1

Literatura 1. Farmakopea Polska VII-XI (2008-2019) 2. Minczewski J., Marczenko Z., Chemia analityczna. T.2. Chemiczne metody analizy

ilościowej. Wyd. 10. PWN, Warszawa 2011. 3. Szmal Z.S., Lipiec T., Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, Wyd.

VII poprawione i unowocześnione, PZWL, Warszawa 1996. 4. Persona A.(red.) Chemia analityczna. Wyd. Medyk, Warszawa, 2007. 5. Skrypt do ćwiczeń z chemii ogólnej, nieorganicznej i analitycznej, pod redakcją E.

Skrzydlewskiej, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku, Białystok 2010. 6. 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 1817. 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 1956-62. 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 1990-99 (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.

Ćwiczenie 4

Oznaczanie związków nieorganicznych w preparatach farmaceutycznych

z wykorzystaniem metod wagowych wg Farmakopei Polskiej.

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 2008-2010) stanowi

polską wersję szóstego wydania Farmakopei Europejskiej (Ph. Eur.) Farmakopea Polska IX

wydana w latach 2011-12 jest tłumaczeniem materiałów opublikowanych w siódmym

wydania Farmakopei Europejskiej.

Obecnie obowiązującą Farmakopeą Polską jest wydanie XI (FP XI) oraz

opublikowane do niej Suplementy 2015 i 2016, która zawiera pełną polską wersję materiałów

Farmakopei Europejskiej 9.0 z uwzględnieniem zmian i uzupełnień wprowadzonych w

Suplementach 9.0 - 9.2. a także działy narodowe, tj. nieposiadające odpowiedników w Ph.

Eur. Od grudnia 2017 r. obowiązuje nowe 11 wydanie Farmakopei Europejskiej (lata 2017–

2019). Wymagania Ph. Eur. 9.0 publikowane są w XI wydaniu Farmakopei Polskiej. Datą, od

której obowiązywać będą wymagania określone w FP XI 2017, w zakresie wymagań

narodowych, jest dzień 1 czerwca 2018 r. Dnia 3 grudnia 2019 roku został opublikowany

suplement 2019 FP XI stanowi uzupełnienie części podstawowej Farmakopei Polskiej

wydanie XI (FP XI 2017) oraz Suplementu 2018 FP XI i zawiera polską wersję nowych i

znowelizowanych tekstów opublikowanych w Suplementach 9.6, 9.7 i 9.8 Ph. Eur. oraz

działy narodowe, tj. nieposiadające odpowiedników w Ph. Eur. Narodowy dział „Wykaz

dawek” oraz „Wykaz substancji bardzo silnie działających, silnie działających oraz środków

odurzających” obejmuje substancje czynne opisane w nowych monografiach szczegółowych

Suplementu 2019 FP XI, stąd wykaz ten stanowi uzupełnienie danych opublikowanych w FP

XI 2017 i w Suplemencie 2018 FP XI.

Omówienie zawartości FP XI 2017

FP XI 2017 zawiera na początku informacje dotyczące obecnego wydania farmakopei

polskiej oraz Farmakopei Europejskiej wydanie 9 (Ph. Eur. 9), 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.

3

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

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 XI 2017.

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 X, 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 XI 2017 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

4

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 XI 2017 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).

Informacje o Farmakopei Polskiej i Farmakopei Europejskiej są zamieszczane na

stronie www.urpl.gov.pl.

II. Część doświadczalna

Farmakopea Polska IV

Kalium sulfuricum [K2SO4]; 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.

1. Oznaczenie siarczanu (VI) potasu

Zasada oznaczenia

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 (BaSO4).

K2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2KCl

Siarczan (VI) baru wytrącony z roztworów obojętnych i zimnych jest bardzo

drobnokrystaliczny. Żeby otrzymać osad o cząstkach grubszych, należy wytrącać BaSO4 z

roztworu gorącego i zakwaszonego kwasem solnym.

Strącony osad BaSO4 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:

BaSO4 + 4C BaS + 4CO↑

5

BaSO4 + 2C BaS + 2CO2↑

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 + 2O2 BaSO4

Uzyskany wynik oznaczenia (masę osadu BaSO4) przeliczamy na masę K2SO4 i na tej

podstawie określamy zawartość badanego związku w preparacie farmaceutycznym.

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 (30 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 30 min, ostudzić i zważyć

o czynności powtarzać do uzyskania stałej masy (oznaczonej w obliczeniach jako c).

6

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 BaSO4 0,7465 g K2SO4

a g x g K2SO4

x = a . 0,7465 g K2SO4

Obliczenie błędu oznaczenia zawartości siarczanu (VI) potasu

Błąd bezwzględny – różnica pomiędzy wartością rzeczywistą i otrzymaną; wyrażony jest w

takich samych jednostkach jak wielkość mierzona.

Błąd względny – różnica pomiędzy wartością rzeczywistą i otrzymaną podzielona przez

wartość rzeczywistą i pomnożona przez 100%; wyrażony jest w %.

gdzie:

x – oznaczona zawartość siarczanu potasu w próbce

– wartość rzeczywista

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.

7

2. Oznaczenie chlorku potasu

Zasada oznaczenia

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(C6H5)4]

KCl + Na[B(C6H5)4] K[B(C6H5)4] + NaCl

Doprowadzenie osadu K[B(C6H5)4] do stałej masy przeprowadza się poprzez suszenie

w temp. 120°C. Uzyskany wynik oznaczenia (masę osadu K[B(C6H5)4]) przeliczamy na

masę KCl i jonów K+

zawartych w preparacie farmaceutycznym.

Przygotowanie tygla obejmuje następujące etapy:

wstawienie tygla do suszarki nastawionej na temp. 1200C

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 10-15 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

8

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 30 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(C6H5)4] – 0,2080 g KCl

a g – x g KCl

x = a . 0,2080 g KCl

Obliczenie zawartości jonów potasu:

1g K[B(C6H5)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.

Błąd względny – różnica pomiędzy wartością rzeczywistą i otrzymaną podzielona przez

wartość rzeczywistą i pomnożona przez 100%; wyrażony jest w %.

gdzie:

x – oznaczona zawartość chlorku potasu w próbce

– 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.

9

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

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.

10

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

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,

11

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;

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

12

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.

Rodzaje biuret:

iB *

biureta klasyczna biureta półautomatyczna biureta automatyczna