- MÉTODOS VOLUMÉTRICOS

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1 - MÉTODOS VOLUMÉTRICOS Potência / Teor: DETERMINAÇÃO DO TEOR - São ensaios que visam a determinação quantitativa, ou seja a concentração do analito no medicamento ou matéria-prima. - As principais características destes ensaios são: exatidão, precisão e especificidade. A escolha do método depende: - Descrição Farmacopeica; - Natureza de informações que se procura; - Quantidade de amostra disponível - % do analito na amostra - Utilização dos resultados da análise. 1

2 DETERMINAÇÃO DO TEOR Volumetria / Titulação Gravimetria Espectrofotometria - Ultravioleta ( nm) - Visível ( nm) Cromatografia - Líquida de Alta Eficiência - Cromatografia Gasosa Espectroscopia (Análise de chama) MÉTODOS CLÁSSICOS OU TRADICIONAIS -Baseados no desenvolvimento de reações químicas, seguida da determinação quantitativa do produto formado. - Volumetria: determinação quantitativa do analito pela reação com solução padrão. - Gravimetria: determinação quantitativa do analito pela reação com reagente específico, formação de um precipitado, separação e determinação da massa do produto. 2

3 VOLUMETRIA - Princípio: Análise quantitativa que consiste na determinação de uma espécie química de interesse (analito) através da reação com uma solução de concentração conhecida ( solução padrão). - Objetivo: A quantidade de solução padrão requerida para completar a reação com o analito é usada para estimar a pureza ou potência da amostra. Vantagens: -Método econômico e rápido -Não necessita de equipamentos sofisticados ou mão de obra especializada -Apresenta elevada precisão e exatidão -Pode ser automatizado. Desvantagens: -Pouca especificidade, não seletivo. -Requer grande quantidade de amostra e reagentes - Para o doseamento de qualquer tipo de matéria-prima ou produto é necessária a preparação de soluções de concentração exatamente conhecida e confiável (SOLUÇÃO PADRÃO) preparada com reagente de elevada pureza = Padrão Primário Lembrete: Padrão primário: reagente de pureza elevada (impurezas inferior que 0,02%) utilizado para padronizar ou corrigir a concentração de soluções empregadas em análise volumétrica. Características dos padrões primários: ser de fácil obtenção, purificação e secagem; estável ao ar ou nas condições de uso; solúvel no solvente utilizado. 3

4 Exemplos de padrões primários: Carbonato de sódio (Na2CO3) Hidrogenoftalato de potássio (KH(C8H4O4) Cloreto de sódio (NaCl) Dicromato de potássio (K2Cr2O7) Iodato de potássio (KIO3) Oxalato de sódio (Na2C2O4) Definição Indicadores ácido/base Um indicador ácido/base é um ácido orgânico fraco ou uma base orgânica fraca, cuja forma não dissociada possui cor diferente daquela exibida por sua base conjugada ou seu ácido conjugado. A característica de um indicador ácido/base é que exibe coloração diferenciada em função do ph da solução. Podem ser tanto substâncias naturais como sintéticas. 4

5 Curvas de Titulação Titulação de um ácido forte por uma base forte 9 Curvas de Titulação Titulação de um ácido forte por uma base forte Efeito da concentração 10 5

6 Curvas de Titulação Titulação de um ácido fraco por uma base forte 11 Curvas de Titulação Titulação de um ácido fraco por uma base forte 12 6

7 Conclusões importantes As reações de volumetria de neutralização ocorrem entre um ácido e uma base, produzindo sal e água. O ph da solução resultante no ponto de equivalência dependerá do sal formado e, portanto, da hidrólise do sal no meio aquoso. Identificar o tipo de sal formado e sua reação de hidrólise é importante para saber se o ponto de equivalência estará em ph ácido, neutro ou básico. O ph que corresponde ao ponto de equivalência permitirá escolher um indicador ácido/base adequado. O indicador ácido/base adequado é aquele que exibe sua mudança de cor numa faixa de ph que inclui o ponto de equivalência, permitindo, então, perceber o ponto final da reação de neutralização. 13 O acompanhamento de alterações de ph durante todo o processo de titulação permite descrever as diferentes curvas de titulação ácido/base sob forma gráfica. A interpretação das curvas de titulação ácido/base permite evidenciar que a identificação do ponto final em reações que envolvem ácidos e bases fortes é bastante definida. 14 7

8 A interpretação das curvas de titulação ácido/base permite concluir que a identificação do ponto final em reações que envolvem ácidos e bases fracas torna-se menos evidente. Deve-se,então, evitar titulação de ácidos fracos com bases fracas ou titulação de bases fracas com ácidos fracos. Dessa forma, para titular ácidos fracos, usa-se como titulante uma solução de base forte, em concentração adequada. Similarmente, para titular bases fracas, usa-se como titulante uma solução de ácido forte, em concentração adequada. 15 ESQUEMA DE TITULAÇÃO * Titulante Titulador Automático * Titulado AGITADOR MAGNÉTICO 8

9 Volumetria - Classificação Classificação Direta e por retorno Conceito Solução Padrão (SV) Indicador Exemplos de uso Volumetria Neutralização Envolve reação de ácidos e bases NaOH HCl H2SO4 Fenolftaleína Azul de bromotimol AAS; Ác. Salicílico, ác. Mefenâmico, furosemida, lidocaína, teor de ác. Acético no vinagre. Volumetria Precipitação Envolve formação de precipitado AgNO3 KSCN NH4SCN K 2 CrO 4 Alumen férrico Eosina Cloreto de sódio (sol. Fisiológica); KCl, cloreto na água potável. Volumetria Complexação Titulação de íons metálicos com quelantes EDTA e seus sais Murexida Calcon Negro de Erio cromo T Determinação da dureza da água (Ca 2+ Mg 2+ ); Sulfato de Magnésio Classificação Direta e por retorno Volumetria Óxido- Redução Conceito Envolve reações de óxidoredução, Oxidante: ganha e- Redutor: perde e- Solução Padrão (SV) KMnO 4 K 2 CrO 7 Na 2 S 2 O 3 Indicador Ferroína Solução de amido (SI) Exemplos de uso Água oxigenada e sulfato ferroso, Vitamina C Volumetria em meio não aquoso Baseia-se no conceito de ácidos e bases de Lowry & Bronsted e é destinado ao doseamento de ácidos e bases muito fracas Ácido Perclórico Metóxido de potássio Alaranjado de metila Cloreto de Metilrosanilina Timolftaleína Tiabendazol; Metformina; Metronidazol; Procaína 9

10 REQUISITOS DA REAÇÃO VOLUMÉTRICA Nem todas as reações químicas podem servir de base para determinações volumétricas: - Possuir equação química bem definida; - Ser extremamente rápida; - Ser completa no ponto de equivalência; - Permitir a detecção no ponto final. Preparo da solução padrão: - Quando se parte de um padrão primário (substância apresenta pureza e estabilidade) Pesagem da substância com exatidão, dissolução da mesma em solvente adequado até marca de aferição do balão volumétrico. - Quando se parte de um reagente que não é padrão primário, inicia-se o procedimento como citado acima, porém a [ ] da solução não é exata é apenas aproximada. Titulação com outra solução padrão!!! 10

11 Solução de NaOH e HCl: Soluções mais utilizadas na volumetria por neutralização. Como não são padrões primários, devem ser tituladas com soluções de substâncias padrões primários: Para padronização de ácidos: -Borax, Na2CO3 Para padronização de bases: - Biftalato de potássio (KHC8H4O4) Cálculo : a partir do ponto de equivalência: n titulado = n titulante Onde n = CxV = m (g) MM C titulado x V titulado = C titulante x V titulante Exercício: 1) Para titular 0,5000g de bórax (M= 381,34 g/mol) foram gastos exatamente 34,10mL de uma solução de HCl. Qual a concentração molar do ácido e a concentração em g/l? 2) 10 ml de uma solução de HCl foram diluídos a 250mL. 20,8 ml da solução resultante foram titulados com 22,8mL de uma solução de NaOH 0,0933mol/L. Calcular a concentração molar original do ácido e o volume dessa solução necessário para preparar 2,0 L de solução 0,1mol/L. 11

12 EXEMPLO DE DOSEAMENTO POR VOLUMETRIA ÁCIDO UNDECILÊNICO (Acidum undecylenicum) C11H20O2 PM: 184,28 CAS Contém, no mínimo, 97,0% e, no máximo, 102,0% de C11H20O2. Fator Titulométrico e especificações DESCRIÇÃO Caracteres físicos. Massa cristalina branca ou amarela pálido, ou líquido incolor ou amarelo pálido, comodor característico. Solubilidade. Praticamente insolúvel em água, facilmente solúvel em etanol, éter etílico, óleos graxos e essenciais. IDENTIFICAÇÃO A. Temperatura de congelamento (V.2.4). Não menos que 21 ºC. B. Índice de refração (V.2.6). 1,447 a 1,448. C. Dissolver 0,1 g da amostra em mistura de 2 ml de ácido sulfúrico M e 5 ml de ácido acético glacial. Adicionar, gota a gota, 0,25 ml de permanganato de potássio a 3% (p/v). A solução de permanganato de potássio descora. DOSEAMENTO Dissolver 0,75 g em 50 ml de etanol, adicionar 3 gotas de fenolftaleína SI. Titular com hidróxido de sódio 0,1M SV até coloração rosa persistente por, pelo menos, 30 segundos. Realizar ensaio em branco e fazer as correções necessárias. Cada ml de hidróxido de sódio 0,1 M SV equivale a 18,428 mg de C11H20O2. Podem ser encontrados nas Farmacopéias 12

13 CÁLCULO DE DOSEAMENTO Necessário conhecer a reação envolvida - Emprego do fator titulométrico descrito nas farmacopéias. Exemplo: Titulação do ácido undecilênico com hidróxido sódio. - Cada 1mL de hidróxido sódio 0,1mol/L equivale a 18,43mg de ácido undecilênico. De onde vem esse valor??? No ponto de equivalência: O n do titulado = n titulante Onde n = quantidade de matéria (substância) Princípio da equivalência - Princípio da equivalência: 1 mol do ácido undecilênico reage com 1 mol de NaOH. 1 L de solução a 1 mol/l de NaOH = 1 mol do fármaco (184,3g) dividindo por ml de solução a 1 mol/l de NaOH = 0,1843g do fármaco 1 ml de solução a 0,1 mol/l de NaOH = 18,43mg do fármaco Fator titulométrico 13

14 Uso do fator titulométrico preconizado pelas diferentes farmacopéias auxilia no cálculo do teor: FÓRMULA: % = V (L) x Fc x FT x 100 TE (g) V: volume (L) gasto do titulante. Fc: fator de correção do titulante. TE: tomada de ensaio (g) da amostra. FT: Fator titulométrico relação do titulado que reage com titulante (fator farmacopeico). EXERCÍCIO: A massa de 0,3056g de ácido undecilênico (MM= 184,28g/mol), antimicótico tópico, foi analisada pelo método preconizado pela Farmacopéia Brasileira IV ed. Calcule o teor da amostra sabendo que foram gastos 16,0mL de NaOH 0,10mol/L com fator de correção de 1,023. CH 2 =CHCH 2 (CH 2 ) 6 CH 2 COOH + NaOH CH 2 =CHCH 2 (CH 2 ) 6 CH 2 COONa + H 2 O 14