Неводное титрование

Неводные растворители используют в кислотно-основном титровании при необходимости:

o изменить растворимость титруемых соединений, титрантов или продуктов реакции;

o усилить или ослабить их диссоциацию;

o изменить соотношение между константой автопротолиза растворителя Ki и константой диссоциации титруемых соединений (Ki / KаСA, Кi / КbСв), называемое константой титрования Kт;

o изменить соотношения констант диссоциации компонентов титруемых смесей Ка2СА2 / Кa1СА1, Кb2СB2 / Кь1СB1 или ступеней диссоциации электролита КII / КI.

В табл. 2 приведены условия, когда применение неводных растворителей  позволяет улучшить результаты кислотно-основного  титрования по сравнению с получаемыми при титровании в водной среде.

Доступный измерению  интервал рН расширяется с уменьшением константы автопротолиза растворителя. Дифференцирующее действие растворителей проявляется тем значительнее, чем ниже значение диэлектрической проницаемости е; повышение ионизирующей способности растворителей приводит к усилению их нивелирующей способности. Слабое дифференцирование при титровании смесей электролитов в растворителях сходной химической природы (кислот -- в протогенных, оснований -- в протофильных средах) и нивелирование силы электролитов при титровании в средах противоположной природы вызывают затруднения при анализе смесей. Раздельное титрование смесей кислот или оснований осуществляют в растворителях с большой протяженностью шкалы кислотности.

Как правило, индикаторное титрование применяют только для  определения индивидуальных соединений; точность определения составляет 0,2--0,5 единицы рН. Физико-химические методы установления точки эквивалентности более чувствительны и объективны при титровании смесей.

2.4 Окислительно-восстановительное  титрование

Редокс-титрование в неводных растворах применяется реже, чем кислотно-основное. Основные причины этого: малое число редокс-систем, достаточно стабильных и обратимых; сложность окислительно-восстановительных процессов; медленное установление равновесного потенциала; недостаточно высокая растворимость веществ -- участников реакций или буферных систем. Однако, несмотря на термодинамические и кинетические затруднения, редокс-титрование в неводных средах в ряде случаев дает возможность выбрать растворитель с большей областью электрохимической инертности, чем вода, т. е. создаются условия, благоприятно влияющие на значения редокс-потенциалов, степень обратимости или скорость реакции. В табл.3 приведены значения редокс-потенциалов ряда систем в воде и неводных растворителях.

Примеры влияния растворителей  на редокс-свойства фармацевтических реагентов при определении органических и неорганических веществ приведены в табл. 4.

Индикаторные методы в редокс-титрованиях применяются относительно редко, чаще точку эквивалентности устанавливают электрохимическими методами.

Использование электрохимического генерирования титрантов позволяет получить аналитические реагенты, более устойчивые и обладающие иными, чем в воде, свойствами: V3+, V4+, V5+ в уксусной кислоте; СuII в диметилсульфоксиде (ДМСО), диметилформамиде и ацетонитриле; Сr2+, Сr3+ и Сr6+ в уксусной кислоте и ДМСО.

2.5 Осадительное и комплексометрическое титрование

В реакциях осаждения  и комплексообразования влияние неводных растворителей сводится к следующим случаям:

1) уменьшение произведения  растворимости КS образующихся при титровании малорастворимых соединений;

2) дифференцирование  малорастворимых соединений по  их растворимости, изменение соотношения  КS2 / КS1 при титровании смесей;

3) увеличение констант  устойчивости (в) комплексных соединений, уменьшение стерических и кинетических затруднений при образовании комплексов, а также лабилизации ионов металлов органическими растворителями;

4) дифференцирование  по устойчивости комплексных  соединений, изменение соотношения  констант устойчивости образующихся  комплексов в2 / в1 при титровании смесей.

 В табл. 5 приведены  условия применения неводных  растворителей в осадительном и комплексометрическом титровании. При анализе следует учитывать возможные обращения ряда растворимости, изменение координационной способности или соотношений в устойчивости комплексов.

Титрование с точностью  до 0,1% возможно в случае, если осаждаемой соли не более 10-8 и если константа  устойчивости комплексного соединения (состава 1:1)--не менее 108. Дифференцированное титрование достигается, если константы  отличаются не менее чем на 3 порядка.

2.6 Физико-химические  методы титриметрии

Инструментальные способы  установления точки эквивалентности  основаны на оценке изменения физико-химических свойств систем в ходе взаимодействия анализируемых веществ и титрантов: обычно это электрохимические или спектральные свойства, реже -- термодинамические. Классификация применяемых методов приведена в табл. 6.

Предел обнаружения  методов определяется минимально определяемой концентрацией анализируемого соединения. Селективность характеризует возможность  определений на фоне других соединений в анализируемой пробе.

Потенциометрия -- один из классических методов получения наиболее надежных термодинамических данных и аналитического определения органических и неорганических соединений различной природы. Предел обнаружения потенциометрического анализа в прямых измерениях в присутствии буферных растворов составляет 10-17 моль/л.

Правильный выбор  титранта, электродов и растворителя обеспечивает высокую селективность метода. Надежность и простота потенциометрических устройств, возможность использования любых химических реакций с достаточно высокими константами равновесия делают метод потенциометрии приемлемым для автоматизации, разработаны методы автоматических измерений в потоке.

Для кондуктометрического анализа существует ряд ограничений, основное из которых -- неселективность метода в присутствии солевого проводящего фона. Кроме того, должно быть исключено образование эмульсий и взвесей; низкочастотная кондуктометрия неприменима, если при контакте электродов с раствором имеют место эффекты катализа, сорбции, поляризации и т. д. Повышение частоты поля устраняет многие недостатки низкочастотных методов и позволяет вывести электроды из сосуда: при этом подбор соответствующего реактива позволяет получить квазиизбирательный эффект для определения малых количеств веществ на фоне присутствующих в растворе посторонних ионов с высокой проводимостью. Наиболее часто метод применим для кислотно-основного анализа.

При правильном выборе потенциала индикаторного электрода в любом  из методов, связанных с электролизом, можно добиться селективной электродной  реакции, проходящей в любых средах, включая разбавленные, мутные и окрашенные.

Амперометрическое титрование применяют в основном для реакций  окисления -- восстановления, осаждения, комплексообразования. Различные особенности применяемых электродов, экстраполяционные способы расчета точки эквивалентности приводят к повышению предела обнаружения метода и расширению круга анализируемых объектов.

Основные недостатки метода -- возможные изменения характера поверхности электродов за счет адсорбционных или электрохимических явлений.

Кулонометрические определения  отличаются от других тит- риметрических методов отсутствием необходимости дозирования титранта: при работе в гальваностатическом режиме измерению подлежит лишь время электрохимического генерирования титранта, израсходованного на титрование до точки эквивалентности. В методе могут быть использованы нестойкие реагенты; не требуется их стандартизация, метод отличает малая погрешность измерений даже в области микроконцентраций, что связано с высокой точностью определения количества электричества. В кулонометрии применяются реакции любого типа, но наиболее часто -- окислительно-восстановительные.

Селективность фотометрических (турбидиметрического и спектрофотометрического) методов фиксации точки эквивалентности  обусловливается правильностью  выбора длин волн, соответствующих  максимуму поглощения света в исследуемой системе. При меньшей универсальности эти методы позволяют раздельно определить вещества с близкими свойствами, например изомеры в реакциях внешнесферного комплексообразования. В турбидиметрическом титровании используют реакции осаждения, в спектрофотометрическом -- реакции любых типов, в том числе кислотно-основные (при условии выбора индикатора, протонированная и депротонированная формы которого поглощают в разных областях спектра).

В термометрическом методе используют линейную зависимость теплоты  реакции от числа молей выделившегося  продукта реакции. Реакции с небольшими значениями мольных теплот в неводных средах могут проходить с изменениями температуры, достаточными для получения четких энтальпограмм.

Основные характеристики методов титрования и требования к подбору растворителя приведены  в табл. 7.

Выбор растворителей  для фармацевтических определений  проводят с учетом следующих факторов: а) устойчивость и растворимость  анализируемых веществ и титранта в растворителе; б) область температур, отвечающая жидкому состоянию растворителя; в) диэлектрическая проницаемость и собственная кислотность растворителя; г) инертность растворителя.

Растворимость электролитов в выбранном растворителе должна быть не менее 1*10-4 моль/л, для фоновых электролитов -- не менее 5*10-2 моль/л.

Удобство работы с  растворителем зависит от температурного интервала, в котором растворитель находится в жидком состоянии. Растворители с низким значением диэлектрической  проницаемости обладают слабой растворяющей способностью и образуют растворы с  высоким сопротивлением.

Большое значение имеют  вязкость, давление паров растворителя (желательно возможно низкое) при рабочих  температурах, его способность смешиваться  с водой и другими сорастворителями.

Для спектрофотометрических измерений важна область собственного поглощения молекул растворителя, для  электрохимических -- рабочая область потенциалов и электропроводность растворов; при работе с растворителями, характеризующимися низкой диэлектрической проницаемостью, необходимо использование фоновых электролитов высокой концентрации. Растворители с низкой вязкостью удобны в электрохимических измерениях, требующих быстрого переноса частиц к электроду; диффузионный массоперенос (вольтамперометрические, хронопотенциометрические измерения) легче поддерживать в вязких средах.

К неводным растворителям, более устойчивым к восстановлению, чем вода, относятся ацетоннтрил, пропиленкарбонат, диметоксиэтан, диметилформамид, сульфолан. К окислению особенно устойчивы фтороводород и дихлорметан.

Раздел III. Экспериментальная  часть

3.1 Описание методики

Таблетки Дибазола - 0,02 г.

Описание. Таблетки белого цвета.

Подлинность.

1. 0,5 г порошка растертых  таблеток растворяют в 10 мл  воды и фильтруют. К фильтрату  прибавляют 3 капли разведенной соляной  кислоты, 2--3 капли 0,1 н. раствора  йода и взбалтывают; образуется  красновато-серебристый осадок.

2. 0,5 г порошка растертых  таблеток растворяют в 10 мл  воды и фильтруют. Фильтрат, подкисленный 2,5 мл разведенной азотной кислоты дает характерную реакцию на хлориды: К раствору прибавляют 0,5 мл раствора нитрата серебра; образуется белый творожистый осадок, растворимый в растворе аммиака.

Количественное определение. Около 1 г (точная навеска) порошка растертых  таблеток обрабатывают хлороформом 1 раз 15 мл и 3 раза по 5 мл. Хлороформные извлечения фильтруют в сухую колбу через  фильтр, смоченный хлороформом. Хлороформ  отгоняют до объема 1 мл, прибавляют 10 мл безводной уксусной кислоты, прибавляют 5 мл раствора ацетата окисной ртути  и титруют 0,1 н. раствором хлорной  кислоты до голубовато-зеленого окрашивания (индикатор-- кристаллический фиолетовый).

1 мл 0,1 н. раствора  хлорной кислоты соответствует  0,02447 г С14Н12N2 * НС1, которого должно быть 0,018--0,022 г, считая на средний вес одной таблетки.

Применение. Спазмолитическое, гипотензивное средство. Хранение. Список Б.

3.2 Результаты исследования

 

 

Название и лекарственная  форма препарата 

Показатель №

 

п/п  

Методика исследования 

Результат 

Таблетки Дибазола

0,02 г. Подлинность 

1 0,5 г порошка растертых таблеток растворяют в 10 мл воды и фильтруют. К фильтрату прибавляют 3 капли разведенной соляной кислоты, 2--3 капли 0,1 н. раствора йода и взбалтывают; образуется красновато-серебристый осадок. 

Соответствует 

 

2 0,5 г порошка растертых таблеток растворяют в 10 мл воды и фильтруют. Фильтрат, подкисленный 2,5 мл разведенной азотной кислоты дает характерную реакцию на хлориды: К раствору прибавляют 0,5 мл раствора нитрата серебра; образуется белый творожистый осадок, растворимый в растворе аммиака. 

Соответствует 

Таблетки Дибазола

0,02 г. 

Количественное определение 

3 Около 1 г (точная навеска) порошка растертых таблеток обрабатывают хлороформом 1 раз 15 мл и 3 раза по 5 мл. Хлороформные извлечения фильтруют в сухую колбу через фильтр, смоченный хлороформом. Хлороформ отгоняют до объема 1 мл, прибавляют 10 мл безводной уксусной кислоты, прибавляют 5 мл раствора ацетата окисной ртути и титруют 0,1 н. раствором хлорной кислоты до голубовато-зеленого окрашивания (индикатор -- кристаллический фиолетовый).

 

1 мл 0,1 н. раствора  хлорной кислоты соответствует  0,02447 г С14Н12N2 * НС1, которого должно быть 0,018--0,022 г, считая на средний вес одной таблетки. 

Соответствует 

 

 

Выводы

неводное титрование дибазол

Титрование в неводных и смешанных растворителях открывает  возможности фармацевтических определений, не осуществимых в водном растворе.

В неводных растворителях  могут быть определены нерастворимые  или разлагающиеся в воде соединения, проанализированы без предварительного разделения многие сложные смеси, оттитрованы  соединения, кислотные или основные свойства которых в воде выражены очень слабо, и т. д.

Неводные растворители изменяют кислотно-основные свойства соединений. В зависимости от растворителя одно и то же соединение может быть кислотой, основанием или совсем не проявлять кислотно-основные свойства.