Chimica analitica e analisi dei medicinali 1

Anna Gallina 1° anno CTF A. A. 2023 – 2024

Analisi dei Medicinali 1

Contenuti

Richiami di chimica generale:

- Equilibri acido-base (studio degli equilibri chimici, classificazione dei solventi, calcolo del pH di soluzioni di acidi

e basi forti e deboli, soluzioni tampone)

- Equilibri di precipitazione (solubilità e prodotto di solubilità, fattori che influenzano il prodotto di solubilità, leggi

della precipitazione, relazione quantitativa tra solubilità e prodotto di solubilità, effetto dello ione a comune,

precipitazione selettiva).

- Tecniche ed operazioni fondamentali: solubilizzazione, precipitazione, filtrazione, centrifugazione.

Metodi chimici (distruttivi perchè usano reazioni chimiche):

- acido/base sono regolate da Ka, Kb, Kw, Ki

- ossidoriduzioni sono regolate da Legge di NERNST

- Complessazione è regolata da Kc

- Precipitazione è regolata da Kps

- sviluppo di gas è regolato da varie

- distribuzione di fase è regolato da D etc. (cromatografia)

Metodi chimico – fisici (possono essere oppure no distruttivi a seconda che usino reazioni chimiche o no):

- elettrochimici: voltammetria/polarografia, elettrogravimetria, potenziometrica, conduttimetria,

amperometria

- cromatografici

- spettrometrici di massa

- termogravimetrici

Metodi fisici: misurano direttamente alcune proprietà del campione in modo non distruttivo e senza reazioni

chimiche

- osservazioni dirette: caratteri organolettici, aspetto, forma e colore

- misure: densità, proprietà elettriche (costante dielettrica), proprietà meccaniche (varie resistenze

meccaniche, viscosità, durezza), cambiamenti di stato (fusione, ebollizione... ), proprietà ottiche (indice di

rifrazione, polarimetria), proprietà spettrometriche (colorimetria, UV, VIS, IR, NMR)

FARMACOPEA

La produzione e la commercializzazione dei prodotti farmaceutici rende necessario disporre di un quadro

normativo che definisca le caratteristiche e la qualità delle sostanze ad uso farmaceutico. Tutto questo è normato

da codici che vengono chiamati FARMACOPEE NAZIONALI. Hanno l’obiettivo di stabilire standard di qualità e

procedure ufficiali per garantire l’efficacia e la sicurezza di un prodotto medicinale.

La farmacopea ufficiale è il testo normativo compilato da organismi statali (l’organismo di controllo ufficiale ISS,

il Ministero della Salute e il Sistema Sanitario Nazionale) di controllo che si basano sulle ricerche e sui giudizi di

istituti universitari. Descrive i requisiti di qualità delle sostanze ad uso farmaceutico e le caratteristiche che i

medicinali preparati devono avere. Nel testo sono presenti informazioni e disposizioni tecnico-amministrative ed è

articolato in monografie generali e specifiche. Le monografie generali riguardano classi di prodotti (droghe

vegetali, estratti), tecniche analitiche (spettroscopiche, cromatografiche, …), forme farmaceutiche (compresse,

soluzioni). Le monografie specifiche riguardano ogni singola sostanza o eccipiente, definendone le

caratteristiche ottimali per uso farmaceutico.

La farmacopea ufficiale è stata istituita dal testo unitario delle leggi sanitarie nel 1934. La farmacopea ufficiale

della Repubblica Italiana XII edizione è stata approvata con Comunicato del Ministero del Lavoro, della Salute e

delle Politiche Sociali del 3 dicembre 2008 ed è entrata in vigore il 31 marzo 2009; è costituita dalla farmacopea

europea ( Eu.Ph.) e dalla farmacopea ufficiale (FU). I testi in vigore sono:

- XII Edizione della farmacopea ufficiale della Repubblica Italiana

- Aggiornamento e correzione della XII Edizione della farmacopea ufficiale della Repubblica Italiana;

- 9ª Edizione della farmacopea europea dal 1º Gennaio 2017

- Supplemento 9.1 (1 aprile 2017) e Supplemento 9.2 (1 luglio 2017).

La Farmacopea Ufficiale è un codice farmaceutico, cioè un complesso di disposizioni tecniche e amministrative

che servono per il controllo della qualità dei medicamenti attraverso l’indicazione di metodiche di verifica

analitica e tecnologica, delle specifiche di qualità e dei metodi di preparazione. È un elenco ufficiale in cui sono

registrati i nomi di tutti i preparati medicinali in uso, con la descrizione delle loro formule, dei requisiti analitici,

dei metodi di preparazione.

La Farmacopea Ufficiale è divisa in 5 parti:

- Capitoli Generali: prescrizioni generali della farmacopea europea e della farmacopea italiana, metodi di

analisi (apparecchiature, metodi generali fisici e fisicochimici, identificazione, saggi, saggi limite, saggi

biologici, dosaggi biologici, metodi generali di farmacognosia, saggi e procedimenti tecnologici), materiali

usati nella fabbricazione di contenitori e contenitori, reattivi e argomenti generali

- Monografie: monografie generali, forme farmaceutiche, materie prime, preparazioni farmaceutiche

specifiche, preparazioni omeopatiche.

- Tabelle: masse atomiche relative, sostanze medicinali di cui le farmacie debbono essere

obbligatoriamente fornite, sostanze da tenere in armadio chiuso a chiave, elenco dei prodotti da vendere

solo dietro presentazione di ricetta medica, elenco dei prodotti da vendere solo dietro presentazione di

ricetta medica da rinnovare ogni volta, apparecchi ed utensili obbligatori in farmacia, elenco delle

sostanze, loro sali e preparazioni ad azione stupefacente o psicotropa, dosi dei medicinali per l’adulto

oltre le quali il farmacista non può fare la spedizione senza una dichiarazione specifica del medico

- Norme di buona preparazione dei medicinali in farmacia

- Norme di buona preparazione dei radiofarmaci per la medicina nucleare

È obbligatorio per tutte le farmacie italiane tenere una copia della Farmacopea Ufficiale della Repubblica Italiana

consultabile per il pubblico.

La farmacopea fornisce una serie di precisazioni su come effettuare i test di riconoscimento quali-quantitativi. A

questo scopo vengono introdotte alcune descrizioni per quanto riguarda le modalità operative:

- Quantità: nei saggi con limiti numerici e nei dosaggi, le quantità indicate per l’esecuzione analitica sono

approssimate. La quantità realmente usata, che può differire per non più del 10 per cento da quella

indicata, deve essere esattamente pesata o misurata: il risultato è calcolato in base a questa quantità

esatta.

- Misura dei volumi: se la cifra dopo il punto decimale è zero o finisce con uno zero (per esempio 10,0 mL o

0,50 mL), si utilizza a seconda del caso una pipetta, un pallone tarato o una buretta; negli altri casi può

essere impiegato un cilindro o una pipetta graduata.

- Precisione nelle pesate: corrisponde a più o meno 5 unità dopo l'ultima cifra indicata (ad esempio 0,25 g

deve essere interpretata come una quantità compresa tra 0,245 g e 0,255 g)

ATTRZZATURE DI LABORATORIO

- mortaio con pestello

- vetrino di cobalto

- pinza a molla per provette

- pinza per crogioli

- spatolina doppia in nichel-cromo

- filo di rame

- 2 spazzolini

- tubo da sviluppo

- 2 capsule di porcellana diam 80 mm

- 2 provette da concentrazione

- piastra di porcellana

- 1 triangolo porta crogioli

- 2 crogioli

- Bunsen

- 3 imbuti di vetro diam. 12, 8 e 6 cm

- bagnomaria di rame

- spruzzetta in plastica da 250 mL

- porta imbuti di metallo

- 10 provette per analisi 14x140 mm

- 3 porta provette

- 4 becher, da 100, 250, 400, 600 mL

- treppiede

- 5 bacchettine di vetro

- dispositivo metallico per bagnomaria

- 3 beute, da 25, 100, 250 mL

- 2 bicchieri a calice 250 mL

- cilindro graduato da 10 mL

- retina frangi fiamma

- 10 provette per analisi 10x100 mm

- 10 provette da centrifuga graduate

- 5 pipette con gommino

- 4 bottiglie di reattivi

- vetrino da microscopio

Le attrezzature e gli utensili possono essere di materiale diverso: porcellana, plastica, sughero, gomma, vetro,

metalli.

Porcellana: trova il suo impiego ottimale nel laboratorio quando si presenta la necessità di utilizzare recipienti che

debbano essere sottoposti a sollecitazioni termiche particolarmente intense (soffieria) poichè è in grado di

sopportare la fiamma diretta (fusione, calcinazione, ecc..)

Vetro: “vetro da fuoco”: resistenza al calore e alle sollecitazioni termiche in genere (Pyrex, borosilicato); “vetro

non da fuoco”: non va scaldato, specialmente la vetreria graduata.

Porcellana

- capsula di porcellana: recipiente dalla forma cilindrica a fondo piatto munita di beccuccio di travaso.

Resiste molto bene al calore intenso e può esser esposta alla fiamma del becco Bunsen, tenute con le

pinze. Il raffreddamento della capsula deve essere graduale per evitare la formazione di crepe o rotture.

- Crogiolo: recipiente di forma tronco-conica, con fondo piano destinato all’uso con temperature elevate.

Vetreria

- Becher: contenitore di forma cilindrica con un beccuccio, di varia capacità (20 mL– 2 L) tarato o graduato

(misure approssimative). E’ di materiale che permette l'utilizzo a temperature elevate. Serve per il

trasporto, la preparazione di soluzioni, e la loro conservazione , riscaldamento, ecc.

- Beuta: Recipiente con base tronco-conica e collo cilindrico (la forma e il collo stretto permettono di agitarne

il contenuto senza spanderlo). E’ più adatta nei casi in cui si debba sottoporre un liquido ad ebollizione

prolungata perchè i vapori del liquido, incontrando le pareti più fredde del recipiente, condensano e

ricadono all’interno. ono disponibili in diverse capacità e possono essere graduate (misura approssimativa)

- Provette: è un tubo di vetro chiuso sul fondo. Quelle per analisi 14 x 140 mm e 10 x 100 mm sono di vetro

da fuoco sottile e sono adatte per il riscaldamento a fiamma diretta (bunsen) e vengono usate per eseguire

saggi analitici: si pone del campione a cui si aggiungono i reattivi chimici previsti e si osserva l’effetto.

Quelle da centrifuga graduate sono di vetro più spesso, servono per volumi più precisi e non sono da

fuoco. Hanno il fondo conico e pareti robuste e non tollerano il riscaldamento diretto ma possono essere

riscaldate a bagnomaria.

- Pipetta Pasteur: è formata da un tubicino di vetro sottile con la parte superiore più larga della parte inferiore

con in cima una tettarella in gomma. Serve per prelevare e rilasciare i liquidi e viene adoperata come

strumento con funzione qualitativa saggi in provetta) in cui è importante solo la natura dei reagenti, ma non

la loro quantità esatta. Non è uno strumento di precisione poiché è senza una scala graduata ed è costituita

da vetro non da fuoco e un 1 mL = ≈ 20 gocce.

Misure di volume

L’unità di misura è il litro e relativi sottomultipli. Le misure volumetriche vengono effettuate per la maggior parte con

dei contenitori di vetro (hanno un piccolo coefficiente di espansione) e si riferirscono ad una certa temperatura

standard (20° centigradi). La maggior parte degli ambienti di lavoro è intorno a questa temperatura eliminando

anche la correzione di temperatura per soluzioni acquose, e valutando il coefficiente di espansione per i solventi

organici per differenze di 1 grado o meno.

La misura del volume viene eseguita con due tipologie di vetreria:

- vetreria non di precisione: cilindro graduato, becher,bottiglia, pipette pasteur

- vetreria di precisione: pipetta, buretta, un pallone volumetrico (matraccio), pipette eppendorf

Quando si pone un liquido in un contenitore, si dispone formando una conca superficiale, il menisco che è più o

meno curvo a seconda del diametro del contenitore. Il volume di misura in base al menisco inferiore della soluzione

Pulizia della vetreria

Livelli di pulizia:

- Quantitativa: libera da qualsiasi traccia di contaminazione (es: chimica analitica o chimica fisica, in cui la quantità

di una sostanza deve essere misurata ad alta precisione

-Normale: la vetreria lavata e sciacquata non mostra tracce di sporco ed è pulita dalla maggior parte delle

contaminazioni

La vetreria deve essere asciutta quando:

- Si usano acidi concentrati o reattivi particolari

- Si usano polveri che devono restare tali

- Si effettuano reazioni ad alta temperatura

- Serve per il travaso e/o lo stoccaggio finale di soluzioni a titolo noto

Come pulire la vetreria:

- Smaltire correttamente i residui: Residui chimici liquidi e solidi nelle taniche di raccolta, rimuovere i

residui con bacchette e spazzolini e in caso intervento con soluzioni acide o basiche

- Lavare con abbondante acqua di rubinetto e detersivo abrasivo

- Risciacquare 2 volte con acqua depurata (spruzzetta)

- Ispezionare e decidere se é pulita

- Capovolgere e lasciare “asciugare”

Metodi di riscaldamento

Fiamma: Bunsen e Soffieria e

Bagno: Bagnomaria (100°C) Glicerina (160-180°C)

e

Elettrico: Piastra Microonde

Becco Bunsen: è formato da un cannello verticale fissato su una base metallica ed è alimentato a gas metano. Il

gas entra nel bruciatore attraverso un iniettore a ugello posto alla base dell'apparecchio, è possibile regolare la

quantità di gas mediante un rubinetto. Il cannello presenta alla base due fori opposti ed è circondato da una ghiera

anch’essa fornita di due fori. La quantità di aria all'interno della canna del bruciatore può essere regolata ruotando

la ghiera. Quando la fiamma è gialla e luminosa (ossidante), è meno calda e la quantità di aria miscelata al gas è

nulla; mentre la fiamma azzurra e meno luminosa (riducente) è più calda e l’aria miscelata al gas è massima. La

fiamma da utilizzare è quella ottenuta chiudendo i fori del cannello circa a metà.

Serve per il saggio in provetta, i saggi al filo di rame e il saggio al coccio.

Misure di peso

La massa è una misura invariabile della quantità di materia in oggetto. L’unità di misura della massa è il Kg e i suoi

sottomultipli. I campioni solidi vengono misurati per pesata. La bilancia è lo strumento che viene usato in

laboratorio per le misure di peso: bilancia tecnica (pesare grandi quantitativi) e bilancia analitica (pesare con

accuratezza).

pHmetro: apparecchio che misura il pHdi un liquido. Consiste in un elettrodo a vetro contenente una sonda di

riferimento e una sonda di misura per la differenza di potenziale elettrico sui due lati di una sottile membrana di

vetro posta all’estremita’ dell’elettrodo. La differenza di potenziale e’ proporzionale alla differenza tra [H3O+ ]

all’interno e all’esterno della membrana.

Reagentario comune

E’ un armadio aperto che si trova lungo il corridoio di separazione del laboratorio. Al suo interno sono collocate le

bottiglie contenenti le soluzioni o le sostanze solide che servono per eseguire le reazioni chimiche e/o i vari saggi.

Le soluzioni sono contenute in bottiglie di vetro con il relativo contagocce, le sostanze solide sono contenute

anch’esse in contenitori di vetro o plastica. Le bottiglie vengono identificate da una etichetta con il nome della

soluzione e la relativa concentrazione e sono collocate in un alloggiamento con un numero identificativo che

corrisponde al relativo numero presente in un elenco posto alla parete dell’armadio.

SOLUZIONI

È una miscela omogenea in cui una o più sostanze sono contenute in una fase liquida o solida o gassosa. All’interno

di una soluzione sono contenute diverse particelle mescolate e distribuite uniformemente in modo che ogni volume

della soluzione abbia la medesima composizione chimica.

Possono e