MĚŘENÍ ROZPUSTNOSTI
roztoku při různých koncentracích, které reprezentují rozpustnostní křivku, jak je znázorněno na obr. 4a pro sloučeniny karbamazepin (CBZ), pikolinamid (PA) a isonikotinamid (INA) v etanolu. Informace o rozpustnosti modelových sloučenin lze využít k vytvoření odpovídajícího van't Hoffova grafu (viz obr. 4b) pro interpolaci jejich rozpustnosti při libovolné teplotě. Van't Hoffův graf je lineární regrese ln x na 1 / T , kde x je molární zlomek rozpuštěné látky a T ( K ) je odpovídající teplota nasycení:
princip metody přídavku rozpouštědla (SA) [1], při níž se krystaly v suspenzi rozpouští během ředění. Lze předpokládat, že bod vyčeření je roven rozpustnosti, pokud je zvolena dostatečně malá rychlost ohřevu nebo přídavku rozpouště- dla [2]. V porovnání s metodou rovnovážné koncentrace jsou tyto dynamické metody výhodné, protože jsou méně pracné, rychlejší, snižují riziko lidské chyby díky menšímu počtu požadovaných operací (absence odběru vzorků a filtrace). Kromě rychlosti ohřevu nebo přídavku rozpouštědla a přesnosti určení bodu vyčeření závisí chyba měření rozpustnosti na chemickém systému. Například, pokud dojde k vytvoření krystalů na stěně měřicí nádoby nad hladinou kapaliny, měřená rozpustnost se liší od skutečné hodnoty, protože část pevné fáze se nerozpustila. Kromě toho se ukázalo, že metoda změny teploty (TV) a metoda pří- davku rozpouštědla (SA) poskytují spolehlivá a reprodukovatelná data v krátké době pro značné množství systémů, což se projevuje vysokým počtem vědeckých článků zveřejněných každý rok. Obr. 3: Tři různé metody určení rozpustnosti sloučeniny ze suspenze se složením ( • ) a) Oranžový bod představuje koncentraci kapaliny odebírané ze suspenze v tradiční metodě rovnovážné koncentrace (EqC).
Obr. 4: a) Křivky rozpustnosti CBZ, PA a INA v etanolu
b) Odpovídající van't Hoffovy grafy
b) Fialová šipka ukazuje, jak se rozpustnost systému mění s teplotou, až odpovídá celkové koncentraci v metodě změny teploty (TV)
Obr. 5: Přístroj Crystal16
c) Zelená šipka znázorňuje změnu složení systému v metodě přídavku rozpouštědla (SA)
3 Dynamické metody měření rozpustnosti a jejich aplikace 3.1 Metoda změny teploty (TV) Metoda TV je nejvhodnější metodou pro určení teplotní závislosti roz- pustnostní křivky sloučeniny v daném rozpouštědle. Při ohřevu suspenze známého složení se teplota, při které jsou všechny krystaly rozpuštěny, stává bodem na křivce rozpustnosti. Po rekrystalizaci ochlazením lze měření zopakovat. Další výhodou těchto cyklických měření je, že během chlazení lze zaznamenat teplotu, při které se objevují krystaly, což je označováno jako bod zákalu (cloud point). Soubor bodů zákalu posky- tuje šířku metastabilní zóny (MSZW – metastable zone width), která se používá k určení pracovního rozsahu procesu a indikuje tendenci k primární nukleaci. Rozsah teplot, ve kterém lze měřit rozpustnost a MSZW, je omezen teplotami tání a varu rozpouštědla a teplotou roz- kladu použitých sloučenin. Pro efektivní generování dat je také nutná dostatečně úzká MSZ, aby během chlazení proběhla rekrystalizace. S přístrojem Crystal16 lze provádět 16 měření rozpustnosti v objemu 1 ml. Paralelní měření více vzorků poskytuje soubor teplot nasycení
23
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIII (2023)
Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online