第二章 物理常数测定法课件

LOGO第四节物理常数测定法CompanyLogo目的要求1．掌握《中国药典》2010年版附录中收载的物理常数的类型。2．掌握物理常数测定的基本原理及应用。3．熟悉各种物理常数测定方法及注意事项。CompanyLogoContents相对密度测定法1馏程测定法2熔点测定法3旋光度测定法4折光率测定法5黏度测定法6CompanyLogo第一节相对密度测定法相对密度（relativedensity）系指在相同的温度、压力条件下，某物质的密度与水的密度之比。《中国药典》2010年版除另有规定外，均指t＝20℃时的比值。ttdCompanyLogo如乙醇要求相对密度不大于0.8129，即相当于含不少于95.0％（ml/ml）。纯度变更，相对密度亦随同改变，可以区别或检查药品的纯杂程度。CompanyLogo测定方法比重瓶法仪器不同韦氏比重秤法比重计法CompanyLogo（一）比重瓶测定法适用于测量不挥发或挥发性很小的液体的相对密度。优点：测得准确，用量少。CompanyLogo纯化水重量供试品的重量供试品的相对密度＝1.取洁净、干燥并精密称定的比重瓶，装满供试品（温度应低于20℃或按各药品规定的温度）后，装上温度计（瓶中应无气泡）。置20℃（或各药品规定的温度）左右的水浴中浸泡10～20分钟，用滤纸除去溢出的液体，立刻盖上罩。然后取出，用滤纸将比重瓶的外壁擦干，精密称定，减去比重瓶的重量，求得供试品的重量后，将供试品倾去，洗净比重瓶。2.装满新沸过的冷水，再照上法测得同一温度时水的比重，按左式计算即得：CompanyLogo注意事项1．比重瓶必须是洁净干燥的,一般可先称空瓶重，再装供试品称重，最后装水称重，如此操作比较方便。2．供试品或水装瓶时必须注意不要有气泡。如有气泡则应稍放置，待气泡逸去后再调节，如糖浆、甘油等黏稠液体必须小心沿壁倒入。若产生气泡，必要时可以压缩空气而除去之。CompanyLogo3．称重时需迅速进行，以免供试品因膨胀从瓶塞毛细管溢出。室温超过20℃往往使比重瓶在称量时有水蒸气冷凝于比重瓶外，故需迅速称量。4．温度调好后，小心塞紧瓶塞，瓶塞毛细管中必须充满液体，待瓶内无气泡，用滤纸将瓶塞颈部的水拭干，此时应用戴细布手套的手指拿住瓶颈，以免液体受体温膨胀外溢。然后快速称量，否则影响结果的准确性。CompanyLogo5．室温低于20℃时，可不必迅速称量，比重瓶的毛细管由于液体体积缩小，使毛细管有部分液体缩小而充满气体，其重量可忽略不计。6．供试品如为油类，测定后应尽量倾出油滴，用乙醚或石油醚冲洗数次，待油类完全洗去，再用醇、水冲洗，最后用水冲洗干净，方能测定水的重量。洗瓶时不要忘记洗涤瓶塞。7．采用新煮沸数分钟并冷却的水，其目的是除去水中少量的空气。CompanyLogo（二）韦氏比重秤法（Westphal）韦氏（Westphal）比重秤原理:依据一定体积的物体（如比重秤的玻璃锤），在各种液体中所受的浮力与该液体的相对密度成正比。----适合测定易挥发液体的相对密度或室温超过20℃液体密度的测定。当供试品量足够供测定用时，可选用此法。特点：结果准确可靠，简便迅速，可直接读数。CompanyLogo韦氏比重秤构造1.支架2.调节器3.指针4.横梁5.刀口6.游码7.小钩8.细白金丝9.玻璃锤10.玻璃圆筒11.调节螺丝玻璃锤、横梁、支柱、砝码和玻璃圆筒等CompanyLogo韦氏比重秤法的使用方法取20℃时相对密度为1的韦氏比重秤，安放在温度适当的室内，应避免受热或受冷、受气流及震动的影响，并将其稳定的安装在水泥平台上，其周围不得有强烈磁流及腐蚀气体等。使用时先将仪器盒内各种物件依次取出，将玻璃锤和玻璃圆筒洗净、干燥，再将调节器螺丝放松，将托架升至适当高度后旋紧螺丝。横梁置于托架的玛瑙刀座上，用等重砝码挂于横梁右端的小钩上，调整水平螺丝，使指针与支架左上方另一指针对准，即为平衡。CompanyLogo将等重砝码取下，换上整套玻璃锤。此时必须保持平衡，但允许±0.005的误差，否则应予以校正。用新沸过的冷水将所附玻璃圆筒（或50ml比色管）装至体积的80％左右，置20℃（或该药品项下规定温度）左右的水浴中，搅动玻璃圆筒内的水，调节温度至20℃（或该药品项下规定温度）±1℃（一般操作时用冰水或适当温度的水进行调节至规定温度）。CompanyLogo将悬于秤端的玻璃锤浸入圆筒内的水中，秤臂右端悬挂游码于1.000比重处，调节调整螺丝或秤臂左端平衡用的螺丝使平衡，然后将玻璃圆筒内的水倾去，拭干。装入供试液至相同的高度，并用同法调节温度后，再把拭干的玻璃锤沉入供试液中，调节秤臂上游码的数量与位置使平衡，读取数值，即得供试品的相对密度。若该比重秤系在4℃时相对密度为1，则用水校正时，游码应悬于0.9982处，并将在20℃测得的供试品比重除以0.9982。CompanyLogo第二节馏程测定法一、基本原理沸点（或称沸腾温度）系指液态物质的蒸汽压力随温度上升而增大，当蒸汽压力与大气压力相等时，液体呈现沸腾现象，此时温度即为该物质的沸点。馏程系指一种液体照下述方法蒸馏，校正到标准压力〔101.3kPa（760mmHg）〕下，自开始蒸馏出第5d算起，至供试品仅剩3～4ml，或一定比例的容积蒸馏出时的温度范围。－－可以区别或检查药品纯净的程度CompanyLogo操作方法取供试品25ml，经长颈的干燥小漏斗，转移至干燥的蒸馏瓶中，加入洁净的无釉小瓷片数片，插上带有磨口的温度计，冷凝管的下端通过接流管接以25ml的量筒为接收器。如用直接火焰加热，则将蒸馏瓶置石棉板中心的小圆孔上,并使蒸馏瓶壁与小圆孔边缘紧密贴合，以免气化后的蒸气继续受热，然后用直接火焰加热使供试品受热沸腾，调节温度，使每分钟馏出2～3ml，注意检读自冷凝管开始馏出第5滴时与供试品仅剩3～4ml或一定比例的容积馏出时，温度计上所显示的温度范围，即为供试品的馏程。CompanyLogo注意事项1．供试品的沸点在80℃以下者用水浴，其液面始终不得超过供试品的液面。如系易燃性药物乙醚、三氯甲烷等可用恒温水浴或蒸气水浴锅，切勿在水浴下再用明火加热，以免引起火灾。2．供试品的沸点在80℃以上时用直接火焰或其他电加热器加热，同时火源（如酒精喷灯或煤气灯等）始终不能超过供试品液面，以免发生过热蒸汽，温度计指示较高的温度，使测定结果造成误差。3．温度计校正，温度为分浸型具有0.5℃刻度者，其准确度可按熔点测定法项下校正。CompanyLogo4．为防止发生爆沸现象，应加入一些止爆剂或用一端封闭的毛细管或洁净的小瓷片，在蒸馏开始前加入，切不可在将近沸腾时再加，否则将引起爆沸而冲出瓶外，如为易燃物质更会引起火灾！宜特别注意。止爆剂经一次沸腾后即失去作用，必须新加，如蒸馏中途停止，再继续蒸馏之前，应再补充新的止爆剂，如用毛细管为止爆剂，应取长度超过蒸馏瓶的直径能倒立于瓶中为宜。5．蒸馏速度不宜过快，调节温度，使每分钟馏出2～3ml，火力不宜太强，以免产生过热蒸汽。一般开始加热至初馏点应为5～10分钟，馏出90％至干点（即终沸点）为3～5分钟。CompanyLogo6．馏出液5滴时检读温度，此5滴应在冷凝管下端出口处算起。7．勿在空气流动地方操作，否则影响读数，最好在室温恒温20～25℃进行蒸馏。8．馏程在80℃以下的供试品，量取及测量馏出物体积时，均宜在5～10℃水浴中进行。馏程在80℃以上的在常温下进行。CompanyLogo9．《中国药典》2010年版规定，测定时气压如在101.3kPa（760mmHg）以上，每高0.36kPa（27mmHg）应将测得的温度减去0.1℃，如果在101.3kPa（760mmHg）以下，每低0.36kPa（27mmHg），应增加0.1℃。CompanyLogo第三节熔点测定法熔点（MeltingPoint）:由固体熔化成液体的温度融熔同时分解的温度在熔化时初熔至全熔经历的温度范围----可以鉴别药物，检查药物的纯净程度CompanyLogo熔融同时分解样品受热达到一定温度时产生气泡、变色或浑浊初熔样品开始局部液化、出现明显液滴全熔样品全部液化CompanyLogo初熔全熔供试品“发毛”、“收缩”阶段过长时，说明供试品质量较差。CompanyLogo测定方法ChP共收载三法(依照物质的性质不同)第一法测定易粉碎的结晶性固体如各种结晶型药物第二法测定不易粉碎的固体药物如脂肪、石蜡、羊毛脂第三法测定凡士林等非固体样品----样品需先经干燥后才测定熔点√√CompanyLogo熔点在一定程度上反映了物质固态时的晶格能的大小。晶格能愈大，熔点也愈高。格子力的大小受分子间作用力的本性，分子结构与性状以及晶格类型三种因素的支配。化学结构相同，但晶型不同，熔点也就不相同。而同一药品往往因晶型不同，其疗效也不一样。如无味氯霉素A晶型熔点为89～95℃；B晶型的熔点为86～91℃。CompanyLogo化合物分子中引入能形成氢键的官能团后，其熔点升高；同系物中，熔点随分子量的增大而升高；分子结构愈对称，愈利于排成整齐的形式，造成更大的格子力，则熔点也愈高。CompanyLogo仪器容器放传温液用，烧杯、圆底烧瓶、b形玻璃管等搅拌器玻璃棒或磁力搅拌器温度计0.5℃刻度，预先用待测对照品校正毛细管9cm,内径0.9-1.1mm,厚0.10-0.15mm,一端熔封,用中性硬质玻璃毛细管传温液80℃,水、80℃,硅油或液体石蜡CompanyLogo易粉碎固体药品研粉，干燥。在毛细管中装入供试品3mm重复3次测定，取平均值CompanyLogo不易粉碎固体药品供试品熔融(minT)吸入毛细管(双开口)10cm10℃静置24h，凝固毛细管缚在温度计上Bp约低5℃,慢升温供试品开始上升记录温度CompanyLogo凡士林或类似物质供试品加热90℃,厚12cm冷至BP上限10℃大水银球温度计冷至5℃粘附供试品至混浊浸入16℃的水中温度计插入试管中塞紧水浴加热38℃后1℃/min供试品第一滴滴落CompanyLogo注意事项1．毛细管的大小由于毛细管内装入供试品量对熔点测定结果有影响，内径大了，全熔温度会偏高0.2℃～0.4℃之间，故毛细管的内径必须按规定选用。中性硬质玻璃长度≥90mm内径0.9~1.1mmCompanyLogo2．温度计的使用：分浸型，具0.5℃刻度须先经校正。3．传温液的使用：m.p＜80℃水m.p＞80℃硅油或液状石蜡（1）传温液用后盖好：以免吸收水分不能使用（硫酸钾硫酸）。（2）硫酸钾硫酸液冷却后即凝固，再使用时必须在水浴内加温至周围大部分熔化，后再小火直接加热使其熔化，否则一开始用直火加热，受热太猛，固体迅速膨胀使烧杯炸裂造成事故。（3）温度计用完后冷却后擦干，勿立即用水冲洗，温度计会破裂。CompanyLogo4．供试品的使用：必须研细并经干燥，测定才准确。熔点范围低限在135℃以上，受热不分解的供试品，可采用105℃干燥；熔点在135℃以下的或受热分解的供试品，可在五氧化二磷干燥器中干燥过夜。一般说，除另有规定外，应参照各该药品项下干燥失重的温度干燥。CompanyLogo第四节旋光度测定法一、基本原理不对称碳原子H︱R－C－R′︱CH3手性碳原子具有光学活性CompanyLogoCOHHCHOHCHOHCHCHOHCH2OHO葡萄糖CompanyLogo自然光自然光偏振光片偏振光片偏振光偏振光供试品管供试品管偏振面转偏振面转或称尼科或称尼科（含旋光性物质的溶液（含旋光性物质的溶液））过了一定过了一定尔棱镜尔棱镜的角度的角度旋光法的一般原理旋光法的一般原理CompanyLogo旋光性：手性化合物使平面偏振光偏振面旋转的性质。旋光物质：具有旋光性的物质称为旋光物质，或称为光学活性物质。旋光度(polarimetrypolariscopy，α)：偏振面被旋转的角度。右旋体和左旋体：若手性化合物能使偏振面右旋(顺时针)称为右旋体，用(+)表示；而其对映体必使偏振面左旋(逆时针)相等角度，称为