Analisi dei medicinali 1 - parte 4 di 5

Lezione 20 marzo laboratorio

Esercitazione 5: determinazione sodio carbonato e sodio bicarbonato in miscela

Dall’esercitazione precedente spiega gli errori, riferisce il fatto che la reazione parta dal borace; quindi, non bisogna subito menzionare l’acido borico, ma spiegare come questo si formi, specificare che inoltre una mole di borace produce per idrolisi si ottengono due moli di acido borico e due moli di sodio idrogenoborato. Quindi è importante specificare “per idrolisi”.

Bisogna sempre fare riferimento ai rapporti molari con cui acido borico e polialcool reagiscono, alla fine riportare la reazione di titolazione dell’acido mannitilborico.

Alcuni hanno riportato l’acido mannitilborico senza protoni acidi, quindi bisogna capire come possa reagire con l’idrossido di sodio, quindi prestare attenzione nello scrivere le reazioni.

Le reazioni vanno scritte e bilanciate.

Ci sono stati ulteriori problemi nell’arrotondamento, non vanno arrotondati i calcoli intermedi.

Qualcuno invece non ha arrotondato i grammi su 100 mL e quello va arrotondato, altri non hanno visto la monografia della Farmacopea e quindi si è dato il risultato finale con un numero di cifre significative inventato rispetto a quanto riportato in Farmacopea.

Parla dell’esercizio inerente alla preparazione della soluzione, viene fuori che si devono preparare 800 mL di soluzioni e alcuni hanno riportato che si dovesse utilizzare una beuta da 500 mL, il tutto non è possibile.

Anche qui sono stati arrotondati alcuni calcoli intermedi, non si devono arrotondare i calcoli intermedi, chi ha arrotondato i calcoli intermedi come ad esempio il numero di equivalenti, chi li ha arrotondati arrivava a preparare 0.75 L mentre chi non li arrotondava 0.77 L, c’è una differenza di 20 mL, sono un volume importante, non sono due gocce.

Anche in questo caso si arrotonda il volume finale, si commette un errore rilevante.

“Si prende un recipiente” non è sufficiente, si deve indicare quale recipiente si prende e il volume che questo deve avere, quindi può essere un becher da 1 L, una beuta da 1 L, che ha una tacca di graduazione corrispondente a 770 mL o giù di lì, la deve avere, 0.77 L non si arrotonda a 0.70 ma si arrotonda a 0.80 L!!!! 0.77 L è più vicino a 0.8 che a 0.7!!!!

Dubbio: riportando un volume di 0.775 L, ci sono troppe cifre significative, perché in un becher da 1 L 0.775 L non possono essere misurati, perché non abbiamo una tacca di graduazione che riporti questo volume, quindi possiamo fare 0.7 o 0.8, è una soluzione a concentrazione approssimata, se io ho un becher e ho qui la tacca di graduazione di 0.8 e di 0.7, quindi cosa posso fare? A occhio, si può fare perché poi va standardizzata, ci fermiamo orientativamente più in basso rispetto alla tacca di graduazione di 0.8 L, ma è sbagliato 0.775 L perché non possono essere misurati.

Si può scrivere “prendo un becher di 1 L e arrivo al volume di circa 0.8 L”.

Dopodiché bisogna descrivere la preparazione della soluzione, non si deve scrivere “versare una certa quantità di acqua”, non vuol dire niente, dobbiamo scrivere delle cose definite, non indefinite.

Qualcuno ha scritto “prendo un becher e poi porto volume fino alla tacca di taratura”, questo non significa niente perché stiamo utilizzando vetreria graduata e non vetreria tarata, quindi si parla di tacca di graduazione e non di tacca di taratura.

Poi c’è qualcuno che ha scritto che utilizzava il cilindro graduato per la preparazione della soluzione, il cilindro graduato NON si usa per preparare le soluzioni ma si usa per misurare volumi, che è diverso.

Ma non per prepararci dentro le soluzioni, quindi per preparare le soluzioni a concentrazione approssimata si utilizzano becher o beute, per preparare soluzioni a concentrazione esattamente note o standard si utilizza vetreria tarata, non è sufficiente dire “matraccio”, perché anche la beuta si può chiamare matraccio, quindi dobbiamo specificare “matraccio tarato”.

Definire sempre il PE, qualora lo si utilizzasse.

La soluzione di acido cloridrico a concentrazione approssimata doveva essere standardizzata con borace sostanza madre, si deve far riferimento al PE del borace che viene utilizzato per standardizzare una soluzione acida, con l’acido cloridrico NON reagisce l’acido borico, quindi il PE doveva essere ridefinito e ridefinito in maniera adeguata, idem per il carbonato di calcio.

Non abbiamo una soluzione di borace né di carbonato di sodio, dobbiamo definire i g di sostanza madre da pesare in bilancia analitica, con la risoluzione del decimo di milligrammo.

Esercitazione

Faremo sempre una titolazione di acido-base, ma di tipo acidimetrico, significa che si usa come agente titolante una soluzione standard di un acido, quindi l’analita sarà basico.

Quello che dobbiamo fare noi è determinare la composizione di una miscela costituita da carbonato di sodio e bicarbonato di sodio.

Questo perché se non è conservato in opportune condizioni, il carbonato di sodio può trasformarsi in bicarbonato di sodio, questa determinazione si può applicare a miscele che sono costituite da idrossido di sodio, bicarbonato di sodio, carbonato di sodio, perché anche l’idrossido di sodio, che ricordiamo NON è sostanza madre, si può formare per reazione con anidride carbonica sodio carbonato.

Quindi, per la determinazione delle miscele alcaline utilizziamo il cosiddetto metodo di ??? in cui vengono identificati fondamentalmente i cationi carbonato e gli ioni bicarbonato, per fare questo è necessario l’utilizzo di due diversi indicatori.

Noi abbiamo già usato il carbonato di sodio, per che cosa lo abbiamo utilizzato? Per standardizzare l’acido cloridrico, la standardizzazione di soluzioni di acidi si conducono utilizzando un indicatore che viri in ambiente acido.

Quando abbiamo costruito la curva di titolazione a lezione, abbiamo costruito la curva di titolazione dell’acido carbonico che veniva titolato con idrossido di sodio, abbiamo visto che la curva di titolazione del carbonato di sodio che viene titolato con una soluzione di standard di acido è speculare a quella dell’acido.

Mettendo in ordinate il pH e in ascisse il volume in mL di titolante acido abbiamo una curva che ha due diversi salti di pH e poi abbiamo visto che i mL necessari per avere il primo salto di pH sono gli stessi per avere lo stesso salto di pH.

La prima reazione è:

CO₃^2- + H⁺ → HCO₃^-

La seconda reazione è:

HCO₃^- + H⁺ → H₂CO₃

Una mole di ione carbonato acquista una mole di protoni per andare a formare l’anione idrogenocarbonato, qui si ha il primo salto di pH e poi l’anione idrogenocarbonato è in grado di acquistare un’altra mole di protoni dall’acido per andare a formare l’acido carbonico e questo è il secondo salto di pH.

Questi mL di soluzione standard di acido per avere il primo punto equivalente saranno identici ai mL necessari per raggiungere il secondo punto equivalente.

Avvengono queste due reazioni, quindi come si fa a determinare la quantità di carbonato di sodio e di bicarbonato di sodio presenti nella miscela?

Per determinare la quantità di carbonato di sodio e di bicarbonato di sodio dobbiamo utilizzare un indicatore che ci metta in evidenza questo primo salto di pH ed un indicatore che ci metta in evidenza questo secondo salto di pH.

Costruendo la curva di titolazione, abbiamo visto che al primo punto equivalente abbiamo soltanto il bicarbonato di sodio e quindi un pH che era pari ad 8.5, ossia mi servirà un indicatore che viri in ambiente basico, qual è l’indicatore che vira in ambiente basico? La fenolftaleina.

La fenolftaleina quindi mi consente di mettere in evidenza questa reazione e quindi la conversione del carbonato di sodio nella miscela in bicarbonato di sodio.

Per mettere in evidenza il secondo salto di pH, in cui abbiamo la formazione dell’acido carbonico con un pH di circa 5.5, sarà necessario un secondo indicatore che viri in ambiente acido, lo abbiamo già visto, in quanto abbiamo visto che per la standardizzazione delle soluzioni di acido è necessario utilizzare un indicatore come il metilarancio o il rosso di metile, che virano in ambiente acido, mettiamo in evidenza il secondo punto equivalente e quindi la seconda reazione.

In questa seconda determinazione che cosa si va a titolare? Si va a titolare il bicarbonato di sodio che è presente e il bicarbonato di sodio che si è formato prima dal carbonato di sodio, l’acido non distingue giustamente il bicarbonato di sodio che si è formato in una reazione piuttosto che quello che era già presente.

Noi sappiamo quanti ioni bicarbonato si sono formati dal carbonato di sodio? Possiamo saperlo?

Lo determiniamo tramite la prima titolazione, perché gli equivalenti di bicarbonato di sodio che si sono formati saranno corrispondenti agli equivalenti di carbonato di sodio presenti.

Come faccio a ricavare i grammi di carbonato di sodio presenti??

Utilizziamo la solita formula:

g = mL di titolante * N di titolante * PE del carbonato di sodio / 1000

Qual è il PE del carbonato di sodio in questa reazione?

Una mole di carbonato di sodio acquista una mole di protoni da una generica specie acida, quindi PE = PM.

Otteniamo un determinato numero di g.

Naturalmente è un risultato finale, quindi arrotondamento al decimo di mg.

Come faccio adesso a ricavare i grammi di bicarbonato di sodio?

Anche qui mL * N * PE del bicarbonato di sodio / 1000.

Una mole di bicarbonato di sodio acquista una mole di protoni da una generica specie acida per formare acido carbonico, pertanto PE = PM.

I mL di titolante a che cosa saranno uguali? Ai mL di questo salto di pH, supponiamo che siano 25.0 mL, ma io so che 10.0 mL di questi 25.0 sono serviti per andare a titolare gli ioni bicarbonato che si sono formati dal carbonato di sodio, quindi soltanto 15.0 mL saranno i mL necessari per titolare gli ioni bicarbonato inizialmente presenti nella miscela.

Quindi ricavo ed otterrò X g di bicarbonato di sodio.

Come si fa a determinare la composizione percentuale della miscela?

Il 100 % della miscela è rappresentato dai g di carbonato di sodio e dai g di bicarbonato di sodio.

Il 100 % è dato dalla somma dei g di bicarbonato di sodio e carbonato di sodio ottenuto, per conoscere la percentuale ad esempio di bicarbonato di sodio, impostiamo la proporzione.

Per ricavare la percentuale di carbonato di sodio invece posso fare sempre la proporzione, oppure sottraiamo al 100 % la percentuale di bicarbonato di sodio precedentemente ottenuta.

Procedura pratica

• Andare a prendere il matraccio e riportare il numero sul quaderno.
• Eleggere l’avvinatore del bancone.
• Avvinare le burette.
• Riempimento delle burette, dove poi dovremo togliere la bolla, posizionare la buretta nel suo sostegno.
• Prendere il becher da 250 mL ed il cilindro graduato.
• Nel cilindro graduato versare 50 mL circa di acqua distillata.
• Trasferire l’intero contenuto del matraccio dentro il becher, per prelevare tutto il campione presente nel matraccio, versare piccole quantità di acqua distillata presente dentro il cilindro nel matraccio e fare quanti più lavaggi possibile, fare circa 7-10 lavaggi.
• Il matraccio lo mettiamo tappato sopra la mensola, il cilindro graduato riporlo nel cassetto, riportare nel quaderno la lettura iniziale.
• Nel becher mettiamo il primo indicatore, fenolftaleina, siamo in ambiente basico quindi la fenolftaleina impartirà alla soluzione colore fucsia, posizioniamo il becher al di sotto della buretta, circa a 2 cm dentro il becher, mettere anche la bacchetta e iniziare a titolare, ci dobbiamo fermare all’incolore, attenzione che se noi non ci fermiamo all’incolore, la soluzione dentro il becher permarrà incolore anche se aggiungiamo titolante in eccesso.
• Una volta che la soluzione diventa incolore chiudere immediatamente il rubinetto della buretta ed è chiuso solo quando è perpendicolare all’asse della buretta, segnare la lettura finale.
• Il becher rimane sotto la buretta, aggiungiamo il secondo indicatore, quindi è la boccetta dell’indicatore che va verso il becher e non viceversa, si avrà una colorazione gialla nella soluzione, la lettura finale della prima titolazione corrisponde alla lettura iniziale di questa seconda titolazione, quindi l’abbiamo già fatta. Riapriamo la buretta, iniziamo a titolare, titoliamo fino a che non si ha la colorazione rosa cipolla. Non dobbiamo arrivare al rosa dell’alcool denaturato. Fare la lettura finale.

Esercitazione 6 di laboratorio

22 marzo

Riprende gli errori dell’esercitazione precedente:

Si tratta di un esame di chimica, le reazioni devono essere scritte correttamente e bilanciate.

Le reazioni vanno scritte tutte, quelle opportune, vanno scritti i PE e la definizione dev’essere contestualizzata alla reazione.

Leggiamo il titolo della relazione, dovevamo determinare la composizione di una miscela costituita da carbonato di sodio e bicarbonato di sodio, quindi quali sono gli analiti?

Il bicarbonato di sodio e carbonato di sodio.

Il PE era relativo al carbonato di sodio, non si possono pesare in bilancia i singoli ioni, il PE non sarà degli ioni ma sarà del carbonato di sodio e del bicarbonato di sodio.

Se noi diciamo che l’acido solforico forma bisolfato di sodio significa che è un acido debole e non che è un acido forte. Quindi è sbagliato!!

Il PE corretto dell’acido solforico è: una mole di acido solforico cede due moli di protoni ad una generica specie basica.

Visto che usiamo come indicatore la fenolftaleina, il carbonato di sodio reagisce con i protoni, andando a formare il bicarbonato di sodio, questo bicarbonato di sodio che si è formato dal carbonato viene titolato esattamente come viene titolato il bicarbonato inizialmente presente nella miscela.

Quindi si dovevano sottrarre i mL utilizzati nella prima titolazione rispetto ai mL totali utilizzati nella seconda titolazione.

Le percentuali anche dovevano essere espresse con il numero corretto di cifre significative.

Chiede cosa sia il pallone volumetrico dato che è stato menzionato, infatti, i matracci tarati possono essere anche definiti come “pallone volumetrico”.

Non esistono matracci tarati da 41 o da 40 mL.

Dentro il becher o la beuta, si mette prima l’acqua e poi l’acido, non si deve mai dare da bere all’acido.

L’acido solforico non è una soluzione volatile quindi non è necessario prelevarlo sotto cappa, sotto cappa si prelevano le soluzioni di acido cloridrico e acido nitrico, perché le soluzioni sono volatili, ma l’acido solforico non è per niente volatile, quindi NON è necessario misurarlo sotto cappa.

Quando definiamo il PE dell’acido solforico, noi diciamo che una mole di acido solforico può cedere due moli di protoni ad una generica specie basica e pertanto PE = PM/2, per questo motivo si può convertire la Normalità in molarità andando a dividere la normalità per due, per trovare appunto la molarità, ma lo dobbiamo giustificare il perché, quindi contestualizzare e descrivere il PE.

“Inseriamo la soluzione nel becher”, non lo possiamo e non lo dobbiamo scrivere, possiamo scrivere “versiamo la soluzione nel becher”, “trasferiamo la soluzione nel becher”.

PE: da una mole di borace si formano per idrolisi due moli di sodio idrogenoborato, due moli di acido borico. Ogni mole di sodio idrogenoborato acquista due moli di protoni da una generica specie acida, anche qui la definizione è sbagliata, perché secondo questa definizione il PE sarebbe uguale a PM/4 e non PM/2.

Il PE corretto è: una mole di borace per idrolisi produce due moli di sodio idrogenoborato e due moli di acido borico, ciascuna mole di sodio idrogenoborato può accettare una mole di protoni da una generica specie acida, pertanto PE borace = PM/2.

40.9 mL non possono essere misurati con il cilindro graduato, quindi è inutile che scriviamo 40.9 mL e non 41 mL.

Beuta tarata, la beuta tarata NON esiste.

Esercitazione di oggi

Oggi dobbiamo determinare un campione di acido lattico. L’acido lattico è un acido organico, che è riportato in Farmacopea, in quanto viene utilizzato in alcune preparazioni farmaceutiche per uso esterno, in quanto ha proprietà cheratolitiche, viene utilizzato da solo o insieme all’acido salicilico.

L’acido lattico è un liquido, non è una soluzione, è una sostanza liquida, noi vediamo la molecola, vi è l’acido L-lattico, che noi produciamo a partire dal piruvato in condizioni di anaerobiosi, dove il piruvato si ottiene a partire dalla glicolisi.

Quello che è iscritto in Farmacopea può essere L-lattico, oppure anche miscela racemica, l’acido lattico rispetta le condizioni di titolabilità, ossia il prodotto della Ka per la sua concentrazione è superiore a 10 elevato meno 7, in teoria potrebbe essere determinato alcalinicamente, però questo non è possibile farlo.

La determinazione descritta in Farmacopea per l’acido lattico è una determinazione indiretta, perché nell’acido lattico vi è una funzione carbossilica e una alcolica, queste due funzioni possono reagire tra loro andando a formare dei dimeri e dei polimeri.

Questo nell’acido lattico, non in soluzione, la soluzione non c’entra niente.

Quindi, per reazione dell’acido carbossilico di una molecola di acido lattico con il gruppo alcolico di una seconda molecola di acido lattico si possono formare dei dimeri e dei polimeri, uno di questi è l’acido lattoil-lattico, abbiamo poi un estero ciclico che si chiama lattide.

Questi sono i prodotti di condensazione dell’acido lattico che sono presenti in maggiore quantità, ma si possono formare altre forme in cui ci sono molecole di acido lattico condensate tra loro.