PRACTICA No. 2

DETERMINACION DE PSEUDOEFEDRINA EN TABLETA POR MEDIO DEL ESPECTOFOTOMETRO UV

OBJETIVO El alumno determinara la cantidad de pseudoefedrina en una tableta, empleando la ley de Beer

HIPÓTESIS Si a una tableta que contenga pseudoefedrina se le realiza una extracción para separarla de los compuestos en los que se

contenga, y a partir de un estándar de una solución de este mismo compuesto y sus respectivas diluciones en partes por millón, se obtendrá una curva patrón para poder determinar la concentración real de la sustancia en la tableta problema

INTRODUCCION

Lambert estudió la influencia de la longitud del paso óptico en la relación de luz incidente y saliente (P0/P). Se encontró que presentaban una relación directamente proporcional, de manera que propuso lo siguiente:

Pero la relación entre la intensidad y la concentración de la especie absorbente tiene mucho más interés por lo que Beer determinó que al aumentar la concentración del absorbente, se producía el mismo efecto que un aumento de proporcional en la longitud del trayecto de absorción de la radiación. De esta forma, la constante de proporcionalidad k de la ecuación anterior, es a su vez, proporcional a la concentración de soluto absorbente, esto es: k = aC, y usando logaritmos de base 10 en vez de naturales, solo puede modificarse el valor de k (o a). Así la forma combinada de las leyes en donde a incorpora el factor de conversión de base 10, es decir, 2.303 se denomina “Ley combinada de Lambert-Beer” que por lo general se conoce solo como Ley de Beer.

Si la longitud de trayecto de la muestra se expresa en centímetros y la concentración en gramos de absorbente por litro de solución, la constante a, llamada absorbancia relativa específica o coeficiente de absorción, tiene por unidades litro g-1 cm-1.

Con frecuencia se desea especificar C en términos de concentraciones molares, manteniendo b en unidades de centímetros, entonces la ecuación anterior se describe como: Donde Є, en unidades de L mol-1 cm-1 se llama coeficiente molar o coeficiente molar de absorción.

Una gráfica de la absorbancia en función de la concentración será una línea recta que pasa por el origen, tal como se muestra en la figura: (Esta es la representación de la ley de Beer)

Las escalas de lectura y de medición de los espectrofotómetros suelen estar calibradas para leer absorbancias y transmitacias. La Sensibilidad de un espectrómetro depende de la magnitud de la absorbancia específica y de la absorbancia mínima que puede medirse con el grado de certidumbre requerido.

Desviaciones con respecto a la ley de Beer

Se clasifican en tres categorías: reales, instrumentales y químicas; Las desviaciones reales se originan en cambios del índice de refracción del sistema analítico.

Kortum y Seiler señalaron que la ley de Beer sólo es aplicable en forma precisa a bajas concentraciones; no es la absorbancia específica lo que es constante, sino la expresión:

Donde n es el índice de refracción de la solución a concentraciones 10 -3M o menores, el índice de refracción es esencialmente constante. Y lo mismo sucede con la absorbancia específica. Esto no elimina la posibilidad de análisis cuantitativos a concentraciones elevadas, pues el uso de soluciones patrón y una curva de calibración pueden proporcionar una exactitud suficiente.

La desviación de la ley de Beer supone una luz monocromática, pero la luz verdaderamente monocromática sólo puede obtenerse en un alto grado con fuentes de emisión de líneas muy especializadas. Todos los monocromadores, cualesquiera que sea su calidad y tamaño tienen un poder de resolución finito y por consiguiente un paso de banda instrumental mínimo. Sin embargo, si la absorbancia es esencialmente constante en la amplitud del paso de la banda instrumental, la ley de Beer concuerda con límites bastante precisos. De esta forma si la constante de absorbancia no es constante en el intervalo de longitudes de onda usado, la ley de Beer produce errores.

Las desviaciones químicas de la ley de Beer son causadas por desplazamientos de un equilibrio químico o físico en el que participa la especie absorbente. Si una especie absorbente participa en un equilibrio ácido-base, la ley de Beer fallará, a menos que el pH y la fuerza iónica se mantengan constantes.

Ley d absorción: descripción de los procesos de absorción.

La ley de absorción, también conocida como ley de lambert y Beer, o simplemente ley de Beer, da información cuantitativa de cómo es que la atenuación (disminución en la energía de un haz de radiación por unidad de área) de la radiación depende de la concentración de las moléculas que la absorben y de la distancia que recorre el rayo en el medio absorbente. Cuando la luz atraviesa una solución de analito, la intensidad de radiación disminuye como consecuencia de la excitación de analito. Cuanto mayor sea la trayectoria del rayo en la solución de analito de una concentración dada, habrá mas especies que absorban la radiación y la atenuación será mayor.

La transmitancia T de la solución, es la fracción de radiación incidente que transmite la solución, tal como se muestra en la ecuación siguiente y se puede expresar como porcentaje de transmitancia: La absorbancia de A de una solución esta relacionada con la trasmitancia en forma logarítmica; el aumento en la absorbancia de una solución se acompaña de una disminución en la transmitancia.

Medición de transmitancia y absorbancia.

Para medir absorbancia y transmitancia, las soluciones a analizar deben de estar contenidas en una cubeta o celda; en las paredes de las celdas puede haber perdidas por reflexión o dispersión, que pueden ser sustanciales, asimismo la luz que viene de la superficie de moléculas o de partículas grandes, como el polvo presente en el disolvente, también se puede dispersar en todas direcciones y atenuar aún más el rayo cuando éste atraviesa la solución.

Para compensar estos efectos, la energía del haz transmitido por la solución del analito se compara con la energía de un haz que atraviesa una celda casi idéntica que contiene solo el disolvente del analito o un blanco. De esta manera se obtiene una absorbancia experimental que se acerca mucho a la verdadera absorbancia de la solución, es decir:

Ahora, los términos P0 y P se refieren a la potencia de un haz que ha pasado a través de las celdas que contienen el banco (disolvente) y el analito, respectivamente.

Ley de Beer

De acuerdo con la ley de Beer, la absorbancia está relacionada linealmente con la concentración (c) de las especies absorbentes y con la longitud de la trayectoria de la radiación (b) en el analito absorbente; y se expresa mediante la siguiente ecuación:

En este caso, a es una constante de probabilidad llamada absortividad. Dado que la absorbancia es una cantidad adimensional, la absortividad debe tener unidades que cancelen las unidades de b y c. Por ejemplo, si c tiene unidades en gramos por litro (g L-1) y b esta en centímetros (cm.), la absortividad tiene unidades de litros por gramos centímetro (L g-1 cm-1).

Cuando la concentración c se expresa en la ecuación anterior en moles por litro y b en centímetros, la constante de proporcionalidad se denomina absortividad molar y se representa con el símbolo ε. Donde ε tiene unidades de litros por mol centímetro (L g-1 cm-1).

Aplicaciones de la ley de Beer

La ley de Beer se puede utilizar en distintas maneras. Pueden calcularse las absortividades molares de las especies si se conocen sus concentraciones, también se puede utilizar el valor de la absorbancia medida para conocer la concentración si es que se conocen la absortividad y la longitud de la trayectoria de la radiación. Sin embargo, la absortividad es una función de diversas variables, tales como el disolvente, la composición de la solución y la temperatura, de ahí que los valores de la absortividad que se encuentran en la literatura varíen con las condiciones en las que se hace la medición. Por esta razón, es aconsejable no depender nunca de los valores dados en la literatura para un análisis cuantitativo. Para conocer la absortividad en las condiciones del análisis, se preparan varias soluciones patrón analito en el mismo disolvente y una misma

temperatura. Con las soluciones patrón se construye una curva de calibración, o curva de trabajo, de absorbancia frente a la concentración, o también puede obtenerse una ecuación de regresión lineal. A veces es necesario hacer por duplicados de la solución del analito para compensar los efectos debidos a la matriz, también se puede aplicar el método de las adiciones estándar para el mismo fin.

Limitaciones de la ley de Beer

La relación lineal entre la absorbancia y longitud de la trayectoria de la radiación a una concentración fija, es una generalización para la que hay pocas excepciones. Por lo contrario, es muy frecuente encontrar desviaciones a la proporcionalidad directa entre absorbancia y concentración (cuando b es constante). Algunas de estas desviaciones, denominadas desviaciones reales, son significativas y representan limitaciones reales de esta ley. A veces se observan desviaciones debidas a la forma en que se mide la absorbancia (desviaciones instrumentales) o como resultado de los cambios químicos asociados a las variaciones de concentración (desviaciones químicas).

Desviaciones reales de la ley de Beer La ley de Beer solo describe el comportamiento de la absorción en soluciones diluidas y, en este sentido es una ley limitada. Con concentraciones superiores a 0.01M, la distancia promedio entre los iones o moléculas de las especies absorbentes disminuyen al punto en que cada partícula afecta la distribución de carga (y, por tanto la absorción) de las partículas vecinas. Como el grado de interacción depende de la concentración, cuando este fenómeno ocurre se presenta se observen desviaciones de la relación lineal entre la absorbancia y concentración. Esto también se observa en concentraciones diluidas de sustancias absorbentes que contienen concentraciones altas de otras especies, electrolitos en particular. Cuando los iones están muy cerca de analitos, alteran su absortividad molar por interacción electrostática, ocasionando desviaciones de la ley de Beer.

Desviaciones químicas

Las desviaciones de la ley de Beer se presentan cunado las especies absorbentes experimentan asociación, disociación o reaccionan con el disolvente formando productos que tienen una absorción distinta de la del analito. La magnitud de estas desviaciones se puede predecir conociendo las absortividades molares de las especies absorbentes y las constantes de equilibrio de las reacciones. Desafortunadamente, casi nunca se percibe que estos procesos están afectando al analito y, por tanto, es prácticamente imposible compensarlos. Los equilibrios típicos que dan origen a este efecto incluyen a los equilibrios entre monómeros y dímeros, los que forman complejos metálicos con más de un tipo de complejo, los equilibrios ácido-base y los que llevan a asociaciones del disolvente y del analito.

Desviaciones debidas a los instrumentos

La necesidad de contar con fuentes de radiación monocromática y evitar la radiación parásita (radiación debida al instrumento y que esta fuera de la banda de longitud de onda seleccionada para hacer las mediciones) son algunos de los prácticos que restringen la aplicación de la ley de Beer. Estrictamente, esta ley se aplica sólo cuando las mediciones se hacen con una fuente de radiación monocromática, sin embargo en la práctica, se emplean las fuentes de radiación policromática junto con una rejilla o filtro para aislar luna banda de longitud de onda que sea más o menos simétrica en torno a la longitud de onda que se va a utilizar. La luz policromática, literalmente luz multicolor, es la que tiene muchas longitudes de onda, como la que emite un filamento incandescente de tungsteno de una lámpara; tiene una sola longitud de onda, como la de un láser, o una sola banda estrecha de longitudes de onda. Si la banda seleccionada corresponde a una región en que el analito muestra una absortividad casi constante, las desviaciones de la ley de Beer son mínimas.

Para evitar estas desviaciones es conveniente seleccionar una banda de longitudes de onda cercana a la longitud de onda donde la absorción sea máxima y la absortividad del analito cambie muy poco con la longitud de onda.

Utilizar celdas no apareadas también puede ser una causa de desviación de la ley de Beer, que aunque es trivial, también es importante. Para evitar los problemas causados por las celdas óptimamente desiguales en instrumentos de un solo haz, se puede utilizar la misma celda para el blanco y la muestra. Después de hacer las lecturas con el blanco, la celda se vacía por aspiración, se lava, se enjagua y se llena con la solución del analito.

CURVA DE CALIBRACIÓN

Se trata de una curva de referencia construida con cantidades conocidas de una sustancia que se utiliza para determinar la cantidad de esta sustancia presente en una muestra incógnita.

En muchas determinaciones se cumple una relación proporcional entre la magnitud o intensidad de color que da una reacción y la cantidad del reactivo que la provoca.

Factores necesarios:

1) Para realizar una curva de calibración o linealidad, matemáticamente el número de mediciones mínimo debe ser por lo

menos 3, ya que si realizamos solamente 2 siempre será una recta. Pero en realidad la cantidad de mediciones que debemos realizar para hacer una curva tiene que ser en lo posible mayor o igual a 5. Éstas deben estar uniformemente distribuidas a lo largo del intervalo de concentraciones de nuestro interés.2) Controlar la respuesta lineal de nuestro espectrofotómetro, ya que si no, podemos obtener curvas con desviaciones importantes.3) Los cálculos para realizar las diluciones deben contemplar la menor cantidad de pipetas y micropietas posibles para evitar introducir demasiados errores.4) Para cada concentración de muestra la medición debe realizarse por duplicado en lo posible.5) La curva debe prepararse a partir de una solución madre de alta concentración para realizar las distintas mediciones por dilución directa y no seriada, ya que éste último método produce la propagación de error entre diluciones aumentando la dispersión de los puntos de la curva.6) Hay que tener en cuenta que las curvas que tengan la mayoría de los puntos en regiones de Abs. donde el error espectrofotométrico sea grande, verán afectada su linealidad.7) Con respecto al análisis del punto de vista estadístico, se supone que si se realizan varias medidas de un patrón, los valores resultantes de por ej. Abs. tienen una distribución de errores Gausiana. También suponemos que la magnitud de los errores en los valores de Abs. son independientes de la concentración del analito considerado. Esto supone que todos los puntos del gráfico tienen igual importancia o peso en la realización de los cálculos. Si esta suposición es cierta , el análisis de la recta de regresión será no ponderada, ya que teóricamente todos los puntos de la recta tienen igual peso (la varianza de los residuos es independiente de x). Pero en la práctica el error por lo general varia en función de la concentración haciendo necesario el uso del análisis de regresión ponderado.8) La recta de calibración seguirá a la ecuación: y = a + bx donde b es la pendiente y a la ordenada al origen. Los puntos que caen sobre la recta serán: (x1,y1)......(xn,yn).Es importante señalar que estas curvas en realidad tienen que acercarse lo mas posible a una recta. Cuanto mayor se acerca la curva a una recta, mejor es la linealidad, es decir, mejor es la calidad de la medición de la curva. También es importante saber que existen métodos cuyas curvas son más lineales que otras mas "caprichosas".

CARACTERÍSTICAS DE LA PSEUDOEFEDRINA

La pseudoefedrina también conocida como seudoefedrina o d-efedrina utilizado en medicina por sus propiedades como descongestivo sistémico; frecuentemente indicado para tratar la congestión nasal, de senos y de la trompa de Eustaquio.Al igual que la efedrina, se puede encontrar presente como alcaloide natural en la composición de ciertas especies vegetales, siendo uno de los principios activos de Ephedra Vulgaris (conocida como Ma huang en extremo oriente: hierba extensivamente utilizada en la medicina china tradicional).

En cuanto a su estructura química, es el isómero óptico dextrógiro de la molécula de efedrina. Clínicamente se caracteriza por producir efectos más débiles sobre el sistema nervioso central y sobre las variables hemodinámicas.

Es una fenilamina con acciones adrenérgicas, con efectos alfa y beta. La pseudoefedrina se absorbe también por vía digestiva y no es afectada por la acción de la monoaminooxidasa y es excretada por vía urinaria, junto con pequeñas cantidades de su metabolito hepático. Su vida media es de varias horas. En presencia de orina ácida, dicha vida media disminuye, mientras que su eliminación aumenta. La pseudoefedrina provoca liberación de noradrenalina en las terminaciones nerviosas simpáticas, produciendo una respuesta adrenérgiica indirecta, actuando sobre los receptores adrenergéticos alfa y beta.

Mecanismo de acción.- La pseudoefedrina actúa sobre los receptores alfa-adrenérgicos en la mucosa del tracto respiratorio produciendo vasocontricción. El medicamento contrae las membranas inflamadas de la mucosa nasal, reduce la hiperemia del tejido, edema y la congestión nasal e incrementa que las vías aéreas nasales se encuentren despejadas. También puede incrementar las secreciones nasales y abrir la obstrucción del conducto de Eustaquio.

Biotransformación.- Es metabolizado completamente en el hígado.

Inicio, tiempo pico y duración de la acción.- El inicio de acción es de 15 a 30 minutos, el tiempo de acción pico de la pseudoefedrina es de 30 a 60 minutos.

Eliminación.- Su eliminación es renal, cerca del 55% al 75% de la dosis excretada sin cambio. El porcentaje de excreción es acelerado en orina ácida.

Interacciones:

Los antidepresivos del tipo de los IMAO (inhibidores de la monoamino oxidasa) pueden prolongar e intensificar los efectos vasopresores y cardiotónicos de la pseudoefedrina.

La administración de pseudoefedrina antes o poco después de la anestesia con cloroformo, ciclopropano o halotano puede aumentar el riesgo de arritmias ventriculares severas, sobre todo en pacientes con una cardiopatía preexistente.

Las hormonas tiroideas pueden aumentar los efectos de la pseudoefedrina. La pseudoefedrina puede inhibir el efecto de los bloqueantes beta adrenérgicos. La administración simultánea con otros medicamentos estimulantes puede resultar en estimulación aditiva sobre el

SNC. El uso de glucósidos digitálicos o levodopa puede aumentar el riesgo de arritmias cardíacas. Los efectos de la medicación antihipertensiva pueden ser menores ante la administración concomitante de

pseudoefedrina. Puede producirse también una reducción en los efectos antianginosos de los nitratos.

MATERIAL CANTIDAD MATERIAL CANTIDADMatraz aforado de 25mL Vaso de precipitados de 100mlPiseta Celdas para el espectro

2115

Matraz aforado de 10ml Mortero con pistilo Vidrio de reloj

411

NOTA: EL MATERIAL ES POR EQUIPO DE 3 A 4 ALUMNOS

SUSTANCIAS CANTIDAD SUSTANCIAS CANTIDADEstándar de pseudoefedrina Etanol

20g30ml

Tabletas de pseudoefedrina 2

EQUIPOEspectrofotómetro

PROCEDIMIENTO

RESULTADOS (TABLA DE RESULTADOS, OPERACIONES, GRAFICAS)

Peso de las tabletas 1. 0.1508g2. 0.1524g promedio: 0.1516g

Datos obtenidos para la curva de calibración de la pseudoefedrina

CONCENTRACIÓN (PPM)

ABSORBANCIA

30 0.237120 0.810150 1.299

240 1.708

Curva de calibracion de pseudoefedrina

y = 0.0074x

R2 = 0.9615

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 50 100 150 200 250 300

Concentracion (ppm)

A

valores para la curva de calibracion Regresión lineal de la curva de calibración

Cálculos para realizar la solución con concentración de 500ppm

25mg 1000ppm x mg 500ppm x mg = 12.5mg ≈0.0125g de las pastilla molida y disolver en 25mL de etanol

Dilución de la solución madre 1mL/10mL, se realizo esta dilución ya que la curva patron solo abarca hasta 240ppm y la solución está a 500ppm. La solución dio una absorbancia de 0.222.

Curva de calibracion de pseudoefedrina

y = 0.0074x

R2 = 0.9615

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 50 100 150 200 250 300

Concentracion (ppm)

A

valores para la curva de calibracion lectura experimental de la muestra Regresión lineal de la curva de calibración

En la grafica podemos apreciar que la concentración de nuestra solucion es de 30ppm aproximadamente.

30ppm·10·25 = 7500 7500/1000= 7.5mg

25mg 7.5mg 151.6mg x mg x = 45.48 mg de pseudoefedrina

1 tableta = 60mg de pseudoefedrina

60mg 100% 45.48mg x % x = 75.8% de pseudoefedrina en las tabletas

CONCLUSIONES

Determinamos la cantidad de pseudoefedrina en una tableta, con la ayuda de una curva patrón, donde se observo que la concentración es directamente proporcional a la absorbancia.Esta técnica nos sirve mucho para saber la concentración de un analito teniendo como base el estándar de este aplicando para esto la ley de beer que es la base del análisis.

BIBLIOGRAFIA Vogel, A. I. QUÍMICA ANALÍTICA CUANTITATIVA II, teoría y práctica. Teoría de la espectrofotometría y de la colorimetría.

Kapelusz: Argentina, 2ª ed., 1969. pp.843-848. Skoog, D. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R. QUÍMICA ANALÍTICA. Absorción de la luz. Mac Graw Hill: México,

7ªed, 2004. pp.575-588. http://www.quimicaviva.qb.fcen.uba.ar/contratapa/calibracion/calibracion.htm http://calidadbioquimica.com.ar/evacal.htm