К p-элементам IV группы (главная подгруппа) относятся: углерод, кремний, германий, олово и свинец.
Растворы ацетата свинца (0,25-0,5%) применяют наружно при воспалительных заболеваниях кожи и слизистых оболочек («свинцовая примочка»).
Тальк, содержащий кремний, - вспомогательное вещество при изготовлении твердых лекарственных форм. В хирургической практике применяют пленочное силиконовое (полимер на основе кремния) пенопокрытие для введения в раневую полость.
Углерод - один из основных органогенных элементов. Соли угольной кислоты со щелочными металлами Li, Na, K, карбонаты находят широкое применение в медицине. Например, лития карбонат (Lithii carbonas) Li2CO3 - антипсихотическое, седативное средство, применяется для купирования острых приступов маниакального возбуждения. Калия карбонат (Kalii carbonas) K2CO3 используют в гомеопатии. Из натриевых солей угольной кислоты в медицине применяют карбонаты и гидрокарбонаты. Натрия карбонат (Natrii carbonas) Na2CO3 и натрия гидрокарбонат (Natrii hydrocarbonas) NaHCO3 - антиацидемические средства и средства для лечения нарушений электролитного баланса.
Натрия карбонат, натрия гидрокарбонат
Строение и свойства
Угольная кислота образует кислые и средние соли. В водном растворе карбонаты подвергаются гидролизу и имеют щелочную реакцию: Na2CO3 + H2O = NaHCO3 + NaOH.
Гидрокарбонаты гидролизуются в меньшей степени, и реакция среды близка к нейтральной:
NaHCO3 + H2O = NaOH + H2O + CO2.
Натрия гидрокарбонат входит в состав многих шипучих лекарственных препаратов (аспирин, алка-зельцер, алька-прим, аскальцин и др.) и минеральных вод. Свойства натрия гидрокарбоната описаны в табл. 8.4.
Таблица 8.4.
Лекарственное средство элементов IVA группы периодической системы - натрия гидрокарбонат
| Лекарственное средство | Фармакологическая группа | Физико-химические свойства |
| Sodium bicarbonate Natrii hydrocarbonas Натрия гидрокарбонат NaНС03 Mr 84,0 | Антацидное, отхаркивающее, нормализующее кислотнощелочную систему средство. Назначают внутрь, в/в, ректально, местно. Гидрокарбонат выпускают в виде лекарственных форм: ушные капли, внутривенный инъекционный раствор, таблетки. Хранение: в хорошо укупоренных банках в сухом и прохладном месте | Белый кристаллический порошок без запаха. Слегка комкуется во влажном воздухе. Растворим в воде, практически нерастворим в спирте и эфире. рН 5% водного раствора от 7,9 до 8,4 |
Получение
Натрия гидрокарбонат образуется как промежуточный продукт при получении кальцинированной соды Na2CO3. Для этого концентрированный раствор поваренной соли насыщают аммиаком при охлаждении и одновременно под давлением пропускают через него углекислый газ:
NH3 + С02 + Н2O → NH4HC03.
Гидрокарбонат аммония реагирует с поваренной солью с образованием хлорида аммония и натрия гидрокарбоната:
NH4HCO3 + NaCl → NH4Cl + NaHCO3.
Натрия гидрокарбонат (питьевая сода) может быть получен при насыщении кристаллогидрата Na2CO3 .10Н20 углекислым газом. После перекристаллизации из воды, насыщенной углекислотой, получают чистую субстанцию.
Механизмы действия и биотрансформация
Натрия гидрокарбонат применяют в медицине в качестве антацидного средства. Как антацид он взаимодействует в желудке с соляной кислотой и вызывает ее нейтрализацию. Однако при нейтрализации избыточной кислотности происходит выделение CO2, раздражающего рецепторы слизистой оболочки желудка и вызывающего тем самым вторичную секрецию.
Натрия гидрокарбонат сдвигает в щелочную область реакцию бронхиальной слизи, повышает бронхиальную секрецию, делает мокроту менее вязкой.
Контроль качества
Определение подлинности
В основе экспресс-методики, позволяющей отличить карбонаты от гидрокарбонатов, лежит использование индикатора фенолфталеина, который добавляют к раствору испытуемой соли (интервал рН перехода окраски индикатора 8,2-10,0). При этом 0,1 моль/л растворы карбонатов окрашиваются в малиновый цвет, а растворы гидрокарбонатов остаются бесцветными или бледно-розовыми.
К 5 мл 5,0% водного раствора гидрокарбоната добавляют 0,1 мл разбавленного раствора фенолфталеина. Наблюдают бледнорозовую окраску. При нагревании выделяется газ и раствор приобретает ярко-розовую окраску в результате повышения концентрации гидроксид-ионов:
10% Водный раствор натрия карбоната дает характерную реакцию на карбонаты - при действии кислоты хлороводородной выделяется CO2:
Na2CO3 + НС1 → NaC1 + CO2↑+ Н2О.
Бесцветное пламя горелки окрашивается в желтый цвет в присутствии соли натрия.
Испытания на чистоту
Допустимыми примесями в субстанциях «Натрия карбонат» и «Натрия гидрокарбонат» являются: соли аммония, тяжелые металлы, хлориды, сульфаты, железо, мышьяк, кальций. Их содержание оценивают, используя соответствующие эталоны. Для определения солей аммония (≤1 мкг/г) к 10 мл 5,0% раствора натрия гидрокарбоната добавляют реактив Несслера.
В течение 5 мин не должна появляться желтая окраска большей интенсивности, чем в пробе с эталонным раствором. Окраска обусловлена протеканием реакции:
NH+ + 2[HgI4]2- + 4OH- = [OHg2NH2]I + 7I- + 3H2O.
Содержание примеси мышьяка не должно превышать 2 мкг/г. Для испытания 0,5 г препарата помещают в пробирку со смесью из 4 мл хлороводородной кислоты и около 5 мг калия йодида. При этом происходит восстановление арсенатов до арсенитов:
AsO43- + 2I- + 2H+ → AsO33- + I2 + H2O.
Затем добавляют 3 мл раствора гипофосфита натрия. Образующаяся в кислой среде гипофосфористая кислота восстанавливает As(III) до As0:
Смесь необходимо нагреть на водяной бане в течение 15 мин. В присутствии проимеси мышьяка появляется окраска, которая не должна быть интенсивнее окраски раствора, полученного таким же способом, но с использованием 0,5 мл стандартного раствора мышьяка (10 мкг/г), разбавленного в 5 раз. Для приготовления стандартного раствора мышьяка растворяют 0,330 г оксида мышьяка(Ш) в 5 мл 2 моль/л растворе натрия гидроксида и разбавляют до 250 мл водой. Затем 10 мл полученного раствора разбавляют до 1000 мл водой.
Для определения примеси кальция (≤100 мкг/г) 1,0 г субстанции в 10 мл воды нейтрализуют хлороводородной кислотой и разбавляют водой до 15 мл. Полученный раствор сравнивают с эталонным раствором после добавления аммония оксалата. Эталонный раствор готовят, добавляя к 0,2 мл эталонного стандартного раствора кальция (100 мкг/г) 1 мл 4,0% раствора аммония оксалата. Через 1 мин добавляют 2 мл 2 моль/л уксусной кислоты и 15 мл раствора, содержащего заданные количества вещества, и перемешивают. Через 15 мин опалесценция тестируемого раствора не должна превышать опалесценцию эталонного раствора.
При определении примеси тяжелых металлов (≤1 мкг/г Pb) растворяют 2,0 г препарата в 18 мл воды. 12 мл полученного раствора должны выдержать испытания на предельное содержание тяжелых металлов. Один из вариантов тестирования включает следующие операции. К 12 мл исследуемого раствора добавляют 2 мл ацетатного буферного раствора, перемешивают, добавляют 1,2 мл тиоацетамида CH3CS(NH2) и оставляют на 2 мин. Сравнивают со стандартным раствором свинца (1 мкг/г): коричневая окраска не должна быть более интенсивной.
При определении примеси железа (≤20 мкг/г) растворяют 0,5 г препарата в 5 мл 2 моль/л хлороводородной кислоты и проводят тестовые испытания на содержание железа. Раствор для проведения испытаний содержит смесь лимонной [HOOCCH2(OH) (COOH)CH2COOH] и меркаптоуксусной (HSCH2COOH) кислоты. После смешивания его с испытуемым или стандартным раствором добавляют раствор аммиака (10 моль/л), что необходимо для депротонирования тиоловой группы меркаптоуксусной кислоты.
Для определения примеси карбонатов в субстанции натрия гидрокарбоната потенциометрическим методом оценивают значение рН, которое не должно превышать 8,6.
Содержание хлоридов и сульфатов не должно превышать 150 мк г/г.
