Iron(II) sulfate (FeSO4) là hoạt chất phổ biến trong điều trị thiếu máu. Để đảm bảo an toàn cho người bệnh, Dược điển quy định chặt chẽ về độ đồng đều hàm lượng. Một lô thuốc chỉ được phép lưu hành nếu hàm lượng thực tế nằm trong khoảng sai số ± 5% so với nhãn. Phòng Quản lý Chất lượng (QC) tiến hành kiểm định lô thuốc viên nén bao phim “Iron-F” có nhãn ghi 250 mg FeSO4/viên. Quy trình thực hiện như sau:
• Bước 1: Nghiền mịn 1 viên thuốc, hòa tan bột vào bình nón chứa 50 mL dung dịch H2SO4 20% (dư) để đảm bảo FeSO4 tan hết và tạo môi trường acid mạnh.
• Bước 2: Nhỏ từ từ dung dịch chuẩn KMnO4 0,020M từ burette xuống, lắc đều bình nón sau mỗi lần nhỏ.
• Bước 3: Phép chuẩn độ dừng lại khi dung dịch xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 30 giây. Quy trình được lặp lại 3 lần với các viên thuốc khác nhau trong cùng lô, thu được thể tích KMnO4 tiêu thụ lần lượt là 14,9 mL; 15,0 mL và 15,1 mL.
Phương trình ion thu gọn của phản ứng: MnO4– + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
a) Để nhận biết điểm kết thúc chuẩn độ ở Bước 3, trước khi tiến hành, kiểm nghiệm viên cần nhỏ thêm vài giọt chất chỉ thị màu phenolphthalein vào bình nón.
b) Nếu ở Bước 1, kiểm nghiệm viên sử dụng lượng acid quá ít không đủ dư, phép chuẩn độ có thể sai lệch do xuất hiện kết tủa màu nâu đen (MnO2).
c) Căn cứ vào kết quả thực nghiệm và quy định về sai số, lô thuốc “Iron-F” này không đạt chuẩn và cần bị thu hồi.
d) Nếu dung dịch sau khi hòa tan ở Bước 1 không được chuẩn độ ngay mà để tiếp xúc với không khí trong thời gian dài, thể tích dung dịch KMnO4 tiêu thụ sẽ giảm đi so với thực tế.
(a) Sai, KMnO4 vừa là chất oxi hóa, vừa là chất chỉ thị (khi Fe2+ hết, một lượng KMnO4 dư sẽ làm dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt bền). Phenolphthalein dùng cho chuẩn độ acid – base.
(b) Đúng, MnO4– bị khử thành Mn2+ trong môi trường acid, nếu acid không đủ thì MnO4– bị khử về MnO2 gây sai lệch kết quả.
(c) Đúng:
VddKMnO4 trung bình = 15 mL
nFeSO4 = nFe2+ = 5nKMnO4 = 5.15.0,02 = 1,5 mmol
—>mFeSO4 = 1,5.152 = 228 mg
Giới hạn cho phép là 250 ± 5% = 237,5 – 262,5 mg, như vậy kết quả trên nằm ngoài giới hạn này nên lô thuốc “Iron-F” này không đạt chuẩn và cần bị thu hồi.
(d) Đúng, nếu để tiếp xúc quá lâu với không khí thì Fe2+ bị O2 trong không khí oxi hóa, trong môi trường acid phản ứng là:
4Fe2+ + O2 + 4H+ —> 4Fe3+ + 2H2O
Lượng Fe2+ bị giảm dẫn đến lượng KMnO4 tiêu thụ khi chuẩn độ sau đó cũng bị giảm theo.