XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Определение ионов йода в лекарственных препаратах

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Кривцун Е.А. 1

---

1МАОУ СОШ №25

Зимина Л.В. 1

---

1МАОУ СОШ №25

Работа в формате PDF

1.8 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Йод, хоть и в свободном виде встречается крайне редко, жизненно необходимый микроэлемент. Все знают о свойствах йода, ведь чаще всего мы используем его в качестве антисептического препарата. Но он имеет гораздо более значимую роль в жизни человека. В организм человека йод поступает в основном с пищей. Этот элемент принимает участие во многих жизненно важных процессах. Также необходимую дозу йода человек может получать при применении определенных йодосодержащих препаратов.

Актуальность: йод – это важный элемент для стабильного функционирования человеческого организма. В живых организмах он играет огромную роль. Проблема йодного дефицита и в настоящее время достаточно распространена. Люди, страдающие нехваткой йода в организме, нуждаются в дополнительном йоде, который содержится в некоторых лекарственных средствах. Йодосодержащие препараты по сей день очень актуальны. В данной исследовательской работе мы попробуем разобраться, какие лекарственные средства имеют наибольшую ценность в отношении содержании йода.

Цель: изучить качественный состав лекарственных препаратов и определить экспериментальным путём наличие ионов йода, которые содержатся в лекарственных средствах.

Задачи:

1. Ознакомиться с литературой по выбранной теме и систематизировать полученные знания;

2. Проанализировать состав некоторых йодосодержащих препаратов из аптек города;

3. Провести практическую работу на определение ионов йода в лекарственных препаратах.

Объект исследования: лекарственные препараты.

Предмет исследования: наличие и определение содержания ионов йода в различных образцах лекарственных средств.

Методы исследования:

1. Изучение литературы;

2. Сравнение;

3. Наблюдение и описание;

4. Эксперимент.

Гипотеза: в аптеках можно встретить множество вариантов йодосодержащих лекарств разной ценовой категории. Всегда ли средство, которое дороже, содержит в себе действующего вещества больше, чем менее дорогое лекарство? А можно ли заменить йодосодержащие препараты продуктами питания?

Практическая значимость: данная тема проекта является достаточно значимой, ведь в настоящее время возросла проблема йододефицита, который влечёт за собой различные заболевания. Знание о лекарствах с содержанием йода и их рациональное употребление поможет предотвратить эту проблему. Весь материал проекта может быть применён при проведении классных часов или мероприятий, направленных на сохранение и укрепление здоровья населения.

Содержание

I. Введение…………………………………………………………………………………………………...2

II. Основная часть:

2.1. Химический элемент йод………………………………………………………………………....4

2.2. Йод в продуктах питания…………………………………………………………………………5

2.3. Рольйода в биологических процессах…………………………………………………………...6

III. Практическая часть.

3.1. Определение ионов йода в лекарственных средствах………………………………………….7

3.2. Определение ионов йода в продуктах питания…………………………………………………9

IV. Заключение……………………………………………………………………………………………….9

V. Список используемой литературы………………………………………………………………..15

Химический элемент йод

В 1811 году французский химик Бернар Куртуа находился в своей лаборатории в компании кота, который часто сидел у него на плече. Но вдруг кота что-то напугало, и он спрыгнул на стол, опрокинув ёмкости, в одной из которых находился раствор золы водорослей, а в другой - серной кислоты. Жидкости смешались и Куртуа увидел клубы сине-фиолетового пара, оседавший на предметы в виде чёрно-фиолетовых кристалликов, имевших металлический блеск.

8KI + 5H₂SO₄ → 4I₂ + 4H₂O + H₂S + 4K₂SO₄

Таким незамысловатым способом был открыт новый элемент Периодической системы Д.И. Меднелеева, названный в честь его цвета. С греческого языка слово «йод» означает фиолетовый, «подобный по цвету фиалке»¹.

Йод – это химический элемент 7А группы 5 периода периодической системы Д.И. Менделеева. Молекулярная формула йода — I₂. При нормальных условиях простое вещество йод представляется кристаллами темно-серого цвета. Сам по себе элементарный йод довольно хрупкий, его легко разломать пинцетом, в результате чего маленькие крупицы йода начнут возгоняться, окрашивая поверхность тёмными пятнами. Одним из его уникальных свойств является способность при нагревании переходить непосредственно из твердого состояния сразу в газообразное, минуя жидкую фазу. Также этот элемент – это последний нерадиоактивный галоген в ПСХЭ.

В природе йод не встречается в свободном виде; он обнаруживается только в составе различных соединений. В целом, количество йода на Земле невелико, однако этот элемент в больших количествах содержится в морских водорослях. Согласно исследованию 2008 года, многие водоросли с помощью йодосодержащих неорганических веществ (например, таких как йодиды) защищают себя во время отливов от атмосферного озона, который в небольших концентрациях присутствует в воздухе и губителен для водорослей. При отливе воды, йодид ионы из клеток водорослей реагируют с озоном в воздухе, образуя аэрозоль из маленьких частичек элементарного йода, который опять окисляется озоном и уже в виде гипойодитов растворяется в воде.

2I⁻ + O₃ + HO → 2OH⁻ + I₂ + O₂

Так водоросли приспособились к губительным действиям озона. В самой морской воде йода содержится 0,006%². Но не смотря на его нераспространенность, он рассеян в природе и присутствует практически везде.

Йод нашел достаточно широкое применение в нашем мире. Например, криминалистике пары иода применяются для обнаружения отпечатков пальцев на бумажных поверхностях, например, на купюрах; применяют в качестве компонента положительного электрода (окислителя) в литиево-ионных аккумуляторах для автомобилей. В области металлургии иод применяется в технологиях получения металлов сверхвысокой чистоты, к числу которых относятся ванадий и цирконий. Данные тугоплавкие элементы играют ключевую роль в производстве ряда ракетных сплавов и материалов, используемых в атомных реакторах. Конечно, главным образом йод применяется в медицине. Этот элемент применяется как для наружного, так и для внутреннего использования. Йод является эффективным антисептиком для обработки повреждений кожи.

Йод в продуктах питания

Бывает такое, что в организм поступает недостаточно йода, в результате чего щитовидная железа вырабатывает мало тироксина, который влияет на рост, метаболизм и другие важные факторы. Такое состояние называется гипотиреозом или йододефицитом. Для того, чтобы устранить йододефицит в организме необходимо обратиться к врачу, но для поддержания баланса йода в организме можно принимать не только лекарства, содержащие в своём составе йод, но и некоторые продукты питания, богатые этим элементом.

Основные продукты богатые йодом это:

1. Запечённый картофель. В одной средней картофелине содержится примерно 60 мкг йода, что составляет 40% дневной нормы. Важно отметить, что наибольшее количество йода сосредоточено в кожуре, поэтому рекомендуется запекать картофель целиком.

2. Яйца. Подобно картофелю, яйца представляют собой доступный и повседневный продукт, способный помочь в предотвращении дефицита йода. Одно крупное яйцо содержит приблизительно 24 мкг йода, что соответствует 16% суточной нормы.

3. Цельное коровье молоко.

4. Черника. Исследования показывают, что они помогают сохранить остроту зрения и предупредить развитие возрастной макулярной дегенерации сетчатки глаза. А еще они могут обогатить организм человека йодом. В 100 г плодов содержится 400 мкг йода, то есть 267% суточной нормы для взрослого человека.

5. Бананы. В бананах содержится около 3 мкг йода. Это не так много, но тем не менее не стоит недооценивать питательные свойства данного продукта.³

Наибольшее количество йода содержится в морепродуктах. В основном это треска, красная икра, морская капуста и креветки. Так, например, в 85 граммах трески может содержаться от 63 до 99 мкг йода в зависимости от среды обитания рыбы. Но самая распространенная и доступная йодосодержащая пищевая добавка – это йодированная соль. Она отличается от обычной поваренной соли тем, что в ней содержится йодит (KI) или йодат калия (KIO3).

Таким образом можно сделать вывод, что ежедневный прием этих продуктов поможет поддерживать баланс йода в организме человека, что способствует предотвращению проявления различного рода заболеваний.

Роль йода в биологических процессах

В организме взрослого человека содержится от 20 до 50 мг йода, большая часть которого (до 60 %) сосредоточена в щитовидной железе, остальная часть в мышцах, крови и яичниках. От достаточного количества йода в организме зависит скорость сжигания жиров. При достатке йода соблюдение диеты для похудения дает гораздо больший эффект. Недостаточное содержание йода апривести к дефициту микроэлемента и развитию ряда патологических состояний. В организме человека йод выполняет ряд достаточно важных функций. Сам по себе организм не способен самостоятельно синтезировать этот микроэлемент. Йод поступает в организм исключительно с пищей, водой и различными лекарственными препаратами, содержащими йод.

Очень важно следить за содержанием йода в организме. Недостаточное или, наоборот, избыточное содержание йода в пище и воде, неправильное питание, нарушения работы желудочно-кишечного тракта могут привести к дефициту элемента и развитию ряда патологических состояний. При недостатке йода нарушается синтез гормонов щитовидной железы, что нарушает работу эндокринной системы. Также йододефицит приводит к замедлению белкового и липидного обменов в организме, снижается артериальное давление. Если дефицит йода сохраняется длительное время, то развиваются диффузный эутиреоидный зоб или узловой зоб.

Диффузный эутиреоидный зоб — это равномерное увеличение щитовидной железы, которое развивается как компенсаторный механизм в ответ на нехватку йода. Часто патология протекает бессимптомно. Иногда могут отмечаться повышенная утомляемость, общая слабость, головная боль, неприятные ощущения в области шеи.⁴

Узловой зоб — это неравномерное увеличение щитовидной железы, которое протекает с развитием объемных узловых образований органа различного происхождения. В начальной стадии патология не имеет клинических проявлений. По мере разрастания узлы начинают давить на прилежащие органы (пищевод и трахею), а также проходящие рядом нервы и кровеносные сосуды, что может вызывать дискомфорт, приводить к проблемам с глотанием и дыханием

Но в то же время избыток йода может вызвать такое заболевание как йодизм. Чаще всего эта проблема грозит работникам различных производств, где случаются частые выбросы элемента, или тем, кто не контролирует его прием с йодсодержащими препаратами.

Йод – залог высокой умственной активности, нормального состояния кожи, ногтей и волос. Подводя итог можно сказать, что очень важно следить за балансом содержания йода в организме. Важно сохранять сбалансированное питание и не принимать йодосодержащие лекарства без назначения врача, ведь переизбыток данного элемента в организме также может привести к негативным последствиям.

Практическая часть

Цель практической работы: экспериментальным путём определить содержание ионов йода в различных лекарственных препаратах и выявить, в каком препарате содержание йода наибольшее.

Опыт №1. Обнаружение ионов I в лекарствах при помощи нитрата серебра (AgNo₃).

Признак большого содержания йода – окраска раствора в светло-желтый цвет.

Перед началом проведения практической работы мы организовали рабочее место, приготовив всё необходимое. (Приложение 1)

Реагенты: нитрат серебра (AgNo₃), крахмал ((C6H10O5)n), вода (H₂O), лекарственные препараты:

1) Эутирокс (пробирка №1);

2) Калия йодид (пробирка №2);

3) Йодомарин (пробирка №3);

4) Йодопирон (пробирка №4);

5) Бетадин (пробирка № 5).

Ход работы:

1.Приготовление клейстера.

В колбу добавили крахмал и прилили к нему воды. После чего раствор нагрели, в результате чего получили клейстер. Полученный клейстер оставили остывать.

2.Подготовка лекарственных препаратов.

Лекарственные средства, находящиеся в виде таблеток, мы размельчили до состояния порошка. Далее в мерные стаканчики поместили каждый вид препаратов и прилили к ним воду. После чего в отдельные пробирки добавили по 1 мл полученного раствора для дальнейшей работы. (Приложение 2)

В еще одну пробирку налили раствор йодида калия (KI), к которому также прилили 1 мл воды. Он будет служить нам в качестве примера.

3.Добавление нитрата серебра.

К каждой пробирке с раствором лекарственных препаратов прилили по 1 мл нитрата серебра (AgNo₃). В пробирку с йодидом калия также добавили нитрат серебра. (Приложение 3)

Итоги реакций:

• Раствор с йодидом калия посветлел (приобрел светло-желтую окраску).

KI + AgNO₃ = KNO₃ + AgI↓

(Реакция йодида калия с нитратом серебра является качественной реакцией. В результате неё происходит образование осадка жёлтого цвета.)

• В пробирках 1-3 (растворы препаратов «Эутирокс», «Калия йодид» и «Йодомарин»). Видимых изменений не наблюдается.

• В пробирках 4-5 (растворы препаратов «Йодопирон» и «Бетадин») произошли видимые изменения, а именно изменение окраски раствора на светло-желтый цвет. Сравнивая полученный результат с раствором йодида калия можно увидеть практически одинаковый цвет растворов (т.е. чем больше содержание йода, тем ярче окраска раствора).

Итог опыта №1:

Поскольку в пробирках 1-3 не произошло видимых изменений, то можно сделать вывод о небольшом содержании элемента йода в этих препаратах («Эутирокс», «Калия йодид» и «Йодомарин»). В пробирках 4-5 произошло изменение окраски на светло-желтую, что говорит о высокой концентрации йода в данных препаратах («Йодопирон» и «Бетадин»).

Опыт №2. Обнаружение ионов I в лекарственных препаратах с помощью крахмала. (приложение 4)

Признак большого содержания йода – окраска раствора в синий цвет.

Реагенты: нитрат серебра (AgNo₃), крахмал ((C6H10O5)n), вода (H₂O), лекарственные препараты:

1) Эутирокс (пробирка №1);

2) Калия йодид (пробирка №2);

3) Йодомарин (пробирка №3);

4) Йодопирон (пробирка №4);

5) Бетадин (пробирка № 5).

Ход работы:

1. В капельницу добавили 1-2 капли остывшего клейстера, который приготовили ранее.

2. В каждую пробирку добавили по 1 мл равтовор лекарственных препаратов, после чего нагрели пробирки.

3. В каждую ячейку, где находился клейстер, мы добавили ппо 1 капле расторов лекарственных средств, а также и раствора йодида калия.

Итоги реакций:

• После добавления раствора йодида калия к клейстеру получился раствор синего цвета.

• При добавлении эутирокса видимых изменений не наблюдается.

• Растворы калий йодида и йодомарина незначительно поменяли окраску раствора.

• Растворы лекарств Бетадин и Йодопирон приобрели тёмно-синюю окраску.

Итог опыта №2:

Можно сказать, что препарат «Эутирокс» содержит небольшое количество йода, в то вмремя как бетадин и йодомарин насыщены йодом.

Опыт №3. Обнаружение ионов I в продуктах питания (приложение 5)

Признак достаточного содержания йода – изменение раствора на желтый цвет.

Реагенты: молоко, банан, водоросли (нори), грецкие орехи, клейстер.

Ход работы:

1. Подготовили продукты.

Орехи измельчили до состояния порошка и добавили немного воды; водоросли измельчили, поместили в пробирку и добаливили воды, после чего пробирку нагрели; банан порезали на маленькие кусочки и довели до пюреобразного состояния.

Далее в воронку поставили фильтр, в который поместили продукты. Оставили смеси фильтроваться. Полученный отфильтрованный раствор перелили в пробирки для дальнейшей работы.

2. В капельницу добавили по 1-2 капли приготовленного ранее клейстера. В каждую ячейку добавили по 1 капле отфильтрованных растворов.

Итог: по итогам опыта можно сделать вывод, что больше всего йода содержится в морских водорослях.

Вывод к практической части: в ходе проделанной работы мы экспериментальным путём определили содержание химического элемента йода в различных лекарственных препаратах, содержащих этот элемент, доказали, что различные лекарства содержат разное количество йода. Также сравнили содержание йода в разных лекарственных средствах и выявили, в каком препарате наибольшая концентрация йода.

Помимо лекарственных препаратов сравнили содержание йода в продуктах питания.

При необходимости дополнительного йода необходимо обратиться к врачу. Но для поддержания баланса йода в организме можно и нужно включить в свой рацион питация продукты, насыщенные йодом, такие как орехи, морские водоросли, бананы, картофель.

Заключение

Проблема йододефицита существует и является актуальной в нашем регионе. Конечно, для устранения различных заболеваний, связанных с дефицитом или, наоборот, с избытком йода в организме, необходимо обратиться к врачу за оказанием качественного лечения и назначения определенных йодосодержащих препаратов. Но в ходе нашей работы мы выявили, что некоторые продукты питания достаточно богаты йодом. Поэтому для поддержания содержания йода в организме можно включить данные продукты в свой рацион питания.

Препараты наружного применения: Бетадин (повидон-йод), Йодпирон. Эти два препарата содержат практически одинаковое количество йода, что мы доказали экспериментальным путем. Более дешевым препаратом является Бетадин.

Препараты внутреннего применения: Калия йодид (Iodum), Эутирокс (Левотироксин натрия), Йодомарин 200. Экспериментальным путем мы выявили, что «Эутирокс» содержит наименьшее количество йода. «Йодомарин 200» и «Калия йодид» имеют практически одинаковое содержание йода. Поэтому предпочтение стоит отдать данным препаратам, так как их цена, по сравнению с «Эутироксом», ниже, а также они более насыщены йодом.

Таким образом мы доказали, что цена не является показателем того, что в препарате содержится большое количество действующего вещества.

Приложение:

(Приложение 1)

(Приложение 2)

(Приложение 3)

(Приложение 4)

(Приложение 5)

Список используемой литературы

1. Химия. Углублённый курс подготовки к ЕГЭ / В. В. Еремин, Х46 Р. Л. Антипин, А. А. Дроздов, Е. В. Карпова, О. Н. Рыжова. – 4-е издание, переработанное и дополненное. – Москва : Эксмо, 2024. – 608 с. – (Справочник для старшеклассников и абитуриентов).

2. Дудко В.В. Химический анализ лекарственных веществ: учебное пособие / В.В. Дудко, Л.А. Тихонова. – Томск: СибГМУ, 2009. – 63 с.

3. Илларионова Е.А., Сыроватский И.П. И 44 Фармакопейный анализ неорганической лекарственных веществ: учебное пособие. – Иркутск, 2011. – 123 с.

4. М.Г. Скальная. ЙОД: БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ МЕДИЦИНСКОЙ ПРАКТИКИ, Российский университет дружбы народов, Москва, Россия; АНО «Центр биотической медицины», Москва, Россия 2018 - 46 с.

5. Зоб и тиреотоксикоз. Учебно-методическое пособие для студентов. Под редакцией заведующего кафедрой хирургических болезней №2 педиатрического факультета РНИМУ, доктора медицинских наук, профессора А.А.Щеголева. М.; ГБОУ ВПО «РНИМУ» , 2015, 29 с.

6. «Йод. Чудо-микроэлемент на страже вашего здоровья», Константинов Ю., 2016

© ЗАО «Издательство Центрполиграф», 2016