Определение содержания этилового спирта в этиловых растворах

      Подтверждением  идентичности веществ служит  совпадение дисперсий препаратов  с одинаковыми показателями преломления,  так как очень часто вещества  с близкими показателями преломления  имеют различную дисперсию.

      Для идентификации  вещества необходимо определять  показатель преломления с точностью  ±0,001-0,002.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Рефрактометрический метод анализа двухкомпонентных систем

Точность анализа двухкомпонентных систем зависит от точности измерения показателей преломления компонентов, состава анализируемого соединения и разности показателей преломления составляющих смесь веществ.

Между составом вещества и  показателем преломления растворов  в ряде случаев существует почти  прямая зависимость. При определении  сахара в растворе по показателю преломления  пользуются кривой зависимости показателя преломления от содержания сахара (рис.12). Но такая зависимость соблюдается не всегда. Например, определение содержание метилового спирта в растворе невозможно, так как изменение показателя преломления невелико (рис.12) .  Кроме того, если кривая показателя преломления имеет значительную кривизну, точность рефрактометрического анализа зависит ещё и  от концентрации определяемого вещества. В случаях экстремума на кривой показателей преломления (рис.13) анализ двойной системы возможен в ограниченной области концентраций.    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               

Рис.12. зависимость показателя                    Рис.13. Экстремум на кривой    

преломления раствора от                               показателей преломления   

концентрации сахара(1) и                              двойной системы.

метилового спирта(2).

        На  участке АВ, соответствующем малой концентрации определяемого вещества, точность рефрактометрического определения будет низкой, на участке BD точность определения возрастает.

Высокую точность при рефрактометрическом  анализе спиртовых смесей получают при концентрации спирта не выше 50-60%. Более концентрированные спиртовые  растворы рекомендуется анализировать  по плотности.

При анализе двухкомпонентных систем пользуются специальными таблицами, где приведены показатели преломления  в зависимости от состава смеси. Кроме того, для ряда таких систем имеются эмпирические формулы, связывающие показатель преломления и концентрацию.

В тех случаях, когда в  литературе нет данных для анализируемой  смеси, обычно пользуются кривыми показатель преломления - состав, вычерченными по результатам измерения специально приготовленных растворов точно известного состава. При изготовлении эталонных растворов необходимо соблюдать аккуратность, от которой зависит точность получаемых результатов, и учитывать условия приготовления растворов. Получая эталонный раствор, где один из компонентов летуч, следует вводить летучий компонент в навеску более устойчивого компонента, допуская испарения первого; навески жидкости для эталонных растворов должны быть не менее нескольких граммов. Растворы малой концентрации рекомендуется получать разбавлением более концентрированных растворов. Иногда показатели преломления компонентов анализируемых смесей не совпадают с показателями преломления веществ, взятых для приготовления эталонных растворов. Такие расхождения показателей могут быть вызваны систематические ошибками оптических измерений или колебаниями содержания примесей во взятых веществах. Для устранения ошибок определения пользуются смешанным графико-аналитическим методом.

Основные преимущества способа  состоят в одновременном измерении  показателей преломления раствора и его компонентов в одинаковых условиях и на одном приборе.

 

 

8. Рефрактометрический метод анализа трехкомпонентных систем

При рефрактометрическом  анализе трехкомпонентных систем применяют  графики, по которым легко и быстро определяют все компоненты анализируемой  смеси. Это треугольные диаграммы, построение которых основано на свойствах равностороннего треугольника сумма длин линий (лучей), проведенных параллельно его сторонам иЗ любой точки внутри равностороннего треугольника есть величин-а постоянная, равная длине стороны треугольника. Каждая вершина треугольника соответствует 100%-ному содержанию компонентов А, В, С (рис.14). Составам различных смесей этих веществ соответствуют точки К, М, N и т. д. Например, точка К соответствует смеси, содержащей 50% вещества А, 40% — В и 10%—Сит. д.

                                                    Для полного анализа тройной омеси                  

                     необходимо определить два каких-либо независимых параметра,                характеризующих состав смеси. Одни  из них может быть показатель преломления, другим—"плотность температура кипения или плавления,поверхностное натяжение, вязкость, диэлектрическая проницаемость или концентрация одного из компонентов,                                                                           кислотность, щелочность и т. д.

 

         Для анализа тройной системы обычно используют рефрактоден-симетрический метод, который заключается в измерении показателя преломления и плотности исследуемого соединения.

        Предварительно готовят тройные смеси точно известного состава, измеряют их показатели преломления и плотности. Для каждой смеси строят вспомогательные графики. Значения плотностей и показатели преломления интерполируют через равные интервалы и наносят на треугольную диаграмму. Через точки с одинаковыми значениями показателя преломления проводят плавные кривые - изорефракты, а через точки с одинаковыми значениями плотности – изоденсы (рис. 15).  

                   

     Рис. 15. Диаграмма  для рефрактометрического анализа  тройной система (метиловый спирт,  этиловый спирт).

Для определения концентрации компонентов анализируемой тройной  системы измеряют показатель преломления  и плотность исследуемого образца, по полученным данным находят точку  пересечения изорефракты и изоденсы. Координаты этой точки на диаграмме характеризуют концентрацию компонентов анализируемой смеси. Например, тройная система (см. рис. 15) имеет плотность 0,88, показатель преломления 95,0 (условное деление шкалы погружного рефрактометра). Точка пересечения изоденсы 0,88 и изорефракты 95,0 соответствует составу: воды 34%, этилового спирта 60%, метилового спирта 6%.

Аналогичным способом анализируют  настойки галловую, алоэ-хинную, коричную, лимонную, Л01жечника, лавандовую, перечной мяты, черной горчицы и другие.

Трудоемкого построения сеток  изолиний можно избежать, ес 
ли имеет место линейная зависимость измеряемых свойств от кон 
центрации хотя бы одного из компонентов. В этом случае пользу 
ются простыми графиками.

Саар разработал рефрактоденсиметрический метод определения спирта и экстрактивных веществ в настойках с последующим вычислением концентрации компонентов смеси при помощи двух линейных уравнений.

Неудобство рефрактоденсиметрического  метода заключается в необходимости  использования больших количеств  анализируемой смеси для определения  плотности. Более быстрым, легким в  исполнении, требующим минимальных затрат исследуемого вещества является дисперсиометрический метод. Он основан на измерении показателя преломления вещества при двух различных длинах волн.

Не менее удобен для  анализа трехкомпонентных систем метод  экстракции, основанный на количественном извлечении одного из компонентов подходящим реагентом. Перед экстракцией предварительно измеряют показатель преломления анализируемой трех-компонентной системы и дальнейшее определение сводится к анализу двухкомпонентной системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Определение содержания компонентов в смеси

При рефрактометрических  определениях твердые лекарственные  смеси переводят в жидкое состояние, т. е. растворяют анализируемый порошок  в наиболее подходящем растворителе. Для упрощения анализа готовят  растворы концентрации (А и 100мл.), где  А - количество вещества в граммах, растворенное в 100 мл. Растворителя. В этом случае при расчетах используют  и соответствующие факторы.

Если в таблицах нет  данных для анализируемого вещества, то фактор его рассчитывают по формуле:

                F= F0 – KC

Разработаны методики количественного  определения двухкомпонентных порошковых смесей  с учетом разной растворимости  компонентов  в растворителе. При растворении в воде или спирте препараты могут образовывать следующие системы:

Система Ι. Один компонент  смеси растворим в спирте, но не растворим в воде, другой растворим  в воде, но не растворим в спирте;

Система ΙΙ. Оба компонента растворимы в воде и один из них растворим в спирте.

Система ΙΙΙ. Оба компонента растворимы в спирте и один из них  растворим в воде.

 

 

 

 

 

 

 

 

9.1. Определение содержания компонентов в системе Ι.

В случае системы Ι содержание компонентов Х (в г) вычисляют  по формуле:

                  

Где n – показатель преломления  спиртового или водного раствора определяемого компонента;

       n –   показатель преломления растворителя;

       P –   масса анализируемого порошка;

       g  –  навеска смеси, взятая для анализа;

       F  – значение фактора для раствора определяемого компонента.

          Определяемые вещества

    Гидрокарбонат натрия . . . . . . . 0,3

    Фенилсалицилат . . . . . . . . . . . .. 0,3

В этой системе гидрокарбонат  натрия растворим в воде, фенисалицилат  растворим в спирте.

Ход определения. А) Определение  содержания гидрокарбоната натрия. Навеску  смеси 0,06 обрабатывают 1 мл воды и фильтруют. Определяют показатель преломления  фильтрата (n = 1,3369).При той же температуре определяют показатель преломления воды (1,3330).F- фактор водного раствора гидрокарбоната натрия для концентрации: ( 3,0 и 100мл) = 0,00134.

Подставляя соответствующие  числовые значения в формулу:

               Х = 

Б) Определение содержания фенилсалицилата. Навеску смеси 0,1  
обрабатывают 1 мл спирта, фильтруют и определяют показатель преломления (n= 1?3730).

При той же температуре  определяют показатель преломления  спирта  (n0 =1,3635). Фактор спиртового раствора фенилсалицилата для концентрации: (5,0 и 100мл) = 0,0186.

Подставляем соответствующие  числовые значения в формулу:

 

             Х  = 

9.2. Определение содержания компонентов в системе ΙΙ

В случае системы ΙΙ содержание компонентов Х вычисляют по формулам:

 

                                   Х=

 

                           Х =

Где  n – показатель преломления  раствора определяемого вещества;

       показатель преломления раствора смеси;

       - показатель преломления растворителя;

     P – масса анализируемого образца;

      g – навеска смеси, взятая для анализа;

      F-фактора для раствора уже определенного компонента;

      F – значение F- фактора для раствора определяемого вещества;

     C – концентрация раствора уже определенного компонента.

                     Определяемые  вещества

               Гексаметилентетрамин . . . . . . . 0.3

               Гидрокарбонат . . . . . . . . . . . . . . 0.3  

В этой системе гексаметилентетрамин  и гидрокарбонат натрия хорошо растворимы в воде, в спирте растворим только гексаметилентетрамин.

Ход определения.  а) Определение содержания гексаметилентетрамина. Навеску смеси 0.08 обрабатывают 1 мл. спирта, фильтруют и определяют показатель преломления фильтрата( n = 1.3696).

При той же температуре  определяют показатель преломления  спирта этилового( =1.3638).

F-фактор спиртового раствора  гексаметилентетрамин для концентрации:( 4 г и 100 мл) равен 0.00147.

Подставляют в соответствующую  формулу:

 

                    Х = = 0.3

б) Определение содержания гидрокарбоната натрия. Навеску смеси 0.08 обрабатывают 1 мл воды и определяют показатель преломления полученного раствора( = 1.3445).

При той же температуре  определяют показатель преломления  водным   ( = 1,3330).

Фактор водного раствора гексаметилентетрамина  для концентрации: ( 8 г и 100 мл) = 0.00159.

Концентрация уже определенного  компонента С, т.е. концентрация гексаметилентетрамина в водном растворе смеси равна 4.

F- фактор водного раствора  гидрокарбоната натрия для концентрации:(8 г и 100 мл ) = 0.00129.

Подставляем соответствующие  значения в формулу:

 

Х = = 0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.3. Определение содержания компонентов в системе ΙΙΙ.

   Содержание компонентов вычисляют по формулам, приведенным для системы ΙΙ.

                             Определяемые вещества

               Гексаметилентетрамин . . . . .  . . . . . . 0.3

               Фенилсалицилат . . . . . . . . . . . . . . . . .0.3

      В этой системе гексаметилентетрамин и фенилсалицилат растворимы в спирте, в воде растворим гексаметилентетрамин.

      Ход определения. а) Определение содержания гексаметилентетрамина.

      Навеску порошка смеси 0,08 обрабатывают 1 мл воды, фильтруют, определяют показатель преломления фильтрата (n = 1,3395) .

При той же температуре  определяют показатель преломления  воды (n = 1,3330).

      F - фактор  водного раствора гексаметилентетрамина  для концентрации:(4,0 и 100 мл) = 0,00163.

Подставляем в формулу:

                

                            Х= 

 

б)Определение содержания фенилсалицилата. Вторую навеску порошка смеси 0,08 растворяют в 1 мл этилового спирта и определяют показатель преломления полученного раствора ( n =1,3757).

       При  той же температуре определяют  показатель преломления спирта  этилового ( n =1,3638).

       F-фактор  раствора уже определенного компонента (F1 ) , т.е. концентрация гексаметилентетрамина в спиртовом растворе смеси равна 4.

      F-фактор  раствора определяемого компонента, т.е. фактор спиртового раствора  фенилсалицилата для концентрации:( 8,0 и 100мл)=0,00183.

      Подставляем  в формулу:

                    Х = 

10. Определение содержания одного из компонентов хим.методом

В том случае, когда один из трех компонентов определяют химическим методом, а другой рефрактометрическим, содержание компонента вычисляют по формуле:

 

                Х =