医药院校分析化学实验项目乙酰水杨酸含量测定的方法改进

陈铭祥 尹 佳 刘 东 周鹏飞 尹 婷

（1.广东医科大学<药学院>，广东 东莞 523808；2.广东医科大学<基础医学院>，广东 东莞 523808；3.深圳华创生物医药科技有限公司，广东 深圳 518112）

0 引言

分析化学实验是医药院校医学类、公共卫生、医学检验、药学类等专业的重要基础实验课程，是培养学生熟练掌握分析实验的基本操作、养成严谨求实的科学实验作风、提高学生发现问题、分析问题、解决问题的综合分析能力的重要学科。乙酰水杨酸，商品名为阿司匹林，是医药史上重要的经典药物，历史悠久作用广泛。随着不断的深入的研究，还发现许多临床治疗新用途。因而，阿司匹林的相关分析实验一直是医药院校医药类专业分析化学的重要本科实验项目[1]。

目前，国内大部分医药院校的分析化学实验教材所选用的乙酰水杨酸分析实验项目参照中国药典收录的直接酸碱滴定法[2-3]，下面就这种直接酸碱滴定方法和改进后的返滴定方法做一对比，分析其中的不足和优势，以便在本科分析化学实验中对该实验项目设置中的方法进行取舍，得出适合本科生可操作、易操作的实验操作方法。

1 实验原理

乙酰水杨酸（俗称阿司匹林），分子结构式见下面反应方程式，摩尔质量为180.16 g·mol-1，微溶于水（20℃时，100 mL水溶解0.25 g乙酰水杨酸），易溶于乙醇等有机溶剂。因结构中含有羧基，在水中可离解出氢离子，因而是有机弱酸（pKa=3.27×10-4，25℃），在Na2CO3或NaOH等强碱性溶液中溶解并分解为水杨酸（即邻羟基苯甲酸）和乙酸盐：

由于它的酸解离常数（pKa）较小，可视作为一元酸，用强碱溶液如NaOH等直接滴定，滴定后溶液呈弱碱性，可选用碱性区域变色的指示剂如酚酞指示剂。为防止乙酰水杨酸水解而消耗过多的氢氧化钠溶液使分析结果偏高，滴定过程中应控制温度在10℃以下。中国药典收录乙酰水杨酸含量的方法有直接滴定法，其滴定条件为，以中性乙醇为溶剂，在10℃以下用氢氧化钠溶液进行滴定，滴定反应为：

该方法适用于测定乙酰水杨酸原料药的含量，如果是阿司匹林药品，由于在药片制剂过程中加入淀粉等不溶物，尤其在冷乙醇中更不易溶解完全，无法准确滴定，因而药片不宜直接滴定。为此，可以根据其强碱性溶液中溶解的化学特性（发生水解生产水杨酸（即邻羟基苯甲酸）和乙酸盐），依据这个水解反应，采用返滴定法进行测定，即药片研磨成粉状后加入过量的NaOH溶液，加热一定时间使乙酰基水解完全，再用HCl标准溶液返滴过量的NaOH，以酚酞为指示剂，滴定至溶液颜色由粉红色恰好变为无色即为终点。需要注意的是，该水解反应中1 mol乙酰水杨酸消耗2 mol NaOH。

2 仪器和试剂

FA2104万分之一电子分析天平（上海舜宇恒平）；酒精灯，铁圈，铁架台，石棉网，烧杯（500 mL、250 mL、150 mL、50 mL各1个）、研钵、水浴锅，25 mL酸碱两用滴定管，20.00 mL移液管，10 mL移液管，100 mL容量瓶，250 mL锥形瓶，50 mL量筒，胶头滴管，表面皿，称量瓶，具塞磨口试剂瓶，称量纸，药勺，火柴；NaOH溶液（500 mL，1 mol·L-1），HC1溶液（500 mL，0.1 mol·L-1），95%乙醇（分析纯），酚酞指示剂（2 g·L-1，乙醇溶液），甲基橙指示剂（1 g·L-1，水溶液），无水Na2CO3基准试剂，乙酰水杨酸原料药，阿司匹林药片。

3 实验步骤

3.1 0.1 mol·L-1 HCl标准溶液的配制和标定

3.1.1 配制

用移液管移取取5.00 mL浓HCl溶液（一般为12 mol·L-1），放入试剂瓶中，并用蒸馏水润洗移液管两三次一并加入试剂瓶中，加蒸馏水稀释至约600 mL，盖上玻璃塞，摇匀，即得0.1 mol·L-1HCl溶液，由于浓盐酸挥发性很强，故要在通风良好的地方或在专门的排气柜中操作。

3.1.2 标定

用电子分析天平准确称取1.35 g基准物质无水Na2CO3，置于100 mL小烧杯中，加入20～30 mL蒸馏水使之溶解后，转移到250 mL容量瓶中，定溶。用移液管移取20.00 mL于锥形瓶中，滴加2滴甲基橙指示剂，用待标定的HCl溶液滴定，溶液由黄色变为橙色即为终点。平行滴定3份，根据所消耗的HCl体积，计算HCl溶液的精确浓度。

3.2 1 mol·L-1NaOH溶液和0.1 mol·L-1氢氧化钠标准溶液的配制

称取约4 g NaOH固体粉末于250 mL塑料烧杯中，加入100 mL蒸馏水，溶解完全后，转入带橡皮塞的试剂瓶中，即为1 mol·L-1NaOH溶液。

移取已配置的1 mol·L-1NaOH溶液10.00 mL定溶至100 mL容量瓶中，摇匀，即得0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液，用3.1步骤配置的0.1 mol·L-1HCl标准溶液标定，经标定后计算其精确浓度，即为标准溶液。

3.3 中性乙醇的配置

用量筒量取50 mL乙醇（95%）于250 mL锥形瓶中并加入8滴酚酞指示剂，在水浴中煮沸30秒钟，趁热用0.1 mol·L-1氢氧化钠标准溶液滴定至粉红色出现并持续30 s不褪色为止，储存于具塞磨口试剂瓶中。

3.4 乙酰水杨酸含量测定

3.4.1 直接滴定法（中国药典收录的方法）

用电子分析天平精确称取0.5 g的乙酰水杨酸试样3份，分别放入三个250 mL的锥形瓶中，每份用步骤3.2配置的中性乙醇10～15 mL溶解，用0.1 mol·L-1NaOH标准溶液滴定至淡粉红色，摇匀，30 s内不褪色，即为终点，读数，记录滴定所消耗盐酸的体积（V），要求3次测定结果的相对平均偏差不大于0.2%，计算乙酰水杨酸的含量。（注：滴定时不需要再加入酚酞指示剂，因为3.3步骤配置的中性乙醇已经加入酚酞指示剂。）

3.4.2 返滴定法（改进后的方法）

用研钵将阿司匹林药片研磨成粉末后，用电子分析天平准确称取0.5 g药粉，放入100 mL干洁的小烧杯中，用移液管精确移取20.00 mL 1 mol·L-1NaOH溶液后，加入20～30 mL蒸馏水，轻轻摇匀，盖上表面皿，放入水浴中加热15～20 min，并使药粉完全溶解，迅速用流水冷却，将溶液定量转移至100 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

准确移取上述定溶的试液10.00 mL于250 mL锥形瓶中，可适当加入10～20 mL蒸馏水，滴加2～3滴酚酞指示剂，用0.1 mol·L-1HCl标准溶液滴至溶液颜色由红色恰好变成无色即为终点，读数，记录滴定时所消耗的HCl溶液的体积（V1），平行测定3份，要求3次测定结果的相对平均偏差不大于0.2%。

由于在加热过程中NaOH会吸收空气中的CO2对而影响测定的结果，要做空白实验校正测定试样的结果。空白实验的方法步骤与测定阿司匹林药粉的方法步骤一样，只是不用加入药粉，其仪器和试剂所使用的用量完全一样，同等条件下进行空白实验的操作。记录滴定时所消耗HCl标准溶液的体积（V2）。

根据以上结果计算阿司匹林药片中乙酰水杨酸的含量。

4 两种方法的优劣分析

直接滴定法作为中国药典收录的方法，方法步骤较为简单，可操作性强。但实验中需要用到中性乙醇这种试剂，有机溶剂，易挥发性，可燃性，这种试剂配置过程中需要加热，具有一定的危险性，如果大容量大批量的操作易引发可大可小的实验事故。如果是小批量的分析，操作人员技术娴熟熟练，检验分析方面的专业技术人员可首选这种方法来测定乙酰水杨酸的含量；如果是大容量大批量的分析，操作人员是正在学习练习操作的学生，特别多人上课的本科实验课，就算是带教老师特别强调多次强调，也不可能时时处处指导每个学生的每个实验操作，稍一不慎也会容易引发化学实验事故。

因此，在分析化学实验中开设这一实验项目时应对其实验方法进行改进，以避免具有危险性的化学事故的发生。直接滴定法中的主要危险操作是中性乙醇的配置，因此要考虑避免这个操作或使用中性乙醇，故采用返滴定法进行测定。从上述返滴定法的方法步骤可以看出，操作步骤比直接滴定法的较为繁琐，且还须多做一个空白实验，但可操作性也很强，更能训练学生的分析化学实验技能操作，空白实验的操作更能提高学生的分析思维能力；同时因为不用使用中性乙醇，避免危险性的发生，更适合多人同时进行实验，可在常规本科实验项目中使用，因而改进后的返滴定法更具可操作性和可行性。