Analisi dei Medicinali I PDF

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ANALISI DEI MEDICINALI I Andrea Carotti

Materiale didattico consigliato PDF delle lezioni: https://www.unistudium.unipg.it Propedeuticità per ammissione lab.: Chimica generale, Chimica Analitica, Esame sicurezza in Lab. (officina) Propedeuticità per verbalizzazione: Matematica, Fisica

ANALISI DEI MEDICINALI I: CONTENUTO DEL CORSO reazioni di identificazione (analisi qualitativa) ed aspetti farmacotossicologici di ANIONI E CATIONI riconoscimento di un COMPOSTO INORGANICO FU (come sostanza pura e come preparazione farmaceutica) Farmacopea Ufficiale (FU) Italiana Farmacopea Europea

identificazione di sali in MISCELE SEMPLICI (miscele di alogenuri e di cationi)

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Analisi Qualitativa Si limita a stabilire la natura dei costituenti di una miscela e non la loro quantità (analisi quantitativa).

Poiché i metodi analitici richiedono che le sostanze da analizzare si devono trovare in soluzione, e poiché i composti inorganici in soluzione risultano dissociati in ioni, l’analisi qualitativa inorganica si limita generalmente a riconoscere i vari ioni (cationi o anioni) presenti nella miscela in esame indipendentemente da come essi erano originariamente combinati.

Tipologie di analisi qualitativa ● L’analisi strumentale più moderna, di carattere prettamente fisico, e si basa sull’uso di strumenti molto sensibili capaci di portare al risultato d’analisi più rapidamente rispetto ai metodi tradizionali. 

● L’analisi qualitativa condotta con il metodo sistematico tradizionale risulta di grande importanza sia dal punto di vista didattico cha dal punto di vista di applicazione pratica poiché: 1. permette di assimilare la conoscenza della chimica generale; 2. induce alla confidenza con le più comuni tecniche di laboratorio; 3. abitua a riferire l’osservazione sperimentale alle conoscenze teoriche.

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Importanza della analisi qualitativa tradizionale

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Specificità e sensibilità di una reazione di riconoscimento Via secca (sostanza solida)

Via umida (sostanza in soluzione)

Una reazione è specifica per una determinata specie se può essere usata, in determinate condizioni sperimentali, anche in presenza di altre specie, senza che queste interferiscono. Le reazioni che danno un medesimo risultato soltanto con poche specie chimiche sono dette selettive. Quanto minore è il numero di specie che reagiscono nello stesso modo, tanto più selettiva è una determinata reazione. Una reazione può essere resa specifica o più selettiva operando in opportune condizioni sperimentali. Una reazione è tanto più sensibile quanto minore è la concentrazione di sostanza che, entro un certo tempo, può essere rivelata dal rispettivo reagente. Limite di sensibilità: (ppm) = la concentrazione al di sotto della quale la sostanza non può essere identificata.

NORME GENERALI SUL COMPORTAMENTO IN LABORATORIO • Ordine e concentrazione • Conoscenza del procedimento analitico • Uso corretto dell’attrezzatura necessaria per l’analisi • Pulizia del banco e delle varie attrezzature • Attenzione alla natura dei materiali e all’uso delle sostanze chimiche • Uso corretto dei mezzi di protezione

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Sicurezza in Laboratorio Norme Generali •

La sicurezza in laboratorio è regolamentata in Italia dalla legge 626/'96 che riprende e completa la L51/'55 e il DDL 303/'56 dell'igiene sul lavoro.

• • • • • • • • • • • • •

Indossare sempre gli occhiali di sicurezza. Indossare sempre il camice, completamente abbottonato. Indossare scarpe chiuse antiscivolo. Indossare i guanti di protezione. Non lavorare mai da soli in laboratorio. Non usare la bocca per aspirare dalle pipette. Non ingombrare i pavimenti sia per il lavoro sia per l'eventuale via di fuga. Anche mentre si lavora ricordarsi che pulizia = sicurezza. Lavarsi le mani al termine del lavoro e prima di mangiare. Riporre sempre i reagenti al loro posto dopo l'uso. Ripulire il bancone, riordinare la vetreria e la strumentazione dopo l’uso. Non bere, mangiare, fumare in laboratorio. Tenere sgombri ed efficienti gli estintori, le docce di emergenza e le uscite di sicurezza. Non passeggiare fra i banconi!!!!

•

Sicurezza in Laboratorio Norme Generali • Non annusare o inalare prodotti chimici. • Eliminare prontamente ogni spargimento di sostanza sui banchi e sui pavimenti (avvertire il personale presente!). • Richiudere sempre bene i contenitori. • Controllare bene la vetreria non deve essere scheggiata o incrinata o sporca. • Le bottiglie dei liquidi vanno aperte con cautela. Le variazioni di temperatura possono creare variazioni di pressione interna. • Trasportare le polveri con cautela, possibilmente coperte, per evitare di perderne e di inalarne. • Pesare alla bilancia tecnica sempre interponendo della carta tra piattello e recipiente.

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Sicurezza in Laboratorio: Simboli di Pericolosità

Bisogna conoscere bene il significato dei simboli di pericolosità riportato sulle etichette dei reattivi.

Vengono inoltre riportate frasi di rischio (R) e di sicurezza (S), relative al composto.

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Vengono inoltre riportate frasi di rischio (R) e di sicurezza (S), relative al composto.

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Sicurezza in Laboratorio: Reattivi e Solventi. •

I reattivi devono essere utilizzati in quantità non eccessive.

•

Bisogna sempre utilizzare sotto cappa i reattivi, soprattutto se tossici.

•

Prestare attenzione alle persone vicine quando si aggiunge un reattivo.

•

I solventi possono essere infiammabili. Ogni solvente ha un caratteristico flash-point consistente nella temperatura più bassa a pressione normale alla quale, nel recipiente chiuso o aperto, si forma dal liquido una miscela ariavapore (comburente/combustibile) infiammabile per effetto di una accensione non spontanea. Per nessun solvente comune è superiore a 20°C (es. Esano 22°C).

•

La temperatura di autoaccensione è la temperatura più bassa a pressione normale alla quale il solvente si accende spontaneamente; genericamente è al di sopra dei 200°C (es. Esano 240°C).

•

Procedere con cautela anche nelle apparecchiature sotto vuoto. Preferibilmente usare degli schermi in plastica, davanti a queste apparecchiature.

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In laboratorio …….. sapere sempre ed esattamente

cosa si deve fare perché si deve fare come si deve fare un buon livello di sicurezza va mantenuto con la collaborazione di tutti gli operatori (docente, tecnico, tutor, studente tutor), studenti compresi, nell’interesse individuale e collettivo.

Regole di Laboratorio !" !#  ! !  !  $ %& !'% & !!"#  !! 

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CLASSI E SIMBOLI DI PERICOLOSITA’- TRASPORTO

SOSTANZE CAUSTICHE E CORROSIVE (               $          $%  $&'  $'  ( %$%'$

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Identificazione di un composto inorganico ! !!"# ( ,,+

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Esame Organolettico - colore Cu 2+ azzurro

Fe 2+ verde-celeste

principali specie cationiche colorate 2+ allo stato idrato, sia allo stato solido Cr violetto Mn 2+ rosa chiaro che in soluzione

Fe 3+ giallo Co 2+ rosa intenso

Ni 2+ verde

principali ossidi colorati

Cr2O3 verde

PbO bruno-beige

MnO2 bruno-scuro HgO giallo

PbO2 bruno scuro

principali specie anioniche colorate, sia allo stato solido che in soluzione acquosa sostanze colorate carattere neutro

MnO4– violetto-scuro CrO4 2- giallo Cr2O72- arancione S8 giallo-chiaro

di

I2 violetto scuro

C nero

F.U.

SOLFATO DI RAME (CuSO4)

SOLFO (S) FERRO SOLFATO (FeSO4)

PERMANGANATO DI POTASSIO (KMnO4)

PENTACIANONITROSILFERRATO (II) DI DISODIO o NITROPRUSSIATO DI SODIO (Na2[Fe(CN)5NO])

I2 IODIO viola scurissimo, nero lucente scurissimo

CARBONE (C)

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Esame Organolettico - colore Uno dei più importanti fattori diagnostici nell’analisi qualitativa è quello cromatico

I colori delle soluzioni, dei precipitati, di fumi o vapori e di cartine indicatrici

rappresentano praticamente l’ultima e decisiva fase della interpretazione visiva di una reazione chimica in campo analitico Cenni di teoria del colore…..

Esame Organolettico - colore ' 3                   %4//56// & * 3  !     (  + ! #!  !    3 !   !            (45+   (6+. (           !   - (+7-- (+ !

IR

UV

considerazioni generali: Per sostanza colorata si intende quella che ci appare colorata quando esposta alla luce solare (bianca) La luce bianca non è altro che l’effetto globale della “somma” di tutte le frequenze colorate del campo visibile sulle nostra retina.

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Esame Organolettico - considerazioni Sistemi omogenei •trasparente o incolore (soluzione, vetro, gas, H2O, aria): è un sistema che viene attraversato dai fotoni visibili, i quali non subiscono variazione del loro contenuto energetico. •colorato (soluzioni di alcuni cationi): è un sistema che viene attraversato soltanto da alcune frequenze visibili, le altre vengono selettivamente assorbite dal mezzo. Sistema opaco

(polvere, un pezzo di marmo, una sospensione): è un sistema eterogeneo ed ha la proprietà di diffondere la luce visibile. Il sistema, non trasparente, interagisce con i fotoni rimbalzandoli disordinatamente in tutte le direzioni

•bianco (sostanze bianche in genere): diffondono indiscriminatamente tutte le frequenze visibili senza alcun assorbimento. Il colore bianco risulta dalla somma totale di tutti i colori •colorato (polveri, precipitati, sospensioni ed emulsioni colorate): diffondono soltanto alcune frequenze visibili mentre assorbono selettivamente le altre frequenze •nero (carbone, PbS e polveri nere in genere): assorbono totalmente tutti i fotoni del visibile e non ne diffondono nessuno verso l’esterno.

Cosa succede quando la luce colpisce una sostanza?

• Se l’oggetto riflette completamente tutte le radiazioni visibili in maniera diffusa, esso appare all'occhio umano come bianco. •

Se il corpo assorbe tutta la luce, esso ci appare come nero.

• Se esso invece assorbe una frazione costante della luce incidente (in termini di potenza di luce), esso ci appare come grigio. • Se esso assorbe solo una parte delle frequenze della radiazione, appare colorato. Il bianco, il grigio e il nero sono chiamati colori acromatici, cioè in pratica non possono essere definiti "colori". Essi sono caratterizzati da un assorbimento costante nel campo 400-700 nm.

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circolo cromatico di Ostwald λ (nm)

Colore della luce assorbita di lunghezza d'ondaλλ

400

Violetto

Giallo

450

Blu

Arancio

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Colore, rilevato dall'occhio umano della sostanza che assorbe aλ λ

500

Blu-Verde

Rosso

530

Giallo-Verde

Rosso-Violetto

550

Giallo

Violetto

600

Arancio-Rosso

Blu-Verde

700

Rosso

Verde

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Spettri di assorbimento nel visibile di alcune specie ioniche inorganiche 400

500

600

[Cu (H2O)4]

700

800

400

500

600

700

800nm

CrO4-2

+2

Ione cromato: giallo

Idrocomplesso: Verde azzurro

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550nm

400

500

600

700

800

MnO4Ione permanganato : violetto

MnO4-

CrO4-2 [Cu (H2O)4]

+2

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I connotati chimico-fisici di carattere strutturale che una specie molecolare o ionica deve possedere per essere in grado assorbire una porzione più o meno larga dello spettro visibile ed apparire perciò colorata, sono di tipo elettronico. I fotoni visibili vengono assorbiti da una sostanza quando esistano possibilità di

transizioni elettroniche

da orbitali atomici o molecolari fondamentali a orbitali superiori tali che il rispettivo ΔE corrisponda alla energia di uno o più fotoni visibili incidenti:

ΔE = hν ν Il fotone hν ν viene assorbito e la sua energia utilizzata per far compiere la transizione elettronica corrispondente h (cost di Plank) v(ni, frequenza)

Colorazione delle Sostanze per Transizione Elettronica ( $  !         !          ;< !         9:           #        !   Il colore degli ioni cambia quando la distribuzione degli elettroni negli orbitali d viene perturbata dalla presenza di un legante o quando un legante viene sostituito da un altro.

Ni (H2O)4 ++ Ni (NH3)4 ++ Ni (CN)4--

verde blu bruno

In questi casi modificazioni del colore nei vari complessi di uno stesso catione, corrispondono a modificazioni della struttura chimica e di legame che si riflette sulla energia degli orbitali interessati dalle transizioni elettroniche (l’interazione dell’atomo centrale) =   ($ ' %&7 %7 &$  .+      !     "   8            

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_

_ ∆

_ _ _ _ _

_

_

_

differenza di energia dipende dalla natura dei leganti)

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Colorazione delle sostanze per Trasferimento di Carica La colorazione delle sostanze può essere dovuta oltre che al passaggio di un elettrone da un orbitale all’altro (transizione elettronica) anche a trasferimento di carica, cioè spostamento di cari ossidazione.

Il catione Ag+, configurazione elettronica “4d10”

AgI (giallo)

l’anione I- ha configurazione di ottetto completo “5p6”

Se la molecola AgI fosse ionica, risulterebbe incolore, ma il legame Ag-I è fortemente covalente (87%) e...