birmaga.ru
добавить свой файл

1
Определение чистоты веществ


Были апробированы методы, позволяющие использовать прибор ДСК-500 для определения интегральной чистоты лекарственных веществ. Метод основан на явлении криоскопии – явлении понижения температуры плавления загрязненных эвтектическими примесями веществ. Этот метод оптимален с точки зрения надежности, быстроты, качества и стоимости прямых измерений.

Вся информация, необходимая для определения чистоты криоскопическим способом, определяется по одному пику плавления. Применение дифференциального сканирующего калориметра позволяет оценивать чистоту вещества качественно и количественно. Качественное сравнение чистоты основано на том, что форма пика загрязненного вещества более «размыта» по сравнению с формой пика чистого вещества, выполняется визуально (рис.1).



Рис.1 – Изменение формы пика в зависимости от суммарного количества примесей в нем.
Количественное измерение чистоты основано на применении уравнения Вант-Гоффа:



где Ts – температура плавления образца;

То – теоретическая температура плавления чистого компонента;

R – газовая постоянная;

Х2 – молярная доля примесей;

F – доля образца, плавящегося при температуре Ts;

∆Нf – теплота плавления чистого компонента.

Методика заключается в следующем. Предварительно тщательно калибруется по температуре и теплоте плавления высокочистых эталонных металлов дифференциальный сканирующий калориметр. Образец исследуемого вещества взвешивается на аналитических весах с точностью не менее 0,5 мг, программируется нагрев образца таким образом, чтобы скорость нагрева до температуры, ниже температуры плавления на 10 – 15 градусов, составляла 8 а далее – 0,5…1 град/мин, производится запись плавления образца. Площадь пика, ограниченную базовой линией и кривой плавления, разбивается на ряд участков, каждый из которых соответствует плавлению при данной температуре (рис.2).

Рис.2 – Определение чистоты лекарственных веществ криоскопическим способом
Находятся площади, соответствующие этим температурам и отношения этих площадей плавления к общей площади плавления пика образца F. Далее строится график прямо пропорциональной зависимости температуры плавления образца Ts от F-1 (рис.3).


Рис. 3 - График зависимости температуры плавления образца Ts от доли расплавленного вещества F-1.

Прямая пересечет ось ординат в точке То, а по наклону прямой определяется мольная доля примесей. Если зависимость не получается прямо пропорциональной, для линеаризации следует использовать уменьшить массу навески (до 2-4 мг) и использовать скорость нагрева не более 10С. Интегрирование пика следует проводить в пределах 10-50% площади пика, для точного определения должно быть определено не менее семи точек температур. Эти рекомендации даны в связи с необходимостью проводить эксперимент в условиях, максимально близких к равновесным.

К достоинствам ДСК-500В, помимо невысокой стоимости, можно отнести высокие чувствительность и стабильность базовой линии, поэтому для проведения опыта по определению чистоты не требуется больших количеств вещества (достаточно 0,5 мг и менее). По одной термограмме вещества можно получить все сведения для расчета чистоты.

Предложенным методом были определена чистота кофеина, которая составила 99,974%, а по данным хромато-масс-спектроскопии чистота этого же образца кофеина составила 99,99%, таким образом, абсолютная погрешность определения чистоты составила менее 0,02% [1].

  1. Агафонова Е. В., Мощенский Ю. В. Определение чистоты некоторых лекарственных веществ на приборе ДСК-500 // VIII Всероссийская интерактивная конференция молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», Саратов, 2011.