學習重點 掌握重金屬限量檢查的原理:酸性條件下,金屬離子與硫離子(由硫化氫提供)反應呈色,並以標準鉛溶液作為比色對照。 硫化氫有三種用途:重金屬顯色、形成特徵硫化物沉澱(如汞→黑色),以及去除製備過程中過量的鉛離子。 熟記砷檢查裝置的順序與功能:發生砷化氫、去除硫化氫、吸收呈色。 區分砷、鉛、硒的專用呈色試劑,並記住氯化物與硫酸鹽限量試驗採用比濁度測定法。 核心觀念 一、重金屬限量檢查:以鉛為對照的硫化物比色法 傳統重金屬檢查法是利用檢品中可在酸性條件下與硫離子反應而呈色的金屬,形成有色(多為暗棕至黑色)硫化物,再與標準液比較色澤深淺。題目問「酸性條件下與何者作用而呈色」或「無色檢品加入何種試劑顯色」,答案是硫化氫(H₂S);若問中華藥典定義中「與何者可顯色之重金屬」,答案是硫離子。 比色對照以標準鉛溶液製備,並在相同條件下同樣處理。檢品呈色不得深於對照液;結果是以鉛為比較基準的總量限量判定,不代表分別測得每一種元素的含量。 此法涵蓋鉛、銀、鉍、砷、銻、汞、銅、鎘等在規定條件下能產生硫化物顏色的成分。範圍由方法中的反應行為界定,不能單憑元素名稱或密度推斷。 重金屬限量以ppm表示。1 ppm相當於1 mg/kg,也相當於1 μg/g。藥品規格中的重金屬限量屬微量,常見數十ppm或更低;若選項比較1000、500、100 ppm與低於20 ppm,應選低於20 ppm。但實際限量仍須依個別品項規定。 二、硫化物沉澱:顯色、鑑別與除鉛 硫化氫可使適當條件下的金屬離子生成難溶硫化物。形成的顏色可用於鑑別或限量比較;若目的是除去金屬雜質,則將生成的沉澱濾除。 情境反應或處理判斷重點 重金屬限量檢查形成有色金屬硫化物比較檢品與鉛對照液的色澤 汞化合物溶液通入硫化氫生成硫化汞沉澱沉澱為黑色 柳樹皮製備水楊苷(Salicin)先以乙酸鉛除去單寧,再通入硫化氫過量鉛形成黑色硫化鉛,過濾除去 水楊苷製備須分清兩個目的:乙酸鉛用來除單寧,硫化氫用來除過量鉛。鉻酸、硫酸、氫氧化鈉都不是本流程的除鉛試劑。 硫化汞雖有紅色晶型(朱砂),但溶液中通入硫化氫所得的沉澱應判斷為黑色。 三、元素專用檢查法與試劑配對 「一般重金屬限量檢查」與「特定元素的專用檢查」須分開記憶。前者以硫化物呈色並用鉛作對照;後者使用適合該元素的專用錯合呈色試劑。 檢查對象應記試劑辨識要點 砷二乙基二硫代胺基甲酸銀(又稱二乙胺二硫甲酸銀)吸收砷化氫後呈紅紫色 鉛二苯硫腙(dithizone)鉛專用檢查的經典配對 硒二胺萘(diaminonaphthalene)硒檢查的呈色試劑 「汞檢查法配硫氰酸銨」是錯誤組合。硫氰酸根是鐵(III)呈血紅色的經典試劑,不能看到試劑含硫就認為可與汞檢查配對。 四、砷限量檢查:發生、洗淨、吸收 砷檢查裝置依氣體流向分為氣體發生瓶、洗淨管與吸收管,掌握每一部分的功能即可避免試劑位置混淆。 氣體發生瓶:在酸性條件下以鋅還原,使砷轉成揮發性的砷化氫(AsH₃)。瓶中同時產生氫氣及可能的硫化氫等,因此生成的是砷化氫及其他氣體。 洗淨管:填入以醋酸鉛試液處理的棉花,去除伴隨產生的硫化氫(生成硫化鉛),以免干擾後續呈色。 吸收管:以二乙基二硫代胺基甲酸銀試液吸收砷化氫,產生紅紫色,再與標準砷溶液經相同程序所得的顏色比較,判定是否符合限量。 關鍵分工:鋅與酸負責產氣、醋酸鉛棉花負責去除硫化氫、銀鹽試劑負責吸收呈色。洗淨管不是把所有氣體除去,而是去除干擾,讓砷化氫通往吸收管。 五、氯化物與硫酸鹽:比較濁度 中華藥典第七版的氯化物與硫酸鹽限量試驗採用比濁度測定法:使待測離子形成難溶的微細沉澱,再將檢品與含已知量待測離子的標準液,在相同條件下所得的濁度比較。 檢查項目沉澱反應比較依據 氯化物與銀離子(硝酸銀)形成氯化銀檢品濁度不得超過標準液 硫酸鹽與鋇離子(氯化鋇)形成硫酸鋇檢品濁度不得超過標準液 比濁法雖利用沉澱反應,卻不等於沉澱滴定法:前者比較懸浮微粒造成的濁度,後者依滴定終點與滴定液用量計算含量。電位測定法、層析法也不是本項試驗的方法。 常考陷阱 把標準鉛改成標準汞、銅、鐵:重金屬比色限量檢查的對照一律為標準鉛溶液。 混淆顯色試劑:顯色靠硫化氫/硫離子。碘化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈣、稀硫酸、氯離子、鉻酸鉀、NO₂都不是顯色依據;醋酸(CH₃COOH)雖可用於調整酸性,但不是與金屬作用呈色的物質。 限量數字過大:1000、500、100 ppm都不合理,重金屬限量屬微量(如<20 ppm)。 把硫化汞寫成紅色、黃色或白色:汞化合物溶液通入硫化氫,生成黑色沉澱。 除鉛試劑誤選硫酸或鉻酸:水楊苷製備中過剩鉛離子以硫化氫去除。 把砷發生瓶寫成只產生砷化氫:「砷化氫及其他氣體」才正確。 把醋酸鉛棉花改成硝酸銀棉花:洗淨管使用醋酸鉛棉花,去除硫化氫。 把砷吸收液改成鄰菲囉啉、顏色寫成綠色、380 nm:應為二乙基二硫代胺基甲酸銀、呈紅紫色。 汞配硫氰酸銨:錯誤配對;硫氰酸鹽是鐵的呈色試劑。 看到沉澱就選沉澱滴定:氯化物與硫酸鹽限量試驗比較的是濁度,應選比濁度測定。 記憶口訣 「重金屬,硫顯色,比鉛色;氯與硫酸,比混濁。」前者以硫化氫顯色、標準鉛對照;後者比較沉澱濁度。 「砷銀、鉛腙、硒二胺;硫氰配鐵不配汞。」砷配二乙基二硫代胺基甲酸銀,鉛配二苯硫腙,硒配二胺萘。 「鋅酸生砷氫,鉛棉除硫氫,銀液紅紫明。」依序記住砷檢查的產氣、洗淨與吸收呈色。