В рефрактометрическом методе анализа

Рефрактометрия

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.

Отношение скорости распространения света в воздухе (v$ к скорости распространения света в веществе (и2), равное отно­шению синуса угла падения луча света (а) к синусу угла его

преломления (р), называется по­казателем (коэффициентом) пре­ломления (п) и является величи­ной постоянной для данной дли­ны волны:

022_01

Величина показателя прелом­ления зависит от природы веще­ства, длины световой волны, кон­центрации раствора, температу­ры.

Определение показателя пре­ломления производят с помощью специального прибора, называемого рефрактометром. На прак­тике применяются рефрактометры различных систем: лабора­торный- РЛ, универсальный — РЛУ и др.

Показатель преломления обычно измеряют при 20 °С и дли­не волны 589,3 нм линии D спектра натрия (nD20). Пределы из­мерения показателей преломления 1,3-1,7.

Принцип работы на рефрактометрах основан на определении показателя преломления методом предельного угла (угол пол­ного отражения света) (рис.2).

Устройство рефрактометра (рис. 3). Главной деталью реф­рактометра является измерительная призма из оптического стекла, показатель преломления которого известен. Входная грань измерительной призмы, соприкасающаяся с исследуемым веществом, служит границей раздела, на которой происходит преломление и полное внутреннее отражение луча. Через вы­ходную грань измерительной призмы в зрительную трубу на­блюдают преломление или отражение света.

Порядок работы. 1. До начала измерений проверяют Чистоту соприкасающихся поверхностей призм.

2. Проверка нулевой точки. На поверхность измерительной призмы нанести 2-3 капли дистиллированной воды, осторожно закрыть осветительной призмой. Открыть осветительное оконце и установить в направлении наибольшей интенсивности источ­ника света с помощью зеркала. Путем вращения винтов полу­чить резкое, четкое, бесцветное разграничение светлого и тем­ного поля в поле зрения окуляра. Вращая винт, нанести линию света и тени точно до совпадения с точкой пересечения линии в «Верхнем оконце окуляра. Вертикальная линия в нижнем оконце «окуляра указывает результат измерения — показатель прелом­ления воды при 20 °С-1,333. В случае других показаний пока­затель преломления устанавливают винтом на 1,333, а при по­мощи ключа (регулировочный винт снять) приводят границу «света и тени к точке цересечения линий.

3. После установки прибора на нулевую точку приподнима-

ют камеру осветительной призмы, фильтровальной бумагой, марлевой или фланелевой салфеткой снимают воду. Затем на­носят 1-2 капли исследуемого раствора на плоскость измери­тельной призмы, камеру закрывают. Вращают винты до совпа­дения границы света и тени с точкой пересечений линий. Пб шкале в нижнем оконце окуляра производят отсчет коэффициен­та преломления раствора. Концентрацию раствора определяют по соответствующим таблицам. При измерении концентрации растворов, температура которых отличается от 20°С, следует пользоваться иной таблицей.

4. После каждого определения необходимо обе камеры про­мыть водой и вытереть досуха фильтровальной бумагой или салфеткой, между камерами заложить прокладку из тонкого слоя ваты.

5. Определение концентрации по таблицам. Существуют таблицы для определения концентрации лекарственных средств, изготовленных весовым или весо-объемным методом. В табли­цах приведены коэффициенты преломления и соответствующие им концентрации веществ. В некоторых таблицах приведены ко­эффициенты преломления с точностью до третьего знака. В этом случае концентрация, соответствующая значению показателя преломления, взятому с четвертым знаком, определяется ин­терполированием.

Пример. Коэффициент преломления раствора кальция хлорида 1,3453. Ближайшие показатели в таблице 1,3450 и 1,3460 — соответствующие концентрации 10% и 10,9%, разность между ними (0,9%) равна единице третьего знака. Отсюда кон­центрация испытуемого раствора составит:

Меры предосторожности при работе. Быстрее всего в приборе выходят из строя призмы, поэтому необходимо соблюдать следующие меры предосторожности при обращении с ними:

1. Перед определением показателя преломления призмы тщательно очищаются от грязи и пыли.

2. Не допускается измерение показателей преломления кис­лот и щелочей, так как они разъедают поверхность призм.

3. После измерений протирают поверхности призм чистой мягкой салфеткой, смоченной водой или спиртом, вытирают на­сухо и закладывают между призмами небольшую сухую чистую салфетку или вату.

4. Категорически запрещается: а) вращать винт, окрашен­ный красной краской; б) оставлять на продолжительное время между призмами исследуемую жидкость, особенно раствор каль­ция хлорида, так как поверхность призм после этого покрывает­ся тонким матовым слоем и измерение показателя преломления становится невозможным.

27.06.2015

Количественное определение некоторых лекарственных форм с применением метода рефрактометрии

Двухкомпонентные порошки

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:

(19),

где n1– показатель преломления водного раствора;

n0– показатель преломления воды;

Р– масса порошка, 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 (19), используя соответствующие значения n0

(показатель преломления этанола),
n1
(показатель преломления спиртового раствора),
F1
(фактор показателя преломления спиртового раствора вещества, растворимого в этаноле).

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:

(20),

где 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:

(21),

где n2 – 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).

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:

(22),

где n1– показатель преломления водного раствора;

n0– показатель преломления воды;

F1В–фактор показателя преломления водного раствора определяемого вещества.

Содержание вещества, растворимого только в спирте, рассчитывают по формуле:

(23),

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.

4. Оба ингредиента достаточно хорошо растворяются в используемом растворителе.

В случае хорошей растворимости обоих ЛВ применяется дифференциальный метод рефрактометрии. Для этого готовят три раствора одинаковой концентрации (ЛС и каждого компонента, входящего в ее состав). Измеряют показатели преломления растворов анализируемой ЛС (n) и каждого компонента (соответственно n1 и n2 ). Содержание компонентов в этом случае рассчитывают по формуле:

(24),

где Х1(г) и Х2(г)

– соответственно содержание первого и второго компонентов анализируемых порошков, 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.