Водные растворы в условиях промышленного производства и их стандартизация

Размещено на http://www.allbest.ru/

Водные растворы в условиях промышленного производства и их стандартизация

Растворы - это жидкие гомогенные системы, состоящие на растворителя и одного или нескольких, распределенных в нем в виде ионов или молекул. Растворение - массообменный процесс. Свойства истинных растворов приведены в таблице. В зависимости от растворителя различают растворы водные, спиртовые, масляные, глицериновые, на смешанных растворителях и др. Концентрацию растворов выражают в процентах по массе и массообъемных. Технологический процесс производства растворов в общем виде состоит из следующих стадий:

Подготовительная

Растворение

Освобождение раствора от механических включений нерастворимых примесей

Стандартизация

Фасовка и упаковка готовой продукции

В промышленных условиях готовятся лишь стойкие при хранении водные растворы. Некоторые водные растворы (растворы формальдегида, перекиси водорода и др.) получают с добавлением стабилизаторов.

Водные растворы получают разными способами:

растворением лекарственных веществ;

химическим взаимодействием веществ, в т.ч. электрохимическим способом.

Схема производства растворов представлена в таблице.

Таблица Схема производства растворов для наружного и внутреннего применения

Стадия растворения осуществляется в аппаратах-реакторах, снабженных мешалкой и теплообменником. Для ускорения растворения в большинстве случаев используют нагревание. Перемешивание осуществляется различными способами:

механическим с помощью мешалок различной конструкции (якорных, рамных, планетарных, пропеллерных, турбинных и др.);

пневматическим (барботированием);

гравитационным, основанным на различной плотности растворителя и раствора;

ультразвуковым;

циркуляционным и др.

Путем механического перемешивания получают водные растворы перекиси водорода, пергидроля, кальция хлорида, калия хлорида, аммиака, уксусной кислоты, сахарный сироп и др.

В результате химического взаимодействия получают раствор основного ацетата алюминия (жидкость Бурова), раствор основного ацетата свинца (свинцовый уксус).

Электрохимическим способом (электролизом) получают жидкость Бурова.

Отделение растворов от механических включений и нерастворимых примесей осуществляется отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием.

Отстаивание основано на разделении фаз под действием сил тяжести. Для этого используют отстойники периодического и полунепрерывного действия. Отстаивание применяется для предварительной очистки растворов.

Фильтрование растворов основано на разделении твердой и жидкой фаз с помощью пористых перегородок (фильтров). Фильтрование может происходить при атмосферном давлении (под давлением гидростатического столба жидкости), при разрежении (под вакуумом), при избыточном давлении. Для фильтрования растворов используют нутч-фильтры, друг-фильтры, пресс-фильтры, фильтр-грибок и др.

Центрифугирование основано на разделении фаз под действием сил центробежного поля. Для разделения твердой и жидкой фаз применяют отстойные, фильтрующие и суперцентрифуги.

Стандартизация растворов

Водные растворы стандартизуют:

органолептически;

по количественному содержанию действующих веществ;

по плотности и др. (например, ля сахарного сиропа определяют цветность и рН).

При несоответствии содержания действующих веществ в растворе его укрепляют или разбавляют по требуемым показателям согласно НД. Для получения раствора с заданной концентрацией или с заданной плотностью применяется правило смешения или соответствующие формулы, которые позволяют рассчитывать необходимое количество разбавителя, исходного раствора с заданной концентрацией или плотностью. Решение данных задач требует соблюдение определенных условий. Выбирается весовой или объемный способ расчета, т.е. ведут расчет в одной системе единиц. Когда имеется возможность, следует выбирать весовой способ разбавления растворов как наиболее точный, т.к. на определение массы раствора не влияет температура.

Для весового способа расчеты проводят по величинам m и Сm, а для объемного - V, , C_V, C_m/V, где

C_m - концентрация в процентах по массе;

C_V - концентрация в процентах по объему;

C_m/V - массообъемная концентрация в процентах;

m - масса раствора в г, кг;

- плотность раствора в г/мл;

V - объем раствора в мл, л.

Если вместо концентрации используется плотность, то количество разбавителя, исходного раствора и раствора требуемой концентрации берется по объему. Если в таких задачах дается масса раствора, то ее необходимо перевести в объем.

При установлении концентрации растворов (массой С_m. объемной С_V или массообъемной С_m/V) руководствуются следующими правилами:

в растворах кислот, щелочей, оснований и сахарном сиропе содержание лекарственного вещества обычно выражается в процентах по массе (С_m);

в растворах, которые готовятся массообъемным способом, содержание растворенного вещества выражается в массообъемных процентах С_m/V;

При расчетах используют формулы и правило смешения («звездочки»).

Разведение растворов по объему

По объему разбавляют те растворы, концентрация которых выражается в массообъемных или объемных процентах, а также в тех случаях, когда вместо концентрации раствора указывается его плотность. Расчеты проводят по правилу смешения или по формуле:

где

а, в, с - концентрация растворов по объему:

а- концентрируемого (укрепителя)

в- требуемого

с- слабого (разбавителя) в %.

х₁, х₂, V - объем раствора с концентрацией: х₁ - с; х₂ - в; V - а.

Так как концентрация этих растворов выражена в массообъемных или объемных процентах, то по правилу смешения части получаются объемными и известное количество раствора должно выражаться в объемных единицах в мл, л и т.д.

Укрепление растворов сухими веществами

Укрепление растворов можно производить более концентрированными растворами или сухими веществами. Количество сухого вещества рассчитывается по формуле:

где

х - количество сухого вещества (г, кг);

V - объем исходного раствора (мл, л);

в - требуемая концентрация раствора в %;

с - концентрация исходного раствора в %;

- плотность раствора требуемой концентрации (г/мл).

Разведение растворов по плотности

Разведение по плотности можно проводить только для растворов, не подвергающихся концентрации. Если в задаче количество растворов дается по массе, необходимо это количество перевести в объем.

Разведение по плотности можно рассчитать по формулам:

где

₁, ₂, ₃- плотность растворов, г/мл

₁- концентрированного

₂- требуемого

₃- слабого;

V, х₁, х₂ - объем раствора с плотностью V - ₁, х₁ - ₃, х₂ - ₂ мл

Жидкость Бурова (ГФ Х1, ст.285)

(раствор ацетата основного алюминия 8%)

Препарат был введен в лечебную практику в 1857 году русским врачом Буровым и применяется в виде водных растворов различной концентрации как вяжущее, противовоспалительное и антисептическое средство.

Жидкость Бурова представляет собой 7,6-9,2 мас/об раствор моноосновной уксусноалюминиевой соли с плотностью 1,044-1,048. Из трех известны уксусно-кислых солей алюминия асептическим действием обладает только одноосновная соль.

Раствор может быть приготовлен двумя способами:

из калиевых квасцов, сульфата алюминия или других алюминиевых солей при взаимодействии с натрия гидрокарбонатом и уксусной кислотой;

электролизом алюминия в уксуснокислой среде.

В промышленных условиях чаще жидкость Бурова получают электрохимическим способом. Этот способ был предложен в 1951 году В.А. Коноваловым и основан на анодном растворении алюминия в 8% растворе уксусной кислоты.

Установка для электролиза представляет собой алюминиевую ванну, охлаждаемую проточной водой. Ванна одновременно служит катодом. Аноды приготовлены из алюминиевых листов. Электроды должны быть включены в цепь постоянного тока. Препарат, полученный данным способом, отличается высокой чистотой.

Препарат стандартизуют:

органолептически (прозрачный или опалесцирующий раствор);

по плотности (1,044-1,048 г/мл);

по содержанию основного ацетата алюминия (7,6-9,2%).

Препарат хранят в прохладном месте. При хранении жидкость Бурова мутнеет. Такой препарат допускается к отпуску после фильтрования при условии, что содержание основного ацетата алюминия в нем не ниже минимального предела.

Раствор основного ацетата свинца (свинцовый уксус)

Состав: Свинца ацетата 3,0

Свинца оксида 1,0

Воды дистиллированной освобожденной от углекислого газа 10,0

Представляет собой бесцветную прозрачную или почти прозрачную жидкость со сладким вяжущим вкусом, слабощелочной реакции, с плотностью 1,223-1,228.

Применяется при воспалительных заболеваниях кожи и слизистых оболочек. Приготовление (ГФ Х1, т.2, с. 127): 3 части свинца ацетата смешивают с одной частью свинца оксида и 1 частью воды, смесь нагревают на водяной бане при помешивании до получения белой массы. К смеси добавляют свежепрокипяченной горячей воды (во избежании образования свинца карбоната) до получения 14 частей жидкости.

Смесь переливают в плотнозакрывающийся сосуд и оставляют для отстаивания на 2-3 суток. Жидкость фильтруют, избегая доступа воздуха, разбавляют свежепрокипяченной горячей водой до получения жидкости с плотностью 1,223-1,228 и тотчас разливают в небольшие стеклянные сосуды, наполняя их доверху, и плотно укупоривают пробками. В препарате содержание свинца должно быть в пределах 16,7-17,4%.

Образование основного ацетата свинца протекает по уравнению:

2Pb(CH3COOH)2 3H2O + PbO Pb(CH3COO)2 Pb(OH)2 + 5H2O

Свинцовый уксус используется для приготовления примочек (Aqua Plumbi). Если концентрация свинцовой примочки в рецепте врачом не указана, то готовят 2% водный раствор свинцового уксуса, принимая его за 100%.

Литература

раствор разведение свинцовый уксус

ГФ Х1 изд.- 1987.- вып.1.- С.175; вып.2.- С.127.

Технология лекарственных форм / Под ред. Ивановой Л.А..- М.: Медицина, 1991.- Т.2.- С.244-266.

Стандартизация лекарств. Методическое пособие для студентов.- М., 1982.- 58 с.

Методические указания по технологии лекарств заводского производства для студентов.- Харьков, 1987.- С.35-48.

Размещено на Allbest.ru