华 南 师 范 大 学 实 验 报 告
学生姓名 潘佳蓝 学号 [1**********] 专 业 化学（师范） 年级、班级 2014级化教6班 课程名称 应用物理化学实验 实验项目 药物有效期的测定 实验类型 □验证 □设计 ■综合 实验时间 2017 年 3 月 21 日 实验指导老师 孙艳辉 实验评分
一、实验目的
1. 了解药物水解反应的特征；
2. 掌握硫酸链霉素水解反应速度常数测定方法，并求出硫酸链霉素水溶液的有效期。
二、实验原理
链霉素是由放线菌属的灰色链丝菌产生的抗菌素，硫酸链霉素分子中的三个 碱性中心与硫酸成的盐，分子式为：(C21H39N7O12)2·3H2SO4，它在临床上用于治疗各种结核病，本实验是通过比色分析方法测定硫酸链霉素水溶液的有效期。
硫酸链霉素水溶液在PH4.0—4.5时最为稳定，在过碱性条件下易水解失效，在碱性条件下水解生成麦芽酚（α-甲基-β-羟基-γ-吡喃酮），反应如下： (C21H39N7O12)2·3H2SO4+H2O------ 麦芽酚 + 硫酸链霉素其他降解物 lg(C0-x)=k/-2.303t+ lgC0
式中C0——硫酸链霉素水溶液的初浓度 x——t时刻链霉素水解掉的浓度 t——时间，以分为单位 k——水解反应速度常数
若以lg(C0-x)对t作图应为直线，由直线的斜率可求出反应速度常数k。 硫酸链霉素在碱性条件下水解得麦芽酚，而麦芽酚在酸性条件下与三价铁离 子作用生成稳定的紫红色鳌合物，故可用比色分析的方法进行测定。 由于硫酸链霉素水溶液的初始C0正比于全部水解后产生的麦芽酚的浓度， 也正比于全部水解测得的消光值E∞,即C0∝E∞;在任意时刻t，硫酸链霉菌素水 解掉的浓度x应于该时刻测得的消光值Et成正比，即x∝Et，将上述关系代入 到速度方程中得：
lg(E∞—Et)=（-k/2.303）t+ lgE∞
该反应为假一级反应，其反应速度服从以及反应的动力学方程
可见通过测定不同时刻t的消光值Et，可以研究硫酸链霉素水溶液的水解反应规律，以lg(E∞—Et)对t作图得一直线，由直线斜率求出反应的速度常数k。
药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。 t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k
三、仪器与试剂 1.仪器
722或752型分光光度计(1台)；超级恒温槽(1台)；磨口锥形瓶100ml(2个)；移
液管20ml(1支)；磨口锥形瓶 50ml(11个)；吸量管5ml(3支)；量筒50ml(1个)； 吸量管1ml(1支)；水浴锅(1个)；秒表(1只) 2.试剂
0.4 %硫酸链霉素溶液；1.12~1.18mol/L硫酸溶液；2.0mol/L氢氧化钠溶液；0.5 % 铁试剂
四、实验步骤
1. 调整超级恒温槽的温度为40+0.2℃。
2. 用量筒去50ml约0.4%的硫酸链霉素溶液置于100ml的磨口瓶中，并将锥形瓶放于40℃的恒温槽中，用刻度吸量管吸取2.0mol/L的氢氧化钠溶液0.5ml， 迅速加入硫酸链霉素溶液中，当碱量加入至一半时，打开秒表，开始记录时间。 3. 取5个干燥的50ml磨口锥形瓶，编好号，分别用移液管准确加入20ml 0.5 mol/L 0.5 %铁试剂，再加入5滴1.12～1.18mol/L硫酸溶液，每隔10分钟，准 确取反应液5ml于上述锥形瓶中，摇匀呈紫红色，放置5分钟，而后再波长为 520nm下用722型分光光度计测定消光值Et，记录实验数据。
4. 最后将剩余反应液放入沸水浴中10分钟，然后放至室温再吸收2.5ml反应液于干燥的50ml磨口锥形瓶中，另外加入2.5ml蒸馏水，再加入20ml 0.5 %铁试剂和5滴硫酸溶液，摇匀至紫红色，测其消光值乘2后即为全部水解时的消光值E∞。
5. 调节恒温槽，升温至50℃，按上述操作每隔5分钟取样分析一次，共测5次为止，记录实验数据。 6. 实验记录
温度 40℃ E∞=0.368
温度 50℃ E∞=0.414
五、数据处理 5.1 40℃有效期计算 以lg(E∞—Et)对t作图
由lg(E∞—Et)=(-k/2.303)t+ lgE∞可知，-k/2.303即为直线的斜率，则有：-k/2.303=-0.00282，所以k=0.006494。药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。
t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k=16.2min
即40℃，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=0.006494，药物有效期为16.2min。
5.2 50℃有效期计算
以lg(E∞—Et)对t作图
由lg(E∞—Et)=(-k/2.303)t+ lgE∞可知，-k/2.303即为直线的斜率，则有：-k/2.303=-0.00808，所以k=0.01861。药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。
t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k=5.64min
即50℃，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=0.01861，药物有效期为5.64min。
5.3 25℃有效期计算
由速率常数与温度的关系，符合Arrhenius经验式，k=Ae-Ea/RT，取对数则得到lnk=lnA-Ea/RT,以lnk对1/T作图，得到一条直线，可根据斜率求得活化能。
-Ea/R等于斜率，即-Ea/R=-210.56，所以Ea=1.751KJ/mol ,则25℃时，代入上式，k=6.1925×10-3，则药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。
t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k=16.96min
即25℃ ，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=6.1925×10-3，药物有效期为16.96min。
六、思考题
1.使用的50ml的磨口瓶为什么要事先干燥？
答：因为该实验测定的分光光度值与麦芽酚的浓度成正比，如果磨口瓶事先没有干燥好，则测定的分光光度值会偏小，影响实验结果。
2.取样分析时，为什么要先加入铁试剂和硫酸溶液，然后对反应液进行比色分析？
答：实验中铁试剂与硫酸溶液是混合配制使用的，因为硫酸可以防止铁离子的水解。而本实验硫酸的酸性对硫酸链霉素水溶液有稳定性作用，我们实验所测的时
间是硫酸链霉素水溶液水解的时间，如果不先加入铁试剂与硫酸的混合溶液，体系还是呈碱性，移取反应液后还是会反应的，所以记录的时间并不是硫酸链霉素水溶液停止水解的时间。另外，铁试剂与水解产生的麦芽酚迅速发生络合作用。
七、参考文献
[1].何广平，南俊民，孙艳辉等编著.物理化学实验.化工工业出版社，2007.12 [2].傅献彩，沈文霞，姚天扬，侯文华编.物理化学（第五版）下册.高等教育出版社，2006.1
华 南 师 范 大 学 实 验 报 告
学生姓名 潘佳蓝 学号 [1**********] 专 业 化学（师范） 年级、班级 2014级化教6班 课程名称 应用物理化学实验 实验项目 药物有效期的测定 实验类型 □验证 □设计 ■综合 实验时间 2017 年 3 月 21 日 实验指导老师 孙艳辉 实验评分
一、实验目的
1. 了解药物水解反应的特征；
2. 掌握硫酸链霉素水解反应速度常数测定方法，并求出硫酸链霉素水溶液的有效期。
二、实验原理
链霉素是由放线菌属的灰色链丝菌产生的抗菌素，硫酸链霉素分子中的三个 碱性中心与硫酸成的盐，分子式为：(C21H39N7O12)2·3H2SO4，它在临床上用于治疗各种结核病，本实验是通过比色分析方法测定硫酸链霉素水溶液的有效期。
硫酸链霉素水溶液在PH4.0—4.5时最为稳定，在过碱性条件下易水解失效，在碱性条件下水解生成麦芽酚（α-甲基-β-羟基-γ-吡喃酮），反应如下： (C21H39N7O12)2·3H2SO4+H2O------ 麦芽酚 + 硫酸链霉素其他降解物 lg(C0-x)=k/-2.303t+ lgC0
式中C0——硫酸链霉素水溶液的初浓度 x——t时刻链霉素水解掉的浓度 t——时间，以分为单位 k——水解反应速度常数
若以lg(C0-x)对t作图应为直线，由直线的斜率可求出反应速度常数k。 硫酸链霉素在碱性条件下水解得麦芽酚，而麦芽酚在酸性条件下与三价铁离 子作用生成稳定的紫红色鳌合物，故可用比色分析的方法进行测定。 由于硫酸链霉素水溶液的初始C0正比于全部水解后产生的麦芽酚的浓度， 也正比于全部水解测得的消光值E∞,即C0∝E∞;在任意时刻t，硫酸链霉菌素水 解掉的浓度x应于该时刻测得的消光值Et成正比，即x∝Et，将上述关系代入 到速度方程中得：
lg(E∞—Et)=（-k/2.303）t+ lgE∞
该反应为假一级反应，其反应速度服从以及反应的动力学方程
可见通过测定不同时刻t的消光值Et，可以研究硫酸链霉素水溶液的水解反应规律，以lg(E∞—Et)对t作图得一直线，由直线斜率求出反应的速度常数k。
药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。 t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k
三、仪器与试剂 1.仪器
722或752型分光光度计(1台)；超级恒温槽(1台)；磨口锥形瓶100ml(2个)；移
液管20ml(1支)；磨口锥形瓶 50ml(11个)；吸量管5ml(3支)；量筒50ml(1个)； 吸量管1ml(1支)；水浴锅(1个)；秒表(1只) 2.试剂
0.4 %硫酸链霉素溶液；1.12~1.18mol/L硫酸溶液；2.0mol/L氢氧化钠溶液；0.5 % 铁试剂
四、实验步骤
1. 调整超级恒温槽的温度为40+0.2℃。
2. 用量筒去50ml约0.4%的硫酸链霉素溶液置于100ml的磨口瓶中，并将锥形瓶放于40℃的恒温槽中，用刻度吸量管吸取2.0mol/L的氢氧化钠溶液0.5ml， 迅速加入硫酸链霉素溶液中，当碱量加入至一半时，打开秒表，开始记录时间。 3. 取5个干燥的50ml磨口锥形瓶，编好号，分别用移液管准确加入20ml 0.5 mol/L 0.5 %铁试剂，再加入5滴1.12～1.18mol/L硫酸溶液，每隔10分钟，准 确取反应液5ml于上述锥形瓶中，摇匀呈紫红色，放置5分钟，而后再波长为 520nm下用722型分光光度计测定消光值Et，记录实验数据。
4. 最后将剩余反应液放入沸水浴中10分钟，然后放至室温再吸收2.5ml反应液于干燥的50ml磨口锥形瓶中，另外加入2.5ml蒸馏水，再加入20ml 0.5 %铁试剂和5滴硫酸溶液，摇匀至紫红色，测其消光值乘2后即为全部水解时的消光值E∞。
5. 调节恒温槽，升温至50℃，按上述操作每隔5分钟取样分析一次，共测5次为止，记录实验数据。 6. 实验记录
温度 40℃ E∞=0.368
温度 50℃ E∞=0.414
五、数据处理 5.1 40℃有效期计算 以lg(E∞—Et)对t作图
由lg(E∞—Et)=(-k/2.303)t+ lgE∞可知，-k/2.303即为直线的斜率，则有：-k/2.303=-0.00282，所以k=0.006494。药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。
t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k=16.2min
即40℃，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=0.006494，药物有效期为16.2min。
5.2 50℃有效期计算
以lg(E∞—Et)对t作图
由lg(E∞—Et)=(-k/2.303)t+ lgE∞可知，-k/2.303即为直线的斜率，则有：-k/2.303=-0.00808，所以k=0.01861。药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。
t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k=5.64min
即50℃，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=0.01861，药物有效期为5.64min。
5.3 25℃有效期计算
由速率常数与温度的关系，符合Arrhenius经验式，k=Ae-Ea/RT，取对数则得到lnk=lnA-Ea/RT,以lnk对1/T作图，得到一条直线，可根据斜率求得活化能。
-Ea/R等于斜率，即-Ea/R=-210.56，所以Ea=1.751KJ/mol ,则25℃时，代入上式，k=6.1925×10-3，则药物的有效期一般是指当药物分解掉原含量的10%时所需要的时间t0.9。
t0.9=ln(100/90)/k=1/k·ln(100/90)=0.105/k=16.96min
即25℃ ，2mol/LNaOH条件下，硫酸链霉素的反应速率k=6.1925×10-3，药物有效期为16.96min。
六、思考题
1.使用的50ml的磨口瓶为什么要事先干燥？
答：因为该实验测定的分光光度值与麦芽酚的浓度成正比，如果磨口瓶事先没有干燥好，则测定的分光光度值会偏小，影响实验结果。
2.取样分析时，为什么要先加入铁试剂和硫酸溶液，然后对反应液进行比色分析？
答：实验中铁试剂与硫酸溶液是混合配制使用的，因为硫酸可以防止铁离子的水解。而本实验硫酸的酸性对硫酸链霉素水溶液有稳定性作用，我们实验所测的时
间是硫酸链霉素水溶液水解的时间，如果不先加入铁试剂与硫酸的混合溶液，体系还是呈碱性，移取反应液后还是会反应的，所以记录的时间并不是硫酸链霉素水溶液停止水解的时间。另外，铁试剂与水解产生的麦芽酚迅速发生络合作用。
七、参考文献
[1].何广平，南俊民，孙艳辉等编著.物理化学实验.化工工业出版社，2007.12 [2].傅献彩，沈文霞，姚天扬，侯文华编.物理化学（第五版）下册.高等教育出版社，2006.1