Guida per la prova incognita di Chimica farmaceutica

GUIDA ALLA PROVA INCOGNITA DI ANALISI III

1° STEP: Verificare la natura della sostanza per discriminarla in inorganica organica o

metallorganica si effettua la calcinazione

→

OSSERVO COMPORTAMENTO ALLA CALCINAZIONE: la calcinazione si effettua ponendo

qualche milligrammo di sostanza in una capsula di porcellana e scaldando alla fiamma

di un Bunsen per qualche minuto.

Sostanze inorganiche: in genere la sostanza non subisce alcuna alterazione, anche a

temperature elevate. Talvolta però si osserva:

- cambiamento di colore (termocromismo):

ZnO=diventa giallo e poi torna bianco

Na2SO3=passa da bianco a giallo e poi nero

-fusione (acido borico)

- sublimazione con o senza fusione (NH4Cl, HgCl2, Hg2Cl2, HgI2, zolfo, I2). Abbiamo

osservato KI che libera vapori viola dopo acidificazione co H2SO4

Sostanze organiche: carbonizzano con spesso emissione di vapori e possibili fiamme,

il residuo carbonioso si presenta nero-lucido; per prolungato riscaldamento esso può

scomparire completamente lasciando la piastrina pulita oppure rimanere come una

massa nera lucida rigonfia.

Sostanze metallorganiche: hanno comportamento intermedio o misto, lasciano un

residuo biancosporco/grigio dovuto alla formazione di ossidi inorganici.

2° OSSERVO COMPORTAMENTO ALLA FIAMMA (per inorganiche e metallorganiche):

per effettuare il saggio si pulisca il filo di platino arroventandolo alla fiamma ed

immergendolo poi in una provetta contenente 1-2 ml di HCl 2N; l'operazione va ripetuta

sino a quando il filo non impartisce più alcuna colorazione alla fiamma. Quindi si pone

su di un vetrino da orologio poca sostanza in esame e, con il filo bagnato di HCl 2N, si

raccoglie una piccola quantità di composto. Si porta il filo alla base del mantello della

fiamma, dove la temperatura è sensibilmente più bassa (in presenza di più sostanze si

evidenzierà prima la colorazione della più volatile).

Sali di Colore della fiamma

Li Rosso carminio (poco persistente)

Ca Rosso mattone (a sprazzi)

K Viola pallido (fucsia al vetrino al cobalto)

Na Giallo (intenso e persistente)

Ba Verde chiaro (attenzione BaSO4)

Cu Verde-azzurro

B Verde smeraldo

3° STEP PROVE DI SOLUBILITA’: osservare la diversa solubilità della sostanza ci può

aiutare a discriminarle

Sostanze inorganiche:

saggio si esegue ponendo una piccola quantità di sostanza nel tubo da saggio con 1-2

il

ml di acqua. In caso di insolubilizzazione parziale o completa scaldare su bagno maria.

Si potranno avere due casi:

Per i solubili in acqua si va a misurare il pH della soluzione per capire che tipo di idrolisi

da la sostanza.

IDROSOLUBILI IN SOLVENTI REATTIVI:

-trattamento con HCl 2N (due provette) Ad una piccola quantità di sostanza nel tubo

da saggio si addizionano 1-2 ml di HCl 2N. La solubilità del campione in HCl 2N può

essere accompagnata da fenomeni di importanza analitica:

Con effervescenza: CO2↑, incolore ed inodore, verificabile per gorgogliamento in

acqua di barite carbonati e bicarbonati; SO2↑, visibile su cartina allo iodio solfiti e

⇒ ⇒

tiosolfati; I2↑, evidenziabile con cartina alla salda d’amido iodati

⇒

Senza effervescenza: ossidi, sali basici, idrossidi di cationi diversi da Ag+ , Pb2+, Hg2

2+, Sb3+ e Bi3.

- trattamento con HCl 2N e BaCl2 precipitazione dei solfati di magnesio, sodio,

⇒

zinco, ecc.

- acidificazione di una nuova soluzione acquosa del composto con HNO3 conc. e

trattamento con AgNO3 Si solubilizza il composto in esame in acqua e si addizionano

due gocce di HNO3 concentrato. Si agita e si tratta la soluzione con AgNO3 (usare i

guanti!!) precipitazione degli alogenuri di argento.

⇒

NON IDROSOLUBILI:

- HCl 2N uguale a sopra

- trattamento con NaOH 2N (sulla stessa provetta o su un’altra provetta) ⇒

precipitazione degli idrossidi di metalli alcalino-terrosi o dissoluzione di I2.

Sostanze organiche

1) SOLUBILITÀ IN SOLVENTE INERTI I solventi inerti generalmente impiegati sono:

▪ acqua

▪ Et2O

30 mg circa di sostanza (una punta di spatola) vengono introdotti in una provetta: si

aggiunge 1 mL di solvente e si agita con una bacchetta di vetro. Se, dopo 3 o 4 minuti di

agitazione, il composto non si è sciolto completamente, lo si considera insolubile in

quel solvente.

N.B.: Solubilità in acqua: la sostanza viene prima saggiata in acqua a freddo e, solo se

necessario, a caldo. Se risulta solubile, possiamo avere tre possibilità (misurazione del

pH):

a) soluzione acquosa acida al tornasole: composto acido

b) soluzione acquosa basica al tornasole: composto basico

c) soluzione acquosa neutra al tornasole: composti neutri oppure acidi e basi deboli.

Solamente nel caso in cui la sostanza sia risultata insolubile o scarsamente solubile in

acqua, allora si procede a saggiarne la solubilità in solventi reattivi (soluzioni acquose

diluite di alcali ed acidi): NaHCO3 sol. satura Na2CO3 2N NaOH 2N HCl 2N

2) SOLUBILITÀ IN SOLVENTI REATTIVI

Le prove di solubilità nei solventi reattivi devono essere effettuate a temperatura

ambiente per evitare processi di saponificazione, idrolisi ed altri.

▪ NaHCO3 sol. satura: si sciolgono tutti i composti a carattere acido forte (acidi

carbossilici, acidi solfonici, nitrofenoli).

▪ Na2CO3 2N: si sciolgono, oltre ai precedenti, tutti i composti contenenti un gruppo

funzionale acido di media forza (fenoli attivati, barbiturici, saccarina).

▪ NaOH 2N: si sciolgono tutti i composti a carattere acido, sia forte che debole.

Così si sciolgono, oltre ai precedenti, composti 1,3-dicarbonilici, solfonammidi,

immidi, fenoli ed enoli.

Se il composto è risultato insolubile sia in acqua che in alcali diluiti, allora si prova la

solubilità in:

▪ HCl 2N: si sciolgono in generale i composti basici, come le ammine alifatiche e

aromatiche; in generale, tuttavia, non è possibile distinguere tra basi deboli e basi forti.

Molti composti di interesse farmaceutico presentano carattere anfotero e quindi

risultano solubili sia in NaOH 2N che in HCl 2N (è il caso degli amminoacidi e dei

sulfamidici).

Per composti insolubili in acqua e nelle soluzioni acquose diluite basiche o acide si può

valutare la solubilità in: H2SO4 conc.: si sciolgono tutti i composti a carattere basico

debolissimo (alcooli, eteri, aldeidi e chetoni), idrocarburi insaturi, idrocarburi aromatici

attivati. Sono insolubili in acido solforico concentrato le paraffine, semplici idrocarburi

aromatici non attivati e loro alogeno derivati.

Sostanze metallorganiche

Le sostanze organometalliche iscritte nella F.U. possono essere costituite da:

• sali di acidi organici con cationi metallici

• sali di ammine o di ammonio quaternario con anioni inorganici

Sul campione vengono effettuate prove di solubilità in acqua (con misura del pH se

eventualmente solubile) ed etanolo.

DOPO AVER DISCRIMINATO IL TIPO DI SOSTANZA E AVERNE ANALIZZATO LA

SOLUBILITA’ CON I SAGGI PRELIMINARI SI PASSA AI SAGGI SPECIFICI DI

RICONOSCIMENTO.

SAGGI PER SOSTANZE INORGANICHE

1) Na2B4O7, Na2HPO4, H3BO3

La soluzione acquosa, trattata con AgNO3 dà un precipitato solubile in HNO3 conc.

La sol. acq. si tratta a freddo con alcune gocce di AgNO3. Se non si ottiene un

precipitato si scalda all'ebollizione; il precipitato indica, in questo caso, la presenza di

Na2B4O7 oppure di Na2HPO4. Se nonostante il riscaldamento non si ottiene alcun

precipitato, si neutralizza la sol. acq. con alcune gocce di NaOH 2N e quindi, su questa

nuova soluzione, si aggiunge il AgNO3; la formazione del precipitato sarà indice della

presenza di H3BO3. E' molto importante verificare se il precipitato ottenuto con le

metodiche descritte sia o meno solubile in HNO3 conc. Se infatti il precipitato

risultasse insolubile in HNO3 conc., ciò indicherebbe che il campione in esame è un

alogenuro.

a) Tetraborato di Sodio Na2B4O7

▪ La sol. acq. concentrata viene trattata con AgNO3 e si ottiene un precipitato bianco di

metaborato di argento.

B O + 3H O → 2BO + 2H BO

72- 2-

4 2 3 3

BO + Ag → AgBO ↓

2- + 2¯

Il Tetraborato in acqua si comporta come una soluzione di metaborato di sodio e acido

borico. Riscaldando la sospensione ottenuta il precipitato imbrunisce per la

formazione di ossido di argento.

2AgBO2↓ + 3H O → Ag O↓ + 2H BO

2 2 3 3

▪ La sostanza si scalda in capsula di porcellana con 1 ml di H2SO4 conc. e 1 ml di

CH3OH. Quando la soluzione bolle si avvicina il bordo superiore alla fiamma, i vapori

che si liberano dalla soluzione bruciano con fiamma orlata di verde.

Na B O + H SO + 5H O → Na SO + 4H BO ↓ H BO + 3CH OH → 3H O + (CH ) BO

2 4 7 2 4 2 2 4 3 3 3 3 3 2 3 3 3

▪ La soluzione acquosa del Tetraborato è nettamente basica, in quanto il sale dà idrolisi

basica.

B O + 3H O → 2BO + 2H BO ↓BO + 2H O → OH + H BO ↓

-- - - -

4 7 2 2 3 3 2 2 3 3

b) Fosfato monoacido di Sodio Na2HPO4

▪ La sostanza, trattata in vetrino d’orologio con AgNO3, dà una colorazione gialla

intensa per la formazione di fosfato di argento.

2HPO + 3Ag+ → H PO + Ag PO ↓

2- -

4 2 4 3 4

▪ La sol. acq., per aggiunta di miscela magnesiaca (NH4Cl, NH4OH, MgSO4), dà un

precipitato bianco cristallino di fosfato ammonico magnesiaco NH4MgPO4.

Mg + HPO + NH + OH → H O + NH MgPO ↓

++ 4-- 4+ - 2 4 4

▪ La sol. acq., acidificata con HNO3 dil., dà un precipitato giallo cristallino con

molibdato di ammonio ((NH4)2MoO4.

HPO + 12MoO + 23H + 3NH + → 12H O + (NH4) PO 12MoO ↓

2- 2- +

4 4