Применение кислотно-основного титрования в фармпрактике

 

 

 

 

 

 

 

 

Применение кислотно-основного  титрования в фармпрактике

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Содержание –                                                                                2 стр.

          Введение -                                                                                      3 стр.

1. Кислотно-основное титрование. Основное понятие   -                    5 стр.
2. Методы кислотно-основного титрования -                         5 стр.                 
3. Индикаторы в методе кислотно-основного титрования -                7 стр.
4. Титрование сильной кислоты сильным основанием -                     10 стр.
5. Титрование слабой кислоты сильным основанием -                       12 стр.
6. Титрование сильной кислоты слабым основанием -                       12 стр.                  
7. Титрование слабой кислоты слабым основанием -                     12 стр.
8. Метод кислотно-основного титрования в неводных средах -        13 стр.

Заключение –                                                                                       15 стр.

Литература -                                                                                         17 стр. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

   Объектами фармацевтического анализа являются не только медикаменты, но и лекарственное сырье, используемое для изготовления различных фармацевтических препаратов, от степени чистоты которого зависит качество лекарственных средств.

Качество лекарственного препарата определяется установлением  его подлинности, определением его  чистоты и количественным содержанием  чистого вещества в препарате. Определение  всех этих показателей составляет суть фармацевтического анализа, результаты которого для каждого отдельного препарата должны строго соответствовать  требованиям Государственной фармакопеи. Как правило, почти все лекарственные  вещества содержат те или иные примеси  посторонних веществ. Загрязнение  лекарственных веществ различными примесями может не только снижать  его терапевтический эффект, но и  вызывать нежелательное побочное действие лекарства. Особенно опасны ядовитые примеси, которые могут вызвать отравление организма.

      Причины  возникновения примесей в лекарственных  веществах могут быть различны  и носят вполне закономерный  характер. Это и плохая очистка  исходного сырья, и побочные  продукты синтеза, и механические  загрязнения (остатки фильтрующих  материалов — ткань, фильтровальная  бумага, асбест и т. п.), остатки  растворителей (спирт, вода и  др.). Источником загрязнения лекарственных  веществ могут быть примеси  материалов, из которых сделана  аппаратура, применяемая для изготовления  препарата. Для фармацевтического  анализа на современном этапе  характерны исключительные темпы  развития. Преимущественное развитие  получают физико-химические и  физические методы, которые в  совокупности называют инструментальными  методами анализа. 

    В современном фармацевтическом анализе стали широко применяться неводные растворители. Если раньше основным растворителем в анализе была вода, то теперь одновременно применяют и разнообразные неводные растворители (ледяную или безводную уксусную кислоту, уксусный ангидрид, диметил-формамид, диоксан и др.), позволяющие изменять силу основности и кислотности анализируемых веществ.

В последние годы в фармацевтический анализ вошли такие химические методы исследования, как титрование в неводных средах (кислотно-основные).

Для того чтобы дать определение  методу химического анализа «кослотно-основное титрование», выявить его особенности, различные методы были  проанализированы различные источники. При написании реферата особый интерес представляли «Большая медицинская энциклопедия» (гл. ред. Петровский),  «Фармацевтическая химия» (автор Г.А. Мелентьева, Л.А. Антонова.)  «Кислотно-основное титрование : методические указания»

(Составитель доц., канд. хим. наук Л. Б. Сельдерханова)

В этих книгах авторами очень подробно были описаны методы кислотно-основного титрования, особенности каждого из них.

Цель: Проанализировать химический анализ кислотно-основное титрование

Задачи:

             1) Дать определение понятию «Кислотно-основное титрование»

            2) Выявить методы кислотно-основное титрование измерения.

             3) Выявить как этот метод анализа применяется в фармпрактике

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Кислотно-основное титрование. Основное понятие

     Кислотно-основное титрование -  это титриметрический метод анализа, основанный на взаимодействии кислот и оснований.

     В основе кислотно-основного метода лежит реакция нейтрализации:

Н++ОН ¯⇌ Н 0

Этот метод применяется  для количественного определения кислот и щелочей. При помощи метода нейтрализации проводят также ряд других титриметрических определений, связанных с реакцией нейтрализации, например определение некоторых солей, образованных сильными основаниями и слабыми кислотами (Na CO , Na B O), или солей аммония.              [1]

2. Методы кислотно-основного титрования

       В зависимости от титранта (рабочего раствора) различают ацидиметрическое и алкалиметрическое титрование.

         В ацидиметрии рабочим раствором являются растворы сильных кислот (обычно Н₂SO₄, НСl, HClO₄). Определяемые вещества -  сильные и слабые

основания, соли слабых кислот, растворы которых, вследствие гидролиза,

имеют щелочную реакцию. Рабочие  растворы сильных кислот готовят  из выпускаемых в промышленности концентрированных растворов. Точную концентрацию устанавливают по стандартным веществам: Na₂B₄O₇ · 10H₂O — тетраборат натрия (бура), Na₂CO₃ — карбонат натрия.

В алкалиметрии титрант - раствор сильного основания(обычно NaOH,  КОН). Определяемые вещества -  сильные и слабые кислоты, соли слабых оснований, растворы которых, вследствие гидролиза, имеют кислую реакцию. Рабочие растворы сильных оснований готовят по приближенной навеске. Точную концентрацию устанавливают по стандартным веществам: H₂C₂O₄ · 2H₂O — щавелевая кислота; Н₂С₄Н₄О₄ — янтарная кислота; КНС₈Н₄О₄ — гидрофталат калия.                   [4]

         При титровании постепенно меняется концентрация ионов водорода Н⁺,

т. е. pН раствора. В процессе титрования наступает такой момент, когда количества реагирующих веществ в растворе будут эквивалентны друг другу. В этот момент заканчивают титрование и измеряют затраченный объем рабочего раствора.

Для определения конца  титрования используют кислотно-основные индикаторы (обычно метиловый оранжевый, метиловый красный, фенолфталеин).

         Возможность применения кислотно-основного титрования и выбор индикатора определяют по кривым титрования, т. е. по зависимости pН раствора от объема добавленного титранта или от степени оттитрованности определяемого вещества. Значения  pН титруемого раствора рассчитывают по формулам для расчета pH в растворах сильных и слабых кислот и оснований, буферных растворах,  растворах гидролизующихся солей.

Точка эквивалентности  и конечная точка титрования.  

Согласно правилу эквивалентности  титрование необходимо продолжать до тех пор, пока количество прибавленного реагента не станет эквивалентным содержанию определяемого вещества. Наступающий в процессе титрования момент, когда количecтвo стандартного раствора реагента (титранта) становится теоретически строго эквивалентным количеству определяемого вещества согласно определенному уравнению химической реакции, называют точкой эквивалентности. 

Точку эквивалентности устанавливают  различными способами, например по изменению окраски индикатора, прибавляемого в титруемый раствор. Момент, при котором происходит наблюдаемое изменение цвета индикатора, называют конечной точкой титрования. Очень часто конечная точка титрования не совсем совпадает с точкой эквивалентности. Как правило, они отличаются друг от друга не более чем на 0,02-0,04 мл (1-2 капли) титранта. Это то количество титранта, которое необходимо для взаимодейcтвия с индикатором.                              [6]

 

 

 

3. Индикаторы в методе кислотно-основного титрования

В методах кислотно-основного  титрования для определения конечной точки титрования используют кислотно-основные индикаторы. Кислотно-основные индикаторы - это органические вещества, способные видимо и обратимо изменять свою окраску в растворе при изменении рН среды. Существуют различные теории индикаторов, каждая из которых по-своему объясняет поведение кислотно-основных индикаторов в кислых и щелочных средах.

Основные из них:

• ионная теория,
• хромофорная теория,
• ионно-хромофорная теория.

Ионная  теория индикаторов. В связи с тем, что кислотно-основные индикаторы представляют собой слабые кислоты или слабые основания, любой  индикатор диссоциирует в растворе согласно уравнению:

HInd           ↔        Н⁺        +      Ind^-                                

бесцветный                          малиновый

Окраска раствора, в котором  индикатор находится в молекулярной форме (HInd),  отличается от окраски раствора, в котором индикатор находится в ионной форме (Ind ^-). Так, молекулы фенолфталеина HInd бесцветны, а его анионы Ind ^- окрашены в малиновый цвет. Достаточно к раствору, содержащему фенолфталеин, прибавить 1-2 капли щелочи, как введенные ОН^--ионы станут связывать катионы Н⁺ с образованием слабого электролита - молекул воды. При этом равновесие диссоциации индикатора сместится вправо, и накопление анионов Ind^-  вызовет окрашивание раствора в малиновый цвет.

Переход одной окраски, присущей молекулярной форме кислотно-основного  индикатора, в другую, свойственную его ионной форме, происходит под  влиянием Н⁺ или ОН^--ионов, то есть зависит от рН раствора.

Хромофорная теория индикаторов. Поведение индикаторов, объясняемое ионной теорией индикаторов, дополняется хромофорной теорией индикаторов, согласно которой изменение окраски индикаторов связано с изменением структуры их молекул, внутримолекулярной перегруппировкой, вызываемой действием Н⁺ или ОН^--ионов. По хромофорной теории в процессе изменения рН раствора меняется строение молекул кислотно-основных индикаторов. Это явление обусловливается бензоидно-хиноидной таутомерией. При изменении рН среды раствора или при диссоциации хромофоры могут перегруппировываться. Перемена окраски у индикаторов является результатом изменений в их внутреннем строении. У одноцветных индикаторов окраска изменяется в связи с появлением или исчезновением хромофоров. У двухцветных индикаторов эти изменения обусловлены превращением одних хромофоров в другие.           [5]

Типичным одноцветным индикатором является фенолфталеин. При рН < 8 его молекулы не содержат хиноидной группировки и поэтому бесцветны. Однако при добавлении раствора щелочи к раствору фенолфталеина (рН = 8) происходит перегруппировка атомов в молекуле с образованием хиноидной группировки, которая обусловливает появление малиновой окраски раствора:

 

Цветность органических соединений, согласно хромофорной теории, обусловливается не только хиноидной структурой молекул, но и присутствием в них других хромофорных группировок (-N=N-, -N02 , -NO, =С=С=, =С=О). При введении в молекулы органических веществ, содержащих хромофорные группы, ряда других групп - ауксохромов (-ОН, -Nh4 , -NHR, -NHR) происходит углубление цвета окрашенного вещества.

Ионно-хромофорная  теория индикаторов. Согласно дополняющим друг друга ионной и хромофорной теориям, в растворах кислотно-основных индикаторов одновременно сосуществуют равновесия, обусловливаемые диссоциацией молекул, и равновесия, связанные с внутримолекулярными перегруппировками (ионно-хромофорная теория). Для кислотно-основных индикаторов наиболее характерными факторами, вызывающими изменение окраски, являются изменение соотношения количеств молекулярной и ионной форм индикатора, происходящее под влиянием кислот и щелочей, и появление или исчезновение хромофорных групп или же превращение одних хромофорных групп в другие.

Способность молекул различных  индикаторов диссоциировать в нейтральной среде характеризуют константами диссоциации. Например, у метилового оранжевого Кa≈ 10 -4, у лакмуса Кa ≈ 10 -8, а у фенолфталеина Кa ≈ 10-9. Следовательно, фенолфталеин является наиболее слабой органической кислотой из этих индикаторов.            [7]