篇名 : 制酸劑中和力之探討 作者 趙健帆 高雄市立中正高工 化工二忠 蔡佳翰 高雄市立中正高工 化工二忠 許舜閔 高雄市立中正高工 化工二忠
壹 n 前言 制酸劑中和力之探討 在實驗課中學到 胃酸劑片制酸量的測定 及 利用 ph 計進行酸鹼滴定並畫出滴定曲線 在 胃酸劑片制酸量的測定 的實驗中, 無論是直接滴定法或間接滴定法均以指示劑顏色的變化來判滴定終點, 由於制酸劑多為白色不溶性粉末或其它顏色之不溶性粉末, 其缺點為滴定終點不易判斷 為了解制酸劑的制酸量 ( 中和力 ), 及制酸劑在不同條件的藥效 除利用指示劑法測定制酸量外, 本實驗將以 ph 計進行滴定曲線法測定制酸劑制酸量, 並進一步探討不同環境中制酸劑的中和力及釋放情況 在藥典裡及制酸劑的使用說明書會看到下列的敘述, 茶 咖啡 酒等刺激性食物, 會促進胃 酸分泌 ; 牛奶不但沒有制酸的性質, 而且可能會增加酸的產生 ; 含氧化鎂的制酸劑可用 水或牛奶併服 所以本研究將進一步探討 - 制酸劑在茶 牛奶 咖啡及酒等溶液中的中和力 貳 正文 一 文獻探討 市面上販售的胃酸劑片的種類很多,大多由制酸劑 鎮靜劑及胃黏膜保護劑等成分組成 其 中制酸劑的成分通常由氫氧化鋁 碳酸氫納 碳酸鈣 矽酸鹽 ( 制酸 保護胃黏膜 ) 或氫氧化鎂 等組成 制酸劑治療目的在使胃液 ph 增至 ( 胃液的 為 ~),以減少胃酸對潰瘍之損害 理想的制酸劑應具有強大中和力,作用時間需持久 大多數制酸劑若空腹時給消化性潰瘍病人,其效力只能持續 ~ 分鐘,此乃由於胃的排空速率 ( 胃的排空率指食物在胃中消化的速度 ) 太大,因此,制酸劑應在飯後 小時服用,作用期較長 含氫氧化鋁 矽酸鋁 碳酸鈣 氫氧化鎂 氧化鎂 碳酸氫鈉等的制酸劑, 中和胃酸, 通常可將胃液的值提昇至 ~ph 服用時需要咀嚼完全, 然後再喝少量的水 要注意食物作為胃酸的緩衝劑可持續約 分鐘, 如果制酸劑在餐後 小時使用, 它們的作用期約為 小時 提示潰瘍的病人不要飲用咖啡的飲料或酒精 含碳酸鈣的制酸劑為非常有效的制酸劑, 具有很高的中和力, 起始作用快, 作用相當長 含 氫氧化鎂的制酸劑能立刻產生持續性中和胃酸的作用
二 研究架構 利用指示劑法測定制酸劑制酸量 - 直接滴定法 利用指示劑法測定制酸劑制酸量 - 間接滴定法 利用 ph 計進行酸鹼滴定 ( 滴定曲線法 ) 測定制酸劑制酸量 - 直接滴定法 - 每次滴入兩毫升模擬胃液於制酸劑溶液中 利用 ph 計進行酸鹼滴定 ( 滴定曲線法 ) 測定制酸劑制酸量 - 間接滴定法 - 每次滴入兩毫升模擬胃液於制酸劑溶液中 利用 ph 計測定不同環境 ( 改變模擬胃液量 ) 中制酸劑的中和力 - 模擬胃液體積 毫升 利用 ph 計測定不同環境 ( 改變溶液種類 ) 中制酸劑的中和力 - 水 綠茶 牛奶 咖啡 酒 利用 ph 計測定不同環境 ( 改變溶液種類 ) 中, 模擬胃液 變化 - 水 綠茶 牛奶 咖啡 酒
三 研究設備及材料 稱量瓶 錐形瓶 ( 毫升 ) 滴定管 量筒 ( 毫升 ) 研缽( 附杵 ) 球形吸量管 ( 毫升 毫升 ) 燒杯 ( 毫升 ) 精密天平 ph 計 電磁攪拌器 種制酸劑 ( 寧適 立逹賜康 固胃皆樂 氫氧化鋁片 金十字胃腸藥 固胃治酸 ) NaOH HCl 鄰苯二甲酸氫鉀 酚酞 甲基橙 胃蛋白酶 NaCl 綠茶 牛奶 咖啡( 雀巢咖啡 ) 酒( 酒精含量 %) 四 研究結果 ( 一 ) 指示劑法與滴定曲線法測定制酸劑制酸量的比較 指示劑法 表一 指示劑法 ( 每 克制酸劑的含鹼量 OH - m mol/g ) 寧適立逹賜康固胃皆樂氫氧化鋁金十字固胃治酸 直接滴定法...... 間接滴定法...... 直接滴定法 M 每 克制酸劑的含鹼量 OH - m mol/g= 間接滴定法 M 每 克制酸劑的含鹼量 OH - m mol/g= HCl VHCl W 制酸劑 HCl VHCl M NaOH W 制酸劑 舉一組數據計算 :. 直接滴定法計算 : MHCl=. VHCl=.(mL) W 制酸劑 =. 克 M HCl VHCl =(..).=. W 制酸劑 V NaOH 三次實驗的平均 :(.+.+.) =.. 間接滴定法計算 : MHCl=. VHCl=(mL) W 制酸劑 =. 克 MNaOH=. VNaOH=.(mL)
M HCl VHCl M NaOH W 制酸劑 V NaOH =(. -..). =. 三次實驗的平均 :(.+.+.)=.
滴定曲線法 ( 數據在記錄本 ) 制酸劑中和力之探討 寧適 立逹賜康 反曲點 反曲點 模擬胃液體積 ( 毫升 ) 圖 ( 一 ) 寧適之直接滴定曲線. 模擬胃液體積 ( 毫升 ) 圖 ( 二 ) 立達賜康之直接滴定曲線 固胃皆樂 反曲點 模擬胃液體積 ( 毫升 ) 圖 ( 三 ) 固胃皆樂之直接滴定曲線 氫氧化鋁 模擬胃液體積 ( 毫升 ) 圖 ( 四 ) 氫氧化鋁之直接滴定曲線
金十字胃腸藥 反曲點. 模擬胃液體積 ( 毫升 ) 圖 ( 五 ) 金十字胃腸藥之直接滴定曲線 固胃治酸 反曲點 模擬胃液體積 ( 毫升 ) 圖 ( 六 ) 固胃治酸之直接滴定曲線 反曲點 間接滴定 --- 寧適 間接滴定 --- 立逹賜康 反曲點 NaOH 體積 ( 毫升 ) 圖 ( 七 ) 寧適之間接滴定曲線 NaOH 體積 ( 毫升 ) 圖 ( 八 ) 立達賜康之間接滴定曲線
間接滴定 --- 固胃皆樂 間接滴定 --- 氫氧化鋁 反曲點 反曲點. NaOH 體積 ( 毫升 ) 圖 ( 九 ) 固胃皆樂之間接滴定曲線. NaOH 體積 ( 毫升 ) 圖 ( 十 ) 氫氧化鋁之間接滴定曲線 反曲點 間接滴定 --- 金十字胃腸藥 NaOH 體積 ( 毫升 ) 圖 ( 十一 ) 金十字胃腸藥之間接滴定曲線 間接滴定 -- 固胃治酸 反曲點 NaOH 體積 ( 毫升 ) 圖 ( 十二 ) 固胃治酸之間接滴定曲線
表二 每 克制酸劑的含鹼量 OH - 制酸劑中和力之探討 m mol/g 寧適立逹賜康固胃皆樂氫氧化鋁金十字固胃治酸 直接滴定曲線法間接滴定曲線法... 無反曲點........ 直接滴定法 M 每 克制酸劑的含鹼量 OH - m mol/g= HCl VHCl W 制酸劑 ( 反曲點即當量點,VHCl 即反曲點上 HCl 的體積 ) 間接滴定法 M 每 克制酸劑的含鹼量 OH - m mol/g= HCl VHCl M NaOH W 制酸劑 ( 反曲點即當量點,VNaOH 即反曲點上 NaOH 的體積 ) V NaOH 舉一組數據計算 :. 直接滴定曲線法 : MHCl=. VHCl=(mL) W 制酸劑 =. 克 M V HCl HCl W 制酸劑 =(. ).=.. 間接滴定曲線法 : MHCl=. VHCl=(mL) MNaOH=. VNaOH=(mL) W 制酸劑 =. 克 M HCl VHCl M NaOH W 制酸劑 V NaOH =(. -. ).=.
( 二 ) 不同制酸劑在不同胃液量中的中和力 表三 寧適 (ml 水 + 模擬胃液 ) 的 ph 變化 制酸劑中和力之探討 時間 模擬胃液體積 ( 分 ) ml ml ml ml ml ml ml ml................................................................................ ph 表四 立逹賜康 (ml 水 + 模擬胃液 ) 的 ph 變化 時間 模擬胃液體積 ( 分 ) ml ml ml ml ml ml ml ml................................................................................ ph
表五 固胃皆樂 (ml 水 + 模擬胃液 ) 的 ph 變化 時間 模擬胃液體積 ( 分 ) ml ml ml ml ml ml ml ml................................................................................ ph 表六 氫氧化鋁片 (ml 水 + 模擬胃液 ) 的 ph 變化 時間 模擬胃液體積 ( 分 ) ml ml ml ml ml ml ml ml................................................................................ ph
表七 金十字胃腸藥 (ml 水 + 模擬胃液 ) 的 ph 變化 時間 模擬胃液體積 ( 分 ) ml ml ml ml ml ml ml ml................................................................................ ph 表八 固胃治酸 (ml 水 + 模擬胃液 ) 的 ph 變化 時間 模擬胃液體積 ( 分 ) ml ml ml ml ml ml ml ml................................................................................ ph
寧適加水 時間 ( 分 ) 立逹賜康加水 時間 ( 分 ) 圖 ( 十三 ) 寧適在不同胃液量之曲線 ( 對照表三 ) 圖 ( 十四 ) 立達賜康在不同胃液量之曲線 ( 對照表四 ) 固胃皆樂加水 氫氧化鋁片加水 時間 ( 分 ) 時間 ( 分 ) 圖 ( 十五 ) 固胃皆樂在不同胃液量之曲線 ( 對照表五 ) 圖 ( 十六 ) 氫氧化鋁在不同胃液量之曲線 ( 對照表六 ) 金十字胃腸藥加水 固胃治酸加水 時間 ( 分 ) 時間 ( 分 ) 圖 ( 十七 ) 金十字胃腸藥在不同胃液量之曲線 ( 對照表七 ) 圖 ( 十八 ) 固胃治酸在不同胃液量之曲線 ( 對照表八 ) ( : 模擬胃液 毫升 : 模擬胃液 毫升 : 模擬胃液 毫升 : 模擬胃液 毫升 *: 模擬胃液 毫升 : 模擬胃液 毫升 +: 模擬胃液 毫升 -: 模擬胃液 毫升 )
( 三 ) 制酸劑寧適在不同溶液中的中和力 表九 寧適 (ml 茶 + 模擬胃液 ) 的 ph 變化 制酸劑中和力之探討 時間 模擬胃液體積 ( 分 ) ml ml ml ml ml ml ml ml................................................................................ ph 表十 寧適 (ml 牛奶 + 模擬胃液 ) 的 ph 變化 時間 模擬胃液體積 ( 分 ) ml ml ml ml ml ml ml ml................................................................................ ph
表十一 寧適 (ml 咖啡 + 模擬胃液 ) 的 ph 變化 時間 模擬胃液體積 ( 分 ) ml ml ml ml ml ml ml ml................................................................................ ph 表十二 寧適 (ml 酒 + 模擬胃液 ) 的 ph 變化 時間 模擬胃液體積 ( 分 ) ml ml ml ml ml ml ml ml................................................................................ ph
寧適加荼 寧適加牛奶 時間 ( 分 ) 時間 ( 分 ) 圖 ( 十九 ) 寧適配茶在不同胃液量之曲線 ( 對照表九 ) 圖 ( 二十 ) 寧適配牛奶在不同胃液量之曲線 ( 對照表十 ) 寧適加咖啡 寧適加酒 時間 ( 分 ) 時間 ( 分 ) 圖 ( 二十一 ) 寧適配咖啡在不同胃液量之曲線 ( 對照表十一 ) 圖 ( 二十二 ) 寧適配酒在不同胃液量之曲線 ( 對照表十二 ) ( : 模擬胃液 毫升 : 模擬胃液 毫升 : 模擬胃液 毫升 : 模擬胃液 毫升 *: 模擬胃液 毫升 : 模擬胃液 毫升 +: 模擬胃液 毫升 -: 模擬胃液 毫升 )
空白實驗 模擬胃液體積 ( 毫升 ) 圖 ( 二十三 ) 不同溶液加入不同體積的胃液之曲線 ( 數據在記錄本 ) 茶牛奶咖啡酒水
五 討論 ( 一 ) 指示劑法與滴定曲線法測定制酸劑制酸量的比較 指示劑法 () 除了寧適之外, 利用直接滴定法和間接滴定法所測得的結果有很大的差異, 且逆滴定時 所使用的 NaOH 量遠超過所預估量, 特別是氫氧化鋁片, 逆滴定用掉的 NaOH 量, 幾乎等於 所添加的 HCl 的量 () 氫氧化鋁片進行直接滴定時, 加入約 毫升的 HCl 後, 退色的速度就變的很慢 () 無論直接或間接滴定時, 反應速率慢, 平均需花 小時以上才到逹滴定終點 ( 標定 HCl 或 NaOH 的濃度時, 在 分鐘內可逹滴定終點 ) () 市售制酸劑多為白色不溶性粉末或其它顏色之不溶性粉末, 滴定終點判斷不易 () 市售制酸劑易沾粘在器壁, 造成實驗上的困擾及誤差 滴定曲線法 () 除了氫氧化鋁片之外, 利用直接和間接兩種滴定曲線法所測得的含鹼量都很接近 () 氫氧化鋁片在直接滴定曲線法無明顯反曲點, 而在間接滴定曲線法則有明顯的反曲點 () 利用 ph 計進行滴定曲線法測定制酸劑制酸量, 無判斷指示劑變色與否的困擾 () 直接滴定曲線法平均需花 小時以上收集大量的數據, 以畫圖求得反曲點 () 間接滴定曲線法在 小時內可完成實驗 () 市售的制酸劑有的會懸浮於液面, 造成實驗的困擾及誤差
( 二 ) 不同制酸劑制酸量的探討 ( 對照表一到二 ) 每 克制酸劑含鹼量的多寡為 : 直接滴定法固胃皆樂 > 固胃治酸 > 金十字 > 立逹賜康 > 寧適 > 氫氧化鋁 間接滴定法 固胃皆樂 > 固胃治酸 > 金十字 > 寧適 > 立逹賜康 > 氫氧化鋁 利用 ph 計進行直接滴定曲線法 固胃治酸 > 金十字 > 固胃皆樂 > 寧適 > 立逹賜康 > 氫氧化鋁 利用 ph 計進行間接滴定曲線法 固胃治酸 > 金十字 > 固胃皆樂 > 寧適 > 立逹賜康 > 氫氧化鋁 ( 三 ) 不同制酸劑在不同胃液量中的中和力 ( 對照表三到八 ) 空腹時, 制酸劑的效力只能持續 ~ 分鐘 就上述情況而言, 在 分鐘時, 各制酸劑 可中和下列體積的模擬胃液, 使 ph 增至 或 () 提昇模擬胃液 至 寧適立逹賜康固胃皆樂氫氧化鋁金十字固胃治酸 毫升 / 顆 毫升以下 / 顆 毫升 / 顆 毫升以下 / 顆 毫升 / 克 毫升 / 顆 () 提昇模擬胃液 至 寧適 立逹賜康 固胃皆樂 氫氧化鋁 金十字 固胃治酸 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升以下 / 顆 毫升 / 克 毫升 / 顆
如果制酸劑在餐後 小時使用, 它們的作用期約為 小時 就上述情況而言, 在 小時各 制酸劑可中和下列體積的模擬胃液, 使 ph 增至 或 () 提昇模擬胃液 至 寧適立逹賜康固胃皆樂氫氧化鋁金十字固胃治酸 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升以下 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 () 提昇模擬胃液 至 寧適立逹賜康固胃皆樂氫氧化鋁金十字固胃治酸 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 克 毫升 / 顆 ( 四 ) 制酸劑寧適在不同溶液中的中和力 ( 對照表三 表九到十二 ) 空腹時, 制酸劑的效力只能持續 ~ 分鐘 就上述情況而言, 在 分鐘時, 各制酸劑 可中和下列體積的模擬胃液, 使 ph 增至 或 () 提昇模擬胃液 ph 至 水茶牛奶咖啡酒 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升以下 / 顆 毫升 / 顆 () 提昇模擬胃液 ph 至 水茶牛奶咖啡酒 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆
如果制酸劑在餐後 小時使用, 它們的作用期約為 小時 就上述情況而言, 在 小時各 制酸劑可中和下列體積的模擬胃液, 使 ph 增至 或 () 提昇模擬胃液 ph 至 水茶牛奶咖啡酒 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 () 提昇模擬胃液 ph 至 水茶牛奶咖啡酒 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 毫升 / 顆 ( 五 ) 在未使用任何制酸劑的情況下, 不同溶液對模擬胃液 的影響 ( 數據在記錄本 ) 毫升茶和 毫升模擬胃液混合,約. 毫升牛奶和 毫升模擬胃液混合,約. 毫升咖啡和 毫升模擬胃液混合,約. 毫升酒和 毫升模擬胃液混合,約.
參 結論 一 利用指示劑法可測定制酸劑的制酸量, 但有些制酸劑為白色不溶性粉末或其它顏色之不 溶性粉末, 滴定終點不易判斷, 易產生誤差 滴定時, 反應速率慢, 平均需花 小時以上才 逹滴定終點 二 除寧適之外, 利用指示劑直接和間接滴定兩種方法所測得的含鹼量有很大的差異 三 除氫氧化鋁片之外, 利用 ph 計進行滴定曲線法, 由直接和間接兩種滴定曲線法所測得 的含鹼量都很接近, 而且有明顯的反曲點 四 間接滴定曲線法較直接滴定曲線法快, 因由直接滴定法可以控制模擬胃液的添加量, 節 省掉 NaoH 逆滴定的時間 五 在 利用 ph 計測定不同環境 ( 改變模擬胃液量 ) 對制酸劑中和力的影響 實驗中, 可觀察制酸劑的中和力 例如金十字胃腸藥 ( 克 ) 及固胃治酸 ( 顆 ) 中和速率較快 ; 寧適 ( 顆 ) 及固胃皆樂 ( 顆 ) 次之 此外, 在中和力方面, 金十字胃腸藥 ( 克 ) 的效果最好, 固胃治酸 ( 顆 ) 次之 六 和水比較起來, 雖然寧適在牛奶 茶 咖啡或酒等溶液中, 有較好或差不多的中和效果, 但別忘了牛奶 茶 咖啡或酒等會刺激胃酸分泌 七 未服用制酸劑時, 相較於茶 咖啡和酒等溶液, 牛奶雖可提高模擬胃液的, 但請 注意牛奶不但沒有制酸的性質, 而且可能會增加酸的產生
肆 n 引註資料一 楊永華盧麗娟 普通化學課本 Ⅱ ( 臺北市 : 東大, 民 ) 頁二 蔡永昌江孟玲 分析化學課 Ⅱ ( 臺北市 : 台科, 民 ) 頁三 楊永華謝幸娟 普通化學實驗課本 Ⅱ ( 臺北市 : 東大, 民 ) 頁四 江孟玲蔡永昌 分析化學實驗課本 Ⅱ 臺北市: 台科, 民 ) 頁五 吳漢鐘 超臨二氧化碳製備微奈米阿司匹靈膠囊粒子及控制釋放之模擬胃液研究 國立成功大學 / 化學所碩士論文 民 六 陳長安 常用藥物治療手冊全國藥品年鑑 (Px+OTC) 第 期 民