Відповідно осаду AgI випадає:

n_e(AgI) = n_e(KI) = 3,25*10^-6 екв.

m_e(AgI) = 235 г/моль

m(AgI) = n_e(AgI) * m_e(AgI) = 3,25*10^-6 * 235 = 736*10^-6 г = 0,736 мг

Таку малу кількість осаду майже неможливо розгледіти, тим паче побачити зміну забарвлення еозината натрію на поверхні осаду.

В зв'язку з цим метод Фаянса був визнаний неприйнятним.

3.3.4. Метод Кольтгофа

Згідно з методикою до розчину додають 1 краплину (0,1 мл) KIO₃ і відбувається наступна реакція:

5KI + KIO₃ + 3Н₂SO₄ = 3I₂ + 3Н₂O + 3K₂SO₄

Крохмаль повинен прореагувати з йодом та забарвитись в синій колір. Розрахуємо кількість йоду, що має виділитися:

С_н(KIO₃) = 1*10^-3 моль/л

V(KIO₃) = 0,03 мл = 3*10^-5 л

n_e(KIO₃) = С_н(KIO₃) * V(KIO₃) = 1*10^-3 * 3*10^-5 = 3*10^-8 екв.

n_e(I₂) = n_e(KIO₃) = 3*10^-8 екв.

V_р-н = 12 мл = 12*10^-3 л (10 мл проби + 2 мл крохмалю)

n_e(I₂) = V_р-н * С_н(I₂)

С_н(I₂) = n_e(I₂) / V_р-н = 3*10^-8 / 12*10^-3 = 2,5*10^-6 моль/л

Така концентрація знаходиться за межею чутливості крохмального індикатора, а отже поява синього забарвлення не відбудеться.

В зв'язку з цим метод Кольтгофа також був визнаний неприйнятним.

3.3.5. Метод тіосульфатометрії

В основі даного методу лежать реакції окиснення йодиду з утвореням йоду окисниками (калію дихромат або пергідроль) згідно рівнянь:

K₂Cr₂O₇ + 6KI + 7Н₂SO₄ = 3I₂ + Cr₂(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 7Н₂O

H₂O₂ + 2KI + Н₂SO₄ = I₂ + K₂SO₄ + 2Н₂O

Потім йод титрують тіосульфатом натрію. Реакція проходить за наступним рівнянням:

I₂ + 2Na₂S₂O₃ = 2NaI + Na₂S₄O₆

Отже ми бачимо, що в розчині знову утворюється йодид, який одразу ж реагує з надлишком окисника і знову утворюється йод. Таким чином реакція перебігає по такому колу до тих пір, доти не прореагує весь надлишок окисника.

В зв'язку з цим метод тіосульфатометрії також був визнаний неприйнятним.

3.3.6. Метод йодатометрії

Під час проведеня аналізу відбувається така реакція:

5KI + KIO₃ + 6НCL = 3I₂ + 3Н₂O + 6KCL

Виділений йод викликає синє забарвлення крохмального індикатора. Проведемо розрахунки.

Оскільки в одній пробі об'ємом 1 мл міститься 540 мкг KI, то маємо такі результати:

m(KI) = 540*10^-6 г

m_e(KI) = 166 г/моль

n_e(KI) = m(KI) / m_e(KI) = 540*10^-6 / 166 = 3,25*10^-6 екв.

n_e(I₂) = n_e(KIO₃) = 3,25*10^-6 екв.

V_р-н = 16 мл = 16*10^-3 л (10 мл проби + 5 мл 25% HCL + 1 мл крохмалю)

n_e(I₂) = V_р-н * С_н(I₂)

С_н(I₂) = n_e(I₂) / V_р-н = 3,25*10^-6 / 16*10^-3 = 2,03*10^-4 моль/л

Отже ми бачимо досить високу концентрацію йоду та відповідно інтенсивне синє забарвлення індикатора.

Після того, як весь йодид перетворюється в йод, починається друга стадія реакції. Йод реагує з йодатом з утвореням йодмонохлориду:

2I₂ + KIO₃ + 6НCL = ICL + 3Н₂O + KCL

Поступово, по мірі зменшеня концентрації йоду, забарвлення з синього переходить в буре, а в момент точки еквівалентності, коли йод прореагує повністю, переходить в лимонно жовте.

Даний метод повністю задовольнив всім вимогам і дозволив отримати результати титрування (Таблиця 1).

Таблиця 1.

№ п/п	Об'єм алікв-оти, мл	Об'єм титранту, мл	Середнє значення об'єму титранту, мл	Маса KI в аліквоті, експерементальне значення, мкг	Маса наважки, мкг	Маса KI в нава-жці, істине значе-ня, мкг	Вміст, %	Відно-сна поми-лка,%
1	1,00	9,20	9,16	506,85	540,00	535,68	94,62	5,38
2	1,00	9,20
3	1,00	9,10

C_H(KIO₃) = 0,001 моль/л

V(KIO₃) = 9,16 мл

m(KI) = C_H(KIO₃) * V(KIO₃) * m_e(KI) =

= 1*10^-3 * 9,16*10^-3 * 55,3333 = 506,85 *10^-6 г = 506,85 мкг

Маса KI в наважці = 540 мкг * 99,2% / 100 = 535,68 мкг

Вміст = m_алікв / m_наважк * 100 = 506,85 / 535,68 * 100 = 93,86 %

Відносна помилка = (m_наважк - m_алікв) / m_наважк * 100 =

= (535,68 - 506,85) / 535,68 * 100 = 6,14 %

3.3.7. Метод перманганатометрії

Під час проведення аналізу відбувається така реакція:

2KMnO₄ + 5KI + 16НCL = 5ICL + 7КCL + 2MnCL₂ + 8Н₂O

Кінцевим продуктом є йодмонохлорид. Виділений йод викликає синє забарвлення крохмального індикатора, як і в методі йодатометрії.

При поступовому додаванні калію перманганату, забарвлення з синього переходить в буре, а в момент точки еквівалентності, коли йод прореагує повністю, переходить в лимонно жовте.

Даний метод повністю задовольнив всім вимогам і дозволив отримати результати титрування (Таблиця 2).

Таблиця 2.

№ п/п	Об'єм алікв-оти, мл	Об'єм титран-ту, мл	Серед-нє значе-ня об'єму титран-ту, мл	Маса KI в аліквоті, експеремен-тальне значення, мкг	Маса наважки, мкг	Маса KI в нава-жці, істине значе-ня, мкг	Вміст, %	Відносна помилка, %
1	1,00	6,20	6,16	511,28	540,00	535,68	95,45	4,55
2	1,00	6,20
3	1,00	6,10

C_H(KMnO₄) = 0,001 моль/л

V(KMnO₄) = 6,16 мл

m(KI) = C_H(KMnO₄) * V(KMnO₄) * m_e(KI) =

= 1*10^-3 * 6,16*10^-3 * 83 = 511,28 *10^-6 г = 511,28 мкг

Маса KI в наважці = 540 мкг * 99,2% / 100 = 535,68 мкг

Вміст = m_алікв / m_наважк * 100 = 511,28 / 535,68 * 100 = 95,45 %

Відносна помилка = (m_наважк - m_алікв) / m_наважк * 100 =

= (535,68 - 511,28) / 535,68 * 100 = 4,55 %

Висновок

Отже методи перманганатометрії та йодатометрії дають відтворювані і близькі один до одного результати (Таблиця 3).

Таблиця 3.

Метод	Маса KI, мкг	Вміст KI, %	Відносна помилка, %
	Експерем-ентальне значеня	Істине значеня	Експерем-ентальне значеня	Істине значеня
Йодато-метрія	506,85	535,68	94,62	99,20	5,38
Перманган-атометрія	511,28	535,68	95,45	99,20	4,55

Використання обох цих методів прийнятне для аналізу розчинів, що містять KI.

3.4. Вибір оптимальних умов пробо підготовки

Основною операцією пробопідготовки лікарського препарату є екстракція.

3.4.1. Екстракція водою

Першу екстракцію проведимо дистильованною водою за схемою:

5 таблеток розтирають у ступці. Змішують з 8 мл води, збовтують протягом 15 хв. (механічно) у центрифужной пробірці місткістю 10 мл, закритою пластиковою пробкою. Потім центрифугують протягом 10 хв.

Розчин зливають, знову додають 8 мл. води та другий раз збовтують протягом 15 хв. І знову центрифугують.

Потім знову зливають розчин і втретє повторюють збовтування та центрифугування.

Отриманий розчин доводять до 50 мл і титрують аліквотами по 10 мл.

За результатами титрування отримані такі результати (Таблиця 4)

Таблиця 4.

№ п/п	Об'єм алікв-оти, мл	Об'єм титран-ту, мл	Середнє значеня об'єму титран-ту, мл	Маса KI в алікв-оті, мкг	Маса KI в таблетці, мкг	Вміст KI, %	Відносна помилка, %
					експерем-ентальне значеня	Істине значеня
1	10,00	2,80	2,78	767,75	153,55	260,00	59,06	40,94
2	10,00	2,70
3	10,00	2,90
4	10,00	2,70

C_H(KIO₃) = 0,001 моль/л

V(KIO₃) = 2,775 мл

C_H(KIO₃) * V(KIO₃) * m_e(KI) * V_проби

m(KI) = ---------------------------------------------------------- =

V_{аліквоти}

= 1*10^-3 * 2,775*10^-3 * 55,3333 * 50 / 10 = 567,75 *10^-6 г = 767,75 мкг

Вміст = m_алікв / m_наважк * 100 = 767,75 / (260 * 5) * 100 = 59,06 %

Відносна помилка = (m_наважк - m_алікв) / m_наважк * 100 =

= (260 - 153,55) / 260 * 100 = 40,94 %

Отже ми бачимо, що екстракція склала лише 59 %.

Причиною цього можуть бути органічні складові таблетки, які зв'язують калію йодид і знижують його розчинність.

В зв'язку з цим було вирішено випробувати інші методики екстракції, в яких до розчинника було додано азотну кислоту.

3.4.2. Екстракція 2 % розчином HNO3

В другій спробі екстракції була використана досить висока концентрація HNO₃.

У 100 мл води було розчинено 2 мл HNO₃ концентрованої. Відповідно був отриманий 2 % розчин HNO₃.

Під час екстракції таблетка розчинилась повністю за декілька хвилин, але отримані результати виявились дещо заниженими (Таблиця 5).

Таблиця 5.

№ п/п	Об'єм алікв-оти, мл	Об'єм титран-ту, мл	Середнє значеня об'єму титран-ту, мл	Маса KI в алікв-оті, мкг	Маса KI в таблетці, мкг	Вміст KI, %	Відносна помилка, %
					експерем-ентальне значеня	Істине значеня
1	10,00	3,20	3,25	899,16	179,83	260,00	69,17	30,83
2	10,00	3,30
3	10,00	3,30
4	10,00	3,20

C_H(KIO₃) = 0,001 моль/л

V(KIO₃) = 3,25 мл

C_H(KIO₃) * V(KIO₃) * m_e(KI) * V_проби

m(KI) = ---------------------------------------------------------- =

V_{аліквоти}

= 1*10^-3 * 3,25*10^-3 * 55,3333 * 50 / 10 = 899,16 *10^-6 г = 899,16 мкг

Вміст = m_алікв / m_наважк * 100 = 899,16 / (260 * 5) * 100 = 69,17 %

Відносна помилка = (m_наважк - m_алікв) / m_наважк * 100 =

= (260 - 179,83) / 260 * 100 = 30,83 %

Отже ми бачимо, що азотна кислота підвищила розчинність калію йодиду, але будучи сильним окисником прореагувала з частиною йодиду і тим самим знизила результати титрування.

3.4.3. Екстракція 0,02 % розчином HNO3

В зв'язку з цим в третій спробі екстракції була знижена концентрація HNO₃.

У 500 мл води було розчинено 0,1 мл HNO₃ концентрованої. Відповідно був отриманий 0,02 % розчин HNO₃.

Під час екстракції таблетка також розчинилась повністю за десять хвилин, але у цій спробі отримані результати виявились прийнятними (Таблиця 6).

Таблиця 6.

№ п/п	Об'єм алікв-оти, мл	Об'єм титран-ту, мл	Середнє значеня об'єму титран-ту, мл	Маса KI в алікв-оті, мкг	Маса KI в таблетці, мкг	Вміст KI, %	Відносна помилка,%
					експерем-ентальне значеня	Істине значеня
1	10,00	7,10	7,10	1178,60	235,72	260,00	90,66	9,34
2	10,00	7,20
3	10,00	7,00

C_H(KIO₃) = 0,001 моль/л

V(KIO₃) = 7,1 мл

C_H(KIO₃) * V(KIO₃) * m_e(KI) * V_проби

m(KI) = ---------------------------------------------------------- =

V_{аліквоти}

= 1*10^-3 * 7,1*10^-3 * 55,3333 * 30 / 10 = 1178,6 *10^-6 г = 1178,6 мкг

Вміст = m_алікв / m_наважк * 100 = 1178,6 / (260 * 5) * 100 = 90,66 %

Відносна помилка = (m_наважк - m_алікв) / m_наважк * 100 =

= (260 - 235,72) / 260 * 100 = 9,34 %

Для перевірки результатів такої методики екстракції, було проведено ще одне титрування методом перманганатометрії. Результати титрування були такі (Таблиця 7).

Таблиця 7.

№ п/п	Об'єм алікв-оти, мл	Об'єм титран-ту, мл	Середнє значеня об'єму титран-ту, мл	Маса KI в алікв-оті, мкг	Маса KI в таблетці, мкг	Вміст KI, %	Відносна помилка,%
					експерем-ентальне значеня	Істине значеня
1	10,00	4,80	4,76	1185,24	237,05	260,00	91,17	8,83
2	10,00	4,80
3	10,00	4,70

C_H(KMnO₄) = 0,001 моль/л

V(KMnO₄) = 4,76 мл

C_H(KMnO₄) * V(KMnO₄) * m_e(KI) * V_проби

m(KI) = ---------------------------------------------------------- =

V_{аліквоти}

= 1*10^-3 * 4,76*10^-3 * 83 * 30 / 10 = 1185,24 *10^-6 г = 1185,24 мкг

% = m_практ / m_теор * 100 = 1185,24 / (260*5) * 100 = 91,17 %

Відносна помилка = (m_наважк - m_алікв) / m_наважк * 100 =

= (260 - 237,048) / 260 * 100 = 8,83 %

Висновок

Можна побачити, що результати двох методів титрування співпадають, а отже вимірювання проведені правильно (Таблиця 8).

Таблиця 8.

Метод аналізу, метод екстракції	Маса KI в аліквоті, мкг	Маса KI в таблетці, мкг	Вміст KI, %	Відносна помилка, %
		експерементальне значеня	Істине значеня
Йодато-метрія, Н2О	767,75	153,55	260,00	59,06	40,94
Йодато-метрія, 2% HNO3	899,16	179,83	260,00	69,17	30,83
Йодато-метрія, 0,02% HNO3	1178,60	235,72	260,00	90,66	9,30
Перманган-атометрія, 0,02% HNO3	1185,24	237,05	260,00	91,17	8,83

Вище наведені дослідження показують, що екстракція є дуже важливою стадією в аналізі лікарських форм, яка значно впливає на результати досліджень.

Найбільш прийнятною виявилась екстракція 0,02 % розчином HNO₃.

3.5. Встановлення чутливості методики аналізу

Також дуже важливо виявити чутливість методу, тобто мінімальну кількість KI, яку дозволяє визначити методика.

Найменша концентрація, яку фіксує крохмальний індикатор така:

С_н(I₂) = 5*10^-6 моль/л

Звідси розраховуємо:

С_н(I₂) = n_e(I₂) / V_р-н

n_e(I₂) = С_н(I₂) * V_р-н = 5*10^-6 * 12*10^-3 = 6*10^-8 моль/л

m(KI) = n_e(I₂) * m_e(KI) = 6*10^-8 * 55,3333 = 3,3*10^-6 г = 3,3 мкг

Але дослідження показали, що і набагато більші кількості KI не вдається виявити обраними методами, оскільки синє, а за ним і буре забарвлення дуже слабкі і точно зафіксувати перехід до жовтого неможливо. В зв'язку з цим було спробувано виявити чутливість реакції експериментальним шляхом. Результати цих випробувань наведені у таблиці 9.

Таблиця 9.

№ п/п	Об'єм аліквоти контрольного розчину, мл	Кількість KI	Встановленя кінцевої точки титрування	Вміст, %	Відносна помилка, %
		Маса у аліквоті, мкг	Кількість таблеток, шт
1	0,20	108,00	0,42	Неможливо	---	---
2	0,40	216,00	0,83	Неможливо	---	---
3	0,50	270,00	1,04	Не точно	60 - 80	20 - 40
4	0,60	324,00	1,25	Задовільно	90,66	9,30
5	1,00	540,00	2,08	Задовільно	91,17	8,83

Висновок

Для точного та якісного виконання аналізу необхідно брати на одне титрування півтори - дві таблетки з маркуванням 200, та три - чотири таблетки з маркуванням 100.

Висновок

Хімічний елемент - Йод, відкритий у 1811 р. Бернаром Куртуа, у наш час знайшов широке застосування в промисловості, техніці, фотосправі та в медицині і не тільки як антисептичний засіб, а як мікроелемент, що дуже важливий для підтримки здоров'я щитовидної залози. Вивчення властивостей Йоду вже привело до появи біологічно активних добавок, що містять мікроелемент Йод.

У зв'язку з цим досить актуальним є контроль якості препаратів, що містять Йод. Згідно аналітичної нормативної документації, аналіз препаратів проводять методом потенціометрії з використанням срібного індикаторного електроду або з використанням рідинної хроматографії.

Оскільки вище зазначені методики є досить коштовними і потребують спеціального обладнання, була поставлена мета розробити більш дешеву та доступну методику контроля якості препаратів, що містять йод.

Підчас роботи були виконані наступні завдання:

1. Використання доступного методу - титрування.

2. Зменшеня кількості препарату для аналізу - економічна доцільність.

Для аналізу були обрані три препарати, які представлені на Українському фармацевтичному ринку:

1. Йодомарин - виробник “Берлін-Хемі”, Німеччина

2. Йодбаланс - виробник “Нікомед”, Норвегія

3. Йодид - виробник “Фармак”, Україна

Було випробувано п'ять методик, основою яких є титрування:

1. Аргентометрія за методом Фаянса

2. Йодкрахмальний метод Кольтгофа

3. Окисно-відновний метод з використанням йодатометрії

4. Окисно-відновний метод з використанням тіосульфатометрії

5. Окисно-відновний метод з використанням перманганатометрії

Дослідження показали, що осаджувальні методики титрування Фаянса і Кольтгофа не дають бажаних результатів, порівняно з окисно-відновними методиками.

В методі Фаянса виділяється дуже мала кількість осаду, яку майже неможливо розгледіти, тим паче побачити зміну забарвлення еозината натрію на поверхні осаду.

В методі Кольтгофа концентрація йоду знаходиться за межею чутливості крохмального індикатора, а отже поява синього забарвлення не відбувається.

Окисно-відновна методика тіосульфатометрії також не дала бажаних результатів, в зв'язку з тим, що в розчині при титруванні йоду знову утворюється йодид, який одразу ж реагує з надлишком окисника і знову утворюється йод. Таким чином реакція перебігає по такому колу до тих пір, доти не прореагує весь надлишок окисника.

Найбільш точними та ефективними виявились методики йодатометрії та перманганатометрії, які показали відтворювані результати. Результати знаходились в межах норми, яка вказана в аналітичній нормативній документації: 100 15 %.

Метод	Маса KI, мкг	Вміст KI, %	Відносна помилка,%
	Експерем-ентальне значеня	Істине значеня	Експерем-ентальне значеня	Істине значеня
Йодато-метрія	506,85	535,68	94,62	99,20	5,38
Перманган-атометрія	511,28	535,68	95,45	99,20	4,55

Серед цих двох методик краще вибрати перманганатометрію, оскільки за однакової точності вона є більш дешевою: (Калію перманганат дешевше, ніж калію йодат).

Також було показано, що екстракція є дуже важливою стадією в аналізі лікарських форм, яка значно впливає на результати досліджень.

Найбільш прийнятною виявилась екстракція 0,02 % розчином HNO₃, яка дала результат екстракції - 91 %. Порівняно з нею екстракція водою дала значно менший результат - 59 %.

Метод аналізу, метод екстракції	Маса KI в аліквоті, мкг	Маса KI в таблетці, мкг	Вміст KI, %	Відносна помилка, %
		експерементальне значеня	Істине значеня
Йодато-метрія, Н2О	767,75	153,55	260,00	59,06	40,94
Йодато-метрія, 2% HNO3	899,16	179,83	260,00	69,17	30,83
Йодато-метрія, 0,02% HNO3	1178,60	235,72	260,00	90,66	9,30
Перманган-атометрія, 0,02% HNO3	1185,24	237,05	260,00	91,17	8,83

Для найбільш точного та якісного виконання аналізу необхідно брати на одне титрування півтори - дві таблетки з маркировкою 200, та три - чотири таблетки з маркировкою 100.

Менша кількість призводить до зниженя точності, або навіть неможливості аналізу. Більша кількість призводить до перевитрати таблеток, які коштують відносно дорого.

№ п/п	Об'єм аліквоти контрольного розчину, мл	Кількість KI	Встановленя кінцевої точки титрування	Вміст, %	Відносна помилка, %
		Маса у аліквоті, мкг	Кількість таблеток, шт
1	0,20	108,00	0,42	Неможливо	---	---
2	0,40	216,00	0,83	Неможливо	---	---
3	0,50	270,00	1,04	Не точно	60 - 80	20 - 40
4	0,60	324,00	1,25	Задовільно	90,66	9,30
5	1,00	540,00	2,08	Задовільно	91,17	8,83

Екстракцію 0,02 % розчином HNO₃, разом з титруванням калію йодатом або калію перманганатом доцільно використовувати для перевірки якості препаратів, що містять йод, оскільки вони забезпечують достатню точність при набагато менших затратах, ніж методи вказані у аналітичній нормативній документації.

Список використаної літератури

1. Популярная библиотека химических элементов. - М.: Наука 1973г.

2. Энциклопедический словарь юного химика. Сост. В.А.Крицман, В.В.Станцо. - М.: Педагогика, 1982г.

3. Справочник по химии для поступающих в ВУЗы. Под редакцией А.Т.Пилипенко. - Киев: Наукова думка, 1971г.

4. Ермолаев М.В. Биологическая химия. - М.: Медицина, 1983г.

5. Загальна та неорганічна хімія. Під редакцією Є.Я.Лєвітіна. - Вінніця: Нова книга, 2003р.

6. Селезнев К.А. Аналитическая химия. - М.: Высшая школа, 1963г.

7. Гайдукевич А.Н. Аналітична хімія. - Х.: Основа, 2000г.

8. Государственная Фармакопея СССР 10-е изд. - М.: Медицина, 1968г.

9. Международная Фармакопея, Женева. - М.: Медицина, 1981г.

10. Гиллебранд В.Ф. Практическое руководство по неорганическому анализу - М.: Химия, 1966г.

11. Кольтгоф И.М., Стенгер В.А. Объёмный анализ. т.1,2 - М.: Госхимиздат, 1950г.

12. Арзамасцев А.Р. Фармацевтическая химия. - М.: Гэотар-Медиа, 2006г.

13. Аналітична нормативна документація на препарат “Йодид” - “Нікомед” від 21/05/2003 № 228.

14. Аналітична нормативна документація на препарат “Йодомарин” - “Берлін-Хемі АГ” від 16/12/2002 № 470.

15. Определение массовой доли йода в пищевых продуктах и сырье титриметрическим методом. Методические указания мук 4.1.1106-02. Методика Министерства Здравоохранения РФ от 14/02/2002