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(diǎn)測定法授課時(shí)數(shù)2授課日期年 月 日課型（請打）講授課 討論課 實(shí)驗(yàn)課 習(xí)題課 其他 （ ） （ ） （ ） （ ） （ ）教學(xué)目標(biāo)（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(diǎn)測定法的原理及方法。知識重點(diǎn)物理常數(shù)、相對密度、餾程、熔點(diǎn)的概念知識難點(diǎn)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(shí)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(qiáng)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)危帜軝z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(diǎn)、凝點(diǎn)、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(biāo)準(zhǔn)的性狀項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(jì)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(diǎn)是測得相對密度準(zhǔn)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(jì)（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(dá)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(shí)水的比重，按下式計(jì)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(shí)，可選用此法，其測定結(jié)果準(zhǔn)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(jì)，可以觀察測定時(shí)的溫度），玻璃錘具有一定的體積，當(dāng)沉入水中時(shí)，恰好能排開5g的水（一定溫度時(shí)）。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(shí)，可與固定支架左上方的另一指針對準(zhǔn)。有4種游碼，每種2個(gè)。各游碼在衡量右端掛鉤時(shí)，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(shí)）可用50ml比色管代替。3韋氏比重秤法的使用方法 取20時(shí)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(qiáng)烈磁流及腐蝕氣體等。使用時(shí)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(zhǔn)，即為平衡。將等重砝碼取下，換上整套玻璃錘。此時(shí)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(xiàng)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(xiàng)下規(guī)定溫度）1（一般操作時(shí)用冰水或適當(dāng)溫度的水進(jìn)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(shí)相對密度為1，則用水校正時(shí)，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(xiàng)1比重瓶必須是潔凈干燥的。2供試品或水裝瓶時(shí)必須注意不要有氣泡。3調(diào)節(jié)溫度時(shí)，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(shí)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(xì)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(shí)應(yīng)用戴細(xì)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(zhǔn)確性。5室溫低于20時(shí)，可不必迅速稱量，比重瓶的毛細(xì)管由于液體體積縮小，使毛細(xì)管有部分液體縮小而充滿氣體，其重量可忽略不計(jì)。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(shí)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(diǎn)（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(shí)，液體呈現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，此時(shí)溫度即為該物質(zhì)的沸點(diǎn)。餾程系指一種液體照下述方法蒸餾，校正到標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)，預(yù)先經(jīng)過校正，溫度計(jì)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(shí)用水?。ㄆ湟好媸冀K不得超過供試品的液面），80以上時(shí)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(jì)，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(shí)與供試品僅剩34ml或一定比例的容積餾出時(shí)，溫度計(jì)上所顯示的溫度范圍，即為供試品的餾程。（三）注意事項(xiàng)1供試品的沸點(diǎn)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(diǎn)在80以上時(shí)用直接火焰或其他電加熱器加熱，同時(shí)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(jì)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(shí)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(xì)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(shí)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(bǔ)充新的止爆劑，如用毛細(xì)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(qiáng)，以免產(chǎn)生過熱蒸汽。5溫度計(jì)校正，溫度為分浸型具有0.5刻度者，其準(zhǔn)確度可按熔點(diǎn)測定法項(xiàng)下校正。6餾出液5滴時(shí)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(jìn)行蒸餾。8開始加熱至初餾點(diǎn)應(yīng)為510分鐘，餾出90%至干點(diǎn)（即終沸點(diǎn)）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(shí)，均宜在510水浴中進(jìn)行。餾程在80以上的在常溫下進(jìn)行。10測定時(shí)，如要求供試品在餾程范圍內(nèi)餾出不少于90%以上時(shí)，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(shí)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(diǎn)測定法（一）基

14、本原理熔點(diǎn)（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(shí)分解的溫度或在熔化時(shí)初熔至全熔經(jīng)歷的溫度范圍。某些藥品具有一定的熔點(diǎn)，測定熔點(diǎn)可以鑒別藥物，檢查藥物的純凈程度，因此熔點(diǎn)在藥品標(biāo)準(zhǔn)中是比較重要的項(xiàng)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(diǎn)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(jì)及實(shí)用的需要來選擇。2溫度計(jì) 供測定傳溫液的溫度及供試品熔點(diǎn)用。中國藥

15、典規(guī)定可用分浸型具有0.5刻度的溫度計(jì)，預(yù)先用熔點(diǎn)測定用標(biāo)準(zhǔn)品校正。校正時(shí)溫度計(jì)浸入傳溫液的深度應(yīng)與測定供試品時(shí)浸入傳溫液的深度一致。3熔點(diǎn)測定毛細(xì)管（簡稱毛細(xì)管） 供放置供試品用，應(yīng)選用中性硬質(zhì)玻璃毛細(xì)管，有市售，需用時(shí)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(shí)，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(xì)管，兩端熔封，臨用時(shí)居中截開，分成兩支使用。4傳溫液 熔點(diǎn)在80以下者用水；熔點(diǎn)在80以上者用液狀石蠟、硅油、硫酸等；熔點(diǎn)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(diǎn)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(zhǔn)確控制升溫速度，所測得熔點(diǎn)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(xì)粉，除另有規(guī)定外，應(yīng)參照各藥品項(xiàng)下干燥失重的條件干燥，若該藥品不檢查干燥失重、熔點(diǎn)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(diǎn)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(shí)或其他適宜的干燥方法干燥。分取供試品適量，置毛細(xì)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(xì)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(xì)管的熔封端，裝入供試品的高度為3mm。另將溫度計(jì)放入盛裝傳溫液的容器中，使溫度計(jì)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(jì)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(jì)的分浸線處，將傳溫液加熱，待溫度上升至規(guī)定的熔點(diǎn)低限尚低約10時(shí)，將毛細(xì)管浸入傳溫液，貼附在溫度計(jì)上，位置須使毛細(xì)管內(nèi)的供試品部分剛好處在溫度計(jì)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(shí)須不斷攪拌使溫度保持均勻。供試品在毛細(xì)管內(nèi)開始局部液化時(shí)的溫度，作為初熔溫度；供試品全部液化（

18、澄明）時(shí)的溫度，作為全熔溫度。2測定熔融時(shí)分解的供試品的熔點(diǎn)：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(shí)（或開始產(chǎn)生氣泡時(shí)）的溫度作為初熔溫度；供試品固相全部液化時(shí)，有時(shí)固相消失不明顯，應(yīng)以供試品分解物開始膨脹上升時(shí)的溫度作為全熔溫度。某些藥品無法分辨初熔、全熔時(shí)，可記錄其發(fā)生突變時(shí)的溫度，該溫度和初熔、全熔溫度一樣，均應(yīng)在各藥品項(xiàng)下規(guī)定的范圍以內(nèi)。（三）注意事項(xiàng)1毛細(xì)管的大小 由于毛細(xì)管內(nèi)裝入供試品量對熔點(diǎn)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(xì)管的內(nèi)徑必須按規(guī)定選用。2溫度計(jì)的使用 溫度計(jì)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(zhǔn)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(diǎn)時(shí)，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(jì)，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(xì)并經(jīng)干燥，才能使測定得結(jié)果準(zhǔn)確，熔點(diǎn)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(diǎn)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(xiàng)下干燥失重的溫度干燥。供試品裝入熔點(diǎn)測定管時(shí)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(xì)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(diǎn)測定結(jié)果有明顯影響，所以應(yīng)嚴(yán)格控制升溫速度。一般的供試品在加熱到規(guī)定的熔點(diǎn)尚低約10時(shí)，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