Analisi dei medicinali - laboratorio e teoria

Analisi dei medicinali

Chimiche e tecnologie farmaceutiche Paracini Giovanni

Riconoscimento degli anioni idrosolubili

1 - Alogenuri Pb Ag

Gli alogenuri come Cl^-, Br^- e I^- non danno idrolisi in acqua (fanno eccezione quando presenti con Hg²⁺). I fluoruri (F^-) verranno trattati a parte in quanto presentano una propria reattività particolare.

1.1 - Riconoscimento dei cloruri

• Preparare una soluzione acquosa del sale in una provetta da centrifuga (una punta di spatola di sale e 2 ml di H₂O);
• Acidificare con acido nitrico diluito (HNO₃) fino a pH=0 (circa 3 gocce se [HNO₃]=1M);
• Aggiungere alcune gocce di nitrato d'argento (AgNO₃) in modo da far precipitare AgCl con un colore bianco caseoso (circa 20 gocce se [AgNO₃]=1M);
• Centrifugare (3 min a 500 giri);
• A questo punto AgCl sarà completamente precipitato. Con una buona manualità eliminare il surnatante;
• Lavare il precipitato con H₂O deionizzata: aggiungere una piccola quantità d'acqua; mescolare con l'agitatore sospendendo il precipitato (bisogna lavare con acqua deionizzata in quanto vi è acido nitrico che interferisce con l'ammoniaca);
• Centrifugare nuovamente ed eliminare il surnatante;
• Aggiungere alcune pipettate di soluzione di ammoniaca diluita (NH₄OH) fino a quando AgCl non si sarà solubilizzato (2-3 pipettate, agitare bene);
• Deve formarsi abbastanza precipitato perché il saggio possa essere considerato positivo.

ATTENZIONE!!! interferenze:

• Tiosolfati (S₂O₃^2-): interferiscono nella ricerca dei cloruri precipitando come sali d’argento a pH neutro.
• Solfiti (SO₃^2-): interferiscono nella ricerca dei cloruri precipitando come sali d’argento a pH neutro.
• Iodati (IO₃^-): interferiscono nella ricerca dei cloruri precipitando come sali d’argento a qualsiasi pH. L’unica via per distinguere AgCl da AgIO₃ è quella di fare il riconoscimento specifico per gli iodati.

1.2 - Riconoscimento dei bromuri

1.2.1 Precipitazione con nitrato d'argento

• Preparare una soluzione acquosa del sale in una provetta da centrifuga (una punta di spatola di sale e 2 ml di H₂O);
• Acidificare con acido nitrico diluito (HNO₃) fino a pH=0 (circa 3 gocce se [HNO₃]=1M);
• Aggiungere alcune gocce di nitrato d'argento (AgNO₃) in modo da far precipitare AgBr con un colore giallo chiaro caseoso (circa 20 gocce se [AgNO₃]=1M);
• Centrifugare (3 min a 500 giri);
• A questo punto AgBr sarà completamente precipitato. Con una buona manualità eliminare il surnatante;
• Lavare il precipitato con H₂O deionizzata. Non aggiungere ammoniaca (NH₃) diluita (2M): noteremo che AgBr si solubilizza (in questo modo escludiamo i cloruri);
• Aggiungere ammoniaca (NH₃) concentrata (6M): noteremo che AgBr si solubilizza.

1.2.2 Ossidazione con acqua di cloro

Acqua di cloro: soluzione acquosa contenente Cl₂: il cloro ossida il bromuro a bromo. Attenzione perché se si mette troppa acqua di cloro il bromuro si ossida ulteriormente.

• Preparare una soluzione acquosa del sale in una provetta;
• Acidificare con H₂SO₄ diluito;
• Aggiungere alcune gocce di cloroformio (CHCl₃) o di cloruro di metilene (CH₂Cl₂). La fase organica serve per estrarre il Br₂ dall’acqua rendendo più evidente la colorazione;
• Aggiungere alcune gocce di acqua di cloro;
• Si forma un sistema bifasico. Agitare fortemente: in presenza di bromuri la fase organica si colorerà di arancio/bruno.

1.2.3 Ossidazione con ipoclorito

Ipoclorito di sodio (candeggina): non avviene la doppia ossidazione, si rileva il bromo elementare liquido. Procedere come nel caso precedente con la differenza che è necessario aggiungere una soluzione di ipoclorito di sodio (NaClO) anziché l’acqua di cloro.

1.3 - Riconoscimento degli ioduri

1.3.1 Precipitazione con nitrato d'argento

• Preparare una soluzione acquosa del sale in una provetta da centrifuga;
• Acidificare con acido nitrico diluito (HNO₃) fino a pH=0 (circa 3 gocce se [HNO₃]=1M);
• Aggiungere alcune gocce di nitrato d'argento (AgNO₃) in modo da far precipitare AgI con un colore giallo caseoso intenso (circa 20 gocce se [AgNO₃]=1M);
• Centrifugare (3 min a 500 giri);
• A questo punto AgI sarà completamente precipitato. Con una buona manualità eliminare il surnatante;
• Lavare il precipitato con H₂O deionizzata. Non aggiungere ammoniaca (NH₃) diluita (2M): noteremo che AgI si solubilizza (in questo modo escludiamo i cloruri);
• Non aggiungere ammoniaca (NH₃) concentrata (8M): noteremo che AgI si solubilizza (in questo modo escludiamo i bromuri).

1.3.2 Ossidazione con nitrito

• Preparare una soluzione acquosa del sale;
• Acidificare con H₂SO₄ diluito;
• Aggiungere poco NaNO₂ solido e agitare: compare un precipitato con colorazione giallo/bruna ed effervescenza.

1.3.3 Ossidazione con acqua di cloro

• Preparare una soluzione acquosa del sale;
• Acidificare con H₂SO₄ diluito;
• Aggiungere alcune gocce di cloroformio (CHCl₃) o di cloruro di metilene (CH₂Cl₂);
• Aggiungere alcune gocce di acqua di cloro;
• Agitare fortemente: in presenza di ioduri la fase organica si colorerà di rosso/viola.

1.3.4 Ossidazione con ipoclorito

Procedere come nel caso precedente con la differenza che è necessario aggiungere una soluzione di ipoclorito di sodio (NaClO) anziché l’acqua di cloro.

1.4 - Riconoscimento degli iodati

1.4.1 Ossidazione con ioduro

• Preparare una soluzione acquosa del sale incognito;
• Acidificare con alcune gocce di HCl diluito (2M);
• Aggiungere alcune gocce di ioduro di potassio (KI);
• In presenza di iodato, si forma una colorazione bruna dovuta allo iodio.

Attenzione! La soluzione di KI spesso parte con una colorazione giallina, limpida e trasparente, perché lo ioduro a contatto con l'aria si ossida, quindi quando acidifico il sale incognito se la soluzione resta giallina, il saggio è negativo: non c'è lo iodato, il saggio deve essere scuro.

1.4.2 Precipitazione con nitrato d'argento

• Preparare una soluzione acquosa del sale incognito;
• Acidificare con alcune gocce HNO₃ diluito (2M);
• Aggiungere qualche goccia di soluzione di AgNO₃;
• In presenza di iodato, si forma un precipitato bianco caseoso di AgIO₃ solubile in NH₃ diluito (2M).

1.4.3 Precipitazione con cloruro di bario (facoltativo)

• Preparare una soluzione acquosa del sale incognito;
• Aggiungere alcune gocce di soluzione di BaCl₂;
• Centrifugare ed eliminare la fase liquida;
• In presenza di iodato, si forma un precipitato bianco di Ba(IO₃)₂, che in HCl 6M si colora di giallo pallido.

2 - Anioni del VI gruppo (SO₃^2-, S₂O₃^2-, S₂O₅^2-, SO₄^2-)

Tutti gli anioni dello zolfo che non presentano il numero massimo di ossidazione (6) sono molto instabili. Sali insolubili: Ag₂SO₃, BaSO₃ (solubile in acidi forti) e PbSO₃ (solubile in HNO₃).

2.1 - Riconoscimento dei solfiti

Il riconoscimento dei solfiti si basa sullo sviluppo di SO₂ per decomposizione con HCl: essa ha un’odore caratteristico molto pungente e in prima istanza si può rilevare per una leggera effervescenza per trattamento con acidi. Attenzione: il pH di una soluzione di solfiti è basico.

Decomposizione con acido cloridrico

• Preparare il bagnomaria ben caldo per favorire il passaggio di fase;
• Preparare la cartina al bicromato (non la cartina indicatrice):
• Tagliare una strisciolina di carta da filtro (2x4);
• Bagnarla con poche gocce di soluzione K₂Cr₂O₇; sulla punta, diventerà giallo/arancione.
• In una provetta, mettere una piccola quantità di sale e trattarla con HCl diluito;
• Scaldare a bagnomaria per qualche minuto, ponendo sull’imboccatura della provetta la cartina al bicromato di potassio (a questo punto di colore giallo/arancione);
• In presenza di solfiti, si sviluppa SO₂, riconoscibile anche dal caratteristico odore pungente, che farà cambiare il colore della cartina imbevuta di bicromato di potassio da giallo a verde;
• A questo riconoscimento sono positivi: solfiti (SO₃^2-), tiosolfati (S₂O₃^2-) e metabisolfiti (S₂O₅^2-).

2.2 - Riconoscimento dei tiosolfati

Attenzione: il pH di una soluzione di tiosolfato è neutro o leggermente basico.

Decomposizione con acido cloridrico

• Preparare il bagnomaria ben caldo per favorire il passaggio di fase;
• Preparare la cartina al bicromato (come visto per i solfiti);
• In una provetta, mettere sale e trattarla con 2 pipettate di HCl diluito. Notate la soluzione che diventa lattiginosa (bianco-giallastra) per via della formazione di zolfo;
• Scaldare a bagnomaria per qualche minuto, ponendo sull’imboccatura della provetta la cartina al bicromato;
• In presenza di tiosolfati, si sviluppa SO₂ che farà cambiare il colore della cartina imbevuta di bicromato di potassio da giallo a verde.

Precipitazione con nitrato d'argento

Procedere come nel caso degli alogenuri. In breve tempo il precipitato, dapprima bianco, diventa bruno e poi nero.

2.3 - Riconoscimento dei metabisolfiti

I metabisolfiti sono positivi alla reazione con HCl e cartina al bicromato come solfiti e tiosolfiti. Vediamo quindi come distinguerli dai precedenti due anioni.

• Tiosolfati: la decomposizione non genera zolfo, pertanto quando si acidifica della soluzione come nel caso dei tiosolfati;
• Solfiti: l’unico modo per distinguere i metabisolfiti dai solfiti è la misura del pH della soluzione acquosa (per cationi che non danno idrolisi).

2.4 - Riconoscimento dei solfati

I solfati possono essere precipitati come solfato di bario (BaSO₄), che è insolubile in acidi ed in basi anche concentrati. Potrebbero interferire carbonati, fosfati, tiosolfati, fluoruri e iodati che danno anch’essi sali solubili bianchi, però in ambiente acido (userò questa strategia per riconoscere i solfati).

I solfati possono essere precipitati a pH 5 come PbSO₄, solubile in alcali concentrati o in una soluzione di acetato di ammonio.

Precipitazione con cloruro di bario

• Preparare una soluzione acquosa del sale incognito in una provetta da centrifuga;
• Acidificare con HCl diluito e agitare;
• Aggiungere qualche goccia di soluzione di cloruro di bario (BaCl₂);
• In presenza di solfati, si forma un precipitato bianco insolubile in acidi e in basi;
• Per essere sicuri si può centrifugare, separare e eliminare le acque di precipitazione, e verificare la solubilità con HCl o NaOH.

Precipitazione con acetato di piombo (facoltativa)

• Preparare una soluzione acquosa del sale incognito;
• Acidificare con mezza pipettata di acido acetico diluito (CH₃COOH);
• Aggiungere alcune gocce di soluzione di acetato di piombo (CH₃COO)₂Pb. Esso ha la duplice funzione di fornire la base coniugata per il tampone a pH=5 e lo ione Pb²⁺ per la precipitazione del solfato;
• In presenza di solfato, precipita il solfato di piombo bianco;
• Per conferma, si può verificare la solubilità del precipitato (che va preventivamente separato dalle acque di precipitazione) in idrossido di sodio (NaOH).

Attenzione: può interferire il bicarbonato che è riconoscibile perché dà effervescenza: conviene aggiungere sempre tanto acido e verificare la solubilità.

Procedimento generale

1. Verificare solubilità del sale preparando una soluzione;
2. Se la soluzione fosse torbida potrebbe essere tiosolfato;
3. Acidificare con acido nitrico (qualche goccia) e verificare il pH;
4. Aggiungere Ag tramite AgNO₃ e verificare la precipitazione;
5. Se non si forma il precipitato potremo avere cloruro, bromuro, ioduro, solfato o metabisolfito;
6. Se si forma il precipitato potrebbe trattarsi di iodato, solfito, tiosolfato o metabisolfito;
7. Precipitato giallo: In una nuova provetta sciogliere il sale e aggiungere acido solforico (H₂SO₄) diluito. Agitare bene e aggiungere diclorometano (CH₂Cl₂), alcune gocce di ipoclorito di sodio (NaClO), agitare fortemente e osservare la colorazione: arancio per il bromuro, viola per lo ioduro;
8. Utilizzare l’ossidazione del nitrito con lo ioduro: sciogliere una spatola di sale in acqua, acidificare con HCl o acido solforico (H₂SO₄), aggiungere una punta di spatola di nitrito di sodio (NaNO₂) e agitare bene. In presenza di ioduro precipita iodio elementare, altrimenti si tratta di bromuro;
9. Precipitato grigio/nero: (tiosolfato o metabisolfito) Mettere una spatolata di sale in una provetta, preparare una cartina al bicromato, aggiungere un paio di pipettate di HCl, mettere a bagnomaria e sovrapporre la cartina: se la cartina si colora di verde allora sono in presenza di tiosolfato o metabisolfito. A questo punto fare una soluzione concentrata del sale (una spatolata in 2 ml di acqua) e misurare il pH: tra 4 e 6 metabisolfito, tra 7 e 8 tiosolfato;
10. Precipitato bianco: (solfato, iodato o cloruro) Per riconoscere il solfato eseguire il saggio della cartina bicromato: se vira al verde si tratta di solfato, altrimenti si ha iodato o cloruro. Eseguire il saggio di riconoscimento dello iodato tramite l’ossidazione con ioduro di potassio: sciogliere il sale in acqua, portare a pH=0 con HCl e aggiungere alcune gocce di KI. Infine agire: se sviluppa colorazione bruna si ha iodato, se invece incolore cloruro.

3 - Anioni del V gruppo (NO₂^-, NO₃^-, PO₄^3-, HPO₄^2-, H₂PO₄^-)

3.1 - Riconoscimento dei Nitriti (NO₂^-)

I nitriti, insieme ai carbonati, sviluppano un’importante effervescenza se acidificati: se questo accade è indice della presenza di uno dei due ioni.

Sviluppo di vapori di NO in ambiente acido per H₂SO₄ diluito

Si sviluppa monossido di azoto che, a contatto con l’ossigeno dell’aria, diventa diossido di azoto, un vapore rosso.

• Porre una piccola quantità di sale (mezza spatola) in una provetta in soluzione acquosa per rendere la soluzione concentrata;
• Aggiungere un paio di pipettate di H₂SO₄ diluito. Agitare leggermente, si sviluppa effervescenza abbondante;
• In presenza di nitriti, si sviluppano vapori rossi di NO₂.

Ossidazione dello ioduro

Si forma un precipitato di iodio e diossido di azoto. Possono interferire i tiosolfati.

• Preparare una soluzione acquosa del sale incognito. Favorire la dissoluzione scaldando o agitando;
• Acidificare con alcune gocce H₂SO₄ diluito;
• Aggiungere alcune gocce di soluzione di ioduro di potassio (KI). Agitare; in presenza di nitriti, lo ioduro si ossida a iodio di colore bruno-nero.