Đề tài Xác định hàm lượng sắt có trong viên thuốc Ferrovit bằng phương pháp complexon và phương pháp oxi hoá - Khử

1 MỞ ðẦU 1.1. Lý do chọn ñề tài: Sắt là một nguyên tố có vai trò quan trọng trong cuộc sống của chúng ta, sắt có nhiều trong máu, hàm lượng sắt trong cơ thể khoảng 7.10-3% trọng lượng cơ thể. Thiếu sắt sẽ ảnh hưởng ñến sức khoẻ như gây bệnh thiếu máu…Do vậy chúng ta cần phải tìm cách bổ sung sắt cho cơ thể thường xuyên và uống thuốc là việc dễ làm nhất ngoài chế ñộ ăn hợp lý. Trên thị trường có rất nhiều loại thuốc chứa sắt nhưng ñề tài này chọn thuốc Ferrovit (Thái Lan). Có nhiều phương pháp ñể xác ñịnh hàm lượng sắt trong thuốc nhưng phương pháp complexon và phương pháp oxi hoá- khử có nhiều ưu ñiểm riêng. Do vậy, chúng tôi chọn ñề tài: “Xác ñịnh hàm lượng sắt có trong viên thuốc Ferrovit bằng phương pháp complexon và phương pháp oxi hoá- khử” làm ñề tài cho khóa luận này. 1.2. Mục tiêu của ñề tài: Biết ñược vai trò quan trọng của phương pháp oxi hoá – khử và phương pháp complexon. Nghiên cứu khả năng xác ñịnh hàm lượng Fe2+ bằng phương pháp oxi hoá – khử. Nghiên cứu khả năng xác ñịnh hàm lượng Fe3+ bằng phương pháp complexon. So sánh giữa hai phương pháp trên. 1.3. Nhiệm vụ của ñề tài: Nghiên cứu khả năng xác ñịnh Fe2+, Fe3+ bằng phương pháp complexon và phương pháp oxi hoá – khử. Xác ñịnh hàm lượng sắt trong thuốc Ferrovit. So sánh hàm lượng sắt thu ñược với hàm lượng sắt trên bao bì. 1.4. Phương pháp nghiên cứu: Có nhiều phương pháp xác ñịnh hàm lượng các nguyên tố, nhưng ở ñây sử dụng hai phương pháp: Phương pháp oxi hoá - khử. Phương pháp complexon. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về nguyên tố sắt: Sắt là nguyên tố kim loại phổ biến thứ hai (sau nhôm) và là nguyên tố ñứng thứ tư về hàm lượng trong vỏ trái ñất. Người ta cho rằng nhân của trái ñất chủ yếu gồm sắt và niken. Sắt chiếm 1,5% về khối lượng của vỏ Trái ñất. Một số hằng số vật lý quan trọng: Kí hiệu: Fe; − Số thứ tự: 26 Khối lượng nguyên tử: 55,847 Cấu hình electron: [Ar] 3d64s2. Bán kính nguyên tử ( Ao): 1,26 ðộ âm ñiện theo Pauling: 1,83 Nhiệt ñộ nóng chảy (oC): 1538 Nhiệt ñộ sôi (oC): 2880 Khối lượng riêng (g/cm3): 7,91 Thế ñiện cực tiêu chuẩn (V): E o FeFe ++ 23 / =+0,77; E o FeFe 02 /+ =-0,44;E o FeFe 03 /+ = -0,036. 1.2. Tính chất vật lý và hoá học của sắt: 1.2.1. Tính chất vật lý : Sắt là nguyên tố nằm ở phân nhóm VIIIB trong chu kỳ 4 của bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev. Sắt là kim loại có màu trắng xám, dễ rèn, dễ dát mỏng và gia công cơ học khác. Sắt có bốn dạng thù hình ( dạng α, β, γ, δ) bền ở những khoảng nhiệt ñộ nhất ñịnh: Fe-α 700 oC Fe-β 911oC Fe-γ 1390oC Fe-δ 1538oC Fe lỏng. Sắt tạo nên rất nhiều hợp kim quan trọng ñặc biệt là với Cacbon, tuỳ lượng cacbon có trong sắt mà người ta chia ra thành: Sắt mềm (< 0,2% C), thép (0,2 ÷ 1,7% C) và gang (1,7÷5% C). 1.2.2. Tính chất hoá học: Sắt là một kim loại có hoạt tính hoá học trung bình. Ở ñiều kiện thường không có hơi ẩm, sắt không tác dụng với những nguyên tố phi kim ñiển hình như oxy, lưu huỳnh, clo, brom vì có màng mỏng oxit bảo vệ. Khi ñun nóng, ñặc biệt là ở trạng thái bột nhỏ, sắt tác dụng với hầu hết phi kim. Khi ñun nóng trong không khí khô, sắt tạo thành Fe3O4. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 3 Sắt tinh khiết bền trong không khí và nước. Ngược lại, sắt có chứa tạp chất bị ăn mòn dưới tác dụng của hơi ẩm và oxy ở trong không khí tạo nên gỉ sắt: 4Fe + 3O2 n H2O 2Fe2O3. Do lớp gỉ sắt xốp và giòn nên không bảo vệ ñược sắt khỏi bị oxi hoá tiếp. Sắt tạo thành hai dãy hợp chất Fe2+ và Fe3+. Muối Fe2+ ñược tạo thành khi hoà tan sắt trong dung dịch axit loãng trừ axit nitric. Muối của Fe2+ với axit mạnh như: clorua, sunfat... dễ tan trong nước, còn muối của các axit yếu như: sunfua, cacbonic... khó tan. Khi tan trong nước, muối sắt ở dạng [Fe(H2O)6]2+ màu lục nhạt. Màu lục của [Fe(H2O)6]2+ rất yếu nên thực tế dung dịch của muối Fe2+ không có màu. Quan trọng với thực tế nhất là (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O, ñược gọi là muối Mohr. Tinh thể muối Mohr có màu lục, dễ kết tinh, không hút ẩm và bền ñối với oxy không khí nên ñược dùng ñể pha dung dịch chuẩn Fe2+ trong hoá học phân tích. Muối Fe3+ bị thuỷ phân mạnh nên dung dịch có màu vàng nâu. Chỉ trong dung dịch có phản ứng axit mạnh (pH < 1) sự thủy phân mới bị ñẩy lùi. Các muối Fe3+ cũng dễ bị khử về muối Fe2+ bằng nhiều chất khử khác nhau như: N2H4, HI... 2Fe3+ + 3I- 2Fe2+ + I3- Fe2O3 có màu ñỏ nâu, ñược ñiều chế bằng cách nung kết tủa Fe(OH)3. Fe2O3 không tan trong nước, có thể tan một phần trong kiềm ñặc hay cacbonat kim loại kiềm nóng chảy. Ion Fe3+ trong dung dịch tác dụng với ion SCN- tạo nên một số phức thioxianat. Hoá phân tích thường sử dụng phản ứng này ñể ñịnh tính và ñịnh lượng Fe3+ ngay cả trong dung dịch loãng. 1.3. Giới thiệu về vai trò của nguyên tố sắt: Hàm lượng sắt trong cơ thể là rất ít, chiếm khoảng 0,004% ñược phân bố ở nhiều loại tế bào của cơ thể. Sắt là nguyên tố vi lượng tham gia vào cấu tạo PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 4 thành phần Hemoglobin của hồng cầu, myoglobin của cơ vân và các sắc tố hô hấp ở mô bào và trong các enzim như: catalaza, peroxidaza…Sắt là thành phần quan trọng của nhân tế bào. Cơ thể thiếu sắt sẽ bị thiếu máu nhất là phụ nữ có thai và trẻ em. Trong cơ thể sắt ñược hấp thu ở ống tiêu hoá dưới dạng vô cơ nhưng phần lớn dưới dạng hữu cơ với các chất dinh dưỡng của thức ăn. Nhu cầu hằng ngày của mỗi người là từ khoảng 10 - 30 mg. Nguồn sắt có nhiều trong thịt, rau, quả, lòng ñỏ trứng, ñậu ñũa, mận… 1.4. Phương pháp chuẩn ñộ complexon: 1.4.1. Các chất chỉ thị dùng trong chuẩn ñộ complexon: 1.4.1.1. Eriocrom ñen T (kí hiệu: ETOO, NET): Công thức dạng H3In có pK1 <0 (phân li hoàn toàn); pK2 = 6,3; pK3 = 11,6. H3In = H2In- = HIn2- = In3- pKi: < 0 6,3 11,6 Màu ðỏ ðỏ Xanh Vàng da cam pH tồn tại - pH < 7 pH = 7 ÷ 11 pH > 11 Các phức của ion kim loại với chỉ thị ETOO thường có màu ñỏ hồng (ñỏ nho), vì thế các phép chuẩn ñộ complexon với chỉ thị ETOO ñều ñược tiến hành trong khoảng pH = 7 ÷ 11 ñể sự chuyển màu có tính tương phản (ñỏ hồng → xanh). 1.4.1.2. Murexit (kí hiệu: MUR): Công thức dạng H4In- (tồn tại dạng muối amoni) có pK1 <0 (phân li hoàn toàn); pK2 = 9,2; pK3 = 10,9; pK4, pK5 lớn PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 5 H4In- = H3In2- = H2In3- pKi: 9,2 10,9 Màu Tím hồng Tím Tím xanh pH tồn tại 11 Các phức của ion kim loại với chỉ thị Murexit thường có màu ñỏ (CaH2In…) hoặc màu vàng cam (CuH2In, NiH2In, Co2HIn …). Các phép chuẩn ñộ complexon với chỉ thị Murexit ñều ñược tiến hành trong khoảng pH > 11 ñể có hiệu suất tạo phức tốt nhất. 1.4.2. Các phương pháp chuẩn ñộ complexon: Có nhiều phương pháp chuẩn ñộ complexon, nhưng thường gặp 3 phương pháp sau ñây: 1.4.2.1. Chuẩn ñộ trực tiếp: Phương pháp chuẩn ñộ complexon ñơn giản nhất là phương pháp chuẩn ñộ trực tiếp. Trong phương pháp này, người ta ñiều chỉnh pH thích hợp của dung dịch chuẩn ñộ bằng một hệ ñệm và sau ñó thêm dung dịch chuẩn từ buret, thường là complexon III Na2H2Y, vào dung dich chuẩn ñộ cho ñến khi ñổi màu của chất chỉ thị từ màu của phức kim loại chỉ thị sang màu của chất chỉ thị ở trạng thái không tạo phức. ðể ngăn ngừa sự tạo hiñroxit kim loại ở pH chuẩn ñộ người ta thường thêm các chất tạo phức tương ñối yếu, Ví dụ, dùng hỗn hợp ñệm NH3 + NH4Cl duy trì pH = 10,0 khi chuẩn ñộ Zn2+, Cu2+, Ni2+… ñể giữ các ion này trong dung dịch ở dạng phức với amoniac. 1.4.2.2. Chuẩn ñộ ngược: Trong trường hợp không thể chuẩn ñộ trực tiếp ñược, Ví dụ không thể có chất chỉ thị thích hợp cho kim loại xác ñịnh, hoặc khi phản ứng tạo phức giữa ion kim loại và EDTA xảy ra quá chậm, hoặc ở pH chuẩn ñộ kim loại bị kết tủa dưới dạng hidroxit kim loại, thì phải sử dụng phương pháp chuẩn ñộ ngược. Trong trường hợp này người ta thêm vào dung dịch cần chuẩn một lượng chính xác EDTA lấy dư và thiết lập ñiều kiện (nhiệt ñộ, pH) ñể ion kim loại M1 phản ứng hoàn toàn với EDTA. Sau ñó chuẩn ñộ lượng EDTA dư bằng một dung dịch PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 6 chuẩn ion kim loại M2 lấy từ buret cho ñến khi ñổi màu chất chỉ thị từ màu của dạng chỉ thị không tạo phức sang màu của phức chỉ thị - kim loại M2. 1.4.2.3. Chuẩn ñộ thế: Khi không thể chuẩn ñộ trực tiếp kim loại M1 bằng EDTA thì có thể thay thế M1 bằng một lượng tương ñương kim loại M2 có thể chuẩn ñộ trực tiếp bằng EDTA. Muốn vậy, người ta cho một lượng dư dung dịch complexonat M2 (M2Y) vào dung dịch chuẩn ñộ và sau khi phản ứng trao ñổi: M2Y + M1 → M1Y + M2 K’= β’M1Y / β’M2Y (7.51) xảy ra thì chuẩn ñộ M2 bằng EDTA. 1.5. Phương pháp chuẩn ñộ oxi hoá- khử: 1.5.1. Các chất chỉ thị dùng trong chuẩn ñộ: 1.5.1.1. Các chất chỉ thị ñặc biệt: Là những chất chỉ thị có phản ứng chọn lọc với một dạng nào ñó của cặp oxi hoá - khử và gây ra sự ñổi màu. Ví dụ: Dùng hồ tinh bột trong phép chuẩn ñộ ño iot do hồ tinh bột tạo ñược với iot phức màu xanh. Hồ tinh bột + I2 → màu xanh lam ñặc trưng. Dùng ion thioxianat SCN– là chỉ thị trong phép chuẩn ñộ sắt do ion này tạo ñược với ion Fe3+ phức màu ñỏ máu: iSCN- + Fe3+ → [Fe( SCN)i] 1.5.1.2. Chất chỉ thị là bản thân chất oxi hoá – khử: Vì một dạng của chất oxi hoá – khử của chất chỉ thị có màu khác với màu của dạng oxi hoá hoặc khử liên hợp. Do ñó trong phép chuẩn ñộ nó còn ñược dùng làm chất chỉ thị. Ví dụ: Trong phép chuẩn ñộ nhiều chất khử với kali pemanganat không cần dùng chất chỉ thị, vì lượng dư rất ít MnO4- ñã làm cho dung dịch có màu tím, nên bản thân ion này cũng là chất chỉ thị. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 7 1.5.1.3. Chất chỉ thị oxi hoá- khử: Chất chỉ thị oxi hoá – khử là những chất chỉ thị mà màu sắc của chúng thay ñổi khi ñạt ñến một giá trị thế oxi hoá – khử nhất ñịnh. Vì bản thân chất chỉ thị có tính chất oxi hoá – khử và màu dạng oxi hoá khác màu dạng khử. Loại chất chỉ thị này rất quan trọng vì số lượng của chúng rất lớn và phạm vi sử dụng khá rộng. Thế oxi hoá - khử của chất chỉ thị oxi hoá – khử: Phản ứng oxi hoá – khử của chất chỉ thị là phản ứng thuận nghịch: InOx + ne
InKh InOx là dạng oxi hoá của chất chỉ thị, có màu khác với màu của dạng InKh. Ví dụ: ðiphenylamin là chất chỉ thị oxi hoá - khử: InOx + 2e
InKh Eo’ = 0,76V tím không màu Với E 0,76 thì dung dịch có màu tím. Yêu cầu với chất chỉ thị oxi hoá - khử: Chất chỉ thị oxi hoá- khử có thể ñược sử dụng cho kết quả ñúng trong trường hợp, nếu sự thay ñổi màu của nó trùng với ñiểm tương ñương, tức là có khoảng tác dụng trong vùng bước nhảy. Có những yêu cầu sau với chất chỉ thị oxi hoá - khử: + Màu sắc của dạng oxi hoá - khử phải khác nhau. Sự thay ñổi màu phải thay ñổi rõ khi dùng một lượng nhỏ chất chỉ thị; + Chất chỉ thị cần phải có tác dụng ở ñiểm tương ñương với một lương dư rất nhỏ chất khử hay chất oxi hoá; + Khoảng tác dụng của nó phải nhỏ; + Chất chỉ thị phải bền ñối với tác dụng của môi trường xung quanh: oxi của không khí, khí cacbonic, ánh sáng, v.v… Các loại chất chỉ thị oxi hoá - khử: + ðiphenylamin NH(C6H5) 2: Rất ít tan trong nước, bị oxi hoá bởi nhiều chất oxi hoá. Dung dịch gốc ñược pha chế trong dung dịch H2SO4. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 8 + Axit ñiphenylamin sufonic: Muối natri và bari của axit này tan trong nước. Thế thực của chất chỉ thị ở pH = 0 là 0,88 V. Có thể dùng các chất chỉ thị này ñể chuẩn ñộ các chất oxi hoá bằng FeSO4. + Feroin: Ion Fe2+ phản ứng với o-phenantrolin C12H8N2 tạo thành ion phức Fe(C12H8N2)32+ có màu ñỏ, khi bị oxi hoá thì chuyển thành Fe(C12H8N2)33+ có màu xanh nhạt: Fe(C12H8N2)32+
Fe(C12H8N2)33+ + e Ngoài ra, một số chất chỉ thị oxi hoá – khử khác: Inñigo, monosunfonat, Erioglauxin A v.v… 1.5.2. Các phương pháp chuẩn ñộ oxi hoá – khử: 1.5.2.1. Phương pháp pemanganat: Cơ sở của phương pháp: Phản ứng oxi hoá bằng ion pemanganat MnO4- là cơ sở của phương pháp pemanganat, có thể thực hiện trong môi trường axit, kiềm hoặc trung tính. Nhưng thường gặp chuẩn ñộ trong môi trường axit. Pha chế dung dịch chuẩn KMnO4 theo các bước sau: Hoà tan lượng cân KMnO4 trong nước cất, ñun sôi dung dịch một thời gian, làm lạnh rồi lọc hết vết MnO2. Dung dịch thu ñược cần chuẩn hoá lại bằng chất chuẩn gốc H2C2O4.2H2O ở nhiệt ñộ 80 – 90oC. Các phương pháp chuẩn ñộ pemanganat: + Chuẩn ñộ trực tiếp chất khử bằng pemanganat: Có thể dùng phương pháp này ñể chuẩn ñộ trực tiếp các chất khử: oxalat, Fe(II), ioñua, feroxianua Trong ñiều kiện thực nghiệm thích hợp, có thể dùng pemanganat ñể chuẩn ñộ các chất khác. Ví dụ: Trong môi trường trung tính có thể chuẩn ñộ Mn(II) thành Mn(IV): môi trường có HCl, NH4F hoặc pirophotphat có thể chuẩn ñộ Mn(II) thành Mn(III); chuẩn ñộ NO2- thành NO3-. + ðịnh lượng chất khử qua phản ứng với Fe(III): Có một số kim loại không thể chuẩn ñộ trực tiếp bằng KMnO4. Người ta cho chúng tác dụng với lượng dư Fe3+ tạo thành Fe2+. Sau ñó chuẩn ñộ Fe2+ bằng KMnO4. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 9 Ví dụ: Chuẩn ñộ Cr(II) thành Cr(III)… + ðịnh lượng gián tiếp chất khử dùng pemanganat dư: Nhiều chất khử phản ứng quá chậm với pemanganat nên không thể chuẩn ñộ trực tiếp ñược mà cho chúng tác dụng với lượng dư chính xác KMnO4 dư. Sau ñó chuẩn ñộ lượng dư bằng natri fomiat hoặc bằng phương pháp iot. Ví dụ: Chuẩn ñộ Ioñua thành Ioñat, xianua thành xianat… + ðịnh lượng gián tiếp chất oxi hoá dùng chất khử dư: Nhiều chất oxi hoá phản ứng chậm nên không thể chuẩn ñộ trực tiếp với chất khử. Người ta cho phản ứng với lượng dư chất khử. Sau ñó chuẩn ñộ lượng dư chất khử bằng dung dịch KMnO4. Ví dụ: Dùng Fe(II) dư ñể khử Cr(VI) thành Cr(III). Sau ñó chuẩn ñộ Fe(II) dư bằng dung dịch KMnO4. + ðịnh lượng gián tiếp các kim loại tạo ñược kết tủa oxalat: Kim loại ñược làm kết tủa dưới dạng oxalat khó tan, sau ñó lọc, rửa kết tủa, hoà tan trong axit rồi chuẩn ñộ axit oxalic tạo thành bằng dung dịch pemanganat. Có thể dùng cách này ñể chuẩn ñộ canxi, cañini, kẽm, chì, coban, niken, thori, nguyên tố ñất hiếm. 1.5.2.2. Phương pháp ñicromat: Cơ sở của phương pháp: Phản ứng oxi hoá bằng ion Cr2O72- (cụ thể là K2Cr207) là cơ sở của phương pháp này. Dung dịch chuẩn ñicromat rất bền, có thể axit hoá bằng axit sufuric, axit pecloric loãng, có thể chuẩn ñộ bằng ñicromat ở nhiệt ñộ thường khi có mặt HCl ñến nồng ñộ 3,5M. Chất chỉ thị dùng trong phương pháp ñicromat: Có thể dùng các chất chỉ thị ñiphenylamin, ñiphenylbenziñin và tốt nhất là natri ñiphenyl sunfonat. Ứng dụng : Ứng dụng quan trọng của phương pháp ñicromat là chuẩn ñộ Fe(II). Có thể chuẩn ñộ trực tiếp hoặc gián tiếp. + Chuẩn ñộ các chất oxi hoá: Cho chất oxi hoá tác dụng với lượng dư Fe(II). Sau ñó chuẩn ñộ ngược Fe(II) dư bằng K2Cr2O7. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 10 + Chuẩn ñộ các chất khử: Cho các chất khử tác dụng với Fe(III) và chuẩn ñộ Fe(II) tạo thành, nếu chất khử phản ứng chậm với Fe(III) thì có thể thêm dư ñicromat rồi chuẩn ñộ ngược ñicromat bằng Fe(II). Ưu ñiểm: Ưu ñiểm của phương pháp này là có thể ñiều chế chất chuẩn tinh khiết một cách dễ dàng và rẻ tiền, dễ bảo quản, dung dịch chuẩn bền, có thể chuẩn ñộ khi có HCl nồng ñộ không quá cao. Và nhiều phương pháp khác như: phương pháp Xeri (dùng Ce4+ làm chất oxi hoá); phương pháp Bromat (dùng BrO3- làm chất oxi hoá); phương pháp Vanadat (dùng VO2+ làm chất oxi hoá); phương pháp Iôt (dùng I- làm chất khử hoặc I2 làm chất oxi hoá). 1.6. Giới thiệu về thuốc Ferrovit: Thiếu máu là do sự mất cân bằng giữa sự tiêu huỷ quá mức với sự giảm thiểu quá trình tái tạo máu . Máu ñược sinh ra từ tuỷ xương. Ở người trưởng thành, hằng ngày cơ thể mất ñi 40- 50ml máu. Nếu tuỷ xương không tái tạo lại ñủ số lượng ñã mất gây ra hiện tượng thiếu máu với các triệu chứng thể hiện bên ngoài như: da xanh, niêm mạc nhợt nhạc, móng tay móng chân mềm dễ gãy, nứt mép, viêm lưỡi khó nuốt, tóc khô dễ gãy,…ðồng thời, thiếu máu làm ảnh hưởng dòng chảy và không khí trong máu làm tim ñập nhanh, nếu kéo dài sẽ gây ra bệnh lý tim: suy tim xung huyết, viêm cơ tim,…Có nhiều nguyên nhân dẫn ñến thiếu máu. Trong ñó, thiếu máu do thiếu sắt hay còn gọi là thiếu máu hồng cầu nhỏ nhược sắc là một hội chứng thiếu máu thường hay gặp. Hằng ngày tuỷ xương sử dụng khoảng 30mg sắt ñể tạo hồng cầu, một lượng sắt ñược sử dụng lại từ quá trình tan máu, lượng còn lại phải ñược cung cấp từ thức ăn. Công dụng của thuốc Ferrovit: Ferrovit phòng ngừa bệnh thiếu máu do thiếu sắt ở phụ nữ có thai, cho con bú, trẻ em ở tuổi dậy thì, phụ nữ trong thời kỳ kinh nguyệt. Ferrovit bổ sung sắt, axit folic và vitamin B12 trong các trường hợp mất máu do phẫu thuật, chấn thương, nhiễm giun, người hiến máu,… Cách dùng: uống mỗi ngày một viên sau bữa ăn. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 11 Lo thuoc Xuat su vien thuoc Trong viên thuốc Ferrovit sắt tồn tại dưới dạng sắt fumarat, có công thức C4H2FeO4: . PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 12 CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 2.1. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu: Các dụng cụ thuỷ tinh ño thể tích như: pipet, buret, bình tam giác, bình ñịnh mức, phễu chiết. Cân phân tích, máy khuấy từ, lò nung, tủ sấy… 2.2. Chuẩn bị mẫu: Mẫu ñược mua tại cửa hàng thuốc. 2.3. Hoá chất: EDTA. K2Cr2O7 Các hoá chất khác: HNO3, HCl, H2SO4, NH3, H3PO4... Chỉ thị: ñiphenylamin, axit sunfosalixilic. 2.4. Cách pha dung dịch và cách tiến hành: 2.4.1. Cách pha dung dịch: Hoà tan viên thuốc Ferrovit với 20ml nước nóng trong bình tam giác 250ml + 5ml dung dịch HCl ñậm ñặc. ðậy cốc bằng mặt kính ñồng hồ, ñun nhẹ ñến tan hoàn toàn (thêm 10 – 20 giọt HNO3, nếu mẫu khó tan). Thêm khoảng 30ml nước, dung dịch có màu vàng của FeCl3. Dung dịch chuẩn EDTA 0,0500M: Hòa tan 4,6530g Na2H2Y.2H2O trong bình ñịnh mức 250 ml, ñịnh mức bằng nước cất ñến vạch. Các dung dịch loãng hơn ñược pha chế bằng cách pha loãng hoặc lấy những lượng cân nhỏ hơn. Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,0200M: Hoà tan 1,4709g K2Cr2O7 trong bình ñịnh mức 250 ml, ñịnh mức bằng nước cất ñến vạch. ðiphenylamin: hòa tan 1g chất chỉ thị trong 100ml H2SO4 ñặc. Axit sunfosalixilic: hòa tan 5g chất chỉ thị trong 95ml nước ta ñược dung dịch axit sunfosalixilic 5%. 2.4.2. Cách tiến hành thí nghiệm: 2.4.2.1. Chuẩn ñộ dung dịch Fe(II) bằng K2Cr2O7: Muốn ñịnh tổng hàm lượng sắt trong dung dịch, phải khử Fe3+ thành Fe2+ (thường dùng NH2OH) như sau: PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 13 Dung dịch mẫu + 3ml NH2OH và ñun ñến khi mất màu vàng. Sau ñó cho thêm 5ml HCl 1M (hoặc H2SO4 1M)+ 2ml H3PO4 ñặc + 4-5 giọt ñiphenylamin. Chuẩn ñộ bằng dung dịch K2Cr2O7 ñến khi dung dịch có màu tím. 2.4.2.2. Chuẩn ñộ dung dịch Fe (III) bằng EDTA: Muốn ñịnh tổng hàm lượng sắt trong dung dịch, phải oxi hoá Fe2+ thành Fe3+ (thường dùng (NH4)2S2O8) như sau: Dung dịch mẫu + thêm một ít tinh thể (NH4)2S2O8, ñun nhẹ vài phút. ðể nguội + vài giọt chỉ thị axit sunfosalixilic, thêm từng giọt NH3 cho ñến khi dung dịch có màu tím ñậm (pH khoảng 2,5). Chuẩn ñộ bằng EDTA ñến khi dung dịch mất màu tím (dung dịch có màu vàng nhạt của FeY-). PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 14 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Chuẩn ñộ bằng phương pháp oxi hóa – khử: Chuẩn ñộ Fe2+ bằng K2Cr2O7 Tiến hành chuẩn ñộ bằng K2Cr2O7 0,0200M ta thu ñược kết quả sau: Kết quả ñợt 1: Bảng 3.1: Thể tích K2Cr2O7 0,0200M dùng ñể chuẩn ñộ Fe2+ (ñợt 1) Số thứ tự 2 2 7K Cr OV 1 7,85ml 2 7,80ml 3 7,85ml Giá trị trung bình 7,83ml Phản ứng chuẩn ñộ Fe2+ bằng K2Cr2O7: 6× Fe2+ - e → Fe3+ Cr2O72- + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O Cr2O72- +14H+ + 6Fe2+ → 6Fe3+ + 2 Cr3+ + 7H2O Từ phản ứng ta có: Số mol Fe2+ = 6 x số mol Cr2O72- = 6.7,83.0,0200/1000 = 9,40.10-4mol → Khối lượng sắt fumarat có trong mẫu là: m =9,40.10-4.169,9 = 0,1597g Kết quả ñợt 2: Tiến hành tương tự như ở ñợt 1, ta thu ñược kết quả như sau: PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 15 Bảng 3.2: Thể tích K2Cr2O7 0,0200M dùng ñể chuẩn ñộ Fe2+ (ñợt 2) Số lần chuẩn ñộ 2 2 7K Cr OV 1 7,75ml 2 7,75ml 3 7,80ml Giá trị trung bình 7,77ml Số mol Fe2+ = 6.7,77.0,0200/1000 = 9,32.10-4mol → Khối lượng sắt fumarat có trong mẫu là: m = 9,32.10-4.169,9 = 0,1583g Bảng 3.3: Khối lượng sắt fumarat có trong viên thuốc Ferrovit theo phương pháp chuẩn ñộ Fe2+ bằng K2Cr2O7 STT 2 2 7K Cr O V Khối lượng sắt fumarat 1 7,83ml 159,7mg 2 7,77ml 158,3mg Giá trị trung bình 159,0mg Khối lượng ghi trên bao bì: 162,00mg C4H2FeO4/viên Qua 2 ñợt chuẩn ñộ thu ñược khối lượng sắt fumarat có trong mẫu phân tích là 158,3 – 159,7mg. Kết quả này so với khối lượng ghi trên bao bì chênh lệch không nhiều, từ 2,3 – 3,7mg. Sai số tương ñối ñược tính theo công thức: q% = X a .100% a − = 159,0 162,00 .100% 162,00 − = – 1,852% PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 16 Ta thấy sai số của phép xác ñịnh là không quá lớn nên có thể dùng phương pháp này ñể xác ñịnh hàm lượng sắt trong viên thuốc Ferrovit. 3.2. Chuẩn ñộ bằng phương pháp complexon: Chuẩn ñộ Fe(III) bằng EDTA. Tiến hành chuẩn ñộ bằng EDTA 0,0500M ta thu ñược kết quả sau: Kết quả ñợt 1. Bảng 3.4: Thể tích EDTA 0,0500M dùng ñể chuẩn ñộ Fe3+ (ñợt 1) Số lần chuẩn ñộ VEDTA 1 18,80ml 2 18,85ml 3 18,85ml Giá trị trung bình 18,83ml Phản ứng chuẩn ñộ Fe3+ bằng EDTA: Fe3+ + H2Y2- → FeY- + 2H+ Từ phản ứng ta có: nFe3+ = nEDTA = 18,83.0,0500/1000 = 9,42.10-4mol → Khối lượng sắt fumarat có trong mẫu là: m =9,42.10-4.169,9 = 0,1600g Kết quả ñợt 2: Bảng 3.5: Thể tích EDTA 0,0500M dùng ñể chuẩn ñộ Fe3+ (ñợt 2) Số lần chuẩn ñộ VEDTA 1 18,95ml 2 19,00ml 3 18,90ml Giá trị trung bình 18,95ml PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 17 Phản ứng chuẩn ñộ Fe3+ bằng EDTA: Fe3+ + H2Y2- → FeY- + 2H+ Từ phản ứng ta có: nFe3+ = nEDTA = 18,95.0,0500/1000 = 9,48.10-4mol → Khối lượng sắt fumarat có trong mẫu là: m =9,48.10-4.169,9 = 0,1610g Bảng 3.6: Khối lượng sắt fumarat có trong viên thuốc Ferrovit theo phương pháp chuẩn ñộ Fe3+ bằng EDTA STT VEDTA Khối lượng sắt fumarat 1 18,83ml 160,0mg 2 18,95ml 161,0mg Giá trị trung bình 160,5mg Khối lượng ghi trên bao bì: 162,00mg C4H2FeO4/viên Qua 2 ñợt chuẩn ñộ thu ñược khối lượng sắt fumarat có trong mẫu phân tích là 160,0 – 161,0mg. Kết quả này so với khối lượng ghi trên bao bì chênh lệch không nhiều, từ 1,0 – 2,0mg. Sai số tương ñối ñược tính theo công thức: q% = X a .100% a − = 160,5 162,00 .100% 162,00 − = – 0,926% Ta thấy sai số của phép xác ñịnh là không quá lớn nên có thể dùng phương pháp này ñể xác ñịnh hàm lượng sắt trong viên thuốc Ferrovit. 3.3. So sánh khối lượng sắt fumarat tính theo 2 phương pháp chuẩn ñộ trên: Từ kết quả thu ñược ở trên, chúng tôi tiến hành so sánh theo bảng sau: PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 18 Bảng 3.7. So sánh khối lượng sắt fumarat tính ñược theo hai phương pháp STT Khối lượng C4H2FeO4 Sai số tuyệt ñối Sai số tương ñối trung bình Phương pháp oxi hoá – khử 158,3 – 159,7mg 2,3 – 3,7mg – 1,852% Phương pháp complexon 160,0 – 161,0mg 1,0 – 2,0mg – 0,926% Giá trị thực (Giá trị trên bao bì) 162,00mg – – Từ bảng 3.7 ta thấy: Sai số tuyệt ñối của hai phương pháp so với giá trị thực không quá lớn (nhỏ hơn 4,0mg). Sai số tương ñối của hai phương pháp < 2%. Phương pháp chuẩn ñộ oxi hoá khử có sai số lớn hơn phương pháp complexon, ñiều này có thể do quá trình oxi hoá Fe2+ → Fe3+ (phương pháp complexon) là tốt hơn quá trình khử Fe3+ → Fe2+ (phương pháp oxi hoá – khử). Vì vậy, trong thực tế người ta thường tiến hành xác ñịnh hàm lượng sắt theo phương pháp chuẩn ñộ complexon. Tuy nhiên phương pháp này chỉ xác ñịnh tốt khi hàm lượng sắt khá lớn. Nếu hàm lượng sắt quá bé thì người ta thường dùng phương pháp trắc quang. (Xác ñịnh sắt dưới dạng Fe2+ với thuốc thử o-phenantrolin; Xác ñịnh sắt dưới dạng Fe3+ với thuốc thử SCN- hoặc Axit sunfosalixilic…) PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 19 KẾT LUẬN Từ thực nghiệm xác ñịnh hàm lượng sắt trong thuốc Ferrovit ta thấy: Phương pháp complexon và phương pháp oxi hóa- khử ñược sử dụng có hiệu quả trong phép chuẩn ñộ này. + Phương pháp oxi hoá – khử có sai số – 1,852%. + Phương pháp complexon có sai số – 0,926%. Cả hai giá trị này không quá lớn, có thể chấp nhận. Sự chênh lệch hàm lượng sắt giữa hai phương pháp này là không nhiều. Qua ñó ta thấy vai trò của hai phương pháp trên trong quá trình phân tích ñịnh lượng. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial :: 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 1. ðào Thị Phương Diệp – ðỗ Văn Huê (2007), Các phương pháp ñịnh lượng hoá học, NXBðHSP, Hà Nội. 2. Nguyễn Tinh Dung (2003), Hoá học phân tích, phần III: Các phương pháp phân tích hoá học, NXBGD, Hà Nội. 3. Hồ Sỹ Linh (2005), Nghiên cứu sự tạo phức giữa Fe(III) với thuốc thử PAR bằng phương pháp trắc quang. Ứng dụng xác ñịnh hàm lượng sắt trong viên nang Ferrovit – Dược phẩm Thái Lan, Luận văn Thạc sĩ, ðH Vinh. 4. Nguyễn Thị Thu Nga (2005), Giáo trình Thực hành hoá học phân tích, NXBGD, Hà Nội. 5. Nguyễn Ngọc Phượng (2006), Xác ñịnh hàm lượng iot có trong muối iot bằng phương pháp oxi hoá – khử, Khoá luận tốt nghiệp, ðH ðồng Tháp. 6. Hồ Viết Quý (1999), Các phương pháp phân tích hoá học hiện ñại, NXBðHQG, Hà Nội. PDF Created with deskPDF PDF Writer - Trial ::