Opdracht Scheikunde Aspirine productie

Transcriptie

1 Opdracht Scheikunde Aspirine productie Opdracht door een scholier 4306 woorden 2 mei ,1 70 keer beoordeeld Vak Scheikunde 1 Inleiding In opdracht van brouwerij F d n zuipscheuten is er binnen de Fontys een biersoort in de handel gebracht. Deze biersoort heeft tot gevolg dat de studenten elke dag met hoofdpijn op school zitten. De studenten hebben hier vaak gebrek aan aspirine vooral na een weekendje vol met alcohol en jolijt. Vooral dus op maandag- en vrijdagochtend. Het kan ook komen door een flinke kopstoot, of het hard studeren voor een tentamenweek. Ook het produceren van de aspirine is hoofdpijngevoelig. Iedereen heeft wel eens last van hoofdpijn en daar willen we iets aan doen. Want het is beter voor het humeur en het optimisme van de studerende student. Een veel gebruikt medicijn voor deze kwaal is een aspirientje. Maar aspirine helpt niet alleen tegen hoofdpijn, het is een algemene pijnstiller en werkt bijvoorbeeld ook koortsverlagend. Omdat aspirine een goede en goedkope oplossing biedt op verschillende kwaaltjes, is op verzoek van de bedrijfsleider van de schoolkantine onderzocht of het rendabel is om een eigen merk aspirine binnen de school te creëren. Wij denken dat het product dat wij hebben geproduceerd: Hasjpirine een verrijking zal zijn in het assortiment van de schoolkantine. Als project gaan wij op kleine schaal aspirine produceren. Hieruit kan grofweg bepaald worden wat de kosten zouden zijn als we op weekbasis gaan produceren. Daarbij gaan we uit van een productie van 100 tabletten per keer. De kantine is een kapitalistisch bedrijf, dus het moet financieel haalbaar zijn. Onze doelstelling is om 10 zo zuiver mogelijke porties van 500mg te produceren. En daarom wensen wij u veel leesplezier!!! 2 Samenvatting Aspirine wordt volgens sommige wetenschappers al duizenden jaren gebuikt. Maar onze aspirine die wij geproduceerd hebben, heeft een geschiedenis van ongeveer 230 jaar. Om de aspirine te mogen verkopen heb je eerst een vergunning nodig van het College ter Beoordeling van Pagina 1 van 17

2 Geneesmiddelen (CBG). Zij stellen behaalde eisen aan het product en maken de uiteindelijk bijsluiter die de consument te zien krijgt. Veel mensen denken dat aspirine alleen maar een pijnstiller is tegen hoofdpijn, maar dat is niet zo. Aspirine heeft veel meer werkingen, zo werkt het tegen hart en bloedvaat ziektes en kan het voorkomen dat gevaarlijke virussen zich verspreiden in het lichaam. Om onze aspirine te bereiden hadden we een synthese voorschrift nodig, we hadden verschillende gevonden. De synthese voorschriften bleken inhoudelijk precies dezelfde te zijn. We hebben voor het voordeligste voorschrift gekozen, omdat er ook kosten aan verbonden zijn. Het blijkt ook dat je beter in een keer een grotere hoeveelheid kan produceren den telkens een klein beetje. Zo ben je voordeliger uit. Als we bij onze synthese een rendement van 100% behaald hadden zouden we 16,3 g aspirine bereid hebben. Maar dit is nooit haalbaar omdat je altijd overal wel verliezen hebt. Ons rendement was 51,5 %, wat overeen komt met 8,4 g. Dit vonden we zelf toch wel een redelijk rendement. Om onze aspirine te analyseren op zuiverheid hebben we 3 methoden gebruikt, we hebben het smeltpunt bepaald, een titratie en een extinctie bepaling uitgevoerd op onze aspirine. Niet elke analyse is volgens plan verlopen, maar we kunnen met zekerheid zeggen dat onze aspirine voor 83,4 % zuiver is. Om met zekerheid te kunnen zeggen dat in onze zakjes daadwerkelijk 500 mg aspirine in zit hebben we de normale verdeling van onze zakjes bekeken. Ook hebben we bekeken hoeveel werkende stof er per tablet gebruikt is. 3 Inhoudsopgave 1 Inleiding 2 Samenvatting 3 Inhoudsopgave 4 Geschiedenis aspirine 5 Registratie geneesmiddelen 6 Werking Aspirine 7 Eigenschappen 8 Synthese voorschriften 9 Kosten Analyse voorschriften 10.1 Analyse aspirine volgens titratie Bepaling van de concentratie van een NaOH oplossing Bepaling van de hoeveelheid acetylsalicylzuur in een tablet aspirine 10.2 Analyse aspirine volgens extinctie Werkwijze voor het maken van de ijklijn Werkwijze voor het maken van het monster Pagina 2 van 17

3 Werking van de spectrometer 11 Meetresultaten 11.1 Meetresultaten extinctie bepaling Uitvoering Uitvoering Conclusie 11.2 Meetresultaten titratie Bepaling van de concentratie van de NaOH oplossing Bepaling van acetylsalicylzuur 11.3 Smeltpunt bepaling 12 Massabalans 13 Statistiek 13.1 Gewicht aspirine per zakje 13.2 Werkzame stof 14 Conclusie 15 Literatuurlijst Bijlage A Bijsluiter Bijlage B Kranten artikel Bijlage C Smeltpunt 3 Geschiedenis aspirine Bij de meeste mensen is het gebruik van aspirine al lange tijd een gewoon verschijnsel. Door sommige wetenschappers wordt beweerd dat een afgeleidde van aspirine al duizenden jaren wordt gebruikt. De huidige aspirine heeft een geschiedenis van ongeveer 230 jaar In 1763 ontdekte Edward Stone goede het effect van het gebruik van de schors van een wilgenboom tegen de ziekte malaria. 1830'sIn de jaren 30 van de 19de eeuw ontdekte schotse natuurkundige dat het extract van de wilgenschors de symtomen van reuma verlichten. 1840'sDoor organische chemici werd de werkzame bestanddeel geïsoleerd en aangeduid als Salycyn, C7H7O3-glucose (Salix is Latijn voor wilg) Professor van Nencki of Basle bewees dat Salicyn in het lichaam van de mens wordt omgezet in salicylzuur (C7H6O3). Vanaf toen werden sallcylaten gebruikt als standaard geneesmiddel voor de behandeling van gewrichtsontsteking. Over de werking was men tevreden maar het was irriterend voor de maag In dat jaar slaagde scheikundigen er in natriumsalicylaat te produceren. De werking was nog steeds goed, het was minder irriterend maar het smaakte afschuwelijk. 1890'sDe chemicus Felix hofmann maakte in Duitsland gesynthetitiseerde acetylsalicylzuur. Vanaf nu kreeg de werkzame stof de naam aspirine Vanaf dat jaar werd aspirine op grote schaal geproduceerd, Bayer ontwikkelde het chemisch proces en vroeg er patent op aan Tijdens de eerste wereldoorlog was er op grote schaal behoefte aan aspirine, maar het probleem was Pagina 3 van 17

4 dat het geproduceerd werd door de Duitsers. De Britse regering had er veel geld voor over wie het lukte om aspirine te produceren. Uiteindelijk was het de Australische George Nicolaas die er in slaagde, hij noemde de werkzame tablet Aspro De werkzame stof van aspirine al ongeveer een eeuw bekent, maar pas in 1971 ontdekte Sir John Vane waarom aspirine zo effectief werkt tegen pijn. Aspirine remt de werking van prostaglandine. Prostaglandine veroorzaakt pijn en stimuleert de bloedvatenvernauwingen en ontstekingen. Aspirine is een veel gebruikte pijnstiller en wordt gebruikt als geneesmiddel tegen hoofdpijn. Ontstekingen, spierpijn, gewrichtontstekingen en vele andere aandoeningen. Tegenwoordig aspirine ook gebruikt tegen hard en vaat ziekten. Aspirine gaat namelijk bloedklonteringen tegen en vermindert dus de kans op een hartaanval. 4 Registratie geneesmiddelen Het College ter Beoordeling van Geneesmiddelen (CBG) is in Nederland verantwoordelijk voor het beschikbare geneesmiddelenpakket. Voordat een geneesmiddel verhandeld mag worden moet het een registratie (handelsvergunning) van het CBG krijgen. Hiervoor beoordeelt het CBG de geneesmiddelen en stelt de voorwaarden vast voor toelating op de Nederlandse markt. Ook bepaalt het CBG of het geneesmiddel uitsluitend met recept of juist zonder recept verkrijgbaar is. De beoordeling van de geneesmiddelen gebeurt op basis van de Wet op de Geneesmiddelenvoorziening. Voordat een geneesmiddel op de markt wordt gebracht levert het farmaceutisch bedrijf een dossier in. Dit dossier moet wat inhoud en indeling betreft aan de Europees geldende regels voldoen en bestaat uit 4 delen. Deel 1 Hierin moeten administratieve gegevens, een samenvatting van het dossier, een samenvatting van de productkenmerken (IB-tekst), de bijsluiter (zie bijlage A) en de verpakkingstekst vermeld zijn. Deel 2 Hierin moeten de chemisch-farmaceutische gegevens, d.w.z. gegevens over de samenstelling, bereiding en kwaliteitscontrole van het geneesmiddel vermeld zijn. Deel 3 Hierin moeten de farmacologisch-toxicologische gegevens vermeld zijn. Dit zijn de gegevens van een geneesmiddel verzameld bij dieren m.b.t. de toxiciteit en werkingsmechanisme van het geneesmiddel. Deel 4 Hierin staan de klinisch-farmacologische gegevens. Dit zijn gegevens m.b.t. de werkzaamheid en veiligheid van het geneesmiddel bij de mens. Pas als het geneesmiddel positief is beoordeeld krijgt de producent een handelsvergunning. Het geneesmiddel wordt dan ingeschreven in het Register van Geneesmiddelen. Een onderdeel van de handelsvergunning is de zogenaamde samenvatting van productkenmerken (ook wel IB-tekst). Dit is een wetenschappelijke tekst met alle belangrijke gegevens van het product. De bijsluiter wordt hiervan afgeleid. De fabrikant doet een voorstel voor deze teksten maar het CBG stelt ze vast. Pagina 4 van 17

5 5 Werking aspirine Het antwoord op deze vraag is nog niet volledig gevonden. Men weet namelijk nog altijd niet precies hoe aspirine er voor zorgt dat het koorts verlaagd en pijn verminderd. Men weet wel dat aspirine sommige van zijn effecten verkrijgt door het remmen van de productie en afgifte van prostaglandine. Prostaglandine is een hormoonachtige substantie die onder andere de rekbaarheid van bloedvaten beïnvloeden, regelen van de functionaliteit van de bloedplaatjes die helpen bloeden te stoppen. Er is ontdekt dat na weefselbeschadiging er prostaglandine wordt afgegeven. In laboratoria is verder onderzocht dat twee typen hiervan roodheid en koorts veroorzaken. Ook is er aangetoond dat door het remmen van de synthese van prostaglandine, aspirine de bloedplaatjes er van weerhoudt om samen te klonteren tot bloedpropjes. Deze bloedpropjes worden normaal gebruikt bij het dichten van een wond. Maar deze bloedpropjes kunnen ook hartaanvallen veroorzaken. Als er namelijk een bloedpropje een bloedvat dicht die leidt naar een hartspier, krijgt deze spier geen bloed meer en zal dus afsterven. Hierdoor kan het hart sterk verzwakken en in het ergste geval zelfs geheel stoppen met pompen. Ook kan het doordat een kroonslagader wordt verstopt waardoor een deel van het hart afsterft. Doordat aspirine er dus voor zorgt dat de bloedplaatjes niet samenklonteren en dus geen bloedpropjes gaan vormen kan het dus gebruikt worden tegen hartaanvallen. Al een aantal jaren wordt er onderzoek naar gedaan maar nog steeds is men huiverig over deze toepassing van aspirine omdat er nog niet geheel bekend is of er bijwerkingen op kunnen treden. Het mag dus alleen worden toegepast wanneer het door een arts wordt voorgeschreven. Een van de laatste resultaten van onderzoeken, heeft aangetoond dat aspirine er ook voor kan zorgen dat er geen gevaarlijke virussen zich in het lichaam kunnen verspreiden (zie bijlage B). 6 Eigenschappen Formule Kookpunt Smeltpunt Molmassa Dichtheid Mac-waarde Azijnzuur anhydride C4H6O3 140 C -98 C 32 g/mol 0,8 g/ml 260 mg/m3 Azijnzuur C2H4O C 135 C g/mol 1.4 g/ml 5 mg/m3 Ethanol C2H6O2 78 C -144 C g/mol 0.78 g/ml 25 mg/m3 IJzer(III)chloride FeCl3 N.b. n.b 203 g/mol 1.4 g/ml 10 ppm Natronloog 0,5M NaOH 145 C 12 C g/mol 1.5 g/ml 2 mg/m3 Salicylzuur C7H6O3 211 C 159 C g/mol 1.4 g/ml n.v. Zoutzuur 0,1M HCl 57 C -35 C g/mol 1.2 g/ml 8 mg/m3 Zwavelzuur H2SO4 290 C 11 C 98.1 g/mol 1.83 g/ml 1 mg/m3 Tabel 1: eigenschappen 7 Synthese voorschriften Er zijn verschillende synthese voorschriften voor de bereiding van aspirine. Er is echter maar één voorschrift in veelvoud te vinden. Dit voorschrift is ook het beste te gebruiken, doordat de kosten van het Pagina 5 van 17

6 product hierbij laag zijn en de zuiverheid en het rendement van het uiteindelijke product is hoog. Uiteindelijk zijn er twee verschillende soorten synthese voorschriften gevonden. Eén waar je verschillende stoffen kan combineren waardoor je de stoffen kan verkrijgen die ook in het voorschrift staan die hier gebruikt wordt. Een goede oplossing dus als er een stof niet te verkrijgen is, maar wel een duurdere. Het synthese voorschrift die hier gebruikt is, is het volgende: Materialen Salicylzuur Azijnzuuranhydride Zwavelzuur gec. Ethanoloplossing 75 v/v % Ethanoloplossing 30 v/v % Waterbad Büchnertrechter 250 ml rondbodemkolf Kooksteentjes Vouwfilter Verwarmingsplaat Stoof Exsiccator. Werkwijze Figuur 1:Opstelling 1. In een droge erlenmeyer van 300 ml met 12,5 g droog salicylzuur wordt 17,5 ml azijnzuuranhydride gebracht (werk in de zuurkast!). Onder roeren wordt aan dit mengsel 5 druppels geconcentreerd zwavelzuur toegevoegd. Hierna wordt het mengsel gedurende ca. 15 minuten, onder roeren, in een heet waterbad verwarmd. De temperatuur van het mengsel wordt ongeveer 55 C. Laat het heldere mengsel afkoelen tot 30 C waarbij een wit neerslag gevormd wordt. Aan het reactieproduct wordt ca. 150 ml water toegevoegd. Hierdoor wordt het zwavelzuur, het gevormde azijnzuur en het niet gereageerde Azijnzuuranhydride reeds voor een belangrijk deel uitgewassen. De gevormde witte kristallen worden over een Büchnertrechter afgezogen (zie opstelling 1). De afgezogen kristallen worden op de Büchnertrechter driemaal met een weinig water uitgewassen. Het ruwe acetylsalicylzuur wordt gezuiverd door herkristallisatie uit 75 v/v % ethanol (opstelling 2). Figuur 2:Opstelling 2. De aspirinekristallen werden in een rondbodemkolf van 250 ml gebracht. Hieraan wordt in kleine porties onder refluxen in een refluxopstelling ethanol toegevoegd met gebruik van kooksteentjes. Voeg zoveel ethanol 75 v/v % toe, dat de ruwe aspirine is opgelost. Noteer de benodigde hoeveelheid. Voeg vanwege het filtreren alsnog 10 ml ethanoloplossing toe. Pagina 6 van 17

7 A. Eerste mogelijkheid van filtreren: Om de oplosbaarheid van het aspirine te verminderen wordt de hete oplossing door een vouwfilter in een bekerglas met 125 ml heet water uitgegoten. Onoplosbare verontreinigingen, waaronder kooksteenties, worden op deze wijze eveneens verwijderd. B. Tweede mogelijkheid van filtreren: Maak een Büchnertrechter met afzuigerlenmeyer goed schoon en filtreer de bete aspirine-oplossing over de Büchnertrechter in de afzuigerlenmeyer; het verlies door herkristalliseren in een trechter is geringer dan bij methode A. De oplossing wordt vervolgens, na voorzichtig roeren, op het tafelblad gezet om langzaam af te koelen tot kamertemperatuur. Daarna wordt deze, indien nodig, in ijswater geplaatst. Er ontstaan hierbij naaldvormige witte kristallen. Deze worden over een Büchnertrechter afgezogen en driemaal uitgewassen met weinig van een 30 v/v % ethanoloplossing. De kristallen worden in een petrischaal verzameld en gedurende ca. een half uur gedroogd in een droogstoof. Vervolgens wordt de petrischaal met de kristallen een week in een exsiccator boven silicagel gedroogd.1) Wanneer er geen salicylzuur te verkrijgen is kan deze bereid worden uit het natriumzout van hydroxybenzeen (ofwel natriumfenolaat) en koolstofdioxide. Hieruit volgt de volgende reactie: Natriumfenolaat natriumsalicylaat salicylzuur Natriumfenolaat is weer te verkrijgen door de druk en temperatuur te verhogen van chloorbenzeen in aanwezigheid van Natronloog. Er is nu salicylzuur verkregen. Bij toevoeging van ethaanzuur zal er nu een ester van ethaanzuur en salicylzuur ontstaan, genaamd acetylsalicylzuur ofwel de bekende stof aspirine. Carbonzuur ethaanzuur aspirine 9 Kosten Table 1 Naam massa Kosten Hoeveelheid gebruikt Kosten voor tien zakjes Azijnzuur anhydride 500 ml Eu ,5 ml Eu 0.70 Azijnzuuroplossing 0,4M 1 liter Eu ml Eu 0.98 Ethanol 1 liter Eu ml Eu 0,40 IJzer(III)chloride 5 gram Eu ml + 2 mg Eu 0,32 Natronloog 0,5M 500 ml Eu ml Eu 1.44 Salicylzuur 1 kg Eu ,5 gram Eu 0.26 Zoutzuur 0,1M 2 l Eu ,1 ml Eu 0,85 Zwavelzuur 1 liter Eu ,2 ml Eu Pagina 7 van 17

8 Tabel 2: Kosten stoffen per zakje. De volgende kosten zullen verbonden zijn aan het produceren van honderd zakjes aspirine per maand: Waarvoor zijn de kosten Kosten 2 man die het gaan produceren (3 uur per persoon) 6x (aanname dat leerlingen het uitvoeren: 8,- * 6 = Eu 48,-) 2 man voor analyse (2 uur per persoon) 4x (aanname dat leerlingen het uitvoeren: 8,- * 4 = Eu 32,-) Kosten voor synthese 0,26*10+0,70*10+0,003*10+0,40= Eu 10,03 Kosten voor analyse (bij 3 zakjes uitvoeren, bij kostenschema is dit al bij 2 zakjes uitgevoerd) 1,5*1,44+1,5*0,85+1,5*0,26+1,5*0,98= Eu 5,175 Huur van lokaal + materiaal Eu 100,- Totaal: Eu 195,205 Tabel 3: Kosten productie 100 zakjes per maand. De kosten lopen erg hoog op door de huur van het lokaal en materiaal. Het is in verhouding dus veel goedkoper als je meteen een voorraad maakt voor een heel jaar. 10 Analyse voorschriften Er zijn 3 verschillende analyses methodes toegepast. Ten eerste is er het smeltpunt bepaald met een mettler toledo DSC 12 E. Hiermee kun je kijken of het smeltpunt overeen komt met het smeltpunt van zuivere aspirine. Met deze methode kun je wel zien of er onzuiverheden in zitten, maar niet de precieze hoeveelheid. Daarna is er een titratie uitgevoerd, dit is de nauwkeurigste manier om de hoeveelheid zuiver stof te bepalen. Je kunt precies uitrekenen hoeveel % van de aspirine zuiver is. Ook is er nog een extinctie bepaling uitgevoerd. Deze is ook vrij nauwkeurig, er moet alleen een ijklijn gemaakt worden Analyse Aspirine volgens titratie reagentia: Acetylsalicylzuur 0,1 M HCl oplossing 0,5 M NaOH oplossing Indicator Methylrood Verwarmingsplaat Erlenmeyer van 100 ml met NS 14 Bolkoeler Slangen Pipet 15,00 ml Pipet 5,00 ml Pagina 8 van 17

9 Kooksteentjes Werkwijze Bepaling van de concentratie van een NaOH oplossing. Pipetteer 5 ml 0,5 M NaOH oplossing 75 ml water 4 à 5 druppels methylrood Reactie vergelijking die optreedt. OH- + H+ H2O Je kunt nu de concentratie NaOH oplossing berekenen. 0,1 M HCl * aantal toegevoegde ml HCl opl. = x M NaOH * 5 ml NaOH opl Bepaling van de hoeveelheid Acetylsalicylzuur in een tablet aspirine. 315 mg Acetylsalisylzuur Pipetteer 15,00 ml NaOH oplossing 4 à 5 druppels methylrood. Reactie vergelijkingen die optreden. 2 C9H8O4+ 4 OH- + 3 O2 2 C7H6O3 + 4 H2O + 4 O2 OH- + H+ H2O Je kunt de hoeveelheid acetylsalicylzuur in een tablet aspirine berekenen. Aantal toegevoegde ml HCl opl. * 0,1 M HCl opl. = aantal mmol H+ wat gereageerd heeft. 15,00 ml NaOH opl. * x M NaOH opl. = aantal mmol OH- wat erin gestopt is. (aantal mmol OH- - aantal mmol H+) / 2 = aantal mmol salicylzuur aantal mmol salicylzuur = aantal mmol acetylsalicylzuur aantal mol salicylzuur * 180,2 mol/g = aantal gram acetylsalicylzuur in de tablet aspirine Analyse aspirine volgens extinctie Werkwijze voor het maken van de ijklijn Werkwijze voor het maken van het monster Pagina 9 van 17

10 Formules voor het berekenen de zuiverheid van de aspirine: E=.c.d E= gemeten extinctie (uitdoving) = molair extinctiecoëfficiënt c= molariteit van de salicylzuuroplossing d= lengte van de lichtweg in cm. T = It / I0 T = Transmissie It = doorgelaten straling I0 = begin intensiteit T = 10-Ecd Absorptie = 1 T Werking van de spectrometer De spectrometer heeft een lichtbron. De uitgezonden straling die de lichtbron uitzendt kan door oplossingen, vloeistoffen, gassen en doorzichtige vaste stoffen voor een deel worden geabsorbeerd. Hierbij zullen de fotonen bij botsing met de deeltjes in de media hun energie aan deze deeltjes afstaan, waardoor deze op een hoger energieniveau komen. Het restant van de opvallende straling wordt in de oorspronkelijke voortplantingsrichting doorgelaten (getransmitteerd). Voor het meten van de transmissie (en indirect van de absorptie) wordt een bundel monochromatisch licht door een cuvet met daarin de te meten oplossing gestuurd. De intensiteit van het doorgelaten licht wordt met een foto-elektrische detector gemeten. Bij deze meting is gebruik gemaakt van een enkelstraalsspectrometer. Bij dit type worden de stralen van de lichtbron via de intreespleet naar de monochromator gestuurd. Het monochromatische licht valt via de uittreespleet op de meetcuvet. Met een foto-elektrische detector en een galvanometer wordt de intensiteit van de doorgelaten straling gemeten. 11 Meetresultaten 11.1 Meetresultaten extinctie bepaling We hebben de extinctie bepaling 2 keer uitgevoerd. Resultaten 1ste uitvoering: V (ml) C(mg/l) Extinctie Pagina 10 van 17

11 monster 0.34 Tabel 4: extinctie metingen 1 Resultaten 2de uitvoering: Grafiek 1: ijklijn resultaten 1 V ( ml ) C(mg/l) Extinctie monster Tabel 5: extinctie metingen 2 Grafiek 1: ijklijn resultaten 1 Bepaling hoeveelheid aspirine. Uit de ijklijn volgt dat y = rc*x Na het meten van de extinctie van het monster kan de concentratie berekend worden. E =rc*x *C E = Extinctie C = concentratie C = E / rc Aangezien er in de maatkolf slechts 100 ml zit en geen liter wordt de massa van het salicylzuur in de maatkolf een factor 10 kleiner. Er was 5 ml gepipetteerd en de oorspronkelijke maatkolf was er een van 250 ml, dus moet de massa van het salicylzuur vermenigvuldigd worden met een factor 50. Als de massa dan gedeeld wordt door de molmassa van salicylzuur geeft dit het aantal mol, wat dan ook ongeveer gelijk is aan het aantal mol acetylsalicylzuur Uitvoering 1 E monster is 0,340 C = 0,340/ 0,0113 =30,0885 mg/l 30,0885/10 =3,00885 mg * 50 =150,442 mg salicylzuur 150,442/138,1 =1,08937mmol salicylzuur. Pagina 11 van 17

12 Aspirine reageert tot salicylzuur in een verhouding 1:1. Dus er is 1,08937 mmol aspirine omgezet. En dit komt overeen met 1,08937*180.2 = 196,305 mg Aspirine. Afgewogen hoeveelheid aspirine = mg De zuiverheid is dus 196,305/150.2 * 100% = 130,70 % Uitvoering 2 E monster is 0,286 C = 0,286/ 0,0102 =28,0392 mg/l 28,0392/10*50 =140,196 mg salicylzuur 140,196/138,1 =1,01518 mmol salicylzuur Aspirine reageert tot salicylzuur in een verhouding 1:1. Dus er is 1,01518 mmol aspirine omgezet. En dit komt overeen met 1,01518*180.2 = 182,935 mg Aspirine. Afgewogen hoeveelheid aspirine = 138,3 mg De zuiverheid is dus 182,935/138,3 * 100% = 132,27 % Conclusie Nadat de proef is uitgevoerd en met de gevonden waarden het % werkzame stof is berekend blijkt dat er tijdens het practicum toch ergens wat verkeerd is gegaan. Een % werkzame stof van en 132, 27 is geen reële waarde. Nu is de vraag waar is het fout gegaan? Gezien de uitkomsten is waarschijnlijk dat beide groepen dezelfde fout hebben begaan. Omdat er gebruik is gemaakt van 1 stamoplossing zou het kunnen dat de concentratie hiervan afwijkt Meetresultaten titratie Bepaling van de concentratie van de NaOH-oplossing: Teruggetitreerd: 23,3 ml HCl 23,1 ml HCl gemiddeld is dat 23,2 ml. Berekening: 23,2 ml * 0,1 M HCl = 2,32 mmol H+. Dit komt overeen met 2,32 mmol OH-. 2,32 mmol / 5 ml = 0,464 M NaOH Bepaling van acetylsalicylzuur Bepaling 1 0,3215 gram afgewogen Pagina 12 van 17

13 40,3 ml teruggetitreerd met 0,1 M HCl Berekening: 15 ml * 0,464 M = 6,96 mmol NaOH 40,3 ml HCl * 0,1 M = 4,03 mmol HCl Dit komt overeen met 4,03 mmol NaOH 6,96 4,03 = 2,93 mmol 2,93 mmol / 2 = 1,465 mmol 1,465 mmol * 180,2 = 264,0 gram (264 / 321,5) * 100 % = 82,1 % Bepaling 2 0,3219 gram afgewogen 39,4 ml teruggetitreerd met 0,1 M HCl Berekening: 15 ml * 0,464 M = 6,96 mmol NaOH 39,4 ml HCl * 0,1 M = 3,94 mmol HCl Dit komt overeen met 3,94 mmol NaOH 6,96 3,94 = 3,02 mmol 3,02 mmol / 2 = 1,51 mmol 1,51 mmol * 180,2 = 272,1 gram (272,1 / 321,5) * 100 % = 84,6 % Het gemiddelde van beide bepalingen is een zuiverheid van (84,6 + 82,1) / 2 = 83,4% Smeltpunt bepaling Het smeltpunt wat we gemeten hebben met de mettler toledo DSC 12 E is 134,0 ºC. (zie bijlage C) Dit betekent dat de stof niet helemaal zuiver is, want het smetpunt van acetylsalicylzuur ligt tussen de 135 en 140 ºC. Je kunt het ook nog zien aan de andere kleine pieken in de grafiek, zij geven ook aan dat er onzuiverheden in zitten. 12 Massabalans De theoretische opbrengst van de hoeveelheid aspirine: Salicylzuur is de limiterende factor, omdat azijnzuuranhydride in overmaat is toegevoegd. Salicylzuur reageert 1 : 1 met Acetylsalicylzuur. Berekening: 12,5 gram Salicylzuur / 138,1(molmassa Salicylzuur) = 0,0905 mol 0,0905 mol Salicylzuur 0,0905 mol Acetylsalicylzuur. Pagina 13 van 17

14 0,0905 mol * 180,2 (molmassa Acetylsalicylzuur) = 16,3 gram. De praktische opbrengst die is gewogen na een week drogen is 8,4 gram. Dit is een rendement van (8,4 / 16,3) * 100 % = 51,5 % De verliezen komen vooral door: Het filtreren met de Büchnertrechter na het verwarmen op het waterbad. Het daarna uitwassen met drie kleine porties water. Teveel ethanol toevoegen, waardoor er te veel acetylsalicylzuur in de ethanol oplost. Er blijven altijd nog restjes aspirine op de wanden van de Büchnertrechter achter. Bij het drogen reageert de aspirine weer terug. Het is tenslotte een evenwichtsreactie. 13 Statistiek Iedereen gebruikt aspirines, maar is het allemaal wel betrouwbaar? Wat er op de gebruiksaanwijzing staat klopt dat wel? Zit er werkelijk dat aantal werkzame stof in dat erin hoort te zitten? Is de aspirine in het zakje wel 500 mg? Dit is de vraag. Met behulp van statistieken en normale verdelingen kun je hier achter komen. In dit hoofdstuk vind je normale verdelingen aan de hand van werkzame stof en gewicht van de aspirine in onze zakjes Gewicht aspirine per zakje We hebben de aspirines afgewogen en in zakjes gedaan. Van deze gegevens kunnen we een normale verdeling op stellen en die is. Gewicht van de aspirines 1) 497,5 6) 498,9 2) 507,1 7) 505,8 3) 504,2 8) 493,8 4) 495,8 9) 501,3 5) 500,0 10) 504,4 Dit is een gemiddelde van 500,88 mg per zakje. S is 4,454 en er zijn 10 metingen gedaan. Voor het oplossen van dit probleem maken we gebruik van een t-verdeling. En we moeten een betrouwbaarheid geven van 95 %. Wat zijn dan de grenswaarde van het gewicht met een betrouwbaarheid van 95 % X = 500,88 S = 4,454 N = 10 A = 95 % Het betrouwbaarheidsinterval met 95 % is. 497,456 < X < 504,304. dus je kunt stellen dat er in een zakje 500 ± 4,5 mg zit, als de betrouwbaarheid 95% is. Wij vinden dit toch best wel een betrouwbare Pagina 14 van 17

15 meting/uitgangspunt Werkzame stof We hebben twee keer de aspirines gecontroleerd om te kijken naar de hoeveelheid van de werkzame stof. We kwamen uit op een rendement van ongeveer 83,4 %. Dat is ongeveer 417,84567 mg poeder per zakje uitgaande van een gemiddelde waarde van een inhoud van 500,88. Willen we een betrouwbaarheidsinterval van 95 %, dan liggen de waardes tussen 414,937 en 420,755 mg werkzame stof per zakje. Wat we allemaal aan gegevens hebben is dat het gemiddelde ongeveer 417,734 is en een betrouwbaarheid van 95 %. Het enige wat we niet weten is de t-waarde. We kunnen daar achter komen door een t-verdeling te maken. We hebben de werkzame stof maar van 2 tabletten geanalyseerd maar deze zijn wel betrouwbaar want ze zitten heel dicht bij elkaar (82,1 % en 84,6 %). En omdat n niet telt bij twee kiezen we voor n = 10 We krijgen dan: X = 417,734 S = 3, N = 10 A = 95 % Grafiek 3: Normale verdeling. Wij hebben een toch goede statistieken die niet veel van elkaar wijken. Want de kans is zeer klein dat de werkzame stof onder de 415 mg komt is toch heel klein. 14 Conclusie Aspirine werd vroeger al gebruikt, al was de samenstelling ervan niet optimaal. Toen wist men niet precies hoe het werkte, maar dat het werkte wist men wel. Later werd de samenstelling veranderd waardoor de werking krachtiger werd en tegen meer kwalen kon worden ingezet. Nu weet men nog steeds niet de precieze werking van aspirine, maar men komt er wel steeds meer over te weten door beter ontwikkelde technologieen. Aspirine kan op meerdere wijzen bereid worden en allemaal hebben de synthese voorschriften voor- en nadelen. De wijze die wij verkozen hebben is relatief erg duur. Dit komt natuurlijk door het gebrek aan gebruikte technologie en wetenschap. +/- 2 euro voor 500 mg acetylsalicylzuur is erg duur. En hier is dan nog geen winst percentage bij berekend. Pagina 15 van 17

16 Het rendement dat berekend is, is natuurlijk geen reeele waarde. Een fout ligt in een klein hoekje en alle fouten samen maken 1 grote waardoor waarschijnlijk de analyse fout is gegaan. Het rendement dat we behaald hebben uit de synthese is ook aan de wat lage kant. 51,5% is niet echt veel. Dit komt doordat er veel opgeloste stof in de buchner trechter achterblijft en ook veel stof opgelost zit in de 75% en 30% alcohol oplossing die niet uitkristaliseerd. De aspirine hebben we in kleine zakjes gedaan en geprobeerd deze met ongeveer 500mg aspirine te vullen. De gemiddelde waarde voor een zakje aspirine is 500,88 mg. En heeft een betrouwbaarheid van 95%. We hopen dat de aspirine goed verkocht zal worden en dat het de hoofdpijn die veroorzaakt wordt door de nieuwe biersoort van bierbrouwerij F d n zuipscheuten verholpen wordt. 15 Literatuurlijst Boeken 1) Altman, Corbeij, Schröder, Inzicht in de chemie, Bohn Stafleu van loghum, Houten/Zaventem, 1986, 4e druk 2) Beckers, J.L., Analitsche chemie, sept ) Gangaram, F. en Frehen, A., Aspirinebepaling in pijnstillers, lit. Werkboek voor het college/practicum 4) Lewis, D., Aspirin, The royal society of chemistry, ) Lide, D, Handbook of chemistry and physics, the chemical rubber co, 73e druk, ) Chemical company, Sigma, Sigma chemical co, )McMurry and Fay, Chemistry, Printice Hall, 2001, 3e druk 8) Mendham, Denney, Thomas, Volgel s textbook of quantitative chemical analysis, Prentice Hall, 6e druk, 2000, blz ) Solomons, Organic chemistry, 5e editie ) Williams, K., Macroscale and microscale organic experiments, ISBN Tijdschriften 11) Fliger, K., Aspirin: A new look at an old drug, FDA consumer magazine, jan-feb 1994 Internet 12) 13) 14) citogroep 15) 16) copyright BONZI.COM 17) Pagina 16 van 17

17 18) copyright 2002 sdu nv 19) medicijngids, julie 1994 Krant 20) ANP, Aspirientje kan ook virus tegenhouden, Metro, Pagina 17 van 17