Применение неводного титрования в фармацевтическом анализе

Для неводного титрования в фармацевтическом анализе находят применение все группы растворителей: кислотные, основные, амфотерные и инертные.

В качестве кислотных растворителей используют уксусную кислоту, уксусный ангидрид, а также их смеси с инертными растворителями — дихлорэтаном, бензолом и др. Указанные растворители используют при определении различных слабых оснований, которые могут быть незаряженными (например, кофеин) или заряженными (анионы). Титрантом в данном случае обычно является раствор хлорной кислоты (0,1 моль/л) в ледяной уксусной кислоте. Хлорная кислота — в отличие от НС1 или H2S04 — остается достаточно сильной кислотой и в среде СН3СООН.

Стандартный раствор (0,1 моль/л) НСЮ4 в ледяной уксусной кислоте можно приготовить по следующей методике. Вначале определенный объем 57% -го или 72% -го водного раствора НСЮ4 растворяют в 500 мл ледяной уксусной кислоты. Затем к полученному раствору для удаления лишней воды добавляют некоторое количество уксусного ангидрида.

После охлаждения раствор доводят ледяной уксусной кислотой до объема 1 л. Уксусная кислота называется ледяной потому, что она замерзает при температуре 16 °С, образуя при этом кристаллы, похожие на лед. Уксусная кислота, содержащая 2-3 % воды, замерзает при температуре ниже 13 °С.

Стандартизацию титранта проводят по гидрофталату калия. Обнаружение конечной точки титрования осуществляют потен- циометрически либо с помощью индикаторов — кристаллического фиолетового, метилового фиолетового и др.:

Пример 8.13. Рассчитайте: 1) объем раствора с массовой долей НСЮ4 57 % (плотностью 1,50 г/мл), необходимый для приготовления 1 л 0,1 М раствора данного вещества в ледяной уксусной кислоте; 2) объем уксусного ангидрида (плотностью 1,08 г/мл), который следует добавить к полученному раствору, чтобы с водным раствором НСЮ4 в 1 л конечного раствора (плотностью 1,05 г/мл) попало не более 0,1 % масс. Н20; 3) точную молярную концентрацию НС104 в приготовленном растворе, если для титрования навески гидрофталата калия (М = 204,22 г/моль) массой 0,1490 г было израсходовано 7,35 мл этого раствора.

Решение

1) Объем раствора хлорной кислоты будет таков:

2) Взаимодействие уксусного ангидрида с водой протекает следующим образом:

Количество вещества уксусного ангидрида в данной реакции равно количеству вещества воды. Количество вещества воды в рассчитанном объеме 57%-го раствора НСЮ4 составляет:

Количество вещества воды в приготовленном растворе не должно превышать:

Таким образом,

Следовательно, с помощью уксусного ангидрида необходимо удалить 0,37 моль воды. Для этого следует взять следующий объем данного реагента:

3) Теперь мы можем определить точную молярную концентрацию хлорной кислоты:

Одним из лекарственных средств, которые определяют методом неводного титрования, является кофеин.

В водном растворе кофеин проявляет очень слабые основные свойства (рKBft =0,6), поэтому кислотно-основное титрование в водной среде для его определения использовать невозможно. В среде уксусного ангидрида основные свойства кофеина значительно повышаются (pijTBH). =6,30), поэтому становится возможным его титриметрическое определение. Точную навеску высушенного до постоянной массы образца кофеина растворяют в смеси уксусного ангидрида и бензола и титруют стандартным раствором НСЮ4 (0,1 моль/л) в ледяной уксусной кислоте. Конечную точку титрования обнаруживают с помощью кристаллического фиолетового.

Суммарное уравнение реакции взаимодействия кофеина с ти- трантом имеет следующий вид:

С учетом того, что НСЮ4 в уксусной кислоте находится, главным образом, в виде ионных парСН3СООН2 • С104 (уксусная кислота — неполярный растворитель), уравнение реакции можно представить и так: [1] [2]

Решение

Массовая доля кофеина в образце будет такова:

Многие из лекарственных веществ представляют собой соли, образованные органическим катионом и неорганическим анионом (галогенидом, сульфатом, нитратом и т.д.). Последний, с точки зрения протолитической теории, является основанием и может быть определен 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 НС104. В частности, уравнение реакции, протекающей при ацидиметрическом определении атропина сульфата в среде безводной уксусной кислоты, имеет следующий вид:

Галогениды обычно определяют посредством титрования заместителя. Прежде всего, при помощи обменной реакции с ацетатом ртути (II), который практически не диссоциирует в уксусной кислоте, получают эквивалентное галогениду количество ацетата. Галогениды при этом связываются в комплексный галогенид ртути (II). Затем выделившиеся ацетат-ионы (а они представляют собой то же самое, что и ОН- в водном растворе) титруют раствором НСЮ4. Например, реакции, лежащие в основе титри- метрического определения хлорида четвертичного аммониевого иона, выглядят следующим образом:

Фактор эквивалентности определяемого вещества будет зависеть от того, сколько галогенид-ионов входят в его состав. Так, для дифенгидрамина гидрохлорида (димедрола) он будет равен 1, а для деквалиния хлорида (декамина) — 1/2:

Если в состав катиона лекарственного вещества входят фенольные гидроксилы (как, например, в случае норадреналина), то определение галогенид-ионов проводят способом прямого титрования без использования ацетата ртути, реагирующего с фенолами. При этом в качестве растворителя используют смесь безводной муравьиной кислоты и уксусного ангидрида:

Раствор хлорной кислоты можно использовать для определения слабых оснований (в том числе 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 или дифенилгуани- дин. В качестве индикаторов применяют тропеолин 00, метиловый оранжевый и другие вещества.

Из группы основных растворителей в фармацевтическом анализе используют, главным образом, диметилформамид. Это вещество не имеет неприятного запаха, относительно малотоксично, мало гигроскопично и устойчиво к действию СО2. Диметилформамид применяют в качестве растворителя при определении различных лекарственных веществ кислотного характера (барбитуратов, сульфаниламидов и др.). В качестве титрантов используют: 0,1 М раствор метилата натрия в бензоле; 0,1 М NaOH в смеси метанола и бензола; 0,1 М [(C4H9)4N]OH и др. Стандартизацию титрантов проводят по бензойной кислоте. Конец титрования обнаруживают потенциометрически или с помощью индикатора, например тимолового синего.

В качестве примера рассмотрим, как проводят титриметри- ческое определение фенобарбитала (двухосновной кислоты, у которой в водном растворе рЛГа>1 = 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 индикатор тимоловый синий. Уравнение протекающей при титровании реакции имеет следующий вид:

Пример 8.15. Навеску массой 0,1495 г растертых таблеток, содержащих фенобарбитал (М = 232,24 г/моль), растворили в диметилформамиде. Для титрования полученного раствора потребовалось 3,30 мл 0,1010 М NaOH в смеси метанола и бензола. Чему равна масса фенобарбитала в пересчете на среднюю массу одной таблетки, если 20 анализируемых таблеток имеют массу 4,0200 г.

Решение

Содержание лекарственного вещества в таблетках принято выражать в виде не массовой доли, а массы вещества в пересчете на среднюю массу одной таблетки. Для этого массу вещества, содержащегося в титруемой навеске, делят на массу этой навески и умножают на среднюю массу одной таблетки:

  • [1] Пример 8.14. Навеску массой 0,3256 г образца, содержащего кофеин (М = 194,2 г/моль) и инертные вещества, не принимающиеучастие в кислотно-основном взаимодействии, растворили в смеси
  • [2] мл уксусного ангидрида и 20 мл бензола. Для титрования полученного раствора было израсходовано 12,20 мл 0,1032 М НС104.Рассчитайте массовую долю кофеина в образце, если при проведении контрольного опыта было израсходовано 0,10 мл титранта.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >