Титрование в кислотных растворителях

В качестве кислотных растворителей используют уксусную кислоту, уксусный ангидрид, а также их смеси с инертными растворителями - дихлорэтаном, бензолом и др. Данные растворители используют при определении слабых оснований, которые могут быть незаряженными (например, кофеин, амидопирин) или заряженными (анионы). Титрантом обычно является HClO₄ (раствор в ледяной уксусной кислоте). Хлорная кислота, в отличие от HCl или H₂SO₄, остаётся достаточно сильной кислотой и в среде CH₃COOH.

Стандартный раствор (0,1 моль/л) HClO₄ в ледяной уксусной кислоте готовят по следующей методике. Определённый объём 57% или 72%-ного водного раствора HClO₄ растворяют в ледяной уксусной кислоте. Затем к полученному раствору для удаления лишней воды прибавляют уксусный ангидрид. После охлаждения раствор доводят ледяной уксусной кислотой до объёма 1 л. Приготовленный раствор должен содержать не менее 0,01% и не более 0,2% воды.

Уксусная кислота называется ледяной не потому, что она «очень холодная» (как неверно предполагают некоторые студенты), а потому что замерзает при температуре 16 °С, образуя кристаллы похожие на лёд. Уксусная кислота, содержащая 2-3% воды, замерзает при температуре ниже 13 °С.

Стандартизацию раствора титранта проводят по гидрофталату калия. Обнаружение конечной точки титрования осуществляют потенциометрически либо с помощью трифенилметановых индикаторов: кристаллического фиолетового или метилового фиолетового.

Одним из лекарственных веществ, которые определяют методом неводного титрования, является кофеин. В водном растворе кофеин проявляет очень слабые основные свойства, поэтому кислотно-основное титрование в водной среде для его определения использовать невозможно. В среде уксусного ангидрида основные свойства кофеина значительно повышаются (рК_ВН+ = 6,30) и его титриметрическое определение становится возможным. Точную навеску высушенного до постоянной массы образца кофеина растворяют в смеси уксусного ангидрида и бензола и титруют стандартным раствором HСlO₄ (0,1 моль/л) в ледяной уксусной кислоте. Конечную точку титрования обнаруживают с помощью кристаллического фиолетового.

С учётом того, что HClO₄ в уксусной кислоте находится, главным образом, в виде ионных пар CH₃COOH₂⁺×ClO₄^- (уксусная кислота – неполярный растворитель), уравнение реакции взаимодействия кофеина с титрантом можно представить и так

Многие из лекарственных веществ представляют собой соли, образованные органическим катионом и неорганическим анионом (галогенидом, сульфатом, нитратом и т.д.). Анион, с точки зрения теории Бренстеда, является основанием и может быть определён ацидиметрически. В водных растворах перечисленные анионы обладают очень слабыми основными свойствами и не могут быть оттитрованы. В уксусной кислоте их основные свойства усиливаются. Сульфаты, нитраты, гидротартраты и некоторые другие анионы можно определять прямым титрованием раствором HClO₄. Галогениды определяют способом титрования заместителя. При помощи обменной реакции с ацетатом ртути (II), соединением, практически не диссоциирующим в уксусной кислоте, получают эквивалентное галогениду количество ацетата. Галогениды при этом связываются в комплексный галогенид ртути. Затем выделившиеся ацетат-ионы (а это то же самое, что и ОН^- в водном растворе) титруют раствором HClO₄. Например, реакции, лежащие в основе титриметрического определения хлорида четвертичного амониевого иона, выглядят следующим образом:

2R₄N⁺×Cl^- + Hg(CH₃COO)₂ ® HgCl₂ + 2 R₄N⁺×CH₃COO^-

R₄N⁺×CH₃COO^- + CH₃COOH₂⁺×ClO₄^- ® R₄N⁺×ClO₄^- + 2CH₃COOH

Фактор эквивалентности определяемого вещества зависит от того, сколько галогенид-ионов входит в его состав. Характер органического катиона в данном случае не имеет значения. Например, для вещества (1) фактор эквивалентности равен 1, а для вещества 2 – 1/2.

Лекарственное вещество (1) называется циклодолом, а вещество (2) – декамином.

Раствор хлорной кислоты можно использовать для определения слабых оснований (в т.ч. и анионов) не только в кислотных, но и в амфотерных и инертных растворителях (метаноле, ацетоне и др.). Для стандартизации титранта в этом случае используют гидрофталат калия, салицилат натрия, дифенилгуанидин. В качестве индикаторов применяют тропеолин 00, метиловый оранжевый и другие вещества.

Титрование в основных растворителях

Из группы основных растворителей в фармацевтическом анализе используют, главным образом, диметилформамид. Это вещество не имеет неприятного запаха, относительно малотоксично, мало гигроскопично, устойчиво к действию CO₂. Диметилформамид применяют в качестве растворителя при определении различных лекарственных веществ кислотного характера (барбитураты, сульфаниламиды и др.). В качестве титрантов используют 0,1 М CH₃ONa в бензоле, а также 0,1 М NaOH в смеси метанола и бензола и 0,1 М [(C₂H₅)₄N]OH в бензоле. Стандартизацию растворов титрантов проводят по бензойной кислоте. Конечную точку титрования обнаруживают потенциометрически или с помощью сульфофталеинового индикатора тимолового синего.

Рассмотрим, например, титриметрическое определение фенобарбитала (в водном растворе рК_a1 = 7,21). Точную навеску образца фенобарбитала растворяют в диметилформамиде (предварительно нейтрализованном по тимоловому синему) и титруют 0,1 М NaOH в смеси метанола и бензола.

Для обнаружения конечной точки титрования используют тимоловый синий.