Файл: Статья титриметрия (титриметрические методы анализа).docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 77
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ОБЩАЯ ФАРМАКОПЕЙНАЯ СТАТЬЯ
| |
| Титриметрия (титриметрические методы анализа) | | ОФС |
| | | Вводится впервые |
| |
Титриметрия, титриметрический анализ – метод количественного химического анализа, основанный на точном измерении объёма стандартного (титрованного) раствора, израсходованного на реакцию с определяемым веществом.
Стандартным или титрованным называется раствор реактива точно известной концентрации, предназначенный для титриметрического анализа.
Требования к титрованным растворам установлены ОФС «Титрованные растворы».
Титриметрию относят к объёмным методам количественного анализа, так как определяемое вещество находится в растворе, обозначаемом как испытуемый.
Титрование – процесс прибавления титрованного раствора к испытуемому раствору определяемого вещества до достижения точки эквивалентности.
Точкой эквивалентности или теоретической точкой конца титрования называется состояние системы, когда количество прибавляемого титрованного раствора эквивалентно количеству определяемого вещества.
Момент, при котором заканчивается титрование, называется конечной точкой титрования, которую определяют, используя соответствующие индикаторы или физические параметры инструментальных методов.
В тех случаях, когда точка эквивалентности полностью или почти полностью совпадает с конечной точкой титрования, по закону эквивалентов можно рассчитать количество определяемого вещества по количеству израсходованного на реакцию титрованного раствора.
В соответствии с законом эквивалентов вещества реагируют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам. Для количественного определения вещества при титриметрии необходимо установить объем титрованного раствора, в котором содержится столько эквивалентов, сколько их содержится в пробе определяемого вещества.
По закону эквивалентов:
| где |  | – | молярная концентрация титрованного раствора; |
| |  | – | эквивалентный объём титрованного раствора; |
| |  | – | молярная концентрация определяемого вещества; |
| |  | – | объем определяемого вещества. |
Искомая концентрация определяемого вещества:
Очень часто конечная точка титрования не совпадает с точкой эквивалентности. Это может происходит из-за индикаторной ошибки, а также из-за того, что реакция является обратимой, из-за взаимодействия титрованного раствора с побочными продуктами реакции и т.д. В этих случаях, как правило, при титриметрическом методе анализа необходимо проведение контрольного опыта, введение поправочного коэффициента и других мер, которые указывают в фармакопейной статье на испытуемое лекарственное средство.
Для титриметрического метода анализа рекомендуется использовать реакции, удовлетворяющие следующим основным требованиям:
- точка эквивалентности в реакциях должна точно и быстро фиксироваться;
- реакция между веществами титрованного и испытуемого раствора должна протекать в строгом стехиометрическом соотношении, соответствующем её химическому уравнению;
- реакция должна быть практически необратимой;
- реакция должна протекать с достаточной скоростью.
Оборудование
При выполнении титриметрического анализа ручным способом используют бюретки, пипетки и другую посуду, требования к которой указаны в ОФС «Мерная посуда».
Объём бюретки для титрования выбирается таким образом, чтобы теоретический объём титрованного раствора, требуемый для титрования, составлял от 30 до 90 % объёма её номинальной вместимости. Если титрованного раствора требуется менее 5 мл, необходимо использовать соответствующую микробюретку.
Для точного измерения объёмов растворов, кроме традиционных стеклянных пипеток, можно использовать современные дозирующие устройства, например, пипетки-дозаторы и электронные пипетки.
Для проведения автоматизированного титриметрического анализа используют различные автоматические титраторы (автотитраторы), которые имеют электронную систему управления, позволяющие проводить любые виды титрования и автоматическую обработку полученных результатов .
Физико-химические и другие характеристики индикаторов, способы приготовления растворов индикаторов, используемых, в том числе, в титриметрических методах анализа, указаны в ОФС «Реактивы. Индикаторы».
В зависимости от используемого вида титриметрического анализа применяют различные инструментальные способы регистрации конечной точки титрования: потенциометрическое; фотометрическое; кондуктометрическое; амперометрическое; кулонометрическое, требования к проведению которых указаны в соответствующих общих фармакопейных статьях.
Классификация титриметрических методов анализа
В зависимости от способа титрования различают: прямое титрование, обратное титрование и косвенное (заместительное) титрование.
При прямом титрованиираствор, содержащий определяемое вещество, титруется стандартным (титрованным) раствором до достижения точки эквивалентности. При прямом титровании точка эквивалентности достигается напрямую, при этом необходимо соблюдать осторожность и титрованный раствор из бюретки под конец титрования прибавлять по каплям, чтобы последняя прибавленная капля не превысила объём, соответствующий конечной точке титрования. Количество определяемого вещества рассчитывают, исходя из объёма и молярности титрованного раствора и титра определяемого вещества, указанного в фармакопейной статье.
При обратном титровании (титровании по остатку, титрование с двумя титрантами) используют испытуемый и два стандартных (титрованных) раствора, один из которых является вспомогательным, а второй (основной) применяют непосредственно для титрования. При проведении испытания к точно измеренному объёму испытуемого раствора с определяемым веществом прибавляют заведомо избыточный, но точно отмеренный объём первого титрованного раствора. В результате химической реакции определяемое вещество, присутствующее в испытуемом растворе, полностью расходуется, вступая во взаимодействие с первым титрованным раствором. Затем вторым (основным) титрованным раствором титруют избыток первого вспомогательного титрованного раствора, не вступившего в реакцию с определяемым веществом. Количество определяемого вещества рассчитывают исходя из разности объёмов титрованных растворов с поправкой на контрольный опыт с учётом молярности растворов и титра определяемого вещества по вспомогательному титрованному раствору, указанного в фармакопейной статье.
При косвенном или заместительном титровании (титровании по замещению, титрование заместителя) также используют испытуемый раствор и два титрованных раствора. При испытании к точно отмеренному объёму испытуемого раствора с определяемым веществом прибавляют избыток первого (вспомогательного) титрованного раствора. В результате протекающей реакции вещество испытуемого раствора полностью расходуется с образованием эквивалентного количества соответствующего продукта реакции, который затем титруют вторым (основным) титрованным раствором до наступления точки эквивалентности. Таким образом, определяемое вещество замещается на другое, которое впоследствии и подвергается анализу. Заместительное титрование применяют, если невозможно определить вещество в испытуемом растворе, например, отсутствует подходящий титрованный раствор или нельзя установить точку эквивалентности. Количество определяемого вещества рассчитывают также, как при прямом титровании.
Во многих случаях в титриметрии, независимо от способа титрования, требуется проведение контрольного (холостого) опыта. Это необходимо для устранения влияния примесей, используемых реактивов, неточностей, связанных с применением мерной посуды, условий определения, обусловленных побочными реакциями и другими причинами. В контрольном опыте участвуют все реактивы (титрованные растворы, индикаторы и т.п.), кроме анализируемого вещества, или реактивы и анализируемое вещество без характерного реактива на анализируемое вещество. Контрольный опыт проводят параллельно с исследуемым и в аналогичных условиях. Количество титрованного раствора, израсходованное на контрольный опыт, затем вычитают из общего количества титрованного раствора, пошедшего на титрование испытуемого раствора.
В зависимости от типа химической реакции, протекающей между веществами испытуемого и титрованного растворов, различают титрование: кислотно-основное, окислительно-восстановительное, комплексонометрическое и осадительное.
Требования к отдельным видам титриметрического метода анализа изложены в общих фармакопейных статьях: ОФС «Кислотно-основное титрование в неводных средах», ОФС «Нитритометрия» и ОФС «Комплексонометрическое титрование».
Кислотно-основное титрованиеосновано на использовании реакций кислотно-основного взаимодействия (реакций нейтрализации). Применяют для количественного определения неорганических и органических веществ, обладающих кислотно-основными свойствами.
В зависимости от используемых титрованных растворов различают разновидности кислотно-основного титрования:
- алкалиметрия – титрованными растворами являются растворы сильных оснований, например, натрия гидроксида, калия гидроксида и др.;
- ацидиметрия – титрованными растворами являются растворы сильных кислот, например, хлористоводородной кислоты, серной кислоты и др.
В основе метода лежит реакция нейтрализации:
Н+ + ОН– → Н2О,
которая идет с большой скоростью, строго стехиометрично, до конца и удовлетворяет основным требованиям, предъявляемым к реакциям для титриметрического метода анализа.
Для фиксирования конечной точки титрования применяют кислотно-основные индикаторы (рН-индикаторы), представляющие собой органические соединения, способные изменять цвет в растворе в зависимости от рН раствора. Интервал перехода окраски индикатора должен быть вблизи точки эквивалентности. Наиболее часто для кислотно-основного титрования используют такие индикаторы, как: метиловый оранжевый, фенолфталеин, метиловый красный. Из инструментальных методов для фиксирования конечной точки титрования применяют потенциометрический (рН-метрия).
При кислотно-основном титровании могут быть использованы способы прямого, обратного или заместительного титрования.
В фармакопейном анализе используется кислотно-основное титрование, проводимое как в водной среде, так и в неводных средах.
Окислительно-восстановительное титрованиеосновано на использовании окислительно-восстановительных реакций. При проведении окислительно-восстановительного титрования происходит изменение окислительно-восстановительного потенциала реакции и наблюдается резкое изменение потенциала вблизи точки эквивалентности.
Окислительно-восстановительное титрование применяют для количественного определения веществ, обладающих окислительными или восстановительными свойствами.
В зависимости от свойств определяемого вещества и используемых титрованных растворов различают методы окислительного титрования и методы восстановительного титрования.
В фармакопейном анализе наибольшее применение имеют методы окислительного титрования, такие как: перманганатометрия, йодометрия, хроматометрия, броматометрия, цериметрия и др.
Из методов восстановительного титрования используют, например, феррометрию, в которой титрованным раствором является раствор соли железа(II).