ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 108
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
22.Кислотно-основное титрование в водной среде.
Метод применяется для количественного определения кислот и щелочей, а также для проведения титриметрических определений, связанных с методом нейтрализации, например, определение некоторых солей, образованных сильными основаниями и слабыми кислотами (Na2CO3, Na2B4O7) или солей аммония.
Классификация методов кислотно-основного титрования в водных средах.
I. В зависимости от рабочего раствора, этот метод получает свое конкретное название: алкалиметрия, где рабочим раствором является щелочь, ацидиметрия, использующий в качестве рабочего – раствор кислоты.
II. По способу проведения количественного анализа различают: прямое титрование, обратное титрование, заместительное титрование.
Методом прямого титрования определяют: 1. сильные и слабые кислоты, в том числе многоосновные и органические; 2. сильные и слабые основания, в том числе многокислотные и органические; 3. соли, образованные слабыми кислотами и/или слабыми основаниями; 4. вышеупомянутые соединения в смеси (раздельное либо суммарное определение компонентов).
Методом обратного титрования определяют вещества, которые реагируют с кислотами или щелочами, но их прямое титрование по каким либо причинам провести невозможно. К ним относятся: 1. Малорастворимые в воде оксиды (CaO, MgO и др.) и карбонаты (СaCО3, BaCО3 и др.), которые анализируют по следующей схеме: к навеске оксида или карбоната добавляют точно отмеренный избыток стандартного раствора кислоты HCl. После завершения реакции остаток кислоты оттитровывают стандартным раствором щелочи. 2. Соли аммония, которые анализируют по следующей схеме: к раствору, содержащему ионы аммония, добавляют точно отмеренный избыток стандартного раствора щелочи. После завершения реакции и удаления аммиака оттитровывают остаток щелочи стандартным раствором кислоты. 3. Некоторые сложные эфиры, которые анализируют по следующей схеме: проводят щелочное омыление эфира точно отмеренным избытком стандартного раствора щелочи. После завершения реакции титруют остаток щелочи стандартным раствором кислоты. 4. Некоторые металлы (Ca, Sr, Ba и др.), которые легко реагируют с кислотой. Для анализа используют следующую схему: к навеске металла добавляют точно отмеренный избыток стандартного раствора кислоты HCl. После завершения реакции оттитровывают остаток кислоты стандартным раствором щелочи.
Заместительным титрованием определяют вещества, которые не реагируют с кислотами или щелочами, но могут вступать в химические реакции, продукты которых обладают кислотно-основными свойствами. Суть определения заключается в переводе определяемого вещества в продукт, который титруют стандартным раствором кислоты или щелочи. По такой схеме определяют следующие классы веществ: 1. Некоторые органические и неорганические азотсодержащие соединения (нитриты, нитраты, нитросоединения, амины, аминокислоты и т. д.). Для этого азот из соединения переводят в ионы аммония или аммиак и оттитровывают полученные заместители методом обратного титрования. 2. Катионы и анионы с использованием ионного обмена: анализируемый раствор пропускают через колонку, заполненную ионообменным материалом – ионитом. При этом для определения катионов берут катионит с подвижным ионом водорода (условно R–H), в результате на выходе из колонки получается кислота, которую титруют стандартным раствором щелочи, а для определения анионов берут анионит с подвижным гидроксилом (условно R–OH), в результате на выходе из колонки получается щелочь, которую титруют стандартным раствором кислоты. По такому принципу проводят определение ионов щелочных металлов (Na+ , K+ и др.) и анионов (NO3ˉ, CH3COOˉ и др.). 3. Катионы и анионы, которые образуют осадки с ионами, обладающими кислотно-основными свойствами. Например, определение катионов, которые образуют нерастворимые в воде карбонаты, проводят путем осаждения карбоната металла с последующим его обратным титрованием.
Рабочие растворы и стандартные вещества метода кислотно-основного титрования
Основными рабочими растворами в этом методе являются растворы сильных кислот или растворы щелочей. Эти вещества не отвечают требованиям, которые предъявляются к стандартным веществам, и поэтому титрованные растворы их приготовить по точной навеске нельзя. В связи с этим сначала готовят рабочие растворы приблизительной концентрации, после чего точную концентрацию таких растворов устанавливают титрованием растворов, приготовленных из стандартных веществ.
В качестве стандартных (установочных) веществ для стандартизации растворов кислот применяют: тетраборат натрия Na2B4O7 ×10H2O, безводный карбонат натрия Na2CO3, оксид ртути HgO, иодат калия KJO3 и другие.
Для стандартизации растворов щелочей используют Щавелевую кислоту H2C2O4×2H2O, янтарную кислоту H2C4H4O4, бензойную кислоту С6H5COOH (первичные стандарты), а также стандартизованные растворы соляной или азотной кислот (вторичные стандарты).
Кислотно-основные индикаторы
Точка эквивалентности при реакциях нейтрализации не сопровождается каким-либо внешними изменениями. Поэтому для определения конца реакции применяются специальные индикаторы. В точке эквивалентности происходит изменение рН раствора, поэтому индикаторы, применяемые при кислотно-основном титровании, представляют собой органические соединения, окраска которых меняется в зависимости от концентрации ионов Н+ в растворе. Это кислотно-основные (или рН) индикаторы. Метиловый фиолетовый,тимоловый синий, бромкрезоловый зеленый, фенолфталеин, ализариновый желтый.
Применение:
Кислотно-основное титрование нашло широкое применение в анализе лекарственных веществ, обладающих кислотными или основными свойствами. К ним относятся неорганические и органические кислоты, соли органических оснований (гидрохлориды, нитраты, гидрофосфаты, лактаты, гидротартраты и др.), органические основания, проявляющие в водных или спиртовых средах основные свойства, натриевые соли слабых неорганических и органических кислот.
Достоинства и недостатки:
К достоинствам метода кислотно-основного титрования относятся в водной среде: высокая точность (0.1–0.2%), устойчивость рабочих растворов, большой выбор индикаторов для фиксирования конечной точки титрования, обширная область практического применения.
Основные недостатки метода : неселективность при титровании смесей аналитов, недостаточно высокое значение константы равновесия при титровании очень слабых кислот и оснований.
23.Кислотно-основное титрование в неводной среде.
Титрование, при котором средой служит органический растворитель с небольшим содержанием растворенной воды (менее 0.5%), называется титрованием в неводных средах (неводным титрованием, неводной титриметрией).
Классификация растворителей, применяемых в неводном титровании
С точки зрения кислотно-основных свойств растворители можно разделить на две группы: апротонные растворители, не обладающие ни кислотными, ни основными свойствами — например, углеводороды и их галогенопроизводные (бензол, гексан, хлороформ и т.д.), протолитические растворители, проявляющие кислотноосновные свойства.
Протолитические растворители в свою очередь делятся на 3 типа: 1. Протогенные растворители, проявляющие кислотные свойства, то есть являющиеся донорами протонов. Это безводные карбоновые кислоты (уксусная, муравьиная, масляная и т.д.), уксусный ангидрид, фенол. 2. Протофильные растворители, обладающие
основными свойствами, то есть способные выступать акцепторами протонов. К ним относятся кетоны (ацетон), простые эфиры (диоксан, диэтиловый эфир), третичные амины (пиридин); 3. Амфипротные растворители, обладающие как кислотными, так и основными свойствами, типичными представителями которых являются вода, спирты, карбоновые кислоты, первичные и вторичные амины. Важнейшей особенностью амфипротных растворителей является их способность к передаче протона от одной молекулы растворителя к другой. SH + SH → SH2+ + Sˉ
Титранты и растворители
Для титрования слабых кислот рекомендуют основные растворители – этилендиамин, бутиламин, пиридин, диметилформамид, смесь метанола с бензолом, третичный бутанол. Титрантом должно служить основание, достаточно сильное в данном растворителе. В качестве титранта используют, например, метилат натрия в метаноле.
Для титрования слабых оснований можно воспользоваться растворителями с кислотными свойствами. Наиболее часто используемым растворителем является ледяная (безводная) уксусная кислота. Титрантом служит хлорная кислота в уксусной кислоте или диоксане (часто с добавкой уксусного ангидрида (СН3СО)2О для связывания примеси воды).
Галогениды определяют способом титрования заместителя. При помощи обменной реакции с ацетатом ртути(II).
Индикаторы
Для кислот: Фенолфталеин,тимолфталеин, тимоловый синий
Для оснований: метиловый фиолетовый, метиловый красный
Применение:
Кислотно-основное титрование в неводных средах является фармакопейным методом количественного определения многих лекарственных веществ: солей азотсодержащих органических оснований; некоторых лекарственных веществ кислотного характера (барбитуратов, сульфаниламидов и др.); органических лекарственных веществ, содержащих галогенидионы.
Достоинства и недостатки:
Достоинства неводного титрования: 1. возможность проводить анализ слабых и очень слабых кислот и оснований, в том числе нерастворимых в воде; 2. возможность унификации методик количественного определения для больших групп лекарственных веществ; 3. специфичность метода, поскольку определение ведется по фармакологически активному фрагменту структуры молекулы; 4. возможность раздельного титрования смесей веществ с однотипными свойствами (кислотными или основными).
Основные недостатки неводного титрования заключаются в следующем: 1. Негативное воздействие органических растворителей на организм человека (раздражающее действие на кожу, слизистую оболочку глаз, дыхательных путей (кислоты и их ангидриды) и печень (галогенсодержащие растворители), вызывают головную боль (пиридин) и другие нежелательные эффекты); 2. Хлорная кислота взрывоопасна; 3. Растворы ацетата ртути, применяемые в высоких концентрациях при титровании галогеноводородных солей азотистых оснований, являются ядовитыми, склонны к аккумуляции в организме и могут вызывать тяжелые отравления при неосторожном обращении с ними; 4.
Необходима тщательная подготовка растворителей, защита титрантов (особенно основного характера) от воздействия атмосферы; 5. Органические растворители имеют более высокую стоимость, чем очищенная вода; 6. Возможности метода заметно сужаются при анализе лекарственных форм, приготовленных на воде (растворы, микстуры, растворы для инъекций). В этом случае приходится прибегать к длительной операции выпаривания воды из лекарственных форм; 7. Метод не позволяет получить объективную информацию о качестве лекарственных веществ, которые в ходе хранения водных лекарственных форм или в процессе стерилизации подвергаются гидролитическому разложению (например, вещества со сложноэфирной группой) или другим видам разрушения.
24.Осадительное титрование. Аргентометрия. Метод Мора.
Осадительное титрование - группа титриметрических методов анализа, основанных на реакциях образования малорастворимых соединений, выделяющихся из раствора в виде осадка. Методы осаждения используют для определения неорганических соединений галогенидов, цианидов, тиоцианатов, растворимых солей серебра, среди которых NaCl, КВг, КI, AgNО3 и др. входят в состав лекарственных форм. Эти методы также применяют для определения лекарственных препаратов: димедрола гидрохлорида, бромкамфоры, новокаина гидрохлорида и других. Титриметрические методы осаждения основаны на применении при титровании реакций, сопровождающихся образованием малорастворимых соединений. От гравиметрического метода осаждения они отличаются тем, что при титровании к определяемому веществу прибавляют эквивалентное количество осадителя в виде стандартного раствора.
Для того чтобы использовать реакцию осаждения в титриметрическом анализе, необходимо соблюдение следующих условий: 1. Осадок должен быть практически нерастворимым, т. е. растворимость осадка не должна превышать 10-5 моль/л; 2. Выпадение осадка должно происходить достаточно быстро; 3. Результаты титрования не должны искажаться явлениями адсорбции (соосаждения); 4. Должна иметься возможность фиксирования точки эквивалентности при титровании.
Методы осадительного титрования обычно классифицируют по природе активного реагента, взаимодействующего с определяемыми веществами, следующим образом (в скобках указан реагент