Ćwiczenie 4 Oznaczanie związków nieorganicznych w preparatach farmaceutycznych z wykorzystaniem metod wagowych wg Farmakopei Polskiej.

Transkrypt

1 o Ćwiczenie 4 Oznaczanie związków nieorganicznych w preparatach farmaceutycznych z wykorzystaniem metod wagowych wg Farmakopei Polskiej. Literatura 1. Farmakopea Polska VII-X ( ) 2. Minczewski J., Marczenko Z., Chemia analityczna. T.2. Chemiczne metody analizy ilościowej. Wyd. 10. PWN, Warszawa Szmal Z.S., Lipiec T., Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, Wyd. VII poprawione i unowocześnione, PZWL, Warszawa Persona A.(red.) Chemia analityczna. Wyd. Medyk, Warszawa, Skrypt do ćwiczeń z chemii ogólnej, nieorganicznej i analitycznej, pod redakcją E. Skrzydlewskiej, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku, Białystok Galus Z., Ćwiczenia rachunkowe z chemii analitycznej. Wyd. 9. WNT, Warszawa 2007 Cel ćwiczenia: zapoznanie się z zasadami wagowego oznaczania zawartości wybranych związków będących składnikami preparatów farmaceutycznych wg Farmakopei Polskiej. Ilościowe oznaczenie siarczanu (VI) potasu i chlorku potasu w otrzymanym do analizy preparacie farmaceutycznym. Zakres materiału obowiązującego na ćwiczenie: Znajomość podstawowych informacji dotyczących Farmakopei Polskiej oraz zasad wagowego oznaczania zawartości wybranych związków będących składnikami preparatów farmaceutycznych wg Farmakopei Polskiej; podstawowe zagadnienia z analizy wagowej, znajomość obliczeń chemicznych iloczyn rozpuszczalności i analiza wagowa. Zagadnienia z wykładów poprzedzających ćwiczenie. Podstawowe zagadnienia z zakresu analizy miareczkowej. I. Część wprowadzająca Farmakopea (FP) to urzędowy spis substancji leczniczych dopuszczonych w danym kraju (lub na danym terenie) do obrotu oraz spis surowców służących do ręcznego sporządzenia niektórych z tych leków w aptece (tzw. leków recepturowych). Farmakopea określa ponadto podstawowe wymagania jakościowe oraz metody badań produktów leczniczych i ich opakowań oraz surowców farmaceutycznych. Zasady stosowania w Polsce wymagań farmakopealnych określone są w art. 25 ustawy z dnia 6 września 2001 r. Prawo farmaceutyczne (t.j. Dz. U. z 2008 r. nr 45, poz. 271 ze zm.). Tekst farmakopei ulega okresowym rewizjom, związanym ze zmieniającym się asortymentem stosowanych produktów leczniczych oraz zmianami w zakresie wymagań jakościowych dla leków, a także z nowymi możliwościami technicznymi realizacji tych wymagań. Pierwszy zbiór wymagań jakościowych dla stosowanych specyfików, uznany jako pierwsza Farmakopea Polska (Pharm. Regni pol.), ukazał się na terenie Królestwa Polskiego w roku W okresie międzywojennym opublikowano w roku 1937 następną edycję Farmakopei Polskiej, oznaczoną jako FP II. FP III wydano w 1954 r. a suplementy do niej w latach Farmakopea Polska IV ukazała się w dwóch tomach: t.i w 1965 r., t. II w 1970 i suplement w 1973 r. Piąte wydanie FP (FP V) ukazywało się w latach (pięć tomów i suplement). FP VI została wydana w 2002 r. Farmakopea Polska jest opracowywana i wydawana przez Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych.

2 Od grudnia 2006 r. Polska uczestniczy w pracach Komisji Farmakopei Europejskiej. Zgodnie z jej postanowieniami, kraje będące stronami Konwencji zobowiązane są do podjęcia działań zapewniających, że monografie Farmakopei Europejskiej staną się oficjalnymi standardami stosowanymi na ich terytoriach, zastępując wymagania farmakopei narodowych. Pierwszym etapem wprowadzania wymagań Komisji Farmakopei Europejskiej do Farmakopei Polskiej była publikacja polskiej wersji Farmakopei Europejskiej wydanie piąte jako VII wydanie FP w 2007 r. Wydanie VIII Farmakopei Polskiej (trzy tomy wydane w latach ) stanowi polską wersję szóstego wydania Farmakopei Europejskiej (Ph. Eur.) Farmakopea Polska IX wydana w latach jest tłumaczeniem materiałów opublikowanych w siódmym wydania Farmakopei Europejskiej. Obecnie obowiązującą Farmakopeą Polską jest wydanie X (FP X) oraz opublikowane do niej Suplementy 2012 i 2013, która zawiera pełną polską wersję materiałów Farmakopei Europejskiej 8.0 z uwzględnieniem zmian i uzupełnień wprowadzonych w Suplementach 8.1 i 8.2. a także działy narodowe, tj. nieposiadające odpowiedników w Ph. Eur. Od stycznia 2017 r. obowiązuje nowe 9 wydanie Farmakopei Europejskiej (lata ). Wymagania Ph. Eur. 9.0 publikowane będą w XI wydaniu Farmakopei Polskiej (przewidywany czas wydania listopad 2017). Wcześniejsze wydania farmakopei np. FP VI podają monografie szczegółowe zarówno dla substancji chemicznych, jak i wybranych postaci leków (np. ibuprofenu jako substancji i ibuprofenu jako leku w czopkach, zawiesinie i tabletkach powlekanych). Omówienie zawartości FP X 2014 FP X 2014 zawiera na początku informacje dotyczące obecnego wydania farmakopei polskiej oraz Farmakopei Europejskiej wydanie 8 (Ph. Eur. 8), a następnie Wprowadzenie do Farmakopei Europejskiej. Tekst ogólny Wprowadzenie do Farmakopei Europejskiej zawiera informacje wstępne dotyczące zarówno zagadnień związanych z działalnością Komisji Farmakopei Europejskiej (procedura certyfikacji, wydawnictwa, proces harmonizacji wymagań farmakopealnych), jak i podejścia Farmakopei Europejskiej do zagadnień związanych z wymogami farmakopealnymi (kontrola zanieczyszczeń, substancje chiralne, hydraty, wyroby medyczne itp.). Dział Teksty podstawowe obejmuje 5 grup tekstów o charakterze ogólnym: Wskazówki ogólne, Metody badania, Tworzywa do wyrobu pojemników i pojemniki, Wykaz odczynników Wymagania ogólne. Informacje podane we Wskazówkach ogólnych mają zastosowanie do wszystkich tekstów Farmakopei, ułatwiają zrozumienie i użytkowanie monografii. Wyjaśnione są także cytowane wyrażenia i podane zasady stosowane w metodach analitycznych. Grupa tekstów Metody badania obejmuje obok wymagań dotyczących stosowanego sprzętu analitycznego, opisy 262 metod badania jakości leków należących do metod o charakterze fizycznym i fizykochemicznym, stosowanych do określenia tożsamości, oznaczeń granicznych zanieczyszczeń, zawartości, badań biologicznych, oznaczeń zawartości metodami biologicznymi, metod farmakognostycznych oraz metod badania postaci leku. Grupa tekstów Tworzywa do wyrobu pojemników i pojemniki zawiera monografie dotyczące wymagań dla tworzyw stosowanych do produkcji pojemników oraz monografie określające wymagania dla pojemników do celów farmaceutycznych ze szkła lub tworzyw

3 sztucznych, dla zestawów do transfuzji, strzykawek jednorazowego użytku oraz gumowych zamknięć do pojemników do celów farmaceutycznych. Wykaz odczynników zawiera w porządku alfabetycznym (według nazw polskich) pełną listę odczynników, roztworów wzorcowych i buforowych oraz roztworów stosowanych w analizie w tekstach FP X Grupa tekstów Wymagania ogólne obejmuje monografie: zawierające wymagania ogólne dotyczące mikrobiologii, w tym podział produktów leczniczych na kategorie w zależności od wymagań jałowości i czystości mikrobiologicznej dotyczące wymagań ogólnych dla produktów biologicznych dotyczące produktów stosowanych do wytwarzanie szczepionek oraz kryteriów i metod oceny bezpieczeństwa i skuteczności szczepionek dotyczące analizy statystycznej wyników oznaczeń dotyczące krystaliczności oraz metod monitorowania i określania krystaliczności ciał stałych zawierającą informacje o zakresie harmonizacji wymagań farmakopealnych. W pracach w zakresie harmonizacji uczestniczą Komisje: Farmakopei Europejskiej, Farmakopei Japońskiej i Farmakopei Stanów Zjednoczonych. Dalsze teksty w dziale Wymagania ogólne, niezmienione w stosunku do FP VIII, dotyczą zagadnień związanych z kontrolą zanieczyszczeń w surowcach farmaceutycznych i produktach leczniczych, wymagań dla wzorców porównawczych i oceny właściwości funkcjonalnych substancji pomocniczych. Dział Monografie ogólne obejmuje monografie dotyczące wymagań ogólnych dla różnych typów produktów, podzielonych z uwzględnieniem ich metody wytwarzania, pochodzenia lub obecności czynników ryzyka. Monografii dotyczą aspektów ogólnych, które nie są opisywane w poszczególnych monografiach dla danego typu produktu. Teksty te mogą mieć zastosowanie również do produktów nieopisanych w Farmakopei. Dział Monografie ogólne postaci leku zawiera definicje, sposoby wytwarzania i badania poszczególnych postaci leku (kapsułek, tabletek, granulatów, preparatów do oczu itd. Monografie szczegółowe produktów specjalistycznych - dział ten obejmuje szczepionki stosowane u ludzi i do użytku weterynaryjnego, surowice odpornościowe stosowane u ludzi i do użytku weterynaryjnego, preparaty radiofarmaceutyczne, nici chirurgiczne stosowane u ludzi i do użytku weterynaryjnego, substancje i przetwory roślinne oraz preparaty homeopatyczne. Monografie szczegółowe - FP X 2014 obejmuje 1691 monografii szczegółowych dla substancji czynnych i pomocniczych, o charakterze chemicznym (substancje organiczne i nieorganiczne) oraz biologicznym. Monografie ułożone są alfabetycznie wg ich nazw łacińskich, stanowiących nazwy międzynarodowe INN (ang. International Nonproprietary Names), a w przypadku ich braku inne nazwy farmakopealne (nazwy naukowe, zwyczajowe). Podtytuł monografii stanowi odpowiednik polski nazwy łacińskiej. Zamieszczone zostały także nazwy w wersji angielskiej i francuskiej. W końcowej części FP X 2014 zamieszczony został, posiadający charakter narodowy, Wykaz dawek zwykle stosowanych i maksymalnych dla substancji czynnych wraz z informacją o ich zasadniczym działaniu i zastosowaniu oraz ich przynależność do wykazu A (substancje bardzo silnie działające), B (substancje silnie działające) i N (środki odurzające).

4 Informacje o Farmakopei Polskiej i Farmakopei Europejskiej są zamieszczane na stronie II. Część doświadczalna Farmakopea Polska IV Kalium sulfuricum [K 2 SO 4 ]; Syn.: Kalii sulfas Postać i właściwości: bezbarwne kryształy lub biały, krystaliczny proszek ph 1% roztworu 5,5 7,5 Rozpuszczalność: substancja rozpuszcza się w wodzie, praktycznie nie rozpuszcza się w etanolu Działanie lub zastosowanie: do preparatów farmaceutycznych Zawartość Odważyć dokładnie około 0,3 g substancji, rozpuścić w 100 ml wody, ogrzać do wrzenia, dodać 1 ml 25% kwasu solnego, 10 ml gorącego roztworu chlorku barowego, ogrzewać w łaźni wodnej w ciągu 2 godzin i odstawić na 4 godziny. Powstały osad odsączyć, przemyć wodą do zaniku w przesączu reakcji na chlorki, wysuszyć i wyprażyć. 1 g osadu odpowiada 0,7465 g siarczanu potasowego. Zasada oznaczenia 1. Oznaczenie siarczanu (VI) potasu Metoda polega na wytrąceniu jonów siarczanowych (VI), zawartych w preparacie farmaceutycznym w postaci siarczanu potasu, przy użyciu chlorku baru, a następnie odsączeniu, wyprażeniu i zważeniu osadu siarczanu (VI) baru (BaSO 4 ). K 2 SO 4 + BaCl 2 BaSO 4 + 2KCl Siarczan (VI) baru wytrącony z roztworów obojętnych i zimnych jest bardzo drobnokrystaliczny. Żeby otrzymać osad o cząstkach grubszych, należy wytrącać BaSO 4 z roztworu gorącego i zakwaszonego kwasem solnym. Strącony osad BaSO 4 charakteryzuje się ściśle określonym składem stechiometrycznym, doprowadzenie go do stałej masy przeprowadza się poprzez prażenie w płomieniu palnika, w wyniku czego dochodzi do usunięcia wody higroskopijnej. Siarczan (VI) baru można ogrzewać bez rozkładu do temperatury 1400 C. W czasie prażenia siarczanu (VI) baru łatwo zachodzi redukcja osadu w obecności nie spalonego węgla z sączka: BaSO 4 + 4C BaS + 4CO BaSO 4 + 2C BaS + 2CO 2 Dlatego należy spalić sączek w jak najniższej temperaturze, a samo prażenie przeprowadzić w tyglu ustawionym skośnie (powietrze dostające się przy tym do wnętrza tygla utlenia z powrotem siarczek baru do siarczanu (VI). BaS + 2O 2 BaSO 4 Uzyskany wynik oznaczenia (masę osadu BaSO 4 ) przeliczamy na masę K 2 SO 4 i na tej podstawie określamy zawartość badanego związku w preparacie farmaceutycznym.

5 Przygotowanie tygla obejmuje następujące etapy: o wstawienie tygla do czystego trójkąta kaolinowego umieszczonego w pierścieniu statywu o prażenie tygla w płomieniu palnika gazowego przez 30 minut o zdjęcie tygla i odstawienie na płytkę krzemową i po ok. 1 minucie [zanik świecenia] przeniesienie go do eksykatora czystymi szczypcami metalowymi o wystudzenie tygla do temperatury otoczenia (30-40 minut) o zważenie tygla na wadze analitycznej z dokładnością do 0,1 mg o ponowne prażenie (15 minut) studzenie ważenie o czynności te powtarza się do osiągnięcia przez tygiel stałej masy, tzn. do momentu, kiedy różnica otrzymana w wyniku ważenia masy tygla nie będzie przekraczała 0,0002 g - otrzymaną masę tygla oznaczamy w obliczeniach jako - b. Wykonanie oznaczenia o odważyć (z dokładnością do 0,0001 g) około 0,5 g otrzymanego do analizy preparatu o naważkę przenieść ilościowo przy pomocy lejka do kolby miarowej o pojemności 100 ml o przemyć lejek wodą destylowaną z tryskawki, aby próbka ilościowo została przeniesiona do kolby [minimalizacja strat próby badanej], o naważkę rozpuścić w pewnej niewielkiej ilości wody i uzupełnić wodą do 100 ml o sporządzony roztwór przesączyć do kolbki stożkowej, a otrzymany przesącz ogrzać do wrzenia o czystą pipetą (starannie umytą i przepłukaną wodą destylowaną i suchą od zewnątrz), odmierzyć i dodać do kolby z substancją oznaczaną, 1 ml 25% kwasu solnego, 10 ml 10% roztworu chlorku baru, pamiętając, że w pipecie zawsze pozostaje pewna stała objętość cieczy, której nie wolno wydmuchiwać ani strząsać o roztwór z osadem ogrzewać na łaźni wodnej przez 1 godzinę o roztwór odstawić, aby osad dojrzał na czas 1 godziny o przygotować zestaw do sączenia zawierający sączek twardy o osad przesączyć przez sączek o osad pozostały w zlewce i na bagietce przenieść na sączek wymywając go wodą z tryskawki o przemywać osad do zaniku w przesączu reakcji na chlorki (do niewielkiej porcji przesączu dodać kilka kropli azotanu srebra) o sączek z osadem umieścić w przygotowanym wcześniej tyglu porcelanowym o prażyć w płomieniu palnika przez 30 min. o tygiel z osadem ostudzić w eksykatorze do temperatury otoczenia o zważyć tygiel z osadem (masę zanotować z dokładnością do 0,1 mg) o ponownie prażyć przez 15 min, ostudzić i zważyć o czynności powtarzać do uzyskania stałej masy (oznaczonej w obliczeniach jako c). Obliczenie zawartości siarczanu (VI) potasu w próbce Obliczając zawartość siarczanu (VI) potasu w próbce, należy pamiętać, że 1 g osadu odpowiada 0,7465 g siarczanu potasu. Masę otrzymanego osadu (a) obliczamy następująco: a = c b 1 g BaSO 4 0,7465 g K 2 SO 4 a g x g K 2 SO 4 x = a. 0,7465 g K 2 SO 4

6 Obliczenie błędu oznaczenia zawartości siarczanu (VI) potasu Błąd bezwzględny różnica pomiędzy wartością rzeczywistą i otrzymaną; wyrażony jest w takich samych jednostkach jak wielkość mierzona. E bwz. = x μ Błąd względny różnica pomiędzy wartością rzeczywistą i otrzymaną podzielona przez wartość rzeczywistą i pomnożona przez 100%; wyrażony jest w %. E wz. = x μ μ gdzie: x oznaczona zawartość siarczanu potasu w próbce μ wartość rzeczywista 100% Farmakopea Polska VI Kalium chloratum [KCl] Syn: Kalii chloridum Postać i właściwości: białe kryształy układu regularnego lub biały, krystaliczny proszek, bez zapachu, o słonogorzkim smaku. ph 5% roztworu 5,5 7,5. Rozpuszczalność: substancja łatwo rozpuszcza się w wodzie, praktycznie nie rozpuszcza się w etanolu i eterze. Działanie lub zastosowanie: do preparatów farmaceutycznych, do płynów infuzyjnych. Kalii chloridi granulatum efervescens Granulat musujący chlorku potasu; preparatem jest granulat musujący z chlorkiem i wodorowęglanem potasu. Zawartość Odważyć dokładnie masę sproszkowanego preparatu, odpowiadającą ok. 0,2 g chlorku potasu, dodać 10 ml kwasu solnego (105 g/l), wytrząsać 10 min., uzupełnić wodą do 200,0 ml i przesączyć. Do 5,0 ml przesączu dodać 20 ml wody, 20 ml buforu octanowego o ph 3,7, ogrzać do wrzenia i dodać 40 ml roztworu tetrafenyloboranu sodu (6,8 g/l). Roztwór ochłodzić i przesączyć przez wysuszony do stałej masy i zważony lejek ze spiekanego szkła. Osad przemyć czterokrotnie mieszaniną (1:4) roztworu tetrafenyloboranu sodu z wodą, porcjami po 5 ml, a następnie trzykrotnie wodą porcjami po 5 ml. Osad wysuszyć w temp. 120 C. 1 g osadu odpowiada 0,2080 g chlorku potasu (KCl), co odpowiada 0,1091 g potasu. Zasada oznaczenia 2. Oznaczenie chlorku potasu Metoda polega na wytrąceniu jonów potasowych, zawartych w preparacie farmaceutycznym w postaci chlorku potasu, przy użyciu tetrafenyloboranu (III) sodu, a następnie odsączeniu, wysuszeniu i zważeniu osadu tetrafenyloboranu (III) potasu K[B(C 6 H 5 ) 4 ] KCl + Na[B(C 6 H 5 ) 4 ] K[B(C 6 H 5 ) 4 ] + NaCl Doprowadzenie osadu K[B(C 6 H 5 ) 4 ] do stałej masy przeprowadza się poprzez suszenie w temp. 120 C. Uzyskany wynik oznaczenia (masę osadu K[B(C 6 H 5 ) 4 ]) przeliczamy na masę KCl i jonów K + zawartych w preparacie farmaceutycznym.

7 Przygotowanie tygla obejmuje następujące etapy: wstawienie tygla do suszarki nastawionej na temp C suszenie przez 30 minut wyjęcie z suszarki tygla i przeniesienie go do eksykatora czystymi szczypcami metalowymi wystudzenie tygla do temperatury otoczenia (15 20 minut) zważenie tygla na wadze analitycznej z dokładnością do 0,1 mg ponowne suszenie (15 minut) studzenie ważenie czynności te powtarza się do osiągnięcia przez tygiel stałej masy, tzn. do momentu, kiedy różnica otrzymana w wyniku ważenia masy tygla nie będzie przekraczała 0,0002 g - otrzymaną masę tygla oznaczamy w obliczeniach jako - b. Wykonanie oznaczenia odważyć (z dokładnością do 0,0001 g) około 0,25 g otrzymanej do analizy preparatu naważkę przenieść ilościowo przy pomocy lejka do kolby miarowej o pojemności 50ml ml przemyć lejek wodą destylowaną z tryskawki, aby próbka ilościowo została przeniesiona do kolby [minimalizacja strat próby badanej], czystą pipetą (starannie umytą i przepłukaną wodą destylowaną i suchą od zewnątrz), odmierzyć i dodać 2,5 ml kwasu solnego o stężeniu 10%, pamiętając, że w pipecie zawsze pozostaje pewna stała objętość cieczy, której nie wolno wydmuchiwać ani strząsać próbę mieszać przez kilka minut i uzupełnić wodą do objętości 50ml sporządzony roztwór przesączyć pobrać ze zlewki 2,5 ml otrzymanego przesączu i przenieść go do kolby stożkowej dodać 10 ml wody i 10 ml buforu octanowego o ph 3,7 roztwór ogrzać do wrzenia i dodać 20 ml roztworu tetrafenyloboranu sodu o stężeniu 0,68%. roztwór odstawić, aby ostygł wysuszyć sączek w suszarce przez min zważyć sączek z dokładnością do 10 4 g, wynik ważenia zapisać - w obliczeniach wartość oznaczono jako - c. przygotować zestaw do sączenia zawierający sączek o znanej masie osad przesączyć przez wysuszony i zważony sączek osad pozostały w zlewce i na bagietce przenieść na sączek wymywając go wodą z tryskawki osad na sączku przemyć dwukrotnie mieszaniną roztworu tetrafenyloboranu sodu z wodą, zmieszanych w stosunku objętościowym odpowiednio 1:4, porcjami po 5 ml przemyć osad trzykrotnie wodą, porcjami 5 ml sączek z osadem umieścić w przygotowanym wcześniej tyglu porcelanowym suszyć w suszarce przez 30 min. w temperaturze 120 C tygiel z osadem ostudzić w eksykatorze do temperatury otoczenia zważyć tygiel z osadem (masę zanotować z dokładnością do 0,1 mg) ponownie suszyć przez 15 min, ostudzić i zważyć czynności powtarzać do uzyskania stałej masy (oznaczonej w obliczeniach jako d). Obliczenie zawartości chlorku potasu w próbce Obliczając zawartość chlorku potasu i jonów potasowych w próbce, należy pamiętać, że 1 g osadu odpowiada 0,2080 g chlorku potasu, co odpowiada 0,1091 g potasu. Masę otrzymanego osadu (a) obliczamy następująco: a = d (b + c) 1g K[B(C 6 H 5 ) 4 ] 0,2080 g KCl a g x g KCl

8 Obliczenie zawartości jonów potasu: x = a. 0,2080 g KCl 1g K[B(C 6 H 5 ) 4 ] 0,1091 g K + a g y g K + y = a. 0,1091 g K + Obliczenie błędu oznaczenia zawartości chlorku potasu Błąd bezwzględny różnica pomiędzy wartością rzeczywistą i otrzymaną; wyrażony jest w takich samych jednostkach jak wielkość mierzona. E bwz. = x μ Błąd względny różnica pomiędzy wartością rzeczywistą i otrzymaną podzielona przez wartość rzeczywistą i pomnożona przez 100%; wyrażony jest w %. E wz. = x i μ 100% μ gdzie: x oznaczona zawartość chlorku potasu w próbce μ wartość rzeczywista ANALIZA MIARECZKOWA I. Część wprowadzająca Metody analizy objętościowej (miareczkowej) polegają na oznaczeniu składnika w badanym roztworze za pomocą titranta o znanym mianie, który reaguje stechiometrycznie z oznaczanym składnikiem. TITRANTAMI (roztworami mianowanymi) nazywa się roztwory związków o znanym stężeniu (mianie) używane do miareczkowania. Postępowanie mające na celu określenie stężenia titranta nazywa się nastawianiem miana. Miano roztworu ustala się przy użyciu substancji podstawowej lub innego roztworu mianowanego. Miano nastawione na substancje podstawowe nazywamy mianem bezwzględnym. Substancje podstawowe pełnią w poszczególnych metodach rolę wzorców (np. tetraboran sodu w alkacymetrii, szczawian sodowy w manganometrii, chlorek sodu w argentometrii). Substancje podstawowe powinny być: ciałami stałymi związkami o dużym stopniu czystości łatwe do wysuszenia i nie higroskopijne Przebieg reakcji między substancją podstawową a roztworem, którego miano ustala się, musi być ściśle stechiometryczny i szybki. W czasie miareczkowania do roztworu zawierającego oznaczany składnik wprowadza się z biurety niewielkimi porcjami ( miareczkami ) titrant do chwili, kiedy ilość dodanego odczynnika zrównoważy ilość oznaczanej w roztworze substancji. Moment ten nazywa się punktem równoważnikowym (PR) i można go metodami wizualnymi lub instrumentalnymi. Metody wizualne polegają na określeniu końca reakcji na podstawie zmiany barwy związków, zwanych wskaźnikami, dodanych do roztworu miareczkowanego. Powinny one zmieniać barwę w punkcie równoważnikowym, w którym kończy się reakcja titranta z oznaczaną substancją. Moment, w którym następuje zmiana barwy wskaźnika, nazywa się

9 punktem końcowym (PK) miareczkowania. Punkt końcowy miareczkowania nie zawsze zbiega się z punktem równoważnikowym i dlatego należy dobierać taki wskaźnik, aby różnica między tymi dwoma punktami była jak najmniejsza. Różnicę tą nazywa się błędem miareczkowania. Metody miareczkowe opierają się na czterech podstawowych typach reakcji chemicznych: reakcjach kwas-zasada (metody alkacymetryczne) reakcjach redoks (metody redoksometryczne) reakcjach kompleksowania (metody kompleksometryczne) reakcjach strąceniowych (metody strąceniowe) Reakcje wykorzystywane w analizie miareczkowej muszą spełniać następujące warunki: reakcja między oznaczaną substancją a odczynnikiem użytym do oznaczania powinna przebiegać ilościowo do końca (stechiometrycznie) reakcja powinna przebiegać dostatecznie szybko punkt równoważnikowy reakcji powinien być możliwy do dokładnego określenia reakcji przebiegającej podczas oznaczania badanego składnika nie powinny przeszkadzać inne substancje, które mogą być obecne w analizowanym roztworze Typy miareczkowań Ze względu na sposób prowadzenia miareczkowania wyróżnia się miareczkowanie bezpośrednie i pośrednie. Miareczkowanie bezpośrednie polega na tym, że oznaczana substancja reaguje bezpośrednio - stechiometrycznie i szybko z dodawanym titrantem. W tym miareczkowaniu używa się tylko jednego roztworu mianowanego. Natomiast miareczkowanie pośrednie polega na dobraniu takiej substancji trzeciej, która reagując stechiometrycznie i ilościowo z oznaczanym składnikiem tworzy nowy związek, reagujący następnie stechiometrycznie z titrantem. Szczególnym rodzajem miareczkowania pośredniego jest miareczkowanie odwrotne - polega ono na tym, że do badanego roztworu dodaje się odmierzoną ilość roztworu titranta i w nadmiarze, a następnie nadmiar tego odczynnika odmiareczkowuje się innym odpowiednio dobranym roztworem titranta II. Potrzebne są wiec dwa roztwory mianowane. Taki typ miareczkowania stosuje się w przypadku, gdy reakcja przebiega wolno lub gdy trudno jest dobrać odpowiedni wskaźnik do miareczkowania bezpośredniego. I. Część doświadczalna Przygotowanie próbki do analizy miareczkowej otrzymaną do analizy próbkę, umieszczoną w probówce, należy przelać dokładnie przy pomocy lejka do kolby miarowej o pojemności 100ml, probówkę, należy przepłukać 3-krotnie niewielką ilością wody destylowanej każdorazowo przenosząc do kolby miarowej, na koniec należy przemyć wodą destylowaną z tryskawki lejek, aby próbka ilościowo została przeniesiona do kolby [minimalizacja strat próby badanej], roztwór w kolbie miarowej należy rozcieńczyć wodą destylowaną do kreski (menisk dolny), zamykamy korkiem i dokładnie wymieszać zawartość odwracając powoli naczynie 10 razy dnem do góry, tak aby za każdym odwróceniem powietrze przechodziło od korka do dna kolby i odwrotnie, po wymieszaniu kolbę należy odstawić na 2-3 minuty w celu spłynięcia roztworu z korka i ścianek, czystą pipetą (starannie umytą i przepłukaną wodą destylowaną i suchą od zewnątrz), zgodnie z metodyką należy odmierzyć, zanurzając w roztworze koniec pipety i ostrożnie zasysając ciecz za pomocą pipetora, właściwą ilość roztworu i przenieść do kolby stożkowej [erlenmajerki], wypuszczając roztwór po ściankach kolby, a następnie

10 opłukując ściankę niewielką ilością wody destylowanej, po wyjęciu pipety z roztworu, należy osuszyć zewnętrzne ścianki bibułą i odmierzyć takie same objętości do kolejnej erlenmajerki, w pipecie zawsze pozostaje pewna stała objętość cieczy, nie wolno jej wydmuchiwać ani strząsać, zgodnie z instrukcją należy dodać odpowiedni wskaźnik. Zasady przygotowywania roztworów titrantów i sposoby nastawiania miana titranta Przygotowanie roztworu titranta roztwór titranta przygotowuje się poprzez rozpuszczenie określonej masy substancji standardowej, lub rozcieńczenie stężonego roztworu substancji w określonej objętości wody destylowanej stężenie titranta ma mieć przybliżoną wartość do oczekiwanego dokładne stężenie [miano] określa się [nastawia się] w oparciu o reakcję z substancją podstawową lub innym roztworem mianowanym Nastawianie miana titranta 1. poprzez miareczkowanie naważek substancji podstawowych : obliczyć masę naważki substancji podstawowej konieczną do uzyskania roztworu o stężeniu wymaganym w metodyce, odważyć na wadze elektronicznej substancję podstawową z dokładnością 0,0001 g, przenieść ją ilościowo poprzez suchy lejek do kolby miarowej o pojemności 100 ml, spłukać lejek i naczynie do odważania wodą destylowana z tryskawki, dopełnić kolbę miarową do kreski zamykamy korkiem i dokładnie wymieszać zawartość odwracając powoli naczynie 10 razy dnem do góry, tak aby za każdym odwróceniem powietrze przechodziło od korka do dna kolby i odwrotnie, po wymieszaniu kolbę należy odstawić na 2-3 minuty w celu spłynięcia roztworu z korka i ścianek, jeżeli odważka nie będzie dokładna należy obliczyć ścisłe stężenie roztworu, czystą pipetą należy pobrać określoną w metodyce ilość roztworu do erlenmajerki, dodać wskaźnik i miareczkować, znajdującym się w biurecie roztworem wymagającym mianowania do zmiany zabarwienia roztworu, czynność tą przeprowadzić trzykrotnie, ze skali biurety odczytać objętość zużytego do miareczkowania roztworu, miareczkowanie powtórzyć trzykrotnie wyniki uśrednić i obliczyć miano roztworu (stężenie roztworu), 2. poprzez miareczkowanie roztworem mianowanym (o znanym dokładnie stężeniu): obliczyć ile g związku z którego przygotowuje się roztwór do mianowania rozpuścić w wodzie destylowanej aby otrzymać roztwór o stężeniu wymaganym w metodyce, czystą pipetą należy pobrać określoną w metodyce ilość roztworu do erlenmajerki, dodać wskaźnik i miareczkować, znajdującym się w biurecie roztworem o znanym mianie do zmiany zabarwienia roztworu, czynność tą przeprowadzić trzykrotnie, ze skali biurety odczytać objętość zużytego do miareczkowania roztworu o znanym stężeniu, miareczkowanie powtórzyć trzykrotnie wyniki uśrednić i obliczyć miano roztworu (stężenie roztworu), Praktyczne zasady miareczkowania Zasady pracy z biuretą Przygotowanie biurety półautomatycznej do miareczkowania: przepłukać plastikową butelkę biurety wodą destylowaną i napełnić wodą destylowaną;

11 mikrośrubę biurety ustawić w pozycji dolnej, a naciśnięciem plastikowej butelki spowodować przetłaczanie wody z butelki do biurety mikrośrubę biurety ustawić na poziomie przycisku spustowego i poprzez dokręcenie mikrośrubą usunąć wodę z biurety; czynność płukania biurety powtórzyć trzykrotnie. plastikową butelkę przepłukać niewielką ilością roztworu titranta napełnić plastikową butelkę mianowanym roztworem, a następnie przez naciśnięcie plastikowej butelki napełnić biuretę; po zakończeniu napełniania nadmiar roztworu z biurety odsysany jest automatycznie (w momencie zwolnienia nacisku na butelkę) - następuje automatyczne wyzerowanie biurety ponownie wyzerować biuretę przez naciśniecie plastikowej butelki; jeżeli na końcu biurety pozostała jeszcze kropla roztworu, należy usunąć ją dotykając końcówką biurety do ścianki naczynia pomocniczego pod końcówkę biurety postawić kolbę stożkową zawierającą oznaczany roztwór ze wskaźnikiem; palcami lewej ręki docisnąć czerwony kurek w taki sposób, aby roztwór dozować kroplami, a w prawej ręce trzymać kolbę stożkową, mieszając jej zawartość (nie wstrząsać). Przeprowadzenie miareczkowania miareczkowanie prowadzimy dodając titrant najpierw większymi porcjami, a w miarę zbliżania się do punktu końcowego miareczkowania mniejszymi porcjami; titrant dodajemy powoli, aby nie doszło do rozpryskiwania i strat roztworu naczynie z roztworem miareczkowanym należy trzymać na białym papierze gdyż łatwiej wówczas uchwycić zmianę barwy wskaźnika, po dodaniu każdej porcji titranta roztwór dokładnie, spokojnie mieszamy i obserwujemy barwę roztworu miareczkowanie należy prowadzić do momentu aż jedna kropla dodanego titranta spowoduje zmianę barwy roztworu miareczkowanego jeżeli po dodaniu ostatniej porcji titranta na końcu biurety pozostała jeszcze kropla titranta, należy usunąć ją dotykając końcówką biurety do ścianki erlenmajerki przed zakończeniem miareczkowania ścianki elenmajerki należy opłukać wodą destylowaną, aby wszystkie krople titranta trafiły do roztworu po trwałej zmianie barwy wskaźnika należy odczytać poziom cieczy w biurecie. Podczas odczytywania objętości zużytego roztworu, oko patrzącego powinno znajdować się na poziomie menisku cieczy (poziom cieczy bezbarwnych odczytujemy względem menisku dolnego; poziom cieczy barwnych - względem menisku górnego). miareczkowanie oznaczanego roztworu należy powtórzyć zwracając uwagę na dokładne określenie punktu końcowego miareczkowania miareczkowanie powtórzyć trzykrotnie Zabezpieczenie biurety po pracy po zakończeniu miareczkowania należy usunąć roztwór titranta z biurety, w tym celu mikrośrubę biurety ustawić na poziomie przycisku spustowego i poprzez dokręcenie mikrośrubą usunąć roztwór z biurety następnie należy butelkę na titrant jak i biuretę przepłukać wodą destylowaną; w tym celu napełnić plastikową butelkę 2 razy przepłukać wodą destylowaną, a następnie napełnić wodą destylowaną; naciśnięciem butelki spowodować przetłaczanie wody z butelki do biurety; mikrośrubę biurety ustawić na poziomie przycisku spustowego i poprzez dokręcenie mikrośrubą usunąć wodę z biurety; czynność płukania biurety powtórzyć trzykrotnie; po zakończeniu płukania wodę destylowaną usunąć z butelki.

12 Rodzaje biuret: i B * biureta klasyczna biureta półautomatyczna biureta automatyczna