物理常數(shù)測定法教案

1、講授題目章（單元）名第二章 藥物的鑒別節(jié)（課文）名第四節(jié) 物理常數(shù)測定法一、相對密度測定法二、餾程測定法三、熔點測定法授課時數(shù)2授課日期年 月 日課型（請打）講授課 討論課 實驗課 習(xí)題課 其他 （ ） （ ） （ ） （ ） （ ）教學(xué)目標（掌握、理解、了解）1、熟悉物理常數(shù)的概念，及在藥物分析中的意義2、熟悉相對密度、餾程的概念和意義3、熟悉比重瓶法、韋氏比重秤法的儀器、原理和方法4、熟悉餾程測定裝置的組合和拆分及使用5、掌握熔點測定法的原理及方法。知識重點物理常數(shù)、相對密度、餾程、熔點的概念知識難點韋氏比重秤法的測定原理和儀器的使用方法教學(xué)方法講授、儀器展示教 具板書、實物課后作業(yè)思考題

2、：室溫對相對密度測定的影響；蒸餾速度對測定結(jié)果的影響課后記事藥學(xué)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)較好，物理知識、能力較差，對物理常數(shù)理解力不強第四節(jié) 物理常數(shù)測定法物理常數(shù)是表示藥物的物理性質(zhì)的重要特征常數(shù)，在一定條件下是完全不變的。各種藥物因分子結(jié)構(gòu)以及聚集狀態(tài)不同，反映物理常數(shù)也不同。測定藥物的物理常數(shù)，既可以判斷其真?zhèn)?，又能檢查其純度，還可用于測定某些藥物的含量。 中國藥典2000年版附錄中收載的物理常數(shù)測定有相對密度、餾程（或沸程）、熔點、凝點、比旋度、折光率、百分吸收系數(shù)、黏度等測定法。在藥品質(zhì)量標準的性狀項下，常列有該藥品的物理常數(shù)，作為考核該藥品的質(zhì)量標準之一。一 相對密度測定法（一）基本原理相對密

3、度（relative density）系指在共同的特定條件下（如同一溫度等），某物質(zhì)的密度與另一參考物質(zhì)的密度之比。即在相同條件下，物質(zhì)比純化水重的倍數(shù)，通常用來表示。中國藥典2000年版除另有規(guī)定外，均指時的比值。（二）測定方法相對密度測定均系指液體藥物的相對密度。測定液體的相對密度方法，因其使用儀器不同可分為比重瓶法、韋氏比重秤法、比重計法。（一）比重瓶測定法 本法適用于測量一般液體的相對密度，如果測定易揮發(fā)液體的相對密度或室溫超過20等，則可用韋氏比重秤測定。本法優(yōu)點是測得相對密度準確，而且供試品用量少。比重瓶，常用的容量規(guī)格為5ml、10ml、25ml、50ml。取潔凈、干燥并精密稱定

4、的比重瓶，裝滿供試品（溫度應(yīng)低于20或按各藥品規(guī)定的溫度）后，裝上溫度計（瓶中應(yīng)無氣泡）。置20（或各藥品規(guī)定的溫度）左右的水浴中浸泡1020分鐘，使內(nèi)容物的溫度達到20（或各藥品規(guī)定的溫度）1，用濾紙除去溢出的液體，立刻蓋上罩。然后將比重瓶自水浴中取出，再用濾紙將比重瓶的外壁擦干，精密稱定，減去比重瓶的重量，求得供試品的重量后，將供試品傾去，洗凈比重瓶，裝滿新沸過的冷水，再照上法測得同一溫度時水的比重，按下式計算即得：（二）韋氏比重秤法1韋氏（Westphal）比重秤原理 本法原理是依據(jù)一定體積的物體（如比重秤的玻璃錘），在各種液體中所受的浮力與該液體的相對密度成正比。當(dāng)供試品量足夠供測定用

5、時，可選用此法，其測定結(jié)果準確可靠，而且手續(xù)簡便迅速，在秤上可直接讀得相對密度讀數(shù)。2韋氏比重秤構(gòu)造 是由玻璃錘、橫梁、支柱、砝碼和玻璃圓筒等五部分構(gòu)成韋氏比重秤的主要部分為玻璃錘 （有的錘內(nèi)附有1025的小溫度計，可以觀察測定時的溫度），玻璃錘具有一定的體積，當(dāng)沉入水中時，恰好能排開5g的水（一定溫度時）。橫梁的右半臂分為等距離的10等分，為10格，19格處刻有19的字樣。在第10格處有一秤鉤，可以掛上玻璃錘及砝碼，橫梁的左端有一指針，當(dāng)比重秤平衡時，可與固定支架左上方的另一指針對準。有4種游碼，每種2個。各游碼在衡量右端掛鉤時，分別表示比重1、0.1、0.01、0.001。如果安放在橫梁第

6、6格位置上，則分別表示比重0.6、0.06、0.006。玻璃圓筒（若供試品較多時）可用50ml比色管代替。3韋氏比重秤法的使用方法 取20時相對密度為1的韋氏比重秤，安放在溫度適當(dāng)?shù)氖覂?nèi)，應(yīng)避免受熱或受冷、受氣流及震動的影響，并將其牢固的安裝在水泥平臺上，其周圍不得有強烈磁流及腐蝕氣體等。使用時先將儀器盒內(nèi)各種物件依次取出，將玻璃錘和玻璃圓筒洗凈、干燥，再將調(diào)節(jié)器螺絲放松，將托架升至適當(dāng)高度后旋緊螺絲。橫梁置于托架的瑪瑙刀座上，用等重砝碼掛于橫梁右端的小鉤上，調(diào)整水平螺絲，使指針與支架左上方另一指針對準，即為平衡。將等重砝碼取下，換上整套玻璃錘。此時必須保持平衡，但允許0.005的誤差，否則應(yīng)

7、予以校正。用新沸過的冷水將所附玻璃圓筒（或50ml比色管）裝至體積的80%左右，置20（或該藥品項下規(guī)定溫度）左右的水浴中，攪動玻璃圓筒內(nèi)的水，調(diào)節(jié)溫度至20（或該藥品項下規(guī)定溫度）1（一般操作時用冰水或適當(dāng)溫度的水進行調(diào)節(jié)至規(guī)定溫度）。將懸于秤端的玻璃錘浸入圓筒內(nèi)的水中，秤臂右端懸掛游碼于1.000比重處，調(diào)節(jié)調(diào)整螺絲或秤臂左端平衡用的螺絲使平衡，然后將玻璃圓筒內(nèi)的水傾去，拭干。裝入供試液至相同的高度，并用同法調(diào)節(jié)溫度后，再把拭干的玻璃錘沉入供試液中，調(diào)節(jié)秤臂上游碼的數(shù)量與位置使平衡，讀取數(shù)值，即得供試品的相對密度。若該比重秤系在4時相對密度為1，則用水校正時，游碼應(yīng)懸于0.9982處，并將

8、在20測得的供試品比重除以0.9982。（三）注意事項1比重瓶必須是潔凈干燥的。2供試品或水裝瓶時必須注意不要有氣泡。3調(diào)節(jié)溫度時，先將供試品充滿瓶內(nèi)，不加瓶塞，將瓶置于水浴中適當(dāng)時間后依氣溫加以調(diào)節(jié)。4溫度調(diào)好后，小心塞緊瓶塞，瓶塞毛細管中必須充滿液體，待瓶內(nèi)無氣泡，用濾紙將瓶塞頸部的水拭干，再將比重瓶取出，用濾紙將瓶外全部拭干，此時應(yīng)用戴細布手套的手指拿住瓶頸，以免液體受體溫膨脹外溢。然后快速稱量，否則影響結(jié)果的準確性。5室溫低于20時，可不必迅速稱量，比重瓶的毛細管由于液體體積縮小，使毛細管有部分液體縮小而充滿氣體，其重量可忽略不計。6供試品如為油類，測定后應(yīng)盡量傾出油滴，用乙醚或石油醚

9、沖洗數(shù)次，待油類完全洗去，再用醇、水沖洗，最后用水沖洗干凈，方能測定水的重量。洗瓶時不要忘記洗滌瓶塞。7采用新煮沸數(shù)分鐘并冷卻的水，其目的是除去水中少量的空氣。二、 餾程測定法（一）基本原理沸點（或稱沸騰溫度）系指液態(tài)物質(zhì)的蒸汽壓力隨溫度上升而增大，當(dāng)蒸汽壓力與大氣壓力相等時，液體呈現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，此時溫度即為該物質(zhì)的沸點。餾程系指一種液體照下述方法蒸餾，校正到標準壓力101.3kPa（760mmHg）下，自開始蒸餾出第5滴算起，至供試品僅剩34ml，或一定比例的容積蒸餾出時的溫度范圍。（二）測定方法（一）儀器 中國藥典餾程測定法采用的是國產(chǎn)19號標準磨口蒸餾裝置一套。蒸餾瓶；冷凝管。餾程在130

10、以下用水冷卻，餾程在130以上用空氣冷凝管；C為具有0.5ml刻度的25ml量筒；D為分浸型具有0.5刻度的溫度計，預(yù)先經(jīng)過校正，溫度計汞球的上端與蒸餾瓶出口支管的下壁相齊；根據(jù)供試品餾程的不同，可選用不同的加熱器，通常餾程在80以下時用水?。ㄆ湟好媸冀K不得超過供試品的液面），80以上時用直接火焰或電熱器加熱。（二）操作方法 取供試品25ml，經(jīng)長頸的干燥小漏斗，轉(zhuǎn)移至干燥的蒸餾瓶中，加入潔凈的無釉小瓷片數(shù)片，插上帶有磨口的溫度計，冷凝管的下端通過接流管接以25ml的量筒為接收器。如用直接火焰加熱，則將蒸餾瓶置石棉板中心的小圓孔上（石棉板寬1215cm，厚0.30.5cm，孔徑2.53.0cm

11、），并使蒸餾瓶壁與小圓孔邊緣緊密貼合，以免氣化后的蒸氣繼續(xù)受熱，然后用直接火焰加熱使供試品受熱沸騰，調(diào)節(jié)溫度，使每分鐘餾出23ml，注意檢讀自冷凝管開始餾出第5滴時與供試品僅剩34ml或一定比例的容積餾出時，溫度計上所顯示的溫度范圍，即為供試品的餾程。（三）注意事項1供試品的沸點在80以下者用水浴，其液面始終不得超過供試品的液面。如系易燃性藥物乙醚、氯仿等可用恒溫水浴或蒸氣水浴鍋，切勿在水浴下再用明火加熱，以免引起火災(zāi)。 2供試品的沸點在80以上時用直接火焰或其他電加熱器加熱，同時火源（如酒精噴燈或煤氣燈等）始終不能超過供試品液面，以免發(fā)生過熱蒸汽，溫度計指示較高的溫度，使測定結(jié)果造成誤差。3

12、為防止蒸餾時發(fā)生爆沸現(xiàn)象，應(yīng)加入一些止爆劑或用一端封閉的毛細管或潔凈的小瓷片，在蒸餾開始前加入，切不可在將近沸騰時再加，否則將引起爆沸而沖出瓶外，如為易燃物質(zhì)更會引起火災(zāi)！宜特別注意。止爆劑經(jīng)一次沸騰后即失去作用，每次必須新加，如蒸餾中途停止，再繼續(xù)蒸餾之前，應(yīng)再補充新的止爆劑，如用毛細管為止爆劑，應(yīng)取長度超過蒸餾瓶的直徑能倒立于瓶中為宜。 4蒸餾速度不宜過快，調(diào)節(jié)溫度，使每分鐘餾出23ml，火力不宜太強，以免產(chǎn)生過熱蒸汽。5溫度計校正，溫度為分浸型具有0.5刻度者，其準確度可按熔點測定法項下校正。6餾出液5滴時檢讀溫度，此5滴應(yīng)在冷凝管下端出口處算起。7勿在空氣流動地方操作，否則影響讀數(shù)，最

13、好在室溫恒溫2025進行蒸餾。8開始加熱至初餾點應(yīng)為510分鐘，餾出90%至干點（即終沸點）為35分鐘。9餾程在80以下的供試品，量取及測量餾出物體積時，均宜在510水浴中進行。餾程在80以上的在常溫下進行。10測定時，如要求供試品在餾程范圍內(nèi)餾出不少于90%以上時，應(yīng)使用100ml蒸餾瓶，并量取供試品50ml，接受器用50ml量筒。11中國藥典2000年版規(guī)定，測定時氣壓如在101.3kPa（760mmHg）以上，每高0.36kPa（27mmHg）應(yīng)將測得的溫度減去0.1，如果在101.3kPa（760mmHg）以下，每低0.36kPa（27mmHg），應(yīng)增加0.1。三、 熔點測定法（一）基

14、本原理熔點（Melting Point）系指一種物質(zhì)按規(guī)定方法測定，由固體熔化成液體的溫度或融熔同時分解的溫度或在熔化時初熔至全熔經(jīng)歷的溫度范圍。某些藥品具有一定的熔點，測定熔點可以鑒別藥物，檢查藥物的純凈程度，因此熔點在藥品標準中是比較重要的項目。依照物質(zhì)的性質(zhì)不同，測定法可以分為三種：測定易粉碎的固體藥品；測定不易粉碎的固體藥品（如脂肪、脂肪酸、石蠟、羊毛脂等）；測定凡士林或類似的物質(zhì)。一般熔點多采用前兩種。（二）測定方法儀器：1容器 供放置傳溫液用， b形玻璃管或其他適宜的容器，能耐電爐絲或直火加熱，規(guī)格大小可按溫度計及實用的需要來選擇。2溫度計 供測定傳溫液的溫度及供試品熔點用。中國藥

15、典規(guī)定可用分浸型具有0.5刻度的溫度計，預(yù)先用熔點測定用標準品校正。校正時溫度計浸入傳溫液的深度應(yīng)與測定供試品時浸入傳溫液的深度一致。3熔點測定毛細管（簡稱毛細管） 供放置供試品用，應(yīng)選用中性硬質(zhì)玻璃毛細管，有市售，需用時用重鉻酸鉀洗液浸泡過夜，然后用自來水和水洗滌干凈，干燥后一端熔封即可應(yīng)用。管長約9cm以上（浸入傳溫液6cm以上時，管長應(yīng)適當(dāng)增加，使露出液面3cm以上），內(nèi)徑0.91.1mm，壁厚0.10.15mm。為便于保存，可拉制成兩倍長度的毛細管，兩端熔封，臨用時居中截開，分成兩支使用。4傳溫液 熔點在80以下者用水；熔點在80以上者用液狀石蠟、硅油、硫酸等；熔點在300以上者用硫酸

16、鉀-硫酸溶液（37）。目前常用硅油作為傳溫液，其優(yōu)點無色透明，對熱穩(wěn)定且無腐蝕性。使用后如變黑，可用活性炭處理脫色。5加熱裝置 酒精燈等。本套裝置簡單，使用方便，能準確控制升溫速度，所測得熔點于外熱式者相同，而且重現(xiàn)性很好。操作方法：1測定易碎的固體藥品 取供試品研成細粉，除另有規(guī)定外，應(yīng)參照各藥品項下干燥失重的條件干燥，若該藥品不檢查干燥失重、熔點范圍低限在135以上、受熱不分解的供試品，可采用105干燥，熔點在135以下的或受熱分解的供試品，可在五氧化二磷干燥器中干燥24小時或其他適宜的干燥方法干燥。分取供試品適量，置毛細管中，輕擊管壁或借助長短適宜的潔凈玻璃管，垂直放在表面皿或適宜的硬質(zhì)

17、物體上，將毛細管自上口放入，使自然落下，反復(fù)數(shù)次，使粉末緊密集結(jié)毛細管的熔封端，裝入供試品的高度為3mm。另將溫度計放入盛裝傳溫液的容器中，使溫度計汞球部的底端與容器的底部距離在2.5cm以上（用內(nèi)加熱的容器，溫度計的汞球與加熱器上表面距離2.5cm以上）。加入傳溫液至傳溫液加熱后的液面浸至溫度計的分浸線處，將傳溫液加熱，待溫度上升至規(guī)定的熔點低限尚低約10時，將毛細管浸入傳溫液，貼附在溫度計上，位置須使毛細管內(nèi)的供試品部分剛好處在溫度計汞球中部；繼續(xù)加熱，調(diào)節(jié)升溫速度使溫度每分鐘上升11.5，加熱時須不斷攪拌使溫度保持均勻。供試品在毛細管內(nèi)開始局部液化時的溫度，作為初熔溫度；供試品全部液化（

18、澄明）時的溫度，作為全熔溫度。2測定熔融時分解的供試品的熔點：方法如上述。但調(diào)節(jié)升溫速度，使每分鐘上升2.53.0。供試品開始局部液化時（或開始產(chǎn)生氣泡時）的溫度作為初熔溫度；供試品固相全部液化時，有時固相消失不明顯，應(yīng)以供試品分解物開始膨脹上升時的溫度作為全熔溫度。某些藥品無法分辨初熔、全熔時，可記錄其發(fā)生突變時的溫度，該溫度和初熔、全熔溫度一樣，均應(yīng)在各藥品項下規(guī)定的范圍以內(nèi)。（三）注意事項1毛細管的大小 由于毛細管內(nèi)裝入供試品量對熔點測定結(jié)果有影響，內(nèi)徑大了，全熔溫度會偏高0.20.4之間，故毛細管的內(nèi)徑必須按規(guī)定選用。2溫度計的使用 溫度計必須經(jīng)過校正，最好繪制校正曲線，否則測定結(jié)果不

19、準確。3傳溫液的使用 應(yīng)用不同傳溫液測定某些藥物的熔點時，所得的結(jié)果不一致。因此選擇傳溫液必須按規(guī)定使用，也可選用確知對測定結(jié)果無影響的適宜的傳溫液。因硫酸具有腐蝕性、磷酸能腐蝕溫度計，故300以下用硅油或液狀石蠟作為傳溫液較好。4供試品的使用 供試品必須研細并經(jīng)干燥，才能使測定得結(jié)果準確，熔點范圍低限在135以上，受熱不分解的供試品，可采用105干燥；熔點在135以下的或受熱分解的供試品，可在五氧化二磷干燥器中干燥過夜。一般說，除另有規(guī)定外，應(yīng)參照各該藥品項下干燥失重的溫度干燥。供試品裝入熔點測定管時應(yīng)盡量裝盡緊，可用一長短適宜的潔凈長玻璃管，垂直放在玻璃板或適宜的硬質(zhì)物體上，將毛細管自上口放入，使自由落下，反復(fù)數(shù)次，使粉末緊密集結(jié)管底為止。 5加熱要求 升溫速度對熔點測定結(jié)果有明顯影響，所以應(yīng)嚴格控制升溫速度。一般的供試品在加熱到規(guī)定的熔點尚低約10時，升溫以每分鐘上升15為宜；熔融分解的供試品，升溫速度盡可能保持每分鐘上升3。儀器應(yīng)有調(diào)壓器，要反復(fù)調(diào)節(jié)好升