КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ НАТРИЯ ХЛОРИДА В СТЕРИЛЬНЫХ РАСТВОРАХ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

УДК 541.133

КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ НАТРИЯ ХЛОРИДА В СТЕРИЛЬНЫХ РАСТВОРАХ

Ю. П. Перелыгин1, А. Н. Митрошин2, М. Ю. Перелыгин3

1'2'3Пензенский государственный университет, Пенза, Россия

1,3рур@рп!ди.ш [email protected]

Аннотация. В настоящее время известно несколько методик количественного определения хлорида натрия в стерильных растворах, применение которых связано с расходом нитрата серебра (драгоценного металла), достаточно длительного определения методом кулонометрии или кондуктометрическим методом в растворах с концентрацией хлорида натрия менее 2 %. Таким образом, разработка более быстрого и не связанного с расходом драгоценного металла метода определения концентрации хлорида натрия в стерильных растворах с концентрацией более 2 % является достаточно актуальной задачей. Проведена математическая обработка известных экспериментальных данных. На примере известных литературных данных по электропроводности раствора натрия хлорида получено уравнение зависимости концентрации соли от 0,585 до 15,81 % от удельной электропроводности раствора с коэффициентом корреляции 0,999.

Ключевые слова: электропроводность раствора, концентрация хлорида натрия, кондуктометрический метод

Для цитирования: Перелыгин Ю. П., Митрошин А. Н., Перелыгин М. Ю. Кондуктометрический метод определения концентрации натрия хлорида в стерильных растворах // Вестник Пензенского государственного университета. 2023. № 3. С. 68-71.

Введение

Растворы хлорида натрия с концентрацией 0,9 % для внутреннего и от 3 до 10 % для наружного применения достаточно широко используются в медицинской практике [1].

Количественное определение натрия хлорида рекомендуется проводить методом титрования с применением азотнокислого серебра в присутствии в качестве индикатора калия хромата [2], что связано с расходом серебра.

В статье [3] рекомендуется достаточно продолжительный кулонометрический метод титрования с предварительным переводом на катионите раствора хлорида натрия в раствор соляной кислоты. Количество соляной кислоты определяется по количеству

© Перелыгин Ю. П., Митрошин А. Н., Перелыгин М. Ю., 2023

68

электричества, израсходованного на образование в прикатодном пространстве гидроксид ионов, расходуемого на реакцию с ионом водорода.

В работе [4] приводятся различные уравнения зависимости молярной электропроводности от концентрации соли, которые могут быть использованы для кондуктометри-ческого определения концентрации соли по определенной величине удельной электропроводности. Следует только отметить, что приводимые уравнения действительны только при концентрации соли не более 2 % (0,3 моль/л).

Целью настоящего исследования явилась разработка быстрого кондуктометриче-ского метода количественного определения хлорида натрия в стерильных растворах с концентрацией 15 % и менее.

Ранее [5] показано, что для растворов солей соблюдается линейная зависимость 1/Х (X - молярная электропроводность, Ом-1 • моль-1 • м2) от концентрации (с, моль/л):

1 _ 1 с

Л Ао Ао а

(1)

где Хо - предельная молярная электропроводность при бесконечном разбавлении (Ом-1 • моль-1 • м2); а - константа, которая зависит от вида растворителя, растворенного вещества и температуры.

При 25 °С между 1/Х (X - молярная электропроводность, Ом-1 • моль-1 • м2) и концентрацией хлорида натрия (с, моль/м3) имеется зависимость следующего вида [6]:

1

- = 94,11 + 0,0213 с.

А

Экспериментальная часть

Математическая обработка уравнения (1) с учетом, что X = х/с, приводит к следующему линейному уравнению зависимости концентрации хлорида натрия (с) от удельной электропроводности (х) раствора:

1 - Ло 1

с X

В табл. 1 приведены значения удельной электропроводности (х) раствора хлорида натрия от концентрации (с) при температуре 25 °С [7].

Таблица 1

Значения удельной электропроводности

с, моль/л 0,1 0,5 1,0 2,0 3,0

с, % 0,585 2,87 5,65 11,0 15,81

1/с, %-1 1,71 0,35 0,177 0,091 0,063

X, Ом-1 • м-1 1,067 4,681 8,576 14,94 19,67

1/ х, Ом • м 0,937 0,214 0,1166 0,067 0,0508

Обработка экспериментальных данных, приведенных в табл. 1, методом наименьших квадратов приводит к следующему уравнению с коэффициентом корреляции 0,999 и графической зависимости 1/с (%-1) от 1/х (Ом • м) (рис. 1):

1 1,8636

- 0,0383.

Вестник Пензенского государственного университета. 2023. № 3

О 0,1 0,2 0,3 О Л 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1/х

Рис. 1. Зависимости 1/с (%-1) от 1/х (Ом • м) при температуре 25 °С

Таким образом, методика определения концентрации хлорида натрия в растворе сводится к измерению удельной электропроводности раствора (х, Ом-1 • м-1) и расчету концентрации соли (с, %) по последнему уравнению.

Проверка последнего уравнения по данным, приведенным в [8], показала достаточно высокую сходимость. Так, при удельной электропроводности растворов 7,741 и 13,92 Ом-1 • м-1 (температура 25 °С) массовая концентрация соли, рассчитанная по последнему уравнению, соответственно равна 4,94 и 10,5 %, тогда как по данным [8]: 5 и 10 %.

Электропроводность 0,9 % раствора натрия хлорида (изготовлено концерном «Эс-ком»), измеренная на приборе «Анион 4100», равна 1,563 Ом-1 • м-1. В данном случае концентрация натрия хлорида, рассчитанная по последнему уравнению, равна 0,87 %.

Эти данные свидетельствуют о достаточно высокой точности предлагаемой методики определения концентрации хлорида натрия в растворе с концентрацией не более 15,81 % (3 моль/л).

Заключение

Определение концентрации хлорида натрия в стерильных растворах сводится к измерению удельной электропроводности при температуре 25 °С и последующему расчету по уравнению

1 1,8636

0,0383.

с X

Список литературы

1. Машковский М. Д. Лекарственные средства. 15-е изд. М. : Новая волна, 2007. 1206 с.

2. Государственная Фармакопея. 10-е изд. М. : Медицина, 1968. С. 442-443.

3. Абдуллина С. Г., Лира О. А., Сабиржан Р. Р., Егорова С. Н. Кулонометрическое определение натрия хлорида в стерильных растворах // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2011. № 4-2(99). С. 182-185.

4. Антропов Л. И. Теоретическая электрохимия. М. : Высш. шк., 1975. 560 с.

5. Перелыгин Ю. П. О влиянии концентрации соли на эквивалентную электропроводность ее водного раствора // Вестник Пензенского государственного университета. 2022. № 1. С. 83-86.

6. Перелыгин Ю. П., Рашевская И. В., Кольчугина И. Г. Уравнения зависимости молярной электропроводности водного раствора хлорида натрия или хлорида калия от концентрации и температуры // Вестник Пензенского государственного университета. 2023. № 1. С. 58-63.

7. Справочник по электрохимии / под ред. А. М. Сухотина. Л. : Химия, 1981. 488 с.

8. Добош Д. Электрохимические константы : справочник для электрохимиков. М. : Мир, 1980. 365 с.

Информация об авторах

Перелыгин Юрий Петрович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Химия», Пензенский государственный университет.

Митрошин Александр Николаевич, доктор медицинских наук, профессор, директор Медицинского института, Пензенский государственный университет.

Перелыгин Михаил Юрьевич, студент, Пензенский государственный университет. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.