Расчет количественного содержания лекарственного вещества

3 Расчет количественного содержания лекарственных веществ в титриметрических методах анализа.

Для расчета количественного содержания веществ используется несколько формул в зависимости от вида титрования (прямое, обратное и заместительное).

При прямом и заместительном титровании для определения концентрации вещества (С) в процентах пользуются формулой:

V – количество титрованного раствора, израсходованного на титрование определяемого веществ (мл);

Tc – титр соответствия (г/мл);

K – поправочный коэффициент титранта;

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

В случае проведения контрольного опыта при прямом титровании концентрацию вещества определяют по формуле:

Vк.o – объем контрольного опыта

При обратном титровании используют два титранта, один из которых берется в избытке. Расчет выполняют по формуле:

V₁ – объем титранта, прибавленного в избытке;

V₂ – объем второго титрованного раствора, израсходованного на титрование избытка первого;

К₁ и К₂ – поправочные коэффициенты первого и второго титранта соответственно.

В ряде случаев при выполнении обратного титрования проводят контрольный опыт. Концентрацию определяемого вещества при этом вычисляют по формуле:

Vк.o – объем контрольного опыта;

V – объем титранта, израсходованный на титрование анализируемого лекарственного вещества;

К– поправочный коэффициент второго титранта.

В случае разведения навески, взятой для анализа, концентрацию вещества в процентах можно вычислить, используя формулы:

Vм.к – объем разведенного раствора (объем мерной колбы);

Vn – объем взятый для анализа из разведенного раствора (объем пипетки).

В практике фармацевтического анализа очень часто встречается задача расчета предварительного объема (Vпр) титранта, который будет затрачен на титрование определенной навески препарата. Формулу для расчета Vпр получают из формул (8 -14) математически их преобразуя. Например, из формулы (8) получаем формулу:

Рассчитайте количественное содержание кальция хлорида, если 0,8241 г навески препарата помещают в мерную колбу на 100 мл и доводят водой до метки. На анализ взяли 25 мл полученного разведения, израсходовано на титрование 19,2 мл 0,05моль/л раствора трилона Б с К = 0,9931.

1 мл 0,05моль/л раствора трилона Б соответствует 0,01095 г кальция хлорида.

Из условий задачи следует, что это прямое комплексонометрическое титрование с разведением. Следовательно, для расчетов используем формулу (12):

С = 19,2*0,01095*0,9931*100*100 = 101,34%

Рассчитайте количественное содержание лекарственной формы: раствор фенола 2% -200 мл, если на титрование 1 мл навески (разведение 10:100) методом обратной броматометрии израсходовано 1,30 мл 0,1моль/л раствора тиосульфата натрия с К = 1,00. На проведение контрольного опыта израсходовано 2,60 мл титранта 0,1 моль/л раствора натрия тиосульфата.

1 мл 0,1 моль/л калия бромата соответствует 0,001568 г фенола.

Из условий задачи следует, что это обратное титрование с разведением и с контрольным опытом. Следовательно, для расчетов используем формулу (13):

С = (2,60-1,30)*1*0,001568*100*100 = 2,04%

Рассчитайте предварительный объем титранта 0,1 моль/л р-ра натрия тиосульфата при количественном определении (экспресс-анализ) лекарственной формы: р-р глюкозы 10% -150 мл методом обратной йодометрии, если навеска лекарственной формы равна 1 мл (разведение 1:10).Объем контрольного опыта равен 1,91 мл, поправочный коэффициент 1,0112.

1 мл 0,1 моль/л раствора йода соответствует 0,0090 г глюкозы.

Из условий задачи следует, что это обратное титрование с разведением и с контрольным опытом. Следовательно, формулу для расчета Vпр получают из формулы (13) математически ее преобразуя:

V = 1,95 __ ___10* 1*1_______ = 0,85 мл

Источник

Анализ лекарственных смесей в условиях аптек

» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>

АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СМЕСЕЙ В УСЛОВИЯХ АПТЕК

Определение подлинности веществ в лекарственных смесях
Количественное определение лекарственных веществ в смесях
Анализ смесей лекарственных веществ без разделения компонентов
- Определение галогенидов при совместном их присутствии
- Анализ смесей, содержащих вещества с различными кислотно-основными и окислительно-восстановительными свойствами
  - Определение ингредиентов смесей с различными кислотно-основными свойствами.
  - Определение смесей кислот и смесей оснований
- Определение смесей солей, образованных сильными основаниями и слабыми кислотами
Анализ лекарственных смесей с разделением на компоненты
- Разделение смесей веществ, близких по растворимости, но различающихся по кислотно-основным свойствам
- Разделение лекарственных веществ в мягких лекарственных формах

Лекарственная форма — сложная динамическая система. В ее состав входят лекарственные вещества, различающиеся химическим строением. Разнообразие химических и физических свойств лекарственных веществ позволяет, с одной стороны, использовать для их определения многочисленные реакции на катионы и анионы, на определенные функциональные группы и элементы структуры. С другой стороны, взаимовлияние функциональных групп лекарственных веществ при анализе их в смесях (без разделения) бывает значительным вследствие побочных или индуцированных реакций. Иногда анализ затрудняется тем, что лекарственное вещество в смеси содержится в малом количестве, в связи с чем для его определения невозможно применить общепринятые (например, титриметрические) методы.

Поэтому при исследовании многокомпонентной смеси необходимо всесторонне учитывать физические и химические свойства всех входящих в нее (а не только анализируемых) ингредиентов. В этой связи различают 2 методологических подхода к анализу ингредиентов многокомпонентных лекарственных смесей:

1) если лекарственные вещества, входящие в состав смеси, характеризуются сходными физическими и химическими свойствами (кислотно-основными, окислительно-восстановительными и др.), необходимо разделение смеси на составляющие компоненты в нейтральной, кислой или щелочной среде (классический аналитический метод):

2) если лекарственные вещества, входящие в состав смеси, не обладают близкими физическими и химическими свойствами, возможен их анализ без разделения смеси на составляющие компоненты.

Для разделения смесей на отдельные компоненты используют несколько принципиальных схем, в основе которых лежат различия в кислотно-основных свойствах веществ, а также их растворимости в воде и органических растворителях.

Анализ лекарственных смесей без разделения составляющих их ингредиентов предпочтительнее, поскольку при этом сокращаются потери анализируемых веществ, уменьшаются число операций, время анализа и расход реагентов.

В связи с тем, что номенклатура фармацевтических препаратов чрезвычайно многообразна и постоянно пополняется новыми лекарственными веществами, при разработке схемы анализа и ее практическом выполнении необходимо всесторонне учитывать особенности поведения каждого ингредиента данной прописи.

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В СМЕСЯХ

В экспресс-анализе для количественного определения ингредиентов смесей применяются титриметрические и физико-химические методы.

Из титриметрических методов для указанных целей применяется большинство известных способов титрования (см, табл. 1). Из физико-химических методов наиболее часто используется рефрактометрия, реже – спектрофотометрия в УФ- и видимой областях.

Несмотря на большое разнообразие в химическом строении лекарственных веществ, многие соединения, имеющие одинаковые функциональные группы или элементы структуры, можно определить одними и теми же методами.

При количественном анализе нужно не только выбрать наиболее точный и удобный метод, исходя из индивидуальных свойств анализируемого вещества, но и учесть вид лекарственной формы, установить, позволят ли сопутствующие ингредиенты обеспечить необходимую точность, учесть реакцию среды, наличие электролитов, веществ, анализируемых аналогично, и т.д. Поэтому знание альтернативных вариантов определения различными титриметрическими методами, особенностей взаимодействия индикаторов, титрованных растворов при анализе смесей приобретает особое значение.

При анализе многокомпонентных лекарственных форм используют различные варианты титрования: прямое, обратное, заместительное, с контрольным опытом и др. (табл. 73).

Для самостоятельного составления схемы количественного анализа, а также в целях обеспечения точности определения и экономного расходования реактивов провизору-аналитику нужно уметь производить предварительные расчеты массы (объема) лекарственной формы, необходимой для анализа, величины разведения, среднего ориентировочного титра, коэффициентов пересчета, теоретического объема титранта, оценивать результаты анализа и делать выводы.

Способы расчета концентраций определяемого ингредиента зависят от вида лекарственной формы, величин эквивалентов (особенно при определении по разности) и т.д.

Если при титровании разными методами эквиваленты анализируемых веществ меняются, важно правильно рассчитать количества титрантов (пропись 16).

Раствора кислоты хлористоводородной ¡%

Кислоты аскорбиновой 1,0.

Вначале определяют сумму кислот титрованием 0,1 н. раствора натрия гидроксида, При этом значение величины z при расчете молярной массы эквивалента М (1/z.) для каждого вещества равно 1:

Количество натрия гидроксида эквивалентно сумме кислот хлористоводородной и аскорбиновой. Далее для определения кислоты аскорбиновой полученный аскорбинат натрия титруют 0,1 н. раствором йода:

При титровании кислоты аскорбиновой 0,1 н. раствором йода значение величины z при расчете М (1/z) равно 2, а это означает, что на одну и ту же аликвотную долю смеси будет расходоваться 0,1 н, раствора йода в 2 раза больше, чем 0,1 н. раствора натрия гидроксида. Поэтому при расчете количества раствора, пошедшего на титрование кислоты хлористоводородной, из общего обьема 0,1 н. раствора гидроксида натрия следует вычесть 1/2 объема 0,1 н. раствора йода, израсходованного на титрование кислоты аскорбиновой:

Содержание в лекарственных смесях веществ, близких по химическому строению и свойствам (соли галогеноводородных кислот, сульфаниламиды и др.), затрудняет их раздельное определение общепринятыми титриметрическими методами.

Как исключение в подобных случаях допускается применять средний ориентировочный титр (СОТ) для определения суммы веществ. СОТ

это масса смеси определяемых веществ в граммах, соответствующая 1 мл титранта. Его величина зависит от значений титриметрических факторов пересчета ингредиентов смеси и соотношения этих веществ в лекарственной смеси.

Существует несколько способов расчета СОТ:

где С_1, С₂ …С,, “ концентрации веществ, входящих в лекарственную смесь;

Т₁, Т₂ … Т_п – титриметрические факторы пересчета (титры по определяемому веществу) веществ.

При более точных определениях, а также при расчете СОТ для лекарственных смесей по авторским прописям:

Где C_N — концентрация титрованного раствора, используемого для титрования суммы ингредиентов.

С учетом прописанной массы ингредиентов:

где T₁ — титр по определяемому веществу 1-го ингредиента;

Т₂ — титр по определяемому веществу 2-го ингредиента;

а – прописанная масса 1-го ингредиента, г;

b – прописанная масса 2-го ингредиента, г.

С учетом различных количеств ингредиентов:

обозначения – см. выше.

Использование в расчетах среднего ориентировочного титра рассматривается на примере раствора Рингера (пропись 17).

Натрия хлорида 0,9

Калия хлорида 0,02

Кальция хлорида 0,02

Натрия гидрокарбоната 0, 02

Воды для инъекций до 100,0 мл.

Натрия и калия хлориды раздельно определить в данной прописи методиками, принятыми в экспресс-анализе, невозможно (кальция хлорид определяют комплексиметрически). Сумму хлоридов натрия и калия рассчитывают по формуле:

где V_AgNO3 – объем 0.1 и. раствора серебра нитрата, пошедший на титрование суммы хлоридов натрия, калия и кальция;

V_ТрБ — объем трилона Б, пошедший на титрование кальция хлорида: COT _{AgNO3/NaC1+КСl} — средний ориентировочный титр при титровании натрия и калия хлоридов 0,1 н. раствором серебра нитрата.

Значение СОТ 0,1 н. раствора серебра нитрата для суммы натрия и калия хлоридов рассчитывают следующим образом:

Некоторые лекарственные вещества представляют собой комплексные соединения, состоящие из 2 веществ (кофеин-бензоат натрия, эуфиллин, темисал и др,). Такие соединения в лекарственных смесях можно определять по входящим в них компонентам, содержание которых, согласно требованиям ГФ и других НД, должно быть в строго определенных пределах. Например, кофеин-бензоат натрия в экспресс-анализе чаще анализируют по бензоату натрия, которого в препарате должно быть 58—62%, Если пользоваться титром 0,01441 г/мл, исходя из М натрия бензоата (144,1 г/моль) и титрантом – 0,1 н. раствором кислоты хлороводородной, то в результате получим содержание натрия бензоата в лекарственной форме. Для пересчета на кофеин-бензоат натрия полученный результат нужно дополнительно поделить на фактическое содержание (массовую долю) натрия бензоата в кофеин-бензоате натрия.

Чтобы не делать громоздких расчетов, можно использовать так называемый условный тигр, пересчитанный на препарат. Для кофеин-бензоата натрия его определяют по формуле:

где а – содержание натрия бензоата в данном образце кофеинабензоата натрия, в %;

0,01441 – масса натрия бензоата, в г, соответствующая 1 мл 0,1 н. раствора кислоты хлороводородной.

Величина Т_усл может значительно колебаться.

При содержании в кофеин-бензоате натрия 58% натрия бензоата Т = 0,02484, а при 62% — Т_усл – 0,02324. Поэтому для определения Т_усл необходимо знать содержание натрия бензоата в препарате.

Если таких данных нет, расчет следует вести по среднему пределу содержания данного компонента в препарате. Так, при титровании 0,1 н. раствором кислоты хлороводородной эуфиллина по этилендиамину (содержание которого в комплексе находится в пределах 14—18%) Т_усл равен:

где 0,003005 – масса этилендиамина, в г, соответствующая I мл 0,1 н. раствора кислоты хлороводородной.

Коэффициент пересчета. При анализе комплексных соединений, состоящих из 2 веществ, чаще пользуются коэффициентом пересчета на определяемое вещество. Коэффициент пересчета – частное от деления массы (или 100%) всего комплексного соединения на массу (или массовую долю) определяемого вещества, являющегося компонентом комплекса. Например, если определять эуфиллин титрованием по теофиллину (содержание в препарате — 80— 85%), го коэффициент пересчета составит 1,212 (100 : 82,5). При расчете количественного содержания эуфиллина в лекарственной смеси полученный результат нужно умножить на данный коэффициент, а при количественном определении препарата по этилендиамину коэффициент пересчета на эуфиллин (при содержании этилендиамина 16%) составит 6,25 (100 : 16).

Анализ смесей лекарственных веществ без разделения компонентов

Если в состав смеси входят лекарственные вещества, близкие по химическим свойствам или растворимости, их можно анализировать без предварительного разделения, используя различные дополнительные приемы.

В случае анализа жидких лекарственных форм, содержащих соли неорганических соединений, протекают реакции гидролиза, мешающие кислотно-основному титрованию других компонентов смеси.

Для получения точных результатов соль неорганической природы удаляют из реакционной среды путем осаждения. Этот прием лежит в основе количественного определения кислоты борной в сочетании с пинка сульфатом (пропись 18).

Раствора цинка сульфата 0,25% – ¡0,0 мл

Кислоты борной 0,2.

Для количественного определения цинка сульфата используют метод комплексонометрии. Ионы Zn 2+ с комплексоном – трилоном Б — образуют 3 хелатных цикла:

Кислоту борную определяют методом алкалиметрии. Однако в результате гидролиза цинка сульфата реакция среды становится кислой, что мешает определению кислоты борной. Поэтому цинка сульфат предварительно осаждают калия гексацианоферратом (II):

Затем кислоту борную титруют 0,1 н. раствором натрия гидроксида в присутствии глицерина (химизм — см. пропись 25).

Цинка сульфат. К I мл раствора прибавляют 5 мл раствора аммиачного буферного раствора, 0,02 г индикаторной смеси кислотного хром-черного специального и титруют 0,01 М раствором трилона Б до синего окрашивания.

Параллельно проводят контрольный опыт.

1 мл 0,01 М раствора трилона Б соответствует 0,002876 г ZnSО₄.

Кислота борная. К 0,5 мл раствора прибавляют 2 мл свежепроки- пяченной охлажденной воды, 8 капель раствора калия гексанианоферрата (II), 5

6 мл нейтрализованного по фенолфталеину глицерина и титруют 0,1 н. раствором натрия гидроксида до розового окрашивания.

1 мл 0,1 н. раствора натрия гидроксида соответствует 0,006183 г Н₃ВО₃

Пропись 15 содержит лекарственные вещества, проявляющие восстановительные свойства (аскорбиновая кислота — 0,1 г. глюкоза — 0,5 г), определяемые титрованием стандартным раствором йода. Однако изменение pH среды делает возможным их последовательное определение в одной навеске.

Кислота аскорбиновая как более сильный восстановитель окисляется йодом в нейтральной среде до кислоты дегидроаскорби новой.

Оттитрованную жидкость используют для дальнейшего определения глюкозы методом обратной йодометрии. В полученный раствор добавляют щелочь и избыток стандартного раствора йода:

Образовавшийся натрия гипойодит окисляет глюкозу до натриевой соли кислоты глюконовой:

После добавления избытка раствора кислоты серной выделяется йод.

Следует учесть, что в данной реакции участвуют и йодид-ионы, полученные ранее при окислении кислоты аскорбиновой в эквивалентном ей количестве. Это обстоятельство находит отражение в формуле последующего расчета содержания глюкозы.

Выделившийся йод оттитровывают стандартным раствором натрия тиосульфата:

Методика. Кислота аскорбиновая. Растворяют 0,2 г порошка в 3—5 мл воды и титруют 0,1 н. раствором йода до появления неисчезающего желтого окрашивания (раствор сохраняют для дальнейшего определения глюкозы).

1 мл 0,1 н. раствора йода соответствует 0,008806 г кислоты аскорбиновой.

где 0,6 – масса одного порошка по прописи, г;

0,2 — навеска порошка, г.

Глюкоза. Оттитрованную жидкость количественно переносят в мерную колбу емкостью 25 мл, обмывая колбу для титрования водой. Объем доводят водой до метки и перемешивают. В склянку с притертой пробкой вносят 5 мл полученного раствора, 10 мл 0,1 н. раствора йода, 10 капель раствора натрия гидроксида. Склянку закрывают пробкой, перемешивают и ставят в темное место. Через 5 мин прибавляют 5 мл кислоты серной разведенной и выделившийся йод титруют 0,1 н. раствором натрия тиосульфата до исчезновения синего окрашивания (индикатор – крахмал).

где 10 — объем 0,1 н. раствора йода, взятого в избытке, мл;

V_Na2S2O3 – объем 0,1 и. раствора натрия тиосульфата, пошедшего на титрование избытка раствора йода, мл;

5 _* V_l2 / 25 – объем 0,1 н. раствора йода, пошедшего на титрование кислоты аскорбиновой с учетом разбавления, мл;

T_l2 /глюкоза — титр 0,1 н. раствора йода по глюкозе, равный 0,009909 г/мл;

25 – объем мерной колбы, мл;

5 — объем аликвотной доли, мл.

Определение смесей солей, образованных сильными основаниями и слабыми кислотами

Соли сильных оснований и слабых кислот в результате гидролиза имеют в водных растворах щелочную реакцию среды. Это позволяет определять их количественно титрованием стандартными растворами кислот.

Для выбора индикатора также необходимо учитывать pH раствора в точках эквивалентности

Примером смеси солей сильных оснований и слабых кислот является пропись Т1.

Натрия бензоата по 4,0

Настоя травы термопсиса из 0,6 — 200,0 мл.

Для экспресс-анализа обычно берут навеску, содержащую по 0,1 — 0,15 г натрия гидрокарбоната и натрия бензоата и растворяют в 5— 10 мл воды. В 5 мл данной жидкой лекарственной формы содержание лекарственных веществ находится в указанных пределах.

Титрование ингредиентов стандартным раствором кислоты хлороводородной осуществляется согласно уравнениям реакций:

Несмотря на то, что отношение константы ионизации кислоты бензойной (К_а – 6,35 _* 10 -5 ) к константе ионизации кислоты угольной (К_а – 4,2 _* 10 -7 ) меньше чем 10 -4 , ступенчатое титрование данной смеси тем не менее возможно благодаря тому, что кислота угольная удаляется из смеси в процессе титрования, разлагаясь с выделением СО₂.

Значение pH в 1-й точке эквивалентности составляет:

Поэтому при определении натрия гидрокарбоната используют в качестве индикатора метиловый красный (интервал перехода окраски при pH 4,2-6,3; см. рисунок).

Для определения значения pH раствора кислоты бензойной, соответствующей 2-й точке эквивалентности, необходимо рассчитать теоретический расход титранта (объем аликвотной части микстуры — 5 мл):

Теоретическим объем 0,1 и. раствора кислоты хлороводородной,
эквивалентный количеству натрия гидрокарбоната в 5 мл микстуры:

Общий объем раствора после титрования будет равен 23,85 мл (6,95 + 11,9 + 5,0).

Молярную концентрацию кислоты бензойной в полученном растворе рассчитывают следующим образом:

Накопление в растворе кислоты бензойной приводит к изменению цвета индикатора раньше достижения точки эквивалентности. Поэтому в реакционную среду добавляют эфир, в который экстрагируется кислота бензойная.

В качестве индикатора используют метиловый оранжевый, интервал изменения окраски которого наиболее близок для определения кислоты бензойной (pH 3,0 — 4,4). Следует также учесть, что метиловый оранжевый не растворяется в эфире (в отличие от метилового красного) и удобен для фиксирования точки эквивалентности реакции, протекающей в водной фазе.

Методика. Натрия гидрокарбонат. 5 мл микстуры помешают в склянку с притертой пробкой, прибавляют 2 капли раствора метилового красного и титруют 0,1 н. раствором кислоты хлороводородной до ярко-розового окрашивания (V,).

1 мл 0,1 н, раствора кислоты хлороводородной соответствует 0,0084 г NaHCO₃

Натрия бензоат. К оттитрованному раствору прибавляют 10-15 мл эфира, 2 капли раствора метилового оранжевого и титруют 0,1 н. раствором кислоты хлороводородной при энергичном взбалтывании до ярко-розового окрашивания водного слоя (V₂).

1 мл 0,1 н. раствора кислоты хлороводородной соответствует 0,01441 г С₇Н₅NаО₂ (натрия бензоата).

Источник