Аналитический метод иодометрии при анализе лекарственных средств

Введение 

Фармацевтический  анализ — это наука о химической характеристике и измерении биологически активных веществ на всех этапах производства: от контроля сырья до оценки качества полученного лекарственного вещества, изучения его стабильности, установления сроков годности и стандартизации готовой  лекарственной формы. Фармацевтический анализ имеет свои специфические  особенности, отличающие его от других видов анализа. Эти особенности  заключаются в том, что анализу  подвергают вещества различной химйческой природы: неорганические, элементорганические, радиоактивные, органические соединения от простых алифатических до сложных  природных биологически активных веществ. Чрезвычайно широк диапазон концентраций анализируемых веществ. Объектами  фармацевтического анализа являются не только индивидуальные лекарственные  вещества, но и смеси, содержащие различное  число компонентов. Количество лекарственных  средств с каждым годом увеличивается. Это вызывает необходимость разработки новых способов анализа.

Целью моей курсовой является рассмотреть  аналитический метод иодометрии при анализе лекарственных средств.

Задачи  курсовой  работы :

-  рассмотреть  аналитический метод йодометрии  при анализе лекарственных средств;

-  закрепление  и  дальнейшее  углубление  теоретических  знаний  по  фармацевтической  химии;

-  приобретение  навыков  по работе с литературой, навыков по  разработке новых методик  анализа  лекарственных  веществ  и  лекарственных  форм. 

Способы фармацевтического анализа нуждаются  в систематическом совершенствовании  в связи с непрерывным повышением требований к качеству лекарственных  средств, причем растут требования как  к степени чистоты лекарственных  веществ, так и к количественному  содержанию. Поэтому необходимо широкое  использование не только химических, но и более чувствительных физико-химических методов для оценки качества лекарств.

К фармацевтическому  анализу предъявляют высокие  требования. Он должен быть достаточно специфичен и чувствителен, точен  по отношению к нормативам, обусловленным  ГФ XI, ВФС, ФС и другой НТД, выполняться  в короткие промежутки времени с  использованием минимальных количеств  испытуемых лекарственных препаратов и реактивов.

Фармацевтический  анализ в зависимости от поставленных задач включает различные формы  контроля качества лекарств: фармакопейный  анализ, постадийный контроль производства лекарственных средств, анализ лекарственных  форм индивидуального изготовления, экспресс-анализ в условиях аптеки и биофармацевтический анализ.

Составной частью фармацевтического анализа  является фармакопейный анализ. Он представляет собой совокупность способов исследования лекарственных препаратов и лекарственных форм, изложенных в Государственной фармакопее или  другой нормативно-технической документации (ВФС, ФС). На основании результатов, полученных при выполнении фармакопейного анализа, делается заключение о соответствии лекарственного средства требованиям  ГФ или другой нормативно-технической  документации. При отклонении от этих требований лекарство к применению не допускают.[2]

Заключение  о качестве лекарственного средства можно сделать только на основании  анализа пробы (выборки). Порядок  ее отбора указан либо в частной  статье, либо в общей статье ГФ XI (вып. 2). Отбор пробы производят только из неповрежденных укупоренных и  упакованных в соответствии с  требованиями НТД упаковочных единиц. При этом должны строго соблюдаться  требования к мерам предосторожности работы с ядовитыми и наркотическими лекарственными средствами, а также  к токсичности, огнеопасности, взрывоопасности, гигроскопичности и другим свойствам  лекарств. Для испытания на соответствие требованиям НТД проводят многоступенчатый отбор проб. Число ступеней определяется видом упаковки. На последней ступени (после контроля по внешнему виду) берут  пробу в количестве, необходимом  для четырех полных физико-химических анализов (если проба отбирается для  контролирующих организаций, то на шесть  таких анализов). [1]

Из расфасовки "ангро" берут точечные пробы, взятые в равных количествах из верхнего, среднего и нижнего слоев каждой упаковочной единицы. После установления однородности все эти пробы смешивают. Сыпучие и вязкие лекарственные  средства отбирают пробоотборником, изготовленным  из инертного материала. Жидкие лекарственные  средства перед отбором проб тщательно  перемешивают. Если это делать затруднительно, то отбирают точечные пробы из разных слоев. Отбор выборок готовых  лекарственных средств осуществляют в соответствии с требованиями частных  статей или инструкций по контролю, утвержденных МЗ РФ.

Выполнение  фармакопейного анализа позволяет  установить подлинность лекарственного средства, его чистоту, определить количественное содержание фармакологически активного  вещества или ингредиентов, входящих в состав лекарственной формы. Несмотря на то, что каждый из этих этапов имеет  свою конкретную цель, их нельзя сматривать изолированно. Они взаимосвязаны  и взаимно дополняют друг друга.

Глава1. Химические методы анализа

1.1. Особенности химических методов анализа 

Эти методы используются для установления подлинности  лекарственных веществ, испытаний  их на чистоту и количественного  определения.

Для целей  идентификации используют реакции, которые сопровождаются внешним  эффектом, например изменением окраски  раствора, выделением газообразных продуктов, выпадением или растворением осадков. Установление подлинности неорганических лекарственных веществ заключается  в обнаружении с помощью химических реакций катионов и анионов, входящих в состав молекул. Химические реакции, применяемые для идентификации  органических лекарственных веществ, основаны на использовании функционального  анализа.

Чистота лекарственных веществ устанавливается  помощью чувствительных и специфичных  реакций, пригодных для определения  допустимых пределов содержания примесей.[3]

Химические  методы оказались самыми надежными  и эффективными, они дают возможность  выполнить анализ быстро и с высокой  достоверностью. В случае сомнения в результатах анализа последнее  слово остается за химическими методами.

Количественные  методы химического анализа подразделяют на гравиметрический, титриметрический, газометрический анализ и количественный элементный анализ.[5] 
 
 
 

1.2. Общая характеристика метода окислительно-восстановительного титрования

Окислительно-восстановительное  титрование (редоксиметрия или оксидиметрия) основано на использовании реакций окисления-восстановления. Окислители титруют восстановителями, а восстановители – окислителями.

При применении окислительно-восстановительных реакций  в титриметрическом анализе следует  помнить об особенностях их протекания, осложняющих проведение окислительно-восстановительного титрования.

Одной из таких особенностей является обратимость  окислительно-восстановительных реакций. Поэтому в некоторых случаях  необходимо создавать условия, при  которых обратимость реакции  будет минимальной. Это удается  регулированием рН раствора, как, например, в случае определения мышьяка (3+) иодометрическим методом:

AsO^-₂ + I₂ + 2H₂O HAsO^2-₄ + 2I^- + 3H⁺

Данная  реакция обратима. Чтобы сдвинуть равновесие реакции вправо, титрование арсенитов проводят при рН 8 в  присутствии NaHCO₃.

В редоксиметрии  следует учитывать скорость протекания окислительно-восстановительных реакций. Как известно, медленно протекающие  реакции непригодны для титрования, т. к. оно в этом случае затянулось бы и не могло бы быть выполнено  достаточно точно.

Скорость  реакций окисления-восстановления часто невелика. Поэтому для окислительно-восстановительных  процессов важное значение имеет  ускорение реакций. Оно может  быть достигнуто повышением температуры, изменением концентрации реагирующих веществ, применением катализаторов.

Например, реакция окисления сурьмы (3+) броматом калия в кислой среде при комнатной  температуре протекает очень  медленно:

BrO^-₃ + 3[SbCl₅]² + 6H⁺ + 3Cl^-=Br^- = 3[SbCl₆]^- = 3H₂O

Поэтому броматометрическое титрование сурьмы (3+) проводят при 70-80 º. В этих условиях скорость реакции значительно увеличивается.

В методе йодометрического титрования медленно протекающая реакция 

6I^- +Cr₂O²₇ + 14H⁺ = 3I₂ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

может быть ускорена повышением концентраций H⁺- и I ^--ионов в растворе.

Скорость  окислительно-восстановительной реакции  может значительно увеличиваться  в присутствии катализаторов. Например, для реакции 

2Mn²⁺ + 5S₂O^2-₈ + 8H₂O = 2MnO^-₄ = 10HSO^-₄ + 6H⁺

катализатором служат Ag_>+-ионы.

Особый  вид каталитических явлений состоит  в образовании катализатора во время  самой реакции окисления-восстановления. Такие процессы называются автокаталитическими.

Так, например, реакция окисления щавелевой  кислоты перманганатом протекает  очень медленно. При приливании стандартного раствора перманганата титруемый раствор  щавелевой кислоты в сернокислой  среде долгое время не обесцвечивается, несмотря на большую разность потенциалов:

Однако  по мере накопления Mn²⁺-ионов окраска раствора, вызываемая MnO^-₄ -ионами, быстро исчезает вследствие их восстановления оксалат-ионами. Таким образом, Mn²⁺ -ионы играют роль автокатализатора в данной реакции.

Окислительно-восстановительные  процессы могут осложняться протеканием  индуцированных (сопряженных) реакций, т. е. таких реакций, которые в  измеримой степени протекают  в системе под действием другого  взаимодействия.

Например, в перманганатометрическом определении  железа (2+) в среде соляной кислоты  основная реакция 

MnO^-₄ + 5Fe²⁺ + 8H⁺ = 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H²O

индуцирует (вызывает) не протекающую в разбавленных растворах побочную реакцию 

2MnO^-₄ + 10Cl^- + 16H⁺ = 2Mn²⁺ + 5Cl₂ + 8H₂O

К индуцированным реакциям можно отнести окисление  сульфитов кислородом воздуха в  присутствии йода; окисление в  кислой среде арсенитов перманганатом  в присутствии Mn²⁺; окисление йодидов нитратами в кислой среде в присутствии цинка; окисление арсенитов броматом калия в присутствии сернистой кислоты и т. д.

Индуцированные  реакции могут привести к получению  неверных результатов анализа. Поэтому  такие реакции стараются подавить или создать условия, препятствующие их протеканию. Так, при определении  железа (2+) методом перманганатометрии реакцию титрования проводят в сернокислой  среде или добавляют защитную смесь (например, смесь Циммермана-Рейнгардта, состоящую из MnSO₄, H₂SO₄ и H₃PO₄).

Протекание  индуцированных реакций обусловлено  тем, что основные реакции обладают сложным механизмом, связанным с  образованием промежуточных продуктов, некоторые из которых могут участвовать  в побочных реакциях с другими  присутствующими веществами.

Во многих случаях механизм индуцированных реакций  окончательно не установлен. В настоящее  время разработано свыше 50 методов  окислительно-восстановительного титрования. Их называют по типу применяемого титранта. Наиболее широкое распространение  получили следующие виды редоксиметрии: перманганатометрия – титрант –  раствор KMnO₄; дихроматометрия – титрант – раствор K₂Cr₂O₇; йодометрия – титрант &nadsh;I2 и Na₂S₂O₃; броматометрия – титрант – раствор KBrO₃; цериметрия – титрант – Ce(SO₄)₂; титанометрия – титрант – TiCl₃ и др.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.3. Индикаторы окислительно-восстановительного титрования