Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 66

г. Нижнего Новгорода

Научное общество учащихся

Обнаружение ионов

в лекарствах неорганического происхождения

                  Выполнил :     Тарасов Алексей

                                                                 учащийся 11 б класса

                                                     Руководитель:    

                                                        Шеронова С.М.  

                                                        учитель  химии

Нижний Новгород

2015 г.

Содержание

Введение…...………………………………………………………………1

Глава 1 Лекарственные средства……………………………………........4

1.1 История развития фармакологии……………………………………. 4

1.2 Механизм действия………………………………………….………. .7

Глава 2  Аналитические реакции   на ионы, входящие в

 состав   неорганических лекарственных веществ………………………9

 2.1  Классификация  лекарственных средств  неорганической природы…………………………………………………………………....9

2.2  Особенности реакций идентификации веществ…………………...11

            2.3  Реакции для определения частовстречающихся структурных частей в неорганических лекарственных веществах………… ………13

2.3.1.   Реакции для определения  катионов……………………… .…..13

2.3.2. Реакции для определения анионов……………………………… 17

2.4  Специфические реакции, используемые для идентификации    лекарственных веществ…………………………………………………20

            2.5. Неорганические  вещества в составе лекарственных средств….23

2.5.1.Простые вещества……………………………………………...….23

2.5.2. Оксиды…………………………………………………………….23

2.5.3. Основания………………………………………………..………..23

2.5.4. Соли……………………………………………………………..…23

Глава 3 Практическая часть………………………………………….…24

Лекарства как объект  химического эксперимента…………………...24  

Заключение………………………………………………………….…...31

Источники…………………………………………………………..……32

Приложения……………………………………………………………...33                                                  

Введение

                Лекарственные вещества известны с древних времен. Наука о лекарствах - фармакология (от греческого фармакон – лекарство и логос – слово учение),   о действии лекарственных веществ на живые организмы   и о путях изыскания новых лекарственных средств возникла сравнительно недавно – в середине прошлого века.  Наука эта называется фармакология (от греческого Фармакон – лекарство и логос – слово учение). Существует еще фармация – дисциплина, изучающая способы изготовления, контроля и правила продажи лекарств. Если фармакологи – врачи, то фармацевты – химики или товароведы.

О том, « почему лекарства лечат », люди обычно не задумываются – на то они и лекарства, чтобы лечить. Иногда затеваются спор о том, « должен или не должен больной знать о назначаемых ему лекарствах ». Всякий врач, назначающий лекарства, заинтересован в том, чтобы больной был его союзником в деле лечения и мог оценить наступающий лечебный эффект и уловить первые признаки нежелательного побочного действия. И в знаниях того, кому он доверил свою жизнь, больной может убедиться только тогда, когда научиться понимать врача.

           Одну из ведущих ролей для создания лекарственных средств, установления их механизмов действия, повышения эффективности  и устранению побочных реакций медикаментов сыграла фармацевтическая химия - наука, которая основывается на общих химических законах, изучает многообразный круг вопросов, связанных с лекарственными веществами: их получение, химическую природу, состав и строение, влияние особенностей строения их молекул на характер действия на организм, физические и химические свойства лекарственных веществ и методы контроля их качества, условия хранения лекарств. В наши дни   вводятся более совершенные методы  анализа, позволяющие достаточно точно определить качество (подлинность) лекарств, содержание в них допустимых и недопустимых примесей.

            Методы исследования лекарственных веществ подразделяются на физические, химические, физико-химические, биологические. Для целей идентификации, т. е. для  подтверждения принадлежности лекарственного препарата к  какой- либо химической группе,  лекарственных веществ используют только такие реакции, которые сопровождаются наглядным внешним эффектом, например изменением окраски раствора, выделением газов, выпадением или растворением осадков и т. п. Их называют реакциями идентификации или реакциями на подлинность. С их помощью обнаруживают присутствие  определённых ионов, простых веществ, оснований и пр.

            Перечисленного выше достаточно для того, чтобы заинтересоваться фармацевтической химией. Необходимо познакомиться с миром лекарств, ещё и  потому что они сопутствуют человеку в течение всей его жизни: от рождения до смерти. Человек принимает самые разнообразные лекарственные вещества, зачастую даже по несколько раз в день. Первое лекарство закапывают новорожденному в глаза, чтобы предупредить их инфицирование. А в дальнейшей жизни на каждого человека в среднем приходится не менее сотни таблеток и ампул в год. Кроме того, существуют  вакцины, витамины, которые назначают здоровому человеку. О лекарствах нужно знать так же, как о воздухе, которым мы дышим, и о хлебе, который мы едим.

           Таким образом, исследование лекарственных препаратов - одна из   интереснейших тем.  

     Объект исследования: лекарственные средства неорганической природы.

    Предмет исследования: химический состав лекарств и их идентификация.

    Гипотеза: все лекарственные препараты имеют определённый химический состав и могут быть использованы в качестве объекта для химического эксперимента.

             Цель работы: изучение реакций для определения частовстречающихся структурных частей в неорганических лекарственных веществах

             Задачи:

          1.Проанализировать научную и научно- популярную литературу по проблеме  лекарственных средств.

         2.Систематизировать сведения об истории развития фармакологии, механизм действия лекарств

         3.Изучить методику выполнения реакций на ионы в составе неорганических лекарственных веществ.

         4. Исследовать неорганические лекарственные вещества на  наличие различных ионов.

                 В процессе работы мы использовали следующие методы:

                1.Изучение и анализ литературы.

                2.Эксперимент.

Структура работы

                   Данная работа состоит из титульного листа, содержания, введения, основной   части, практической части, заключения и списка использованной литературы.

               Во введении раскрыта актуальность выбранной темы, определены цель, задачи и   методы  работы. В основной части раскрыты вопросы об истории развития фармакологии,  механизме  действия некоторых лекарств, рассмотрены классификация  лекарственных средств  неорганической природы,  аналитические реакции на ионы. В практической части описаны проделанные опыты  по обнаружению катионов и анионов в  лекарственных препаратах неорганической природы. В Приложениях приведён перечень действующих веществ и торговые названия лекарственных препаратов  с их  принадлежностью к определённой фармакологической группе. В заключении сделаны выводы  и приведён список использованной литературы.

Глава 1

Лекарственные средства

1.1  История развития фармакологии

              История развития фармакологии тесно связана с историей человечества. Вероятно, первые лечебные средства появились во время отделения человека от человекообразных обезьян, примерно 800 тысяч лет назад. Откуда же брались эти первые лекарства? В первобытное время люди искали в окружающей среде растения, которые могли облегчить страдания при болезнях и травмах.  Собирая и пробуя растения,  человек познакомился с такими, которые способны вызвать явные, видимые изменения функции организма: вызывали рвоту, делали человека веселым или погружали в сон. Были замечены растения ядовитые, от которых человек сначала бился в судорогах, а затем погибал.

              Позже, с появлением религии, применение лекарственных веществ стало носить мистический характер, лечением стали заниматься служители культа, и действие лекарств объявляли, даром Бога.

             Кроме явно действующих трав, колдуны, шаманы и знахари, в руках которых сосредотачивалось искусство врачевания, применяли  минералы и  органы, железы, ткани самых разных животных.  

             Известны факты развития лекарственной терапии в Китае, Индии и других странах Востока.

             Сначала накопленные впечатления передавались устно от учителей к ученикам, а с появлением письменности, с этой целью стали создаваться всякого рода «травники»,  «лечебники»  и справочники ( первые сведения в египетских иероглифах на статуе бога Тота; систематизированные сведения о лекарствах в папирусе Эберса ( 17 в. до н. э.), китайский трактат « Шэнь – нуна » о травах и корнях, трактаты Гиппократа( 400 лет до н.э.), Диаскорида (1 век до н.э.), Галена (2 века до н.э.), Абу Али Ибн Сина, более известный под именем Авиценны (10 век н.э.).

                Период греческой культуры связан с дальнейшим развитием медицины и лекарствоведения. «Отец медицины», гениальный врач того времени Гиппократ (460—377 гг. до н. э.) считал болезнь сочетанием гуморально-патологических расстройств организма. В зависимости от расстройств Гиппократ рекомендовал и медикаментозное лечение, рассматривая его как помощь «природной силе», а не как самодовлеющую силу.

                В римский период учение Гиппократа наиболее полно развил Клавдий Гален (131—201). Лечение по Галену сводилось к применению средств, действующих противоположно симптомам болезни. Лекарственные вещества Гален делил на простые — действующие холодом, теплом, влажностью, сухостью и т. п., сложные, действующие как кислые, горькие, сладкие, пряные и т. п., и специфические — противовоспалительные, слабительные, закрепляющие и т. п. Особенно велика заслуга Галена в том, что он впервые и весьма глубоко изучил лекарственные растения и показал, что кроме лечебных они содержат также балластные вещества. Поэтому до применения их необходимо подвергать обработке в целях извлечения действующих и удаления балластных веществ.

                Плодотворное влияние восточной культуры на развитие лекарствоведения ярко выражено в трудах Авиценны (Абу Али Ибн-Сина, 980—1037). Исключительное место в истории медицины вообще и лекарствоведения в частности имеет его сочинение «Канон врачебной науки» — капитальный труд в пяти томах. В «Каноне» приводятся данные о 764 лекарственных средствах. Подробно описываются их свойства, признаки доброкачественности, токсичность, показания и противопоказания к применению.

                Алхимия в эпоху средневековья негативно повлияла на лекарственную терапию. Медицина была в руках монахов, проповедовавших религиозно-идеалистическую философию средневековья ( так называемая схоластика). Развитие астрологии так же отрицательно повлияло на развитие лекарственной терапии, т.к. считалось, что  действие лекарств зависит от расположения созвездий и планет.

               Во время феодального строя происходил упадок культуры и науки, развитие медицины и лекарствоведения приостановилось.

              Возникновение фармацевтической химии как науки относится к началу XVI столетия, когда алхимия уступила место лечебной химии (ятрохимии), создателем которой явился Теофраст Парацельс (1493-1541). «Не добыванию золота, а защите здоровья должна служить химия», - провозгласил Парацельс.                         Парацельс  положил начало глубокому анализу состава лекарственных веществ и химического состава организма. Парацельс испытал лечебное действие многих химических препаратов и стремился выделить действующие начала из растений.

                Основным  в учении Парацельса было объяснение жизненных процессов с точки зрения химических превращений. Этот период отличается широким применением в качестве лекарств химических препаратов: минеральные воды, соединения ртути, свинца, меди, железа, сурьмы, мышьяка и других металлов. 

               Прошло время, врачи и фармацевты поняли, что необходима проверка лекарств. Иногда это делали сами их изготовители. Вошел в историю медицины Фридрих Сертюрнер, который в 1806 г. попробовал выделенный им из опия морфин и погиб из-за передозировки.

              Вторая половина XVIII века характеризуется значительным ростом и успехами органической химии. Фармацевты этого периода ( Карл Шееле, Луи Воклен, Бернар  Куртуа, Фридрих Сертюрнер, Пьер Пельтье и Жозеф Каванту, Карл Мор) сделали ряд важнейших открытий, сыгравших большую роль в дальнейшем развитии фармацевтической химии. Таким образом, аптеки сыграли большую роль в зарождении и развитии фармацевтической химии.

               В России аптеки появились , но роль их была той же - они выполняли функцию химических лабораторий, где наряду с аптекарями работали алхимисты, так называемые аптекарские химики, занимавшиеся изготовлением и анализом химических препаратов.

               Первый русский алхимист Тихон Ананьин занимался приготовлением фармацевтических препаратов, пользуясь иностранными книгами и русскими «травниками».

                Фармакология в современном ее понимании возникла и развивалась одновременно с возникновением и развитием научного естествознания, главным образом физиологии и химии. Таким образом, зарождение научной фармакологии нужно отнести к первой половине XIX века Её развитию способствовали О. Шмидеберг, Г. Мейер, В. Штрауб, П. Тренделенбург, К. Шмидт (Германия), А. Кешни, А. Кларк (Великобритания), Д. Бове (Франция), К. Гейманс (Бельгия), О. Леви (Австрия), А. П. Нелюбин, А. А. Иовский ( Россия).

                В настоящее время научные исследования по фармакологии ведутся в институте фармакологии АМН, в московском научно-исследовательском химико-фармацевтическом институте им. С. Орджоникидзе  и др., на кафедрах медицинских и фармацевтических вузов.  

              Основными научными зарубежными центрами  фармакологии являются институты фармакологии в Кракове, Праге, Берлине; фармакологические лаборатории медицинского центра в Бетесде (Мэриленде, США), в институте Милл Хилл (Лондон), в Высшем институте санитарии (Рим), институте Макса Планка (Франкфурт-на-Майне), Каролинском институте (Стокгольм). Преподавание фармакологии осуществляется на соответствующих кафедрах медицинских факультетов университетов.

1.2  Механизм действия лекарственных веществ

                    Любое действие лекарственных веществ на организм, как и все их свойства, рассматривают в зависимости от их химической формулы. Взаимодействие между лекарством и организмом или его частями имеет характер биохимического или осмотического, оптического, электрофизиологического и т. п. процесса. 

               Под механизмом действия лекарственного вещества понимается способ взаимодействия его с клетками и тканями, обусловливающий характерную для данного вещества картину действия. Вопрос о механизме действия вещества является наиболее трудным из всех вопросов, связанных с его фармакологическим изучением. Механизм действия многих веществ до сих пор еще не выяснены.

 В основе действия большинства лекарственных средств лежит процесс воздействия на физиологические системы организма, выражающиеся изменением скорости протекания естественных процессов. Возможны следующие механизмы действия лекарственных веществ.

 Физические и физико-химические механизмы. Речь идет об изменении проницаемости и других качеств клеточных оболочек вследствие растворения в них лекарственного вещества или адсорбции его на поверхности клетки; об изменении коллоидного состояния белков и т. п.

 Химические механизмы. Лекарственное вещество вступает в химическую реакцию с составными частями тканей или жидкостей организма, при этом они воздействуют на специфические рецепторы, ферменты, мембраны клеток или прямо взаимодействуют с веществами клеток.

  Действие на специфические рецепторы основано прежде всего на том, что макромолекулярные структуры избирательно чувствительны к определенным химическим соединениям. Лекарственные средства, повышающие функциональную активность рецепторов, называются агонистами, а препараты, препятствующие действию специфических агонистов, – антагонистами. Различают антагонизм конкурентный и неконкурентный. В первом случае лекарственное вещество конкурирует с естественным медиатором за места соединения в специфических рецепторах. Блокада рецептора, вызванная конкурентным антагонистом, может быть восстановлена большими дозами агониста или естественного медиатора.

   Влияние на активность ферментов связано с тем, что некоторые лекарственные вещества способны повышать и угнетать активность специфических ферментов.

 Физико-химическое действие на мембраны клеток (нервной и мышечной) связано с потоком ионов, определяющих трансмембранный электрический потенциал. Некоторые лекарственные препараты способны изменять транспорт ионов (антиаритмические, противосудорожные препараты, средства для общего наркоза).

   Прямое химическое взаимодействие лекарств возможно с небольшими молекулами или ионами внутри клеток. Принцип прямого химического взаимодействия составляет основу антидотной терапии при отравлении химическими веществами.

  Очевидно, что лекарственное вещество как физико-химический агент, попадая в организм - сложную белково-коллоидную химическую и электродинамическую структуру, может действовать не только в определенных зонах, но и принимать участие в обменных или рефлекторных процессах непосредственно на месте введения или за пределами сферы своего целенаправленного применения. Так, всасываясь и попадая в кровоток, оно соприкасается со всеми органами и тканями и действует резорбтивно или иммунно. При этом лекарственный препарат может включаться в процессы обмена практически любого органа.

  Но только вполне определённые химические группы молекулы и их взаимное расположение действительно имеют значение для того, чтобы вещество обладало биологическим эффектом. Другие звенья молекулы можно было менять без особого ущерба для биоактивности. Обычно лекарства производят нужный эффект только тогда, когда достигают непосредственно зоны действия — а именно рецепторов на поверхности клеток-мишеней. Для этого они должны попасть к месту назначения, преодолев всевозможные барьеры, создаваемые тканями и стенками кровеносных сосудов.

  Структуры, преграждающие путь молекулам лекарства полупроницаемы, то есть некоторые вещества проходят сквозь них свободно, другие с трудом, а для третьих они почти полностью непреодолимы. Это создаёт дополнительную проблему для фармакологии — ведь проходить через биологические барьеры способны только молекулы с подходящей конфигурацией.

Глава 2

Аналитические реакции   на ионы, входящие в состав   неорганических лекарственных веществ

   2.1  Классификация  лекарственных средств неорганической природы

Лекарственные препараты неорганической природы составляют значительную часть ассортимента лекарственных средств. Многообразие их применения обусловливается не только различным их составом, но и способами применения, лекарственными формами. Один и тот же состав лекарства может иметь различное медицинское применение, в тоже время, некоторые вещества с различным составом элементов  в молекуле относятся к одной фармакологической группе. Поэтому, классификация имеет очень большое значение для исследования и использования огромного арсенала лекарственных средств.

Классификация лекарственных средств

——————————|———————————

↓                                                                                  ↓

1.  Фармакологическая классификация – в ней отражается принципы преимущественного действия препарата на ту или иную физиологическую систему (сердечно-сосудистую, ЦНС  и т.д.). В каждой из этих групп препараты классифицируются по химическому строению.

2.  Фармакотерапевтическая классификация – в ней лекарственные средства группируются в зависимости от применения для лечения определенного заболевания. Внутри также проводится химическая классификация.

Таким образом, фармакологическая и фармакотерапевтическая классификации являются комбинированными. Их недостаток состоит в том, что в одну группу объединяют различные по химическому составу вещества.

3.  Химическая классификация - лекарственные средства распределены в соответствии с их химической структурой. Недостаток – в одной группе могут оказаться вещества с различным фармакологическим действием.

В фармацевтической химии используют химическую классификацию, так как она позволяет изучать способы получения лекарственных веществ, установления связи между химической структурой и фармакологическим действием, разработки методов анализа этих лекарственных веществ, которые основаны на их физических и химических свойствах.        

Химическая классификация

———————————|———————————

↓                                                                                      ↓

В фармацевтической химии допускаются отклонения от химической классификации, например, при изучении биологически активных природных веществ выделяют группы алкалоидов, витаминов, гормонов и т.д. Внутри группы все биологически активные вещества делятся на подгруппы по химической структуре. Алкалоиды делятся на производные тропана, пурина, хинолина и т.д. Терпены делятся на моноциклические и бициклические. Витамины, кроме того, имеют и буквенную внутригрупповую классификацию, например, витамины группы А, D или В, витамин С, Е.

2.2  Особенности реакций идентификации веществ

Под идентификацией понимают отождествление природы атомов или других структурных частей в анализируемом материале. Для идентификации лекарственных веществ чаще всего используется  химический метод, т.к. он не требует эталонирования, а сводится к визуальному фиксированию результатов. Кроме того, он не требует дорогостоящего оборудования. В основе химического метода лежит аналитическая реакция, т.е. реакция идущая с аналитическим эффектом (образование осадка, изменение окраски, появления запаха, выделение газа).

К реакциям, используемым для доказательства подлинности вещества, предъявляются следующие требования:

1. Реакция должна быть по возможности специфичной. Специфические реакции – это реакции, которые позволяют получить с данным реагентом характерный аналитический эффект, свойственный только для данного вещества. Однако аналитическая практика располагает небольшим числом специфических реакций.

2. Чаще всего реакция является избирательной или селективной. Это реакции, которые, являясь групповыми, при выполнении определенных условий становятся избирательными к тому или иному веществу или структурной части. Следовательно, при поведении селективных реакций для создания условий, делающих реакцию таковой, предполагается использование одного или нескольких вспомогательных реагентов.

3. Реакция должна быть чувствительной. Под этим термином понимается наименьшее количество определяемого вещества, которое может быть обнаружено данным реактивом с учетом разведения. Этот термин близок по смыслу к понятию «предел обнаружения», который обозначает наименьшее содержание, при котором по данной методике можно обнаружить присутствие определяемого компонента с заданной доверительной вероятностью.

4. Реакция должна идти быстро и сопровождаться обязательно отчетливым аналитическим эффектом.

Так как специфических реакций мало, а избирательные реакции позволяют определить, как правило, определенную структурную часть, поэтому для определения подлинности вещества используют обычно не одну, а несколько реакций, позволяющих обнаружить все структурные части лекарственного вещества, с которыми связано его фармакотерапевтическое действие. Кроме того, комплекс реакций чаще всего дает возможность получить информацию не только о природе структурных частей, но и о порядке их взаимодействия.

При анализе лекарственных веществ неорганической природы, практически проводится элементный анализ, основанный на обнаружении ионов. Это связано с тем, что атомы элементов у веществ неорганической природы связаны чаще всего ионной связью. Для получения ионов, достаточно растворения вещества в воде, являющейся полярным растворителем и способствующей диссоциации вещества на ионы. При этом в растворе легко обнаружить каждый ион.

В некоторых веществах атомы элементов связаны ковалентной связью, в этом случае для перевода вещества в ионогенное состояние необходима предварительная обработка.

Примером могут служить оксиды ZnO, MgO. Их предварительно растворяют в кислотах.   ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O

При этом образуется соль, которая в растворе легко диссоциирует на ионы, которые затем можно обнаружить.

2.3  Реакции для определения частовстречающихся структурных частей в неорганических лекарственных веществах

В настоящее время установлено наличие в организме человека и животных около 70 химических элементов. В медицинской практике находят применение небольшое число элементов в виде различных соединений. К таким элементам относятся: К, Na, Ca, Mg, P, S, Fe, Hal и другие. В медицине используются различные соединения этих элементов. Один и тот же элемент, как правило, входит в состав нескольких соединений. Например, натрий входит в состав таких лекарственных веществ, как NaCl, NaBr, NaHCO3, Na2B4O7 и других. Данный элемент в таком случае выступает в качестве часто встречающейся структурной части различных лекарственных веществ, и поэтому методика его обнаружения, унифицирована и изложена в общей фармакопейной статье  «Общие реакции на подлинность». В этой статье описываются методики обнаружения частовстречающихся структурных частей с указанием пределов содержания структурной части в пробе анализируемого образца, позволяющих получить отчетливый аналитический эффект с учетом разведения.

Ниже приведены реакции на частовстречающиеся структурные части и аналитические эффекты, возникающие при проведении реакций на катионы и анионы.

2.3.1.   Реакции для определения катионов

1. Катион натрия

А) NaСl + Z n[(UO2)3(CH3COO)8] CH3COOH + 9H2O→Na[Zn(UO2)3(CH3COO)9] *9 H2O → HCl

Na+ + Zn[(UO2)3(CH3COO)8] + CH3COOH + 9H2O →

Na Zn[(UO2)3(CH3COO)9]·9H2O↓ + H+

    1 мл раствора соли натрия (0,01—0,03 г иона натрия) подкисляют разведенной уксусной кислотой, если необходимо, фильтруют, затем прибавляют 0,5 мл раствора цинкуранилацетата. Образуется желтый кристаллический осадок.

Б) Соль натрия, смоченная хлористоводородной кислотой и внесенная в бесцветное пламя, окрашивает его в желтый цвет.

2. Катион калия

А)  KСl + HOOC−(CHOH)2−COOH → HOOC−(CHOH)2−COOK↓ + HCl

K+ + HOOC−(CHOH)2−COOH → HOOC−(CHOH)2−COOK↓ + H+

   К 2 мл раствора соли калия (0,01—0,02 г иона калия) прибавляют 1 мл раствора винной кислоты, 1 мл раствора ацетата натрия, 0,5 мл 95% спирта и встряхивают. Постепенно выпадает белый кристаллический осадок. Осадок растворяется в разведенных минеральных кислотах и растворах едких щелочей.

Б) 2K Сl + Na3[Co(NO2)6] → K2Na[Co(NO2)6]↓ + 2Na Сl

2K+ + Na3[Co(NO2)6] → K2Na[Co(NO2)6]↓ + 2Na+

   К 2 мл раствора соли калия (0,005—0,01 г иона калия), предварительно прокаленной для удаления солей аммония, прибавляют 0,5 мл разведенной уксусной кислоты и 0,5 мл раствора кобальтинитрита натрия. Образуется желтый кристаллический  осадок.

В) Соль калия, внесенная в бесцветное пламя, окрашивает его в фиолетовый цвет или при рассматривании через синее стекло — в пурпурно-красный.

3)  Катион кальция

А) Ca Сl 2+ (COO)2 (NH4)2 → (COO)2Ca↓ + 2NH4 Сl

Ca2+ + (COO)2 (NH4)2 → (COO)2Ca↓ + 2NH4 +

     К 1 мл раствора соли кальция (0,002—0,02 г иона кальция) прибавляют 1 мл раствора оксалата аммония.  Образуется белый кристаллический осадок, растворимый в  минеральных кислотах и нерастворимый в разведенной уксусной кислоте и растворе аммиака.

Б) Соль кальция, внесенная в пламя, окрашивает его в кирпично-красный цвет.

4) Катион магния

MgSO4 + PO4 3- + NH4 + → NH4MgPO4↓ + Na2SO4 + H2O

Mg2+ + PO4 3- + NH4 + → NH4MgPO4↓

   К 1 мл раствора соли магния (0,002—0,005 г иона магния) прибавляют 1 мл раствора хлорида аммония, 1 мл раствора аммиака и 0,5 мл раствора гидрофосфата  натрия.  Образуется белый кристаллический осадок, растворимый в разведенных минеральных кислотах и уксусной кислоте.

5) Катион железа  Fe3+

А) FeCl3 + 3 NH4NCS Fe(NCS)3 + 3 NH4Cl

2Fe3+ + 3(NH4)2S → Fe2S3↓ + 6NH4+

   К раствору соли, содержащему соли железа (III)  (около 0,001 г иона железа) прибавляют раствор сульфида аммония. Образуется черный осадок, растворимый в разведенных минеральных кислотах.

Б) FeCl3 + K4[Fe(CN)6] → KFe[Fe(CN)6] + 3 KCl

   К 2 мл раствора соли железа (III)  (около 0,001 г иона железа) прибавляют 0,5 мл разведенной хлористоводородной кислоты и 1—2 капли раствора ферроцианида калия. Образуется синий осадок.

6) Катион железа  Fe2+

А) Fe2+ + K3[Fe(CN)6] → KFe[Fe(CN)6]↓ + 2K+

К 2 мл раствора, содержащему соли железа (II) (около 0,02 г иона железа) прибавляют 0,5 мл разведенной хлористоводородной кислоты и 1 мл раствора гексацианоферрата ( III) калия в присутствии . Образуется синий осадок.

Б) FeSO4 + (NH4)2S→ FeS + (NH4)2SO4  

Fe2+ + (NH4)2S → FeS↓ + 2NH4+

К раствору соли железа (II)  (около 0,02 г иона железа) прибавляют раствор сульфида аммония. Образуется черный осадок, растворимый в разведенных минеральных кислотах.

7) Катион цинка

А) ZnSO4 + Na2S → ZnS + Na2SO4

 Zn2+ + S2- → ZnS↓

      К 2 мл нейтрального раствора соли цинка (0,005—0,02 г иона цинка) прибавляют 0,5 мл раствора сульфида натрия или  сульфида аммония. Образуется белый осадок, нерастворимый в уксусной кислоте и растворимый в разведенных минеральных кислотах.

Б) ZnSO4 + K4[Fe(CN)6] → ZnK2[Fe(CN)6] + K2SO4

Zn2+ + K4[Fe(CN)6] → K2Zn[Fe(CN)6]↓ + 2K+

     К 2 мл раствора соли цинка (0,005—0,02 иона цинка) прибавляют 0,5 мл раствора гексацианоферрата (II) калия. Ообразуется белый осадок, нерастворимый в разведенных минеральных кислотах.

8) Катион висмута

А) 2 Bi(NO3)3 + 3 Na2S →Bi2S3 + 6 NaNO3

2Bi3+ + 3S2- →Bi2S3↓

    Препараты висмута (около 0,05 г иона висмута) взбалтывают с 3 мл разведенной хлористоводородной кислоты и фильтруют. К фильтрату прибавляют 1 мл раствора сульфида натрия или сероводорода. Образуется коричневато-черный осадок. Осадок растворим в равном объеме кислоты азотной концентрированной.

Б) Bi(NO3)3 + 3 KI →BiI3 + 3 KNO3

Bi3+ + 3KI → BiI3↓ + 3K+                                            BiI3 + KI → K[BiI4]

   Препараты висмута (около 0,05 г иона висмута) взбалтывают с 5 мл разведенной серной кислоты и фильтруют. К фильтрату прибавляют 2 капли раствора йодида калия. Образуется черный осадок, растворимый в избытке реактива с образованием раствора желтовато-оранжевого цвета.

9) Катион аммония

NH4Cl + NaOH→ NH3 + NaCl + H2O 

NH4 + + NaOH → NH3↑ + Na+  + H2O

   1 мл раствора соли аммония (0,002—0,006 г иона аммония) нагревают с 0,5 мл раствора едкого натра, выделяется аммиак, обнаруживаемый по запаху и по посинению влажной красной лакмусовой бумаги.

2.3.2.   Реакции для определения  анионов

Б) 4Na2CO3 + 4 MgSO4 + 4H2O→3 MgCO3 Mg(OH)2 3 H2O + Na2SO4 + CO2

    К 2 мл раствора карбоната (1:10) прибавляют 5 капель насыщенного раствора сульфата магния. Образуется белый осадок (гидрокарбонат образует осадок только при кипячении смеси).

В) Раствор карбоната (1:10) при прибавлении 1 капли раствора фенолфталеина окрашивается в красный цвет (отличие от гидрокарбонатов).

11) Фосфат – анионы

 А) PO43- + 3AgNO3  → Ag3PO4↓ + 3NO3-

К 1 мл раствора фосфата (0,01—0,03 г иона фосфата), нейтрализованного до рН около 7,0, прибавляют несколько капель раствора нитрата серебра. Образуется желтый кристаллический осадок, растворимый в разведенный азотной кислоте и растворе аммиака.

Б) H3PO4 + 12(NH4)2MoO4 + 21 HNO3 → (NH4)3PO4·12MoO3↓ + 21NH4NO3 + 12H2O

   К 1 мл раствора фосфата (0,01—0,03 г иона фосфата) в разведенной азотной кислоте прибавляют 2 мл раствора молибдата аммония и нагревают.

Образуется желтый кристаллический осадок, растворимый в растворе аммиака.

В) К 1 мл раствора фосфата (0,01—0,03 г иона фосфата) прибавляют 1 мл раствора хлорида аммония, 1 мл раствора аммиака и 0,5 мл раствора сульфата магния. Образуется белый кристаллический осадок. Осадок растворим в разведенных минеральных кислотах

MgSO4 + Na2HPO4 + NH4OH→MgNH4PO4 Na2SO4 + H2O

12) Сульфат - анионы

BaCl2 + Na2SO4 →BaSO4 + 2 NaCl

SO4 2- + Ba2+  → BaSO4↓

    К 2 мл раствора сульфата (0,005—0,05 г иона сульфата) прибавляют 0,5 мл раствора хлорида бария. Образуется белый кристаллический осадок, нерастворимый в разведенных минеральных кислотах.

13) Сульфит – анионы

А) Na2SO3 + 2 HCl →2 NaCl + H2O +SO2

SO3 2- + HCl → SO2↑ + H2O + 2Cl-

   К 2 мл раствора сульфита (0,01—0,03 г иона сульфита) прибавляют 2 мл разведенной хлористоводородной кислоты и встряхивают. выделяется сернистый газ, обнаруживаемый по характерному запаху.

Б) BaCl2 + Na2SO3 →BaSO3 + 2 NaCl

SO3 2- + Ba2+  → BaSO3↓

    К 2 мл раствора сульфита (0,002—0,02 г иона сульфита) прибавляют 0,5 мл раствора хлорида бария. Образуется белый кристаллический осадок, растворимый в разведенных минеральных кислотах (отличие от сульфатов).

B) Na2SO3 + I2 + H2O 2 HI + Na2SO4

 SO3 2- + I2  + H2O → SO4 2- + 2HI

   При добавлении к раствору сульфита нескольких капель раствора йода (0,1 моль/л) реактив обесцвечивается.

14) Хлорид- анионы Cl-

NaCl + AgNO3 →AgCl + NaNO3

Cl- + Ag+  → AgCl↓

AgCl + 2 NH4OH→ [Ag(NH3)2]Cl + 2 H2O

   К 2 мл раствора хлорида (0,002—0,01 г иона хлорида) прибавляют 0,5 мл разведенной азотной кислоты и 0,5 мл раствора нитрата серебра. Образуется белый творожистый осадок не растворимый в разведенной азотной кислоте и растворимый в растворе аммиака.

15) Бромид- анионы Br-

А) NaBr + AgNO3 AgBr + NaNO3

Br- + Ag+  → AgBr↓

AgBr + 2 NH4OH [Ag(NH3)2]Br + 2 H2O

            К 2 мл раствора бромида (0,002—0,01 г иона бромида) прибавляют 0,5 мл разведенной азотной кислоты и 0,5 мл раствора нитрата серебра. Образуется белый творожистый осадок не растворимый в разведенной азотной кислоте и трудно растворимый в растворе аммиака.

Б) 2Br- + Cl2 → Br2 + 2Cl-

При добавлении  к раствору бромида разведенной соляной кислоты, раствора хлорамина и хлороформа, хлороформный слой раствора при взбалтывании окрашивается в желтый цвет.

16) Йодид – анионы I-

А) 2 NaNO2 + 2 KI + 2 H2SO4→ I2 + 2 NO + K2SO4 + Na2SO4 + 2 H2O

2I- + 2NaNO2  + H2SO4 → I2 +2NO + Na2SO4 + H2O

   К 2 мл раствора йодида (0,003—0,02 г иона йодида) прибавляют 0,2 мл разведенной серной кислоты, 0,2 мл раствора нитрита натрия и 2 мл хлороформа. При взбалтывании  хлороформный слой окрашивается в фиолетовый цвет.

Б) KI + AgNO3 AgI + NaNO3

I- + Ag+  → AgI↓

    К 2 мл раствора йодида (0,002—0,01 г иона йодида) прибавляют 0,5 мл разведенной азотной кислоты и 0,5 мл раствора нитрата серебра. Образуется белый творожистый осадок не растворимый в разведенной азотной кислоте и в растворе аммиака.

B)  2I- + H2SO4  (конц.) → I2↑ + SO3 + H2O  

При нагревании препарата, содержащего йод с концентрированной серной кислотой, образуются фиолетовые пары йода.

17) Нитрат - анионы NO3-

А)Cu + 2 NaNO3 + 2 H2SO4 CuSO4 + 2 NO2 + 2 H2O + Na2SO4

 NO3- + H2SO4(конц.) + Сu → NO2 + CuSO4+ H2O

        К препарату (0,002—0,005 г иона нитрата) прибавляя ют по 2—3 капли воды и концентрированной серной кислоты, кусочек металлической меди и нагревают. Выделяются бурые пары двуокиси азота.

Б) Нитраты не обесцвечивают раствор перманганата калия, подкисленный разведенной серной кислотой (отличие от нитритов).

При добавлении к раствору препарата 2 капель раствора дифениламина появляется синее окрашивание.

18) Нитрат - анионы NO2-

2 NaNO2 + H2SO4 → NO + NO2 + H2O + Na2SO4

2NO2- + H2SO4 → NO2 + NO + H2O + SO42- 

К препарату (около 0,03 г иона нитрита) прибавляют 1 мл разведенной серной кислоты. Выделяются желто-бурые пары двуокиси азота (отличие от нитратов).

2.4  Специфические реакции, используемые для идентификации лекарственных веществ

Специфические реакции изложены в частных фармакопейных статьях. В фармацевтическом анализе используются следующие специфические реакции:

1) 2NaF + CaCl2 → ↓CaF2 + 2NaCl

При добавлении к раствору фторида хлорида кальция образуется белый творожистый осадок

2) Фторид-ион обнаруживают с помощью 1% спиртового раствора ализарина, который предварительно смешивают с 2% раствором нитрата циркония в 5% хлороводородной кислоте. Растворимые соли циркония образуют с ализарином комплексы красно-фиолетового цвета.

3) Na2S2O3 + 2HCl → SO2↑ + S↓ + 2NaCl + H2O

При добавлении к раствору тиосульфата хлороводородной кислоты образуется опалесценция (вследствие выделения серы) и появляется запах (диоксид серы).

4) Na2S2O3 + 2AgNO3 → Ag2S2O3↓ + 2NaNO3

Ag2S2O3 → Ag2SO3 + S↑

Ag2SO3 + S + H2O → AgS↓ + H2SO4

При добавлении к раствору тиосульфата нитрата серебра образуется белый осадок тиосульфата серебра, который быстро разлагается, осадок желтеет, затем буреет и, наконец, становиться черным (сульфид серебра).

5) 2LiCl + Na2HPO4→ Li2HPO4↓+ 2NaCl  

Растворы солей лития в хлороводородной кислоте после добавления гидрофосфата динатрия и гидроксида натрия после кипячения образуется белый осадок.

6) Li+ + F- → LiF↓

Растворимые фториды щелочных металлов осаждают из водных растворов солей лития белый аморфный осадок. Соль лития внесенная в пламя, окрашивает его в карминно-красный цвет.

7) 2Ba2+ + K2Cr2O7 + H2O + 2CH3COONa → 2BaCrO4↓ + 2K+ + CH3COOH + 2NaCl

Дихромат калия в ацетатном буферном растворе образует с ионами бария желтый осадок.

8) CuSO4 + Fe → Cu↓ + FeSO4

Железная пластинка или гвоздь при соприкосновении с раствором меди покрывается красным налетом металлической меди.

9) 2СuSO4 + 2NH4OH → [Cu2(OH)2]SO4↓ + (NH4)2SO4

[Cu2(OH)2]SO4 + (NH4)2SO4 + 6NH4OH → 2[Cu(NH3)4]SO4 + H2O

С раствором аммиака соли меди в начале образуют голубой осадок, который легко растворяется в избытке реактива, образуя аммиакаты меди темно-синего цвета.

10) AgNO3 + 3NH4OH  → 2[Ag(NH3)2]OH + NH4NO3 + H2O

2[Ag(NH3)2]OH + CH2O → 2Ag↓ + HCOONH4 + NH3 + H2O

При нагревании аммиачного раствора нитрата серебра происходит восстановления до металлического серебра (реакция «серебряного зеркала»).

11) I2 образует с крахмалом соединение включение в результате внедрения атомов йода во внутренние каналы молекулы крахмала. При этом образуется соединение синего цвета.

12) H3BO3 + 3C2H5OH → B(OC2H5)3 + H2O

Образовавшийся борно-этиловый эфир горит зеленоватым пламенем.

13) H2O2 + K2Cr2O7 + 3H2SO4 → H2O + K2SO4 +Cr2(SO)3 + H2Cr2O8 +1/2O2

Образующаяся надхромовая кислота окрашивает раствор в фиолетовый цвет.

14) 4HCl + MnO2 → Cl2↑ + MnCl2 + 2H2O

При добавлении к раствору хлороводородной кислоты оксида марганца ( IV) выделяется свободный хлор.

15) Al(OH)3 + NaOH  → Na[Al(OH)4]                   Na[Al(OH)4] + NH4Cl →Al2O3∙nH2O↓ + NH3↑

Если растворить при нагревании гидроксид алюминия в растворе гидроксида натрия, а затем добавить хлорид аммония, то образуется белый студенистый осадок (алюминия гидроксид).

2.5. Неорганические  вещества в составе лекарственных средств

Приведём примеры неорганических веществ, входящих в состав лекарств.

2.5.1    Простые вещества : Йод , кислород, сера, озон, активированный уголь. Названия лекарственных препаратов,  БАДов, содержащих  указанные вещества см.  Приложение 1

2.5.2  Оксиды:  Оксид азота (I) N2O, тальк   3MgO*4SiO2*H2O, оксид цинка ZnO, оксид магния MgO.

 Названия лекарственных препаратов,  БАДов, содержащих  указанные вещества см.  Приложение 2

2.5.3  Основания : гидроксид магния,  Амфотерный гидроксид:  гидроксид алюминия Al (OH)3

Названия лекарственных препаратов,  БАДов, содержащих  указанные вещества см.  Приложение 3

2.5.4  Соли:  сульфат цинка ZnSO4,  сульфат бария BaSO4, сульфат магния MgSO4, сульфат натрия Na2SO4 , сульфат марганца MnSO4, карбонат кальция CaCO3, гидрокарбонат натрия, NaHCO3, карбонат лития Li2CO3, хлорид кальция CaCl2 , хлорид калия KCl , хлорид аммония NH4Cl

Названия лекарственных препаратов,  БАДов, содержащих  указанные вещества см.  Приложение 4

Глава 3 Практическая часть

Лекарства неорганического происхождения как объект химического эксперимента

3.1 Обнаружение некоторых катионов в лекарствах неорганического происхождения

Заключение

     Мы изучили некоторые лекарственные препараты, использовали их в      качестве объекта химического эксперимента и выяснили, что

• человека по жизни  сопровождают синтезированные химиками и проверенные фармацевтами лекарства;
• существует много способов анализа лекарственных средств, один из них – реакции на подлинность;

• можно проводить простые опыты с   различными лекарственными  препаратами, зная их химический состав;
• многие лекарства являются комбинированными препараты, поэтому можно использовать один и тот же  лекарственный препарат для проведения нескольких качественных реакций.

     Мы проанализировали виды деятельности, осуществлённые  в процессе написания работы:

• Целеполагание,  планирование, выбор путей и средств достижения целей, оценка своих действий;
• Поиск, отбор и изучение различной  информации, её анализ и структурирование; 
• Поиск требуемой информации, интерпретация  текста, оценка содержания и формы текста;
• Выделение главной мысли, идеи, дополнительных и второстепенных идей, определение связи между ними;
• Выявление и осознание сущности и особенностей объектов, процессов;
• Привлечение дополнительной информации;
• Определение и обобщение  основных мыслей;
• Оценка, выработка, установление собственной аргументированной точки зрения;
• Обработка информации и  ее разнообразное представление.

Источники

1. Прозоровский В.Б. Рассказы о лекарствах. М.: Просвещение, 1985 г.,128 с.
2. Регистр лекарственных средств России. РЛС – Доктор, 2001 г.
3.   Методическое пособие к малому практикуму для студентов биологического факультета Белорусского государственного университета, кафедра органической химии. Составители: Н.А. Ильина, Т.А. Шевчук, Д.Г. Чуриков,  В.Е. Исаков, Д.Г. Шклярук. Минск.: 2012 http://www.bsu.by/Cache/pdf/422373.pdf
4. Першин Г.Н., Гвоздева Е.И. 'Учебник фармакологии' – Москва.: Медгиз.  1961 - с.405

( http://pharmacologylib.ru/books/item/f00/s00/z0000000/st002.shtml  история развития фармакологии)

7.    В.А. Смирнов Анализ лекарственных средств. Учебное пособие. Часть I  Общие реакции на подлинность лекарственных   веществ,  Самара, Самарский государственный университет, 2008. - 55 с.             http://window.edu.ru/resource/008/77008/files/Medicine-Analysis-1.pdf

8.Фармакопейный анализ неорганических лекарственных веществ. Лабораторно-практические занятия для студентов 3 курса фармацевтического факультета.Нижний Новгород. 2009

http://www.youtube.com/watch?v=7655ZsqfIFY 

      9. Энциклопедия лекарств и товаров аптечного ассортимента. Справочник лекарств РЛС( регистр Лекарственных Средств) http://www.rlsnet.ru/

Приложение 1

Лекарственные препараты,  БАДы, содержащие  простые вещества

                                                             33

Приложение 2

Лекарственные препараты,  БАДы, содержащие  оксиды и пероксиды