Рис. 2. Оптическая схема рефрактометра

1 – зеркало; 2 – рефрактометрическая призма; 3 – осветительная призма;

4 –направляющая призма; 5 – призма Амичи; 6 – объектив;

7 – диафрагма; 8 –окуляр; 9 – отсчетное устройство; 10 – осветительное устройство; 11 –пластинка со шкалой.

Верхняя призма 3 блока является осветительной. Окно в оправе осветительной призмы предназначено для освещения исследуемых веществ в проходящем свете. Нижняя призма 1 блока – измерительная, выполнена изспециальных сильно преломляющих бессвинцовых стекол.

Луч света проходит через осветительную призму 3, поступает в жидкость и преломляется на границе ее с измерительной призмой 2 (рис. 3). Преломленный луч поступает через направляющую призму 4 в зрительную трубку, в которой находятся система линз и компенсатор дисперсии призма АМИЧИ 5, склеенная из трех призм разных сортов стекла и уничтожающая дисперсию луча света.

 


Рис. 3. Схема прохождения света

1 – слой исследуемой жидкости; 2 – измерительная призма;

3 – осветительная призма.

По оптической оси зрительной трубы на линзу окуляра нанесено перекрестье, с ним совмещается граница света и тени (предельный луч). Совмещение оптической оси с предельным лучом производится поворотом призмы. С поворачиваемым блоком связано отсчетное устройство рефрактометра 9 (см. рис.2).

Перед каждым употреблении рефрактометра следует проверить правильность его регулировки, согласно прилагаемой инструкции к прибору.

При работе на рефрактометрах призменный блок промывают очищенной водой, вытирают насухо фланелью или марлей, затем наносят несколько капель анализируемого раствора, закрывают блок и производят измерение. После этого снова промывают водой призменный блок, вытирают насухо и измеряют показатель преломления растворителя.

 

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1. Какое явление лежит в основе рефрактометрического метода?

2. Назовите основные типы марки рефрактометров.

3. Поясните устройство и принцип работы рефрактометра.

4. Назовите правила работы на рефрактометрах.

5. Что такое показатель преломления, от каких факторов он зависит и по какой формуле рассчитывается?

6. Поясните физический смысл фактора прироста компонента, укажите способы расчета его для различных концентраций вещества.

7. Укажите формулу, учитывающую влияние температуры на показатель преломления, поясните ее.

8. Для каких целей используется рефрактометрия в условиях аптеки и контрольно-аналитической лаборатории?

9. Каковы способы расчета концентрации вещества в растворах, содержащих один, два компонента, многокомпонентных растворах?

10. Дайте понятие интерполяции и покажите на конкретном примере (см. ответы, задание № 1).

11. Укажите и поясните способы расчета количественного содержания компонента в многокомпонентных порошках.

12. Каким способом определяется концентрация этилового спирта в спирто-водных растворах и спиртовых растворах лекарственных веществ (кислот салициловой, борной, камфоры)?

13. Укажите способы определения концентрации этилового спирта в настойках.

14. Назовите преимущества и недостатки рефрактометрического метода.

 

 

2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Цель. Закрепление теоретических знаний и практических навыков работы на рефрактометре RL1, RL2. Использование рефрактометрии как метода установления подлинности, чистоты, количественного содержания лекарственных веществ в водных, водно-спиртовых, спиртовых растворах и этанола в спирто-водных растворах и настойках.

Практические навыки.

1. Знать устройство рефрактометра и правила работы на нем.

2. Уметь настраивать рефрактометр по очищенной воде.

3. Уметь определять рефрактометрическим методом: а) содержание лекарственного вещества в одно-, двух-, трехкомпонентных растворах; б) содержание этанола в спирто-водных растворах; в) содержание этанола в спиртовых растворах лекарственных веществ; г) содержание этанола в настойках.

2.1. Определить с помощью рефрактометра содержание лекарственного вещества в водном растворе.

Лекарственные средства :

Раствор кальция хлорида 10, 20, 50%;

Раствор калия бромида 20%;

Раствор калия йодида 10%;

Раствор магния сульфата 25%;

Раствор глюкозы для инъекций 10, 20, 40%;

Раствор глюкозы 20% для внутреннего употребления.

2.2. Определить рефрактометрически содержание глюкозы в порошке состава :

Кислоты аскорбиновой 0,1

Глюкозы 0,25

Содержание кислоты аскорбиновой определено методом нейтрализации и равно 0,098.

2.3. Определить содержание этанола в 40 и 70% спирто-водных растворах (см. табл. 1).

2.4. Определить содержание этанола в 2% растворе борной кислоты, приготовленном на 70% этаноле.

Методика. (См. 1.4.2.)

2.5. Определить содержание этанола в предложенных настойках рефрактометрическим методом.

 

 

Приложения

ЗАДАНИЕ 1

Таблица 4

Определите концентрацию растворов, используя таблицу 8.

 

№№№ Препарат Показатель преломления(n)
11 Гексаметилентетрамин 1,3668
32 Глюкоза (безводная) 1,3474
43 Калия бромид 1,3388
54 Калия йодид 1,3396
65 Кальция глюконат 1,3407
76 Кальция хлорид (гексагидрат) 1,3444
87 Кислота аскорбиновая 1,3407
98 Кодеина фосфат 1,3367
09 Кофеин – бензоат натрия 1,3526
110 Магния сульфат (гептагидрат) 1,3557
111 Натрия бензоат 1,3394
112 Натрия бромид 1,3593
113 Натрия гидрокарбонат 1,3396
114 Натрия салицилат 1,3725
115 Норсульфазол-натрий 1,3417
116 Сульфацил-натрий 1,3828


Пример расчёта:

Дано: натрия бромид, n=1,3437.

Согласно таблице № 8, используя интерполяцию:

n С% 1,3437

1,3430 7,54 1,3430

1,3440 8,32 0,0007

0,0010 0,78

0,0007 X

%

К меньшей концентрации прибавляют полученный результат:

7,54% + 0,54% = 8,08%

или

1,3440 – 1,3437 = 0,0003

%

Из большей концентрации вычитают полученный результат:

8,32% – 0,23% = 8,09%

ЗАДАНИЕ 2

Таблица 5

Определите концентрацию растворов, используя расчетную

формулу и таблицы факторов показателей преломления 7.

№№№ Препарат N

n0

11 Кислота аскорбиновая 1,3410 1,3330
32 Калия бромид 1,3562  
43 Магния сульфат (гептагидрат) 1,3552  
54 Натрия салицилат 1,3433  
65 Натрия бензоат 1,3493  
76 Кальция хлорид (гексагидрат) 1,3492  
87 Глюкоза (моногидрат) для внутреннего применения 1,3485  
98 9 Глюкоза (моногидрат) для инъекций 1,3616  
19 Натрия хлорид 1,3600  

Пример расчёта:

Для расчета неизвестной концентрации фактор показателя преломления (F) берут из табл. № 7 для 1% раствора, а затем для полученной концентрации берут из этой таблицы соответствующее значение F и делают перерасчет (повторный расчет), таких уточнений может быть сделано несколько.

Дано: гексаметилентетрамин, n=1,3668; n0=1,3330.

F1%=0,00167,

, F20%=0,00170,

ЗАДАНИЕ 3

Таблица 6

Рассчитайте концентрацию растворов с учетом температуры.

 

 

№№ Препарат t0, С n n0
1 Кислота аскорбиновая 15 1,3455 1,3340
2 Калия йодид 23 1,3458 1,3324
3 Кофеин – бензоат натрия 17 1,3420 1,3336
4 Гексаметилентетрамин 15 1,3440 1,3340
5 Барбитал – натрия 25 1,3500 1,3320
6 Натрия салицилат 25 1,3490 1,3320
7 Натрия бензоат 13 1,3490 1,3344
8 Глюкоза для инъекций 25 1,3860 1,3320
9 Глюкоза для внутреннего употребления 15 1,3690 1,3340

Пример расчёта:

Дано: натрия бензоат, t = 13 0С, n=1,3490; n0=1,3344.

Расчёт концентрации по таблице № 8 проводим с учётом поправки на температуру измерения показателя преломления: n20=1,3490−(20−13)·0,0002=1,3490−7·0,0002=1,3476.

 

 

Согласно таблице № 8, используя интерполяцию:

n С% 1,3476

1,3470 6,48 1,3470

1,3480 6,95 0,0006

0,0010 0,47

0,0006 X

%

К меньшей концентрации прибавляют полученный результат:

6,48% + 0,28% = 6.76%

или

1,3480 – 1,3476 = 0,0004

%

Из большей концентрации вычитают полученный результат:

6,95% – 0,19% = 6,76%

 

 

ЗАДАНИЕ 4

Проведите количественное определение ингредиентов в лекарственных смесях следующего состава:

 

1. Калия йодида 4,0

Натрия бромида 6,0

Воды очищенной 200,0 мл

Содержание калия йодида определено аргентометрически и равно 4,1 г. Рассчитайте содержание натрия бромида рефрактометрическим методом в г, если n=1,3396, n0=1,3330.

 

2. Натрия бромида 2,0

Магния сульфата 5,0

Раствора глюкозы 20% 200,0 мл

Содержание натрия бромида проведено меркуриметрически и равно 2,0, магния сульфата – комплексонометрически и равно 5,5 г. Определение глюкозы проведено рефрактометрическим методом при температуре 23°С, при этом показатель преломления раствора п=1,3622, п0=1,3330. Рассчитайте содержание глюкозы в микстуре в %.

 

3. Метионина

Глюкозы по 0,25

Содержание метионина проведено методом нейтрализации по Серенсену и составляет 0,245 г, Рассчитайте содержание глюкозы рефрактометрическим методом в г, если п=1,3453, п0=1,3330.

Методика.0,16 г порошка растворяют в 1-1,5 мл 0,1 моль/л раствора натрия гидроксида при нагревании на водяной бане. После охлаждения раствор доводят раствором натрия гидроксида (0,1 моль/л) до 2 мл и определяют показатель преломления раствора и воды при 20°С.

Концентрацию метионина в процентах (С) рассчитывают по формуле:

(см. уравнение 9),

где а – количество метионина, определенное химическим путем, в граммах;

Р – сумма ингредиентов по прописи, в граммах.

 

4. Кислоты глутаминовой 1,0

Раствора глюкозы 10% 100,0 мл

Содержание глутаминовой кислоты определено методом нейтрализации и равно 1,0 г. Рассчитайте содержание глюкозы рефрактометрическим методом в %, если п=1,3477, п0=1,3330.

 

5. Раствора кальция хлорида 5% 200,0 мл

Натрия бромида 4,0

Кофеин-бензоата натрия 1,0

Содержание кофеин-бензоата натрия определено методом нейтрализации и равно 1,1 г, кальция хлорида – комплексонометрически и равно 10,5 г. Рассчитайте содержание натрия бромида рефрактометрическим методом, если п=1,3429, п0=1,3330.

 

6. Кальция хлорида 5,0

Калия йодида 2,0

Калия бромида 3,0

Воды очищенной до 100,0 мл

Содержание кальция хлорида определено комплексонометрически и равно 5,1г, калия йодида − меркуриметрически и равно 2,0 г. .Рассчитайте содержание калия бромида рефрактометрическим методом, если п=1,3453, п0=1,3330.

 

7. Раствора калия йодида 4,0 % 200,0 мл

Натрия салицилата 6,0

Содержание калия йодида определено аргентометрически и равно 4,0 г. Рассчитайте содержание натрия салицилата рефрактометрическим методом, если п=1,3416, п0=1,3330.

 

 

8. Кислоты аскорбиновой 0,5

Калия йодида 0,3

Раствора кислоты борной 2% 10,0 мл

Содержание калия иодида определено аргентометрически и равно 0,3 г, кислоты аскорбиновой − йодиметрически и равно 0,5 г.

Рассчитайте содержание кислоты борной рефрактометрическим методом, если п=1,3462, п0=1,3330.

 

9. Фенобарбитала 0,01

Кальция глюконата 0,25

Глюкозы 0,25

Содержание фенобарбитала определено методом нейтрализации после отделения его от других ингредиентов эфиром и равно 0,01г, кальция глюконата − комплексонометрически и равно 0,25г. Рассчитайте содержание глюкозы рефрактометрическим методом, если п=1,3472, п0=1,3330,

F кальция глюконата=0,0016.

Методика.0,2 г порошка растворяют в 1,5 мл воды при нагревании на водяной бане. После охлаждения объем раствора доводят водой до 2 мл и определяют показатели преломления раствора и воды при 20°С.

 

РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ

Таблица 7

Факторы показателей преломления F растворов с весо-объемной концентрацией

Кон-цен-тра-ция Ами-допи-рин Глю-коза б/в Калия йодид Кис-лота аскор-бино-вая Кис-лота глю-тами-новая Кис-лота борная Метио- нин в 0,1 моль/л р-ра натрия гидро-ксида
1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10%     0,00225     0,00142     0,00130 0,00160 0,00160 0,00160 0,00159 0,00159 0,00158 0,00158 0,00158 0,00157 0,00157     0,00180     0,00067 0,00150 0,00160 0,00170 0,00180
Кон-цен-тра-ция Бар-битал – натрий Гекса-мети-лентет-рамин Калия бромид Каль-ция хлорид (гекса-гидрат) Кофе-ин – бензоат натрия

Магния сульфат

гептагидрат

1% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 40% 50%     0,00182 0,00167 0,00168 0,00168 0,00169 0,00170 0,00170 0,00171 0,00172 0,00120 0,00119 0,00118 0,00117 0,00116 0,00118 0,00117 0,00116 0,00115 0,00114 0,00113 0,00112 0,00110 0,00108     0,00192

0,00096

0,00095

0,00093

0,00092

0,00090

0,00089

0,00088

0,00085

0,00082

 

Продолжение таблицы 7

 

Концентр-ация Натрия бензоата Натрия бромида Натрия салицилат Натрия хлорид Анальгина гидрат
1% 0,00217 0,00134 0,00201 0,00170 0,00194
5% 0,00216 0,00133 0,00201 0,00167 0,00194
10% 0,00214 0,00132 0,00200 0,00164 0,00193
15% 0,00213 0,00131 0.,00199 0,00160 0,00193
20% 0,00211 0,00130 0,00198 0,00157 0,00192
30%         0,00191
40%         0,00190
50%         0,00189

 

 

 

Таблица 8

Показатели преломления растворов с весо-обьемной концентрацией

Пока-затель пре-лом-ления Ами-допи-рин Ка-лия бро-мид Ка-лия йо-дид Каль-ция глю-конат Кис-лота ас-кор-бино-вая Ко-де-ина фос-фат Кофе-ин-бензоат нат рия Нат-рия бро-мид Нат-рия гидро-карбо-нат Нор-суль-фозол-натрий
1,3340 0,44 0,88 0,75 0,61 0,62 0,55 0,60 0,75 0,80 0,58
1,3350 0,89 1,70 1.53 1,22 1,24 1,15 1,20 1,50 1,60 1,17
1,3360 1,33 2,60 2,30 1,84 1,88 1,70 1,70 2,26 2,40 1,75
1,3370 1,78 3,43 3,05 2,46 2,52 2,25 2,20 3,00 3,20 2,33
1,3380 2,22 4,30 3,80 3,09 3,16 2,80 2,70 3,74 4,00 2,92
1,3390 2,66 5,20 4,58 3,72 3,80 3,35 3,20 4.50 4,80 3,50
1,3400 3,11 6,10 5,35 4,36 4,44 3,90 3,70 5,24 5,60 4,08
1,3410 3,55 6,90 6,10 5,00 5,08 4,45 4,20 6,00   4,67
1,3420 4,00 7,80 6,85 5,64 5,72 5,00 4,70 6,76   5,25
1,3430 4,44 8,70 7,60 6,29 6,36 5,55 5,20 7,54   5,86
1,3440 4,89 9,60 8,40 6,96 7,00 6,10 5,70 8,32   6,44
1,3450 5,34 10,5 9,15 7,62 7,64 6,65 6,20 9,06   7,03
1,3460   11,30 9,93 8,28 8,28 7,20 6,70 9,81   7,63
1,3470   12,30 10,67 8,97 8,92 7,75 7,20 10,57   8,21
1,3480   13,10 11,75 9,65 9,56 8,30 7,70 11,32   8,79
1,3490   14,00 12,25 10,32 10,2 8,85 8,20 12,09   9,38
1,3500   14,80 13,00     9,40 3,70 12,88   9,96
1,3510   15,70 13,78     10,00 9,20 13,67   10,55
1,3520   16,60 14,55     10,55 9,70 14,46   11,18
1,3530   17,50 15,35     11,10 10,20 15,25    
1,3540   18,40 16,13       10,70 16,03    
1,3550   19,30 16,88       11,20 16,81    
1,3560   20,10 17,65       11,70 17,60    
1,3570   21,00 18,43       12,20 18,38    
1,3580   21,90 19,20       12,70 19,16    
1,3590   22,80 20,00       13,20 19,96    
1,3600   23,60 20,75       13,70 20,77    
1,3610   24,50         14,20 21,55    
1,3620             14,70 22,35    
1,3630             15,20 23,15    
1,3640               23,96    

Продолжение таблицы 8

Пока-затель пре-ломле-ния Бар-битал- нат-рий Гек-саме-ти-лен-тет-рамин Глю-коза Каль-ция хло-рид гекса-гид-рат Маг-ния суль-фат Нат-рия бен-зоат Нат-рия сали-цилат Нат-рия хло-рид Ново-каин Суль-фацил натрий
1,3340 0,59 0,60 0,70 0,85 1,05 0,45 0,50 0,60 0,45 0,50
1,3350 1,18 1,19 1,40 1,71 2,09 0,92 0,98 1,20 0,90 1,00
1,3360 1,73 1,78 2,10 2,56 3,10 1,39 1,48 1,76 1,35 1,60
1,3370 2,31 2,40 2,80 3,42 4,13 1,86 1,98 2,32 1,80 2,10
1,3380 2,87 3,00 3,50 4,28 5,15 2,35 2,50 2,9,1 2,25 2,60
1,3390 3,43 3,60 4,20 5,15 6,20 2,805 3,0 3,52 2,70 3,10
1,3400 4,00 4,20 4,90 6,00 7,35 3,26 3,48 4,15 3,15 3,60
1,3410 4,52 4,78 5,60 6,90 8,45 3,72 3,98 4,77 3,60 4,10
1,3420 5,06 5,36 6,3 7,79 9,65 4,18 4,47 5,37 4,05 4,60
1,3430 5,58 5,96 7,00 8,65 10,75 4,63 4,97 6,00 4,50 5,10
1,3440 6,15 6,55 7,70 9,50 11,80 5,07 5,45 6,63 4,95 5,60
1,3450 6,67 7,15 8,40 10,4 12,95 5,53 5,95 7,20 5,40 6,10
1,3460 7,22 7,75 9,10 11,2 14,05 6,00 6,45 7,82 5,8 6,6
1,3470 7,78 8,35 9,80 12,10 15,22 6,48 6,95 8,45 6,30 7,10
1,3480 8,24 8,94 10,5 13,0 16,34 6,95 7,45 9,10 6,80 7,60
1,3490 8,72 9,52 11,2 13,9 17,5 7,41 7,95 9,67 7,25 8,10
1,3500 9,29 10,10 11,90 14,78 18,7 7,88 8,45 10,30 7,70 8,60
1,3510 9,84 10,67 12,60 15,67 19,90 8,35 8,97 11,00 8,15 9,10
1,3520 10,33 11,26 13,30 16,57 21,10 8,83 9,45 11,65 8,65 9,60
1,3530 10,81 11,85 14,00 17,45 22,2 9,30 9,98 12,30 9,15 10,10
1,3540 11,35 12,45 14,70 18,36 23,45 9,70 10,45 13,00 9,55 10,60
1,3550   13,05 15,40 19,28 24,70 10,24 10,95 13,65 10,0 11,1
1,3560   13,64 16,1 20,19 25,85 10,71 11,47 14,30 10,45 11,60
1,3570   14,21 16,8 21,09 27,10 11,19 11,95 14,95 10,90 12,10
1,3580   14,77 17,5 22,00 28,40 11,66 12,45 15,65 11,35 12,60
1,3590   15,36 18,20 22,91 29,50 12,14 12,95 16,33 11,8 13,10
1,3600   15,94 18,9 23,81 30,75 12,63 13,48 17,03 12,25 13,60
1,3610   16,53 19,60 24,79 32,00 13,1 13,97 17,70 12,7 14,10
1,3620   17,11 20,30 25,78 33,85 13,58 14,5 18,40 13,15 14,60
1,3630   17,69 21,00 26,69 34,66 14,36 15,00 19,10 13,6 15,10
1,3640   18,26 21,70 27,62 35,90 14,53 15,52 19,76 14,05 15,60
1,3650   18,85 22,40 28,55 37,24 15,0 16,05 20,42 14,50 16,10
1,3660   19,43 23,10 29,45 38,60 15,50 16,57 21,15 14,95 16,60
1,3670   20,02 23,80 30,35 39,90 15,98 17,1 21,82   17,10
1,3680   20,60 24,50 31,25 41,25 16,47 17,62 22,50   17,60
1,3690   21,17 25,3 32,19 42,63 16,95 18,15 23,2   18,10

Окончание таблицы 8

Показа-тель преломле-ния Гекса-мети-ленте-тра-мин Глю-коза без-вод-ная Каль-ция хло-рид Магния сульфат Натрия суль-фат Натрия сали-цилат Натрия хлорид Суль-фацил-натрий
1,3700 21,75 26,00 33,15 43,95 17,42 18,65 23,97 18,60
1,3710 22,32 26,70 34,15 45,30 17,92 19,20 24,63 19,10
1,3720 22,90 27,40 35,10 46,64 18,43 19,70 25,32 19,60
1,3730 23,48 28,10 36,10 47,96 18,91 20,25   20,10
1,3740 24,05 28,80 37,10 49,34 19,40     20,60
1,3750 24,63 29,50 38,05 50,70 19,88     21,10
1,3760 25,20 30,20 39,00 52,00 20,37     21,60
1,3800 25,78 30,90 39,95   20,80     22,10
1,3770 26,35 31,60 40,90   21,35     22,60
1,3780 26,93 32,30 41,85   21,85     23,10
1,3790 27,50 33,00 42,80   22,34     23,60
1,3810 28,08 33,70 43,80   22,83     24,10
1,3820 28,65 34,40 44,80   23,32     24,60
1,3830 29,24 35,10 45,0   23,82     25,10
1,3840 29,82 35,80 46,8   24,32     25,60
1,3850 30,40 36,50 47,75   24,84     26,10
1,3860 30,98 37,20 48,75   25,35     26,60
1,3870 31,55 37,90 49,80         27,10
1,3880 32,14 38,60 51,35         27,60
1,3890 32,74 39,30 51,85         28,10
1,3900 33,32 40,00 52,90         28,60
1,3910 33,90 40,70           29,10
1,3920 34,48 41,40           29,60
1,3930 35,05 42,10           30,10
1,3940 35,63 42,80           30,60
1,3950 36,20 43,50           31,10
1,3960 36,78 44,20           31,60
1,3970 37,65 44,90           32,10
1,3980 37,90 45,60           32,60
1,3990 38,47 46,30           33,10
1,4000 39,05 47,00            
1,4010 39,60 47,70            
1,4020 40,16 48,40            

ОТВЕТЫ

Задание № I

n С%

1.1. Гексаметилентетрамин 1,3668 19,9 1.2.Глюкоза безводная 1,3474 10,1

1.3. Калия бромид 1,3388 5,0

1.4. Кадия йодид 1,3396 5,0

1.4. Кальция глюконат 1,3407 4,8

1.6. Кальция хлорид (гексагидрат) 1,3444 9,9

1.7. Кислота аскорбиновая 1,3407 4,9

1.8. Кодеина фосфат 1.3367 2,1

1.9. Кофеин-бензоат натрия 1,3526 10,0

1.10. Магния сульфат (гептагидрат) 1,3557 25,5

1.11. Натрия бензоат 1,3394 3,0

1.12. Натрия бромид 1,3593 20,2

1.13. Натрия гидрокарбонат 1,3393 5,2

1.14. Натрия салицилат 1,3725 20,0

1.15. Норсульфазол-натрий 1,3417 5,1

1.16. Сульфацил-натрий 1,3828 25,5

 

Задание 2