды;
Р – средняя масса лекарственной формы (г);
А – количество растворителя (воды), взятое для приготовления раствора (мл);
а – навеска порошка, взятого для приготовления раствора (г);
F1 – фактор показателя преломления водного раствора вещества, растворимого в воде.
Содержание вещества, растворимого в этаноле, рассчитывают по формуле:
m2 = n2 - n0×P×AF2×a×100
где n2 – показатель преломления спиртового раствора;
n0 – показатель преломления этанола;
F2 – фактор показателя преломления спиртового раствора вещества, растворимого в этаноле.
Пример: Рассчитайте содержание ингредиентов лекарственной формы состава:
Бромкамфоры 0,3
Глюкозы 0,5
Если показатель преломления спиртового раствора, полученного обработкой навески порошка массой 0,25 г 2 мл 95% этанола, равен 1,3687; водного извлечения, полученного последующей обработкой 2 мл воды той же навески, равен 1,3441. Показатель преломления спирта равен 1,3634, воды – 1,3330. Фактор показателя преломления спиртового раствора бромкамфоры равен 0,001070, водного раствора глюкозы безводной – 0,00142.
Решение: В состав данной лекарственной формы входят ингредиенты, отличающиеся между собой растворимостью: бромкамфора очень мало растворима в воде, легко – в спирте; глюкоза трудно растворима в спирте, но
очень легко растворима в воде. Поэтому раствор, полученный обработкой навески порошка спиртом, содержит бромкамфору, а водой – глюкозу. Следовательно, можно рассчитать содержание бромкамфоры и глюкозы порознь по формулам.
Содержание глюкозы:
m1 = n1 - n0×P×AF1×a×100= (1,3441-1,3330)×2×0,80,00142×0,25×100=0,50028=0,5 (г)Содержание бромкамфоры:
m2 = n2 - n0×P×AF2×a×100= (1,3687-1,3634)×2×0,80,0010170×0,25×100=0,317=0,32 (г)2. Оба ингредиента растворимы в воде, один из них растворим в этаноле.
Для рефрактометрического определения готовят водный раствор навески порошка и спиртовое извлечение из такой же навески. В водном растворе будут находиться оба ингредиента, в спиртовом – один. Измеряют показатели преломления растворов и растворителей и рассчитывают содержание ингредиентов.
Содержание вещества, растворимого в воде и спирте, рассчитывают по формуле:
m1 = n1 - n0×P×AF1сп×a×100где n1 - показатель преломления спиртового раствора;
n0 – показатель преломления этанола;
F1сп – фактор показателя преломления спиртового раствора определяемого вещества.
Содержание вещества, растворимого только в воде, рассчитывают по формуле:
m2 = n2- (n0+ С1× F1в)×P×AF2в×a×100где n1 – показатель преломления водного раствора;
n0 – показатель преломления воды;
С1 – концентрация вещества, растворимого в обоих растворителях, в водном растворе, (%);
F1В – фактор показателя преломления водного раствора вещества, растворимого в обоих растворителях;
F2В – фактор показателя преломления водного раствора определяемого вещества (растворимого только в воде).
Примечание: концентрацию вещества, растворимого в обоих растворителях (С1), рассчитывают на основании ранее найденного содержания (т1):
c1 = m1×a×100P×AПример: Рефрактометрически найдено содержание метенамина в 0,6 г лекарственного препарата – 0,28 г. Для получения раствора взято 0,2 г лекарственного препарата. Таким образом, содержание метенамина в 0,2 г смеси составляет:
0,6 – 0,28
0,2 – х
х = 0,0933 (г)
0,0933 – 2 мл
х – 100 мл
х = 4,67 %
Или на практике для аналогичного расчета пользуются нижеприведенной формулой: c% = 0,28×0,2×1000,6×2=4,67 %3. Оба ингредиента растворимы в этаноле, один из них растворим в воде.
Для рефрактометрического определения готовят спиртовой раствор навески порошка и водное извлечение из такой же навески. В спиртовом растворе будут находиться оба ингредиента, в водном – один. Измеряют показатели преломления растворов и растворителей и рассчитывают содержание ингредиентов.
Содержание вещества, растворимого в воде и спирте, рассчитывают по формуле:
m1 = n1 - n0×P×AF1в×a×100где n1 – показатель преломления водного раствора;
F1В–фактор показателя преломления водного раствора определяемого вещества.
Содержание вещества, растворимого только в спирте, рассчитывают по формуле:
m2 = n2 -(n0+ С1 ×F1 cп)×P×AF2 сп×a×100
где n2 – показатель преломления спиртового раствора;
n0 – показатель преломления спирта;
С1 – концентрация вещества, растворимого в обоих растворителях, в спиртовом растворе, (%);
F1сп – фактор показателя преломления спиртового раствора вещества, растворимого в обоих растворителях;
F2сп – фактор показателя преломления спиртового раствора определяемого вещества.
Примечание: Если оба ингредиента достаточно хорошо растворяются в используемом растворителе, то используют дифференциальный метод рефрактометрии. Для этого готовят три раствора одинаковой концентрации (лекарственной формы и каждого компонента, входящего в ее состав: соответственно концентрации С1, С2, С3, которые равны между собой). Измеряют показатели преломления растворов анализируемой лекарственной смеси (n) и каждого компонента (соответственно n1 и n2). Содержание компонентов в этом случае рассчитывают по формуле:
m1 = n - n2×P(n1- n2)m2=P- m1где m1 и m2 – соответственно содержание первого и второго компонентов анализируемых порошков, г.
Пример: Рассчитайте содержание ингредиентов в лекарственной форме состава:
Метионина 0,25
Глюкозы 0,25
Если показатель преломления раствора анализируемой смеси, приготовленный растворением в 2,0 мл воды навески порошка массой 0,1 г, равен 1,3410, а показатели преломления растворов метионина и глюкозы такой же концентрации соответственно 1,3420 и 1,3400.
Решение: Содержание метионина (m1) в пересчете на массу порошка по прописи (Р) равно:
m1 = n - n2×P(n1 - n2)= 1,3410-1,3400×0,5(1,3420-1,3400)=0,25 (г)Содержание глюкозы (m2) рассчитывают по разнице между массой порошка по прописи и найденным содержанием метионина:
m2 = Р- m1=0,5-0,25=0,25 (г)
Дифференциальный метод довольно удобен в анализе двухкомпонентных порошковых смесей. Однако на практике для анализа порошков, содержащих два и более компонентов, чаще всего используют сочетание рефрактометрического и титриметрического методов.
Анализ порошков и жидких лекарственных препаратов
Анализ основывается на сочетании рефрактометрии с титриметрическими методами анализа. Этот вариант предполагает приготовление раствора анализируемого порошка в массо-объемной концентрации, определение показателя преломления полученного раствора и использованного растворителя. Затем определяют каким-либо титриметрическим методом один или более компонент (в зависимости от состава) отдавая предпочтение самому простейшему, позволяющему определять их в присутствии остальных ингредиентов без разделения. Содержание этого (этих) ингредиентов (m1) рассчитывают по формуле:
m1=V 1 ×K×T×Pa1Количественное содержание компонента, найденное рефрактометрически, рассчитывают по формуле:
m2 = n-(n0+ С1 ×F1 + C2× F2+… + Сn× Fn)×P×AF×a×100;c1 = m1×a×100P×AДля жидких лекарственных препаратов определяют показатель преломления жидкого лекарственного препарата, затем титриметрическими методами определяют содержание всех ингредиентов, кроме одного, наиболее трудно поддающегося химическому анализу, содержание которого находят по формуле:
C% = n-(n0+ С1 ×F1 + C2× F2+… + Сn× Fn)Fили
m= n-(n0+ С1 ×F1 + C2× F2+… + Сn× Fn)×PF×100,где С1, С2, Сn – концентрации веществ (%), найденных титриметрическими методами;
F1, F2, Fn – факторы показателей преломления растворов веществ, определяемых титриметрическими методами;
F – фактор показателя преломления вещества, определяемого рефрактометрическим методом.
Пример: Рассчитайте содержание ингредиентов лекарственной формы состава:
Кислоты аскорбиновой 0,1
Глюкозы 0,5
если на титрование кислоты аскорбиновой в навеске массой 0,05 г (а1) (М=176,13 г/моль) израсходовано 4,25 мл 0,1 моль/л раствора натрия гидроксида (К=1,01), а показатель преломления раствора, полученного растворением в 2,0 мл воды навески массой 0,3 г (а2) равен 1,3544. Фактор показателя преломления раствора кислоты аскорбиновой (F1) равен 0,00160; безводной глюкозы (F2) – 0,00142. Показатель преломления воды равен 1,3330.
Решение. По результатам титрования необходимо рассчитать содержание кислоты аскорбиновой (m1) в пересчете на массу порошка по прописи (Р). Фактор эквивалентности кислоты аскорбиновой в методе нейтрализации равен 1. Титр натрия гидроксида по кислоте аскорбиновой:
Т=СNaOH ×Mэкв100= 0,1×176,131000=0,00176 (гмл)m1=V1×K×T×Pa1= 4,25×1,01×0,00176×0,60,05=0,09066=0,091 (г)Затем рассчитывают концентрацию кислоты аскорбиновой (С1) в приготовленном для рефрактометрии растворе по формуле:
С1=m1×a2×100P×A= 0,3×0,091×1000,6×2=2,275 (г)
Содержание глюкозы (m2), в пересчете на массу порошка по прописи равно:
m2 = n-(n0+ С1 ×F1 )×P×AF2×a2×100== 1,3544-1,3330+0,0016×2,275×0,6×20,00142×0,3×100=0,50028 (г)ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Задание № 1
Rp: Solutionis Natrii bromidi 3% - 100 ml
D.S. По 1 ст. л. 3 раза в день.
При анализе раствора рефрактометрическим методом было установлено, что показатель преломления равен 1,3370. Определите, правильно ли приготовлен раствор?
Задание № 2
Установите, правильно ли приготовлен концентрированный раствор магния сульфата 10%, если показатель преломления раствора равен 1,3428.
Задание № 3
Проведите анализ двухкомпонентного порошка, у которого один ингредиент растворим в воде, другой в этаноле.
Две навески порошка по 0,2 г помещают в сухие пробирки, одну навеску взбалтывают с 2 мл воды, другую – с 2 мл 96% этанола, фильтруют и определяют показатели преломления водного и спиртового фильтратов.

Камфоры 0,2
Глюкозы 0,3 Фактор показателя преломления
Водный раствор Спиртовой раствор
---
0,00129 0,001035
---

Методика определения лекарственного препарата
Кальция хлорид: 2 мл лекарственного препарата помещают в колбу, прибавляют 5 мл аммиачного буферного раствора, 0,01 г хромового темно-синего и титруют раствором трилона Б (0,01 моль/л) до сине-фиолетового окрашивания.
Глюкоза: определяют показатель преломления лекарственного препарата.
Содержание глюкозы рассчитывают по формуле:
mглюкозы=n -n0 + C% CaCl2×PF ×100
Задание № 4
Проведите анализ двухкомпонентного порошка, у которого оба ингредиента растворимы в воде, один из них растворим в этаноле.
Навеску порошка 0,2 г помещают в сухую пробирку, растворяют в 2 мл воды (отмеривают пипеткой), определяют показатель преломления раствора. Навеску порошка 0,2 г помещают в сухую пробирку, взбалтывают с 2 мл 96% этанола (отмеривают пипеткой), фильтруют и определяют показатель преломления фильтрата.
№ п/п
Состав лекарственного
препарата Фактор показателя преломления
водный раствор спиртовой раствор
1 Гексаметилентетрамина 0,3
Натрия гидрокарбоната 0,3 0,00166
0,00125 0,00150
---
2 Натрия гидрокарбоната 0,3
Натрия салицилата 0,3 0,00125
0,00208 ---
0,00184
Методика определения лекарственного препарата
Аскорбиновая кислота: 0,1 г порошка растворяют в 2 мл воды, прибавляют
2-3 капли фенолфталеина и титруют раствором натрия гидроксида 0,1 моль/л до
розового окрашивания.
Глюкоза: навеску порошка 0,1 г помещают в сухую пробирку, растворяют
в 2 мл воды, определяют показатель преломления раствора.
Содержание глюкозы рассчитывают по формуле:
mглюкозы=n -n0 + C% АК×FАК×А×PF ×a×100Задание № 5
Проведите анализ двухкомпонентного порошка, у которого оба ингредиента растворимы в этаноле, один из них растворим в воде.
Навеску порошка 0,2 г помещают в сухую пробирку, растворяют в 2 мл 96% этанола, определяют показатель преломления раствора. Навеску порошка 0,2 г помещают в сухую пробирку, взбалтывают с 2 мл воды, фильтруют и определяют показатель преломления фильтрата.
№ п/п
Состав лекарственного
препарата Фактор показателя преломления
водный раствор спиртовой раствор
1 Бромкамфоры 0,25
Натрия салицилата 0,3 ---
0,00125 0,00115
0,00184
2 Камфоры 0,2
Гексаметилентетрамина 0,2 ---
0,00166 0,00104
0,00150
3 Кислоты ацетилсалициловой 0,25
Кофеина натрия бензоата 0,3 ---
0,00192 0,00140
0,00168

Задание № 6
Проведите анализ порошков и жидких лекарственных препаратов.
Определяют показатель преломления жидкого лекарственного препарата или раствора навески порошка, затем титриметрическими методами определяют содержание всех ингредиентов, кроме одного, наиболее трудно поддающегося химическому анализу.
№ п/п
Состав
лекарственного
препарата Метод
титриметрического
определения Фактор показателя
преломления
1 Раствора глюкозы 5% - 100 мл
Кальция хлорида 0,25 ---
Комплексонометрия 0,00142
0,00120
2 Кислоты аскорбиновой 0,1
Глюкозы 0,3 Алкалиметрия
--- 0,00160
0,00142
Контрольные вопросы и задачи
Общая характеристика рефрактометрического метода анализа.
Применение рефрактометрии для идентификации лекарственных средств, для количественного анализа концентрированных растворов и лекарственных препаратов. Достоинства и недостатки метода.
Показатель преломления раствора, факторы, влияющие на его величину.
Фактор показателя преломления, способ его определения.
Способы расчета концентрации раствора при рефрактометрическом методе анализа. Способы расчета содержания ингредиентов в лекарственных препаратах аптечного изготовления (микстуры, порошки).
Решите задачи:
6.1. При температуре 250С показатель преломления раствора равен 1,3372, фактор показателя преломления 0,0016. Рассчитайте концентрацию раствора.
6.2. На анализ поступили растворы гексаметилентетрамина 41% и 37% (стандартный раствор 40% - 1л). Рассчитайте отклонения, допускаемые в концентрате, количество воды, необходимое для разбавления раствора, количество гексамметилентетрамина, которое необходимо добавить для укрепления раствора (ρ=1,0421г/см3).
6.3. Рассчитайте концентрацию раствора кальция хлорида, пользуясь рефрактометрической таблицей, если показатель преломления раствора равен 1,3453. Табличные данные: n=1,3445-10%; n=1,3457-11,0%.
6.4. Для определения фактора прироста показателя преломления (F) раствора глюкозы (безводной) приготовлены растворы с концентрацией: 1%, 3%, 5%, 10%. Показатели преломления растворов соответственно равны 1,3344, 1,3373, 1,3401, 1,3472. Рассчитайте фактор показателя преломления.
6.5. Кордиамин и растворы глюкозы для инъекций, согласно НД, количественно определяют методом рефрактометрии. Рассчитывают содержание лекарственного вещества в г в 1 мл раствора. Приведите общую формулу расчета и сделайте заключение о качестве изготовления 5% раствора глюкозы, если n раствора равен 1,3403,F глюкозы безводной – 0,00142, а содержание глюкозы в 1 мл должно быть от 0,0485 до 0,0515.
6.6. Раствора глюкозы 5% - 200,0 мл
Метенамина (гексаметилентетрамина) 4,0
При анализе препарата определили, что содержание метенамина (гексаметилентетрамина) составляет 4,2 г, n раствора – 1,3405, n воды – 1,3330.
Рассчитайте содержание глюкозы в препарате, если F глюкозы безводной – 0,00142, F метенамина (гексаметилентетрамина) – 0,00166.
6.7. Раствора глюкозы 5% - 200,0 мл
Кальция хлорида 3,0
Показатель преломления раствора составляет 1,3416, n воды – 1,3330. Комплексонометрическим методом определено, что содержание кальция хлорида составляет 3,05 г. Рассчитайте содержание глюкозы, если F глюкозы безводной
0,00142, а F кальция хлорида 0,00120.
6.8. Рассчитайте содержание глюкозы (в граммах) в лекарственной форме:
Димедрола 0,25
Раствора глюкозы 25% - 200,0
если показатель преломления анализируемого раствора – 1,3698. На титрование димедрола в 2,0 мл лекарственной формы израсходовано 0,45 мл 0,02 моль/л раствора натрия гидроксида (К=0,99). Факторы показателей преломления безводной глюкозы 0,00142, димедрола 0,00215. М (димедрола) = 291,82 г/моль.
6.9. Рассчитайте содержание ингредиентов в лекарственной форме состава:
Димедрола 0,005
Глюкозы 0,1
если показатели преломления растворов смеси, димедрола и глюкозы, приготовленные растворением в 2,0 мл воды навесок массой 0,2 г, равны соответственно 1,3475; 1,3532; 1,3472.




МАТЕРИАЛЬНОЕ ОСНАЩЕНИЕ
Медикаменты
Растворы для определения фактора показателя преломления:
5%, 10%, 15%, 20% раствор магния сульфата;
3%, 4%, 5%, 6% раствор натрия хлорида;
3%, 4%, 5%, 6% раствор калия йодида;
3%, 4%, 5%, 6% раствор натрия гидрокарбоната;
3%, 4%, 5%, 6 % раствор гексаметилентетрамина;
2%, 3%, 4%, 5 % раствор натрия салицилата.

Растворы для определения концентрации вещества
40% раствор гексаметилентетрамина;
10% раствор натрия хлорида;
30% раствор натрия тиосульфата;
5% раствор натрия бензоата;
5% раствор натрия йодида;
5% раствор глюкозы безводной.

Порошки
Камфоры 0,2 Кислоты ацетилсалициловой 0,25
Глюкозы 0,3 Кофеина-бензоата натрия 0,3

Гексаметилентетрамина 0,3 Раствора глюкозы 5% - 100 мл.
Натрия гидрокарбоната 0,3 Кальция хлорида 0,25

Натрия гидрокарбоната 0,3 Кислоты аскорбиновой 0,1
Натрия салицилата 0,3 Глюкозы 0,3

Бромкамфоры 0,25 Камфоры 0,2
Натрия салицилата 0,3 Гексаметилентетрамина 0,2

Титрованные растворы
0,1 моль/л натрия гидроксида
0,01 моль/л трилона Б
Индикаторы
Фенолфталеин
Хромовый темно-синий

Растворители
Этанол 96%, вода очищенная, аммиачный буферный раствор
Оборудование
Рефрактометры, рефрактометрические таблицы, лабораторная посуда
Библиография
Арзамасцев А.П. Фармакопейный анализ – М.: Медицина, 2001.
Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 частях. Часть 1. Общая фармацевтическая химия: Учеб. для фармац. ин-тов и фак. мед. ин-тов. — М.: Высш. шк., 2003. – 432 с.
Глущенко Н. Н. Фармацевтическая химия: Учебник для студ. сред. проф. учеб. заведений / Н. Н. Глущенко, Т. В. Плетенева, В. А. Попков. Под ред. Т. В. Плетеневой. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 384 с.
Контроль качества лекарственных средств, изготовляемых в аптеках. Рефрактометрия в анализе лекарственныхсредств аптечного изготовления. Учебно - методическое пособие для студентов фармацевтического факультета ГОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия» - Нижний Новгород, 2008 г. – 19 с.
Фармацевтическая химия: Учеб. пособие / Под ред. Л.П.Арзамасцева. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. – 640 с.


Приложенные файлы

  • docx file1114
    Методические рекомендации для студентов и преподавателей отделения специальности «Фармация» по теме "Рефрактометрия в анализе лекарственных средств аптечного изготовления"
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 8