Ионова Оксана Владимировна, учитель химии тезисы

Практическая часть

Определение подлинности лекарственных форм

1. Подобрать реакции, подходящие для установления качественного состава каждого лекарственного препарата в аналитической лаборатории.

2.Выполнить качественные реакции практически.

3.Провести анализ полученных данных и сделать вывод.

Первое вещество, взятое для исследования - пероксид водорода. Лекарственная форма «Перекись водорода». Это прозрачная жидкость без цвета и запаха, t_пл - 0,43 °С , t_кип 150,2 °С, является простейшим представителем пероксидов – веществ, содержащих группу О – О. Пероксид водорода под действием катализаторов, или фермента каталазы разлагается с образованием кислорода и воды; этим и объясняется его обеззараживающий эффект. При контакте перекиси с кожей образуется кислородная пенка, которая очищает рану.

Сырой картофель, мясо, плазма крови содержат фермент каталазу, поэтому мы наблюдаем признаки реакции – выделение газа. Гораздо быстрее разложение происходит в присутствии катализатора оксида марганца (IV)

В медицинских целях используется 3% перекись водорода, причем назначение этого средства исключительно наружное — обработка незначительных повреждений кожи (ссадин, царапин, ран небольшого размера), остановка незначительных кровотечений, а также использование для полосканий при заболевании стоматитом.

В разных условиях пероксид водорода может играть роль как окислителя (что более характерно), так и восстановителя. Как окислитель он выделяет, например, йод из иодидов:

H₂O₂ + 2KJ + H₂SO₄ = J₂ + K₂SO₄ + 2H₂O

Как восстановитель – пероксид переводит Mn(VII) в Мn(II):

5H₂O₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O + 5O₂↑

Реактивы: перекись водорода, подкисленная серной кислотой и р-р перманганата калия

Признаки реакции: обесцвечивание малиновой окраски раствора перманганата калия.

Очень чувствительной реакцией является взаимодействие пероксида водорода с дихроматами, при этом из оранжевого раствора образуется синий раствор пероксида хрома CrO₅.

K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ + 4H₂O = 2CrO₅ + K₂SO₄ + 5H₂O

Реактивы: перекись водорода, дихромат калия, серная кислота (разб), р-р диэтилового эфира.

Признаки реакции: окрашивание эфирного слоя в синий цвет. CrO₅ - пероксид, устойчивый в растворе эфира.

Раствор аммиака. «Нашатырный спирт».

Физические свойства: бесцветная жидкость с резким специфическим запахом. «Нашатырный спирт – это разбавленный (10%) раствор аммиака.

Аммиачная вода – это гидроксид аммония NH₄OH, но в р-ре есть и ионы NH₄⁺ и OH^-, молекулы NH₃ и H₂O. Раствор имеет слабощелочную реакцию

из-за протекания процесса: NH₃ + H₂O↔ NH₄⁺ + OH^- (равновесие)

При вдыхании нашатырный спирт действует на рецепторы дыхательных путей, пробуждая дыхательный центр. С рецепторов возбуждение передается по волокнам нервной системы. Рефлекторно оно влияет на работу сердечно-сосудистой системы. Поэтому нашатырный спирт часто при меняют при обморочных состояниях.

С помощью бумажных индикаторов (лакмусового, фенолфталеинового и универсального) мы доказали, что раствор аммиака имеет щелочную среду. Слабо – щелочные свойства «нашатырного спирта» доказываются и реакциями ионного обмена. Аммиачная вода вступает в реакции ионного обмена с солями металлов, которым соответствуют слабые основания, при этом образуются нерастворимые в воде гидроксиды:

СuCl₂ + 2NH₄OH = Cu(OH)₂↓+ 2NH₄Cl

Cu²⁺ + 2OH^- = Cu(OH)₂↓ (синий осадок)

При взаимодействии аммиака с конц. соляной кислотой выделяется белый дым. Он состоит из частиц продукта реакции – хлорида аммония. С таким летучим веществом, как соляная кислота, реакция происходит прямо в воздухе

NH₄OH + HCl_конц= NH₄Cl + H₂O

При соприкосновении две жидкости — аммиачная вода и соляная кислота - покрываются клубами белого дыма состоит из частиц продукта реакции – хлорида аммония. Реактивы: раствор аммиака, стеклянная палочка, смоченная конц. соляной кислотой.

Признаки реакции: образование белого дыма, состоящего из частиц хлорида аммония.

Комплексные соединения, в которых функции лигандов выполняют молекулы NH₃, называют аммиакатами; чаще всего они ярко окрашены.

NiSO₄ + 6NH₄OH = [Ni(NH₃)₆]SO₄ + 6H₂O

Реактивы: сульфат никеля, нашатырный спирт.

Признаки реакции: образование ярко-синего раствора гексаамминового комплекса никеля.

Проведение опыта: в пробирку с раствором сульфата никеля (II) добавить несколько капель нашатырного спирта, отметить выпадение осадка гидроксида никеля и его цвет. К полученному осадку по каплям добавлять раствор аммиака до растворения осадка. Отметить окраску полученного раствора и сравнить ее с окраской ионов Ni²⁺ в исходном растворе сульфата никеля. 

Гидрокарбонат натрия. Пищевая сода.

Физические свойства: белый кристаллический порошок, без запаха,

растворимый в воде. NaHCO₃– кислая соль угольной кислоты. Водные растворы, вследствие гидролиза, имеют слабощелочную реакцию:

NaHCO₃ + H₂O ↔ H₂O + CO₂+ NaOH

Применяется водный 2%раствор для обработки кожи после ожога кислотами, а также наружно в виде полосканий, промываний, ингаляций 0,5 – 2 % растворы. Пищевая сода как антацидное средство, т.е. снижающее кислотность желудочного содержимого путем нейтрализации соляной кислоты, может применяться внутрь.

Качественная реакция: взаимодействие с кислотами.

отфильтрованный раствор гидроксида кальция

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂↑

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O

Признаки реакции: «вскипание» раствора и помутнение известковой воды.

Глицерин

Глицерин (пропантриол-1,2,3) – трехатомный спирт - это бесцветная, вязкая, сиропообразная жидкость, без запаха, сладкая на вкус. Не ядовит, t_пл 18 °С , t_кип 290 °С, Глицерин гигроскопичен, хорошо смешивается с водой.

В аптечке глицерин   применяют для снятия болевых ощущений после ожога.

Специфическое свойство - реакция со свежеприготовленным

гидроксидом меди (II):

Признаки реакции: растворение осадка гидроксида меди и образование комплекса глицерата меди синего цвета

Борная кислота H₃BO₃

Физические свойства: мелкий белый кристаллический порошок, без запаха. В холодной воде растворяется плохо, в горячей – хорошо, плотность – 1.43 г/см³, t _пл.170 °С. Борная кислота – антисептик; 2-3% р-р применяют для полоскания горла, в глазной практике. В химической лаборатории борной кислотой промывают глаза при попадании в них щелочей.

Химические свойства: слабая кислота Льюиса, т.е. кислотные свойства

обусловлены присоединением гидроксо-группы: B(OH)₃+ H₂O =H[B(OH)₄]

Чтобы усилить кислотные свойства борной кислоты, используют её способность реагировать с многоатомными спиртами.

Глицериновые растворы борной кислоты имеют более выраженную кислую реакцию в результате образования одноосновной комплексной кислоты:

Комплексные борные кислоты более сильные электролиты, поэтому

индикатор метилоранж краснеет при добавлении глицерина к борной кислоте.

Качественное определение: реакция этерификации.

Для открытия бора в его соединениях существует много реакций разной чувствительности и в основном с органическими реагентами. Наиболее распространенной служит реакция со спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты (водоотнимающее средство).

Реактивы: 0,2г порошка борной кислоты, 1мл конц. серной кислоты, 3 мл этанола.

Признаки реакции: горение борноэтилового эфира пламенем с зелёной каймой.



Перманганат калия.

Физические свойства: тёмно-фиолетовые кристаллы с металлическим блеском плотность 2,7см³, t _{разложения}240 °С, КMnO₄ – калиевая соль марганцовой кислоты (HMnO₄).

При растворении в воде, в зависимости от концентрации, он дает раствор от бледно-розового до насыщенного фиолетового оттенка. В горячей воде KMnO4 растворяется лучше. Кристаллы вещества или сильно концентрированный раствор при попадании на кожу могут вызвать ожоги.
Лекарственная форма: порошок для приготовления раствора

Применяются разбавленные растворы (0,1%) как антисептическое средство, для полоскания горла, промывания ран, обработки ожогов, в качестве рвотного средства при некоторых отравлениях.

KMnO4 – сильнейший окислитель. Он легко окисляет многие неорганические и органические вещества. Продукты восстановления перманганата калия зависят от условий (рН среды), в которых протекает реакция. Так, в кислой среде он восстанавливается до Mn²⁺, в нейтральной – до MnO₂,в щелочной– до MnO₄^2-.
1)Кислая среда MnO₄^-→Mn²⁺ признак: обесцвечивание раствора

2KMnO₄+ 3H₂SO₄ + 5Na₂SO₃ =2MnSO₄ + K₂SO₄ +5Na₂SO₄ + 3H₂O

2KMnO₄+ 2NaОH = ^t° K₂MnO₄ +Na₂MnO₄+ H₂O

2KMnO₄ + 3Na₂SO₃ + H₂O =^t° 2MnO₂↓+ 3Na₂SO₄ + 2KOH

Выполнение опыта: в пробирку с раствором перманганата калия (2мл), добавили несколько капель сульфита натрия; пробирку нагрели над пламенем спиртовки, наблюдали образование бурых хлопьев оксида марганца (IV).

Количественный анализ.

Цель работы: установление процентного содержания пероксида водорода в лекарственной форме «Перекись водорода».

Задачи исследования:

1. Подобрать реакцию, подходящую для проведения количественного анализа лекарственного препарата в аналитической лаборатории.

2.Выполнить количественный анализ.

3.Провести анализ полученных данных и сделать вывод.

Количественное определение перекиси водорода.

На этом этапе работы нам предстояло определить процентное содержание пероксида водорода в аптечном препарате «Перекись водорода», и сравнить с указанным на этикетке (3%).

Для выполнения этой задачи мы использовали титриметрический (объёмный) метод химического анализа. Метод заключается в том, что к раствору А (концентрацию которого необходимо установить) постепенно по каплям добавляют раствор В (известной концентрации) до наступления момента эквивалентности. Точка эквивалентности должна четко определятся по изменению окраски взаимодействующих растворов или индикатора.

Концентрацию H₂O₂ определяем титрованием в кислой среде на основе реакции:

5H₂O_{2 +} 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5O₂↑ + 8H₂O

Это титриметрический метод окисление – восстановление (редоксиметрия), основанный на окислительно-восстановительных реакциях, протекающих между рабочим раствором- титрантом (KMnO₄) и определяемым веществом (H₂O₂)- титруемым веществом.

Перманганатометрию можно применять в кислой среде, т.к. Mn⁺⁷ восстанавливается до Mn⁺² и малиново-фиолетовая окраска обесцвечивается.

Э_КMnO4 = 158/5=31,6г/моль (т.к. +5е); для получения 0,05н раствора, мы взяли 1,58г KMnO₄ (31,6 * 0,05), растворили, доведя до метки 1л

Рабочий 0,5 н раствор KMnO₄ налили с помощью воронки в бюретку объёмом 50 мл. Титрование ведут по каплям, каждую следующую каплю добавляют после того, как исчезнет окраска от предыдущей. Добавление KMnO₄ прекращают после того, как раствор в колбе примет бледно-малиновую окраску, не исчезающую в течение 1-2 минут. Титрование проводят не менее трёх раз, берут средний объём перманганата и рассчитывают концентрацию пероксида водорода.

У нас получились следующие результаты: на титрование 1-й колбы ушло 59 мл KMnO₄, на 2-ю колбу – 63мл KMnO₄, на 3-ю – 61 мл KMnO₄.

V_ср (KMnO₄)= 61мл

Ѡ%(H₂O₂)= C (1/5 KMnO₄)*M(1/2H₂O₂)*V_cр(KMnO₄)*V_k*100%

1000* m(H₂O₂)*V_п

Ѡ%(H₂O₂)= 0,05_моль/л*17_г/моль*61_мл*100_мл*100% ₌ 2,59%

1000_мл*10г*20_мл

Пошаговые вычисления: V₁*C₁ = V₂ *C₂; V _KMnO4 *C _KMnO4 = V _H2O2 *C _H2O2

61_мл * 0,05 _моль/л = 2 _мл* C _H2O2; C _H2O2 = 1,525 _моль/л

Т.к. пероксид водорода в реакции окисляется:

H₂O₂ – 2e^-→O₂+2H⁺, эквивалент H₂O₂ = 34_г/моль/2 = 17_г/моль

В 1л H₂O₂ содержится 25,93г (1,525*17), следовательно

В 100 мл ---- 2,59г, т.к плотность разб. перекиси примерно равна единице, получаем Ѡ%(H₂O₂)= 2,59_г/100_г*100% =2,59%

Результаты и выводы

1. 
   Процентное содержание пероксида водорода в лекарственной форме составило 2,59%.
   
2. 
   На упаковке была указана массовая доля 3%.
   
3. 
   Расхождение результатов объясняется, во-первых, разложением части перекиси при хранении, во-вторых, погрешностями при проведении измерений.
   

Выводы

1. 
   Подлинность каждой лекарственной формы (Перекись водорода, Аммиак 10%, Пищевая сода, Глицерин, Борная кислота, Калия перманганат) доказана экспериментально. Установлен количественный состав «Перекиси водорода».
   
2. 
   Качественный и количественный состав многих лекарств можно устанавливать в школьной химической лаборатории
   

1. 
   Получение навыков химического анализа, знакомство с профессиями лаборанта.
   
2. 
   Создание буклета «Домашняя аптечка».
   
3. 
   Профориентационное значение.
   

Обзор литературы

1. 
   Киселева Е. В. Издательство: Учитель, 2017 г. "Экспериментальная химия в системе проблемно-развивающего обучения. 8-11 классы.»
   
2. 
   Еремин Вадим Владимирович, Кузьменко Н. Егорович,
   

3. 
   Попков В.А., Еремин В. В, Кузьменко Н. Е. "Начала химии. Для поступающих в вузы" Лаборатория знаний, 2017
   

Приложение

Фармацевтика глазами детей