Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






ВТОРАЯ ГРУППА ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕМЕНТОВ Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА



 

Соединения магния

Встречается магний в природе в виде различных соединений, главным образом магнезита MgCO3, доломита MgCa(CO3)2, кизерита MgSO4 × H2O, эпсомита MgSO4 × 7H2O, различных силикатов (серпентин, асбест, тальк и др.).

Соединения магния применяют в медицинской практике в виде магния оксида, магния сульфата и др.

Магния оксид можно получить при обработке природных рассолов гидроксидом кальция (известковым молоком). Образуется гидроксид магния, который превращают в оксид термической обработкой (при 500–700 °C):

 

MgCl2 + Ca(OH)2 ® CaCl2 + Mg(OH)2¯

 

Mg(OH)2 ® MgO + H2O

 

Приготовленный в таких условиях магния оксид называют «лёгкой магнезией». Магния оксид можно также получить обжигом магнезита, доломита, основного карбоната магния, бишофита (MgCl2 · 6H2O) и других термически нестойких соединений магния.

Магния сульфат получают нагреванием магнезита с избытком серной кислоты (избыток кислоты необходим, чтобы избежать образования основных солей магния):

 

MgCO3 + H2SO4 ® MgSO4 + H2O + CO2­

 

При комнатной температуре из водных растворов кристаллизуется MgSO4 × 7H2O.

Магния оксид и магния сульфат различаются по физическим свойствам (табл. 16.1). Магния оксид практически нерастворим в воде (свободной от примеси углекислого газа) и в этаноле, но растворим в разведённых кислотах. Магния сульфат легко растворим в воде, практически нерастворим в этаноле.

 

16.1. Свойства лекарственных веществ соединений магния

Лекарственное вещество Химическая формула Описание
Magnesium Oxyde (Magnesii oxydum)— магния окись, магния оксид MgO Белый мелкий легкий порошок без запаха
Magnesium Sulfate (Magnesii sulfas)— магния сульфат MgSO4 · 7H2O   Бесцветные призматические выветривающиеся кристаллы

 

Испытания на подлинность магния оксида проводят после предварительного растворения в разведенных кислотах:

 

MgO + 2HCl ® MgCl2 + H2O

 

Для обнаружения иона магния используют общую реакцию образования нерастворимого в воде, но растворимого в уксусной кислоте белого кристаллического осадка фосфата магния-аммония. Осадок выпадает при добавлении к раствору соли магния гидрофосфата динатрия и раствора аммиака:

 

NH4Cl

MgCl2 + Na2HPO4 + NH3 · H2О ¾¾¾® NH4MgPO4¯ + 2NaCl + H2O



 

NH4MgPO4 + 2CH3COOH ® Mg(CH3COO)2 + NH4H2PO4

 

К реакционной смеси необходимо прибавлять раствор хлорида аммония (до pH 9) во избежание образования в щелочной среде аморфного осадка гидроксида магния Mg(OH)2 (при pH > 10). Однако большой избыток хлорида аммония может препятствовать осаждению фосфата магния-аммония.

Ион магния в магния оксиде обнаруживают, осаждая его из растворов в хлороводородной кислоте избытком гидроксида натрия. Образующийся гидроксид магния представляет собой белый студенистый осадок, нерастворимый в избытке раствора гидроксида натрия. Если затем добавить несколько капель иода, то осадок приобретает темно-коричневую окраску.

Хинализарин (1,2,5,8-тетраоксиантрахинон) в щелочной среде с ионами магния образует малорастворимое соединение синего, а 8-оксихинолин (при pH 9-12) флуоресцирующий зелёным светом оксихинолинат магния.

Реактивами на ион магния являются дифенилкарбазид, титановый жёлтый, магнезоны I и II. Последние используют для количественного фотометрического определения магния.

В магния сульфате устанавливают наличие сульфат-иона:

 

MgSO4 + BaCl2 ® BaSO4¯ + MgCl2

 

Соединения магния количественно определяют прямым комплексонометрическим методом с использованием индикатора кислотного хром черного специального (эриохром черный Т). После добавления индикатора к титруемому раствору ионы магния образуют с ним непрочное комплексное соединение:

 

 

Титрант — 0,05 М раствор трилона Б (ЭДТАNa2) связывает находящиеся в растворе ионы магния в комплексное соединение:

 

 

Поскольку при этом происходит выделение серной кислоты, для поддержания оптимального значения pH среды необходимо прибавлять аммиачный буферный раствор.

В эквивалентной точке, когда все ионы магния будут связаны в комплексное соединение металл — ЭДТА Na2, титрант вступает во взаимодействие с ионами магния, содержащимися в составе комплекса металл — индикатор. Последний имеет меньшую константу устойчивости, чем комплексное соединение ЭДТА Na2 — металл, поэтому происходит разрушение комплекса индикатора с ионами магния. При этом красно-фиолетовая окраска раствора переходит в синюю окраску свободного индикатора:



 

 

Соединения магния хранят в хорошо укупоренной таре, так как магния оксид взаимодействует с углекислым газом и влагой, содержащимися в воздухе, образуя примесь карбоната и гидроксида магния:

 

MgO + CO2 ® MgCO3 MgO + H2O ® Mg(OH)2

 

Магния сульфат в плохо укупоренной таре постепенно теряет кристаллизационную воду.

Магния оксид в дозах 0,5–1–3 г применяют при повышенной кислотности желудочного сока. Магния сульфат проявляет слабительный эффект при приеме внутрь больших доз (10–30 г). При парентеральном введении 20–25%-ных растворов магния сульфат оказывает успокаивающее действие, поэтому его назначают в качестве седативного, противосудорожного, спазмолитического средства.

 

Соединения кальция

Кальция хлорид получают обработкой мела или мрамора хлороводородной кислотой:

 

CaCO3 + 2HCl ® CaCl2 + CO2­ + H2O

 

Содержащиеся в природных минералах примеси ионов магния и железа (после окисления до Fe3+) осаждают гидроксидом кальция:

 

2FeCl3 + 3Ca(OH)2 ® 2Fe(OH)3¯ + 3CaCl2

 

MgCl2 + Ca(OH)2 ® Mg(OH)2¯ + CaCl2

 

Осадок отфильтровывают, а избыток гидроксида кальция превращают в кальция хлорид, действуя хлороводородной кислотой:

 

Ca(OH)2 + 2HCl ® CaCl2 + 2H2O

 

Следовательно, удаление примесей проводят таким образом, что в результате реакций получают только кальция хлорид и нерастворимые в воде гидроксиды металлов. Последние отделяют фильтрованием. Недостаточно тщательная очистка кальция хлорида от примесей тяжелых металлов может быть причиной его недоброкачественности. Раствор кальция хлорида упаривают, в результате выкристаллизовывается CaCl2 · 6H2O. Это очень гигроскопичное, расплывающееся на воздухе вещество.

В медицинской практике применяют кальция хлорид (табл. 16.2). Он очень легко растворим в воде с образованием растворов нейтральной реакции. Раствор в воде при этом сильно охлаждается. В отличие от многих неорганических солей кальция хлорид легко растворяется в этаноле.

 

16.2. Свойства кальция хлорида

Лекарственное вещество Химическая формула Описание
Calcium Chloride (Calcii chloridum)— кальция хлорид CaCl2 · 6H2O Бесцветные кристаллы без запаха, горько-соленого вкуса, очень гигроскопичные, расплываются на воздухе, переходя при 34 °C в дигидрат

 

Наличие иона кальция устанавливают по окрашиванию бесцветного пламени горелки в кирпично-красный цвет и по образованию белого осадка при добавлении оксалата аммония к раствору кальция хлорида. Осадок растворим в разведенных минеральных кислотах, поэтому реакцию необходимо вести в нейтральной среде или в присутствии уксусной кислоты:

 

 

В разбавленных растворах ион кальция образует с серной кислотой (1:4) характерные игольчатые кристаллы CaSO4 × 2H2O.

Гексацианоферрат (II) калия при pH 7 в присутствии хлорида аммония образует с ионами кальция белый кристаллический осадок:

 

CaCl2 + K4[Fe(CN)6] + NH4Cl ® KNH4Ca[Fe(CN)6]¯ + 3KCl

 

Количество ионов калия и аммония может меняться от 0 до 2 в зависимости от условий реакции.

Кальция хлорид испытывают также на наличие хлорид-ионов. В ФС предусмотрены испытания на возможные примеси различных катионов (бария, магния, железа, цинка, алюминия) и анионов (сульфаты, фосфаты).

Количественное определение кальция хлорида выполняют комплексонометрическим методом. В основе определения лежит тот же химический процесс, что и при анализе солей магния. Индикатором служит кислотный хром темно-синий, который в эквивалентной точке приобретает сине-фиолетовое окрашивание.

Кальция хлорид можно количественно определить и по аниону аргентометрическим методом:

 

CaCl2 + 2AgNO3 ® 2AgCl¯ + Ca(NO3)2

 

При хранении необходимо учитывать высокую гигроскопичность кальция хлорида. Поэтому его хранят в небольших хорошо укупоренных стеклянных банках с пробками, залитыми парафином, в сухом месте.

Кальция хлорид применяют в качестве средства, оказывающего противоаллергическое, противовоспалительное, кровоостанавливающее, диуретическое действие. Назначают его внутрь (5–10%-ные растворы) или внутривенно по 5, 10, 15 мл 10%-ного раствора.

В хирургической и стоматологической практике применяют кальция сульфат жженый (Calcii sulfas ustus). В природе широко распространен гипс, представляющий собой кальция сульфата дигидрат CaSO4·2H2O. При нагревании до 130–150 °C он теряет часть своей кристаллизационной воды и превращается в гемигидрат (полугидрат) 2CaSO4·H2O. (При температуре выше 150 °C гипс теряет всю кристаллизационную воду и способность ее присоединять, т.е. становится непригодным для применения.)

Кальция сульфат жженый (гипс) — сухой, мелкий, аморфный порошок белого или слегка сероватого цвета. Он мало растворим (1:600) в воде, водный раствор имеет нейтральную реакцию. Подлинность гипса устанавливают по иону кальция и сульфат-иону. Гипс испытывают также на затвердевание: смесь 10 ч. гипса и 5 ч. воды должна затвердевать в белую твердую плотную массу не ранее, чем через 4 мин и не позднее чем через 10 мин. Хранят гипс в хорошо укупоренных стеклянных и жестяных банках в сухом прохладном месте.

 

Соединения бария

Барий рассеян в горных породах в виде немногочисленных минералов, из которых промышленное значение имеют барит (тяжелый шпат) BaSO4 и витерит BaCO3.

В медицинской практике применяют высокодисперсный бария сульфат для рентгеноскопии.

Для его получения минералы вначале превращают в растворимую соль — хлорид бария, а затем из ее растворов осаждают сульфат бария. Исходным продуктом получения хлорида бария может служить минерал барит. Его предварительно прокаливают с углем и обрабатывают хлороводородной кислотой:

 

BaSO4 + 4C ® BaS + 4CO­

 

BaS + 2HCl ® BaCl2 + H2

 

Хлорид бария можно получить и из витерита:

 

BaCO3 + 2HCl ® BaCl2 + H2O + CO2­

 

Затем на полученный раствор действуют раствором сульфата натрия или магния:

 

BaCl2 + Na2SO4 ® BaSO4¯ + 2NaCl

 

Для достижения высокой степени дисперсности необходимо брать разбавленные подогретые растворы исходных веществ и медленно вливать раствор хлорида бария в раствор сульфата. Повышения дисперсности достигают также добавлением защитных коллоидов (отвар льняного семени и др.). Процесс необходимо вести в нейтральной среде, так как при высоком значении pH образование осадка резко замедляется. Полученный осадок бария сульфата тщательно промывают водой до полного удаления исходных продуктов — хлорида бария и сульфат-ионов.

Бария сульфат представляет собой белый порошок (табл. 16.3). Практически не растворяется ни в одном из общеупотребительных растворителей (воде, разведенных кислотах и щелочах, органических растворителях). Растворим в концентрированной серной кислоте, концентрированных растворах щелочей, растворах карбонатов щелочных металлов.

 

16.3. Свойства бария сульфата

Лекарственное вещество Химическая формула Описание
Barium Sulfate (Barii sulfas pro roentgeno)— бария сульфат для рентгеноскопии BaSO4 Белый, тонкий рыхлый порошок без запаха и вкуса

 

Для испытания подлинности бария сульфат превращают в карбонат кипячением в растворе карбоната натрия:

 

BaSO4 + Na2CO3 ® BaCO3¯ + Na2SO4

 

Осадок отфильтровывают, промывают водой и фильтрат испытывают на наличие сульфат-ионов (используя реактив — раствор хлорида бария):

 

Na2SO4 + BaCl2 ® BaSO4¯ + 2NaCl

 

Осадок, полученный после кипячения бария сульфата с раствором карбоната натрия (содержащий карбонат бария), обрабатывают хлороводородной кислотой:

 

BaCO3 + 2HCl ® BaCl2 + CO2­ + H2O

 

Затем фильтруют, чтобы отделить избыток непрореагировавшего бария сульфата и устанавливают наличие ионов бария, осаждая их разведенной серной кислотой:

 

BaCl2 + H2SO4 ® BaSO4¯ + 2HCl

 

Таким образом, обнаружение ионов бария и сульфат-ионов основано на образовании осадка сульфата бария.

Дихромат калия в ацетатном буферном растворе образует с ионами бария жёлтый кристаллический осадок:

 

2BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O + 2CH3COONa ® 2BaCrO4¯ + 2KCl + 2CH3COOH + 2NaCl

 

Соли бария окрашивают бесцветное пламя горелки в желто-зеленый цвет.

При испытании на чистоту особое внимание уделяют обнаружению солей бария, растворимых в воде (хлориды) или в кислотах (сульфиды, карбонаты). Растворимые соли бария всасываясь могут вызвать очень тяжелое отравление организма. Бария сульфат подвергают контролю на содержание допустимых количеств примесей кислот или щелочей, ионов железа, мышьяка и тяжёлых металлов, хлоридов, сульфатов, фосфатов, сульфитов, других восстанавливающих веществ, а также на микробиологическую чистоту.

Бария сульфат для рентгеноскопии подвергают испытанию на степень дисперсности. Оно основано на проверке в течение 15 мин скорости оседания взвеси, состоящей из 5 г бария сульфата и 50 мл воды в мерном цилиндре определенного объема.

Бария сульфат по МФ подвергают также испытанию на окисляемые соединения серы (по выделению иода из иодата калия), на вещества, растворимые при кипячении в уксусной кислоте. Устанавливают потери в массе после прокаливания до 600 °C (не более 20 мг/г).

Количественное определение бария сульфата для рентгеноскопии ФС рекомендует выполнять гравиметрическим методом. Навеску (около 2,0 г) кипятят 15 мин с 15 мл хлороводородной кислоты, разбавляя водой до 100 мл. Затем фильтруют до отрицательной реакции на хлориды. Осадок озоляют, прокаливают (800-850 °C), охлаждают и взвешивают. Бария сульфата должно быть 97,5-100,5%. Количественное содержание можно также установить методом ионообменной хроматографии. Нагревают в течение 12 ч при 70–80°C с ионообменной смолой (в H-форме). Ион бария адсорбируется, а эквивалентное количество выделившейся серной кислоты оттитровывают гидроксидом натрия.

В аптеки бария сульфат для рентгеноскопии обычно поступает в заводской двойной упаковке (по 100 г). Внутренняя упаковка должна быть из пергаментной бумаги. На наружную упаковку наносят данные о заводе-изготовителе, дате выпуска и результатах контроля. Пакеты нельзя хранить рядом с карбонатами во избежание образования даже следов примеси карбоната бария.

Высокие требования к чистоте лекарственного препарата вызваны тем, что его принимают внутрь. Бария сульфат для рентгеноскопии назначают при рентгенологическом исследовании желудка и кишечника (до 100 г) в виде водной суспензии, которую готовят перед применением.

 

Соединения цинка

В медицине применяют неорганические соединения цинка: цинка оксид и цинка сульфат. Основной источник их получения — очищенный от примесей металлический цинк. Цинка сульфат впервые получен в 1730 г. растворением цинка в разведенной серной кислоте. Этот способ используют и в настоящее время для получения лекарственного вещества:

 

Zn + H2SO4 ® ZnSO4 + H2­

 

Из растворов кристаллизуется гептагидрат цинка сульфата при 39-41 °C. При 42-70 °C образуется гексагидрат, а выше 70 °C — моногидрат.

Раствор цинка сульфата при нагревании с карбонатом натрия образует осадок основного карбоната цинка, который промывают для удаления сульфат-ионов, сушат и прокаливают (300 °C) до получения оксида:

 

5ZnSO4 + 5Na2CO3 + 3H2O ® 2ZnCO3 · 3Zn(OH)2¯ + 5Na2SO4 + 3CO2­

 

 

300 °C

2ZnCO3 · 3Zn(OH)2 ¾¾¾® 5ZnO + 2CO2­ + 3H2O

 

Цинка оксид получают также окислением цинка на воздухе или в кислороде:

 

2Zn + O2 ® 2ZnO

 

По физическим свойствам указанные соединения отличаются друг от друга, поскольку один является оксидом, а другой — солью (табл. 16.4).

 

16.4. Свойства лекарственных веществ соединений цинка

Лекарственное вещество Химическая формула Описание
Zinc Oxyde (Zinci oxydum)— цинка окись, цинка оксид ZnO Белый или белый с желтоватым оттенком аморфный порошок
Zinc Sulfate (Zinci sulfas)— цинка сульфат ZnSO4 · 7H2O Бесцветные прозрачные кристаллы или мелкокристаллический порошок без запаха. На воздухе выветривается, а при 280 °C полностью теряет кристаллизационную воду

 

Цинка оксид практически нерастворим в воде, но растворим в растворах кислот, щелочей и аммиака. Цинка сульфат очень легко растворим в воде с образованием растворов, имеющих кислую реакцию. Оба вещества практически нерастворимы в этаноле.

Цинка оксид при прокаливании желтеет, при охлаждении принимает прежнюю окраску. Это специфическое свойство, обусловленное односторонней деформацией кристаллов ZnO, позволяет отличать его от других оксидов и солей.

Соединения цинка проявляют амфотерные свойства. При растворении в разведенных минеральных кислотах цинка оксид образует соли, а в избытке растворов гидроксидов щелочных металлов растворимые в воде гидроксокомплексы:

 

2NaOH NaOH H2SO4

[Zn(OH)4]2– ¾¾¾ Zn(OH)2 ¾¾¾ ZnO ¾¾¾® ZnSO4

 

Гидроксид цинка растворим также в избытке раствора аммиака с образованием комплексной соли:

 

Zn(OH)2 + 4NH4OH ® [Zn(NH3)4](OH)2 + 4H2O

 

Перед испытанием на подлинность цинка оксид превращают в соль, растворяя в разведенной серной кислоте. Наличие иона цинка устанавливают по образованию белого осадка сульфида цинка, нерастворимого в уксусной кислоте и легко растворимого в разведенной хлороводородной кислоте (поэтому реакцию нужно выполнять в нейтральной среде):

 

ZnSO4 + Na2S ® ZnS¯ + Na2SO4

 

Эта реакция позволяет отличать цинк от других тяжелых металлов, образующих сульфиды черного цвета.

Растворы солей цинка образуют белый гелеобразный осадок при взаимодействии с раствором гексацианоферрата (II) калия:

 

ZnSO4 + K4[Fe(CN)6] ® K2Zn[Fe(CN)6]¯ + K2SO4

 

Осадок нерастворим в разведенных кислотах, растворим в растворах щелочей.

Тетрароданомеркурат (II) аммония образует с солями цинка в слабокислой среде белый кристаллический осадок:

 

ZnCl2 + (NH4)2Hg(NCS)4 ® ZnHg(NCS)4¯ + 2NH4Cl

 

Дитизон, взаимодействуя с ионами цинка, даёт дитизонат, окрашенный в щелочной среде в красный цвет.

Подобно ионам алюминия (III) цинк во всех соединениях можно обнаружить специфичной реакцией, основанной на прокаливании с нитратом кобальта. Образуется так называемая «зелень Ринмана» — ярко-зелёный плав:

 

ZnO + Co(NO3)2 ¾¾® CoZnO2 + 2NO2­ + ½O2

 

Количественное определение обоих лекарственных веществ проводят комплексонометрическим методом по иону цинка аналогично определению соединений магния и кальция.

Соединения цинка хранят в хорошо укупоренной таре. При хранении следует иметь в виду, что цинка оксид поглощает углекислый газ из воздуха:

 

ZnO + CO2 ® ZnCO3

 

Цинка сульфат на воздухе теряет кристаллизационную воду. Растворы цинка сульфата при хранении мутнеют вследствие образования основной соли: 3Zn(OH)2 · ZnSO4 · 4H2O.

Цинка оксид применяют наружно в качестве вяжущего, подсушивающего и дезинфицирующего средства при кожных заболеваниях. Растворы цинка сульфата (0,1–0,25%) применяют в качестве вяжущего и антисептического средства в офтальмологии, оториноларингологической и урологической практике.

 

ГЛАВА 17.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!