Применение метода кислотно-основного титрования в количественном анализе химических веществ и лекарственных средств. (Ле презентация

Применение метода кислотно-основного титрования в количественном анализе химических веществ и лекарственных средств

План: 1. Элементный анализ. Анализ по функциональным группам. 2. Способы прямого титрования кислот и оснований. 3. Способы обратного титрования кислот и оснований. 4. Способы заместительного титрования.

Метод Кьельдаля H2SO4 (конц.), t0 R-N = NH4HSO4 K2SO4, CuSO4 NH4HSO4 + 2 NaOHизб.→ NH3↑ + Na2SO4 + 2H2O

Метод Кьельдаля 1 HCl(изб.) + NH3 ⇄ NH4Cl НCl(ост.) + NaOH ⇄ NaCl + Н2О

Метод Кьельдаля 2 НВО2 + NH3 ⇄ NH4+ + BO2- рКа Н3ВО3 = 9,24 рКb ВО2- = 4,76 ВО2- + Н3О+ ⇄ НВО2 + Н2О

NO3- и NO2- NO3- и NO2- определяют после их восстановления сплавом Арнда (60% Сu, 40% Mg) в слабокислой или нейтральной среде или сплавом Деварда (50% Сu, 45% Al, 5% Zn) в щелочной среде 3 NO3- + 8 Al + 5 OH- + 18 H2O ⇄ 3 NH3+ 8 [Al(OH)4]-

Определение серы Определение серы проводят путем сжигания органического соединения в токе кислорода (по методу Шенигера) Образующийся при этом диоксид и триоксид серы поглощают раствором Н2О2. SO2(газ) + H2O2 → H2SO4

Галогены Галогены Хлор-, бромсодержащие органические вещества после разрушения образуют кислоты: R-Cl разрушение HCl(газ) R-Br разрушение HBr(газ) HCl(газ) + H2O → Cl- + H3O+ H3O+ титруют NaOH Ковалентно связанный иод определяют окислительно-восстановительным методом

Определение фунциональных групп органических соединений Вещества, содержащие карбоксильную (- СООН), сульфогруппу (- SО3Н), обладающие кислотными свойствами (Ка=10 -5 - 10-8), определяют прямым титрованием с индикатором фенолфталеином. Алифатические амины имеют Кв~10-5 и их можно титровать кислотой (прямое титрование ). Ароматические амины (анилин, пиридин и его производные) являются слабыми основаниями с Кв~10-10. Их титруют НClO4 в среде безводной СН3СООН.

Прямая алкалиметрия Полипротонные кислоты титруют в соответствии с величинами их Кт. Щавелевая кислота – H2C2O4 (Ка1=5,6∙10-2, Ка2=5,4∙10-5), фосфорная – H3PO4 (Ка1=7,1∙10-3, Ка2=6,2∙10-8, Ка3=5,0∙10-13), мышьяковая H3AsO4 (Ка1=5,6∙10-3, Ка2=1,7∙10-7, Ка3=2,95∙10-12) титруются как двухпротонные.

Органические оксикарбоновые кислоты: Глюконовая (Ка =1,4∙ 10-4) титруется как одноосновная: CH2OH(CHOH)4COOH + OH- ⇄ CH2OH(CHOH)4COO- + H2O Винная (Ка1=1,3∙10-3, Ка2=3,0∙10-5) титруется как двухосновная: HOOC-(CHOH)2-COOH + 2 OH- ⇄ -OOC-(CHOH)2-COO- +2 H2O Лимонная (Ка1=7,4∙10-4, Ка2=2,2∙10-5, Ка3=4,0∙10-7, Ка4=1∙10-16) титруется как трехосновная

Соли слабых неорганических и органических азотистых оснований Соли слабых неорганических и органических азотистых оснований гидразина-сульфат N2H4 . H2SO4 [H3N-NH3]2+∙SO42- + 2 OH- ⇄ H2N-NH2 + SO42- + 2 H2O пиридиний перхлорат [C5H6NH]+ClO4-

Прямая ацидиметрия Прямая ацидиметрия щелочи (NaOH, KOH, Ba(OH)2); органические основания с Кв ≥ 5·10-7 (метиламин – CH3NH2, триметиламин – (CH3)3N и др.): дифенилгуанидин три-(оксиметил)-аминометан гексаметилентетрамин (уротропин) соли слабых и очень слабых кислот (натрия карбонат, натрия гидрокарбонат, натрия дигидрофосфат, натрия гидрофосфат, натрия тетраборат и др.); анионные основания (натрия салицилат, натрия бензоат и др.)

Способы обратного титрования кислот и оснований Определение раствора аммиака NH3·H2O + HСl(изб.) ⇄ NH4Cl + 2 H2O HCl(ост.) + NaOH ⇄ NaCl + H2O Определение фосфатов магния, кальция и других трудно растворимых солей Ca3(PO4)2 + 6 HCl(изб.) ⇄ 2 H3PO4 + 3CaCl2 Определение ртути(II) амидохлорида HgNH2Cl + 4 KI + 2 HCl(изб.) ⇄ K2[HgI4] + NH4Cl + 2 KCl Определение формальдегида в формалине 6 HCOH + 4 NH4+ + 4OH- ⇄ (CH2)6N4 + 10 H2O

Способ заместительного кислотно-основного титрования Определение оксида ртути(II) HgO + 4 I- + H2O ⇄ [HgI4]2- + 2 OH- OH- + H3O+ ⇄ 2 H2O