Титриметрические методы количественного определения лекарственных веществ

Титрование слабых органических оснований  хлорной кислотой в среде ледяной уксусной кислоты включает несколько этапов

1 Растворение НСlO4 в ледяной  СН3СООН:

НСlO4 + СН3СООН→СН3СООН2⁺ + СlO4^-

2 Растворение основания (R3N) в  ледяной СН3СООН:

R3N + СН3СООН→ [R3NH]⁺ + СН3СОО^-

3 Взаимодействие ацетоний- и ацетат-ионов:

СН3СООН2⁺ + СН3СОО^-→ 2СН3СООН

4 Взаимодействие протонированного  амина с хлорат-ионом:

[R₃NH]⁺ + CIO₄^-→ [R₃NH]⁺CIO₄^-

R₃N + HCIO₄ → [R₃NH]⁺ CIO₄^-

Очень слабые органические основания (рК>12) необходимо титровать хлорной кислотой в среде уксусного ангидрида (УА), т.к. он более активно (чем ледяная уксусная кислота) усиливает основные свойства аминов.

1 Взаимодействие НСlO4 с УА:

HCIO₄ + (СН₃СО)₂О→ (СН₃СО)₂ОН⁺ + СlO₄^-

2 Растворение амина (R3N) в УА:

R₃N + (СН₃СО)₂О→ R₃NCH₃CO⁺ + СН₃СОО^-

ацетилий-ион

3 Взаимодействие кислоты с основанием:

(СН₃СО)₂ОН⁺ + СН₃СОО^-→ (СН₃СО)₂О + СН₃СООН

4 Взаимодействие ацетилий-иона  с хлорат-ионом:

R₃NCH₃CO⁺ + СlO₄^- + СН₃СООН→[R₃NH]+СЮ₄^- + (СН₃СО)₂О

R₃N + HCIO₄ → [R₃NH]+CIO₄^-

Соли органических оснований с  галогеноводородными кислотами (R3NHX) проявляют кислотные свойства даже в неводной среде. Поэтому их титруют в присутствии ацетата ртути (II), который нейтрализует галогенпроизводную кислоту. Малодиссоциированные галогениды ртути (HgХ2) и СН3СОО)2Hg не мешают определению. Образующийся ацетат органического основания оттитровывают хлорной кислотой:

2R3N- НХ + (CH3COO)2Hg → HgX2 + 2[R3NH]+CH3COO-

2[R3NH]+CH3COO- + 2НСlO4→ 2[R3NH]+СlO4

- + 2СН3СООН

Неводное титрование галогеноводородов может быть выполнено без добавления ацетата ртути, если в качестве протогенных растворителей использовать безводную муравьиную кислоту в присутствии уксусного ангидрида.

Неводное титрование органических веществ, проявляющих кислотные свойства (фенолы, барбитураты, карбоновые кислоты, сульфаниламиды и др.) выполняют, используя в качестве растворителя диметилформамид или его смесь с бензолом. Титрантом служит раствор гидроксида натрия в смеси метанола и бензола или раствор метилата натрия. В качестве индикатора используют тимоловый синий.

R-OH + O=CH-N(CH3)2 → R-O-+ O=CH-NH+(CH3)2

R-O-+ CH3ONa → R-ONa + CH3OCH3O^- + О=СН-NH+(CH3)2 →СН3ОН + O=CH-N(CH3)2

Суммарно процесс нейтрализации  фенолов (енолов) можно представить

так:

R-OH + CH3ONa → R-ONa + СН3ОН

 

 

Окислительно-восстановительное титрование

 

Иодометрия — метод, основанный на окислительных свойствах иода и восстановительных свойствах иодид-ионов:

I₂ + 2е→2I

2I - 2е→I₂

Титрант — раствор иода (индикатор  — крахмал) используют для прямого титрования неорганических и органических веществ, способных окисляться или образовывать с иодом продукты присоединения или замещения. Используют также обратное иодометрическое титрование. При этом избыток иода титруют 0,1 М раствором тиосульфата натрия:

I2 + 2Na2S2O3→ 2NaI + Na2S4O6

Восстановительные свойства иодида калия  используют для количественного определения веществ, обладающих окислительными свойствами. Выделившееся эквивалентное количество иода оттитровывают тиосульфатом натрия.

Используют также сочетание реакции замещения (получение нерастворимых в воде моно-, ди- и трииод-производных) и обратной иодометрии. Иодпроизводные отфильтровывают, а в фильтрате определяют избыток титрованного раствора иода.

Иодхлорометрия — отличается от иодометрии использованием в качестве титранта не раствора иода, а более устойчивого раствора иодмонохлорида. Аналогично иоду иодмонохлорид образует иодпроизводные органических оснований. Избыток титранта устанавливают иодометрически:

ICI + KI → I2 + KCI

I2 + 2Na2S2O3→ 2NaI + Na2S4O6

Иодатометрия основана на окислении  органических соединении иодатом калия. Избыток титранта устанавливают иодометрически:

КIO3 + 5KI + 6HCI → 3I2 + 6KCI + ЗН2О

 

Броматометрия (бромид-броматометрия) основана на использовании окислительных свойств или реакции замещения (получение моно-, ди- или трибромпроизводных) за счет образующегося свободного брома:

КBrO3 + 5КВг + 6HCI → 3Br2 + 6KCI + ЗН2О

Индикаторами при прямом титровании служат азокрасители, которые обесцвечиваются бромом в эквивалентной точке (метиловый красный). В случае обратного титрования эквивалентную точку устанавливают иодометрически по избытку титранта (бромата калия).

Перманганатометрия основана на использовании окислительных свойств титранта — перманганата калия в кислой среде:

МпО4- + 8Н+ + 5е→Мп2+ + 4Н2О

Индикатором при прямом титровании служит сам титрант (появляется фиолетовое окрашивание), а при обратном титровании избыток титранта устанавливают иодометрическим методом.

 

Комплексонометрия

Метод основан на образовании прочных, растворимых в воде комплексов катионов металлов с трилоном Б (динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА Na2)) или другими комплексонами. Независимо от заряда катиона взаимодействие его с

титрантом (ЭДТА Na2) происходит в стехиометрическом  соотношении 1:1:

Используют метод для количественного  определения неорганических и органических ЛВ, содержащих катионы магния, кальция, цинка, висмута, свинца, алюминия и др. Точку эквивалентности устанавливают с помощью металлоиндикаторов — органических красителей (пирокатехиновый фиолетовый, кислотный хром темно-синий), образующих с указанными катионами непрочные, ярко окрашенные комплексы. В эквивалентной точке эти комплексы разрушаются до образования свободного индикатора, по окраске которого делают заключение о конце титрования.

Непременным условием комплексонометрии  является строгое соблюдение при титровании определенного интервала рН, что достигается с помощью буферных растворов. Комплексонометрическое титрование может быть выполнено прямым, обратным и косвенным (заместительным) методом.

 

Нитритометрия

Метод количественного определения  первичных и вторичных ароматических аминов, основанный на использовании титранта — раствора нитрита натрия, в

присутствии бромида натрия:

NaNO2 + NaBr + 2HCI → ON-Br + 2NaCI + H2O

нитрозил бромид

В этих условиях с первичными ароматическими аминами образуются

диазосоединения (в кислой среде):

Ar-NH2 + 0=N-Br →Ar-NH-N=O + НВг + HCI → [Ar-N+=N]CI- + H2O

Вторичные ароматические амины  в тех же условиях образуют N-

нитрозосоединения:

Ar-NH(R) + O=N-Br→Ar-N(R)NO + НВг

Эквивалентную точку устанавливают  различными путями: потенциометрически, с помощью указанных в ФС внутренних индикаторов (тропеолин 00, нейтральный красный), с внешним индикатором (иодкрахмальная бумага). Титрование с иодкрахмальной бумагой ведут до тех пор, пока капля титруемого раствора, взятая через 1 мин после прибавления титранта, не вызовет тотчасже посинение бумаги:

2KI + 2NaNO2 + 4HCI → I2 + 2NO + 2NaCI + 2KCI + 2Н2О

При использовании внутренних индикаторов  наблюдают изменение их окраски в эквивалентной точке.