Цель изучения темы. Методы окислительно-восстановительного титрования основаны на реакциях окисления-восстановления между титрантом и определяемым веществом. В зависимости от используемого титранта различают методы дихроматометрии, перманганатометрии, йодометрии, йодатометрии, йодхлорметрии, броматометрии, цериметрии, нитритометрии и др. В фармацевтическом анализе методом перманганатометрического титрования определяется количественное содержание перекиси водорода, натрия нитрита, железа восстановленного, железа сульфата и других лекарственных препаратов.
Йодометрия основана на использовании в качестве титрантов растворов йода и тиосульфата натрия, броматометрия – раствора бромата калия. Метод йодометрии применяется для определения веществ, обладающих восстановительными, окислительными свойствами, вступающих в реакции замещения или присоединения йода, а также веществ, образующих полийодиды. Методом йодометрии проводят определение доброкачественности некоторых лекарственных препаратов и определение йодного числа лекарственного растительного сырья. Метод броматометрии применяется для веществ, окисляющихся броматом калия или вступающих в реакции замещения или присоединения брома.
Нитритометрия – титриметрический метод анализа, применяемый для количественного определения первичных и вторичных ароматических аминов, их ацилированных производных (после предварительного гидролиза), а также ароматических нитропроизводных, гидразидов и др. Для проведения окислительно-восстановительного титрования лекарственных средств необходимо знать титранты методов, условия проведения, определение конечной точки титрования. Знание методов окислительно-восстановительного титрования, перманганатометрии, йодометрии, броматометрии, нитритометрии и др. необходимо для дальнейшего изучения фармацевтической химии.
Задачи. Освоить методы окислительно-восстановительного титрования.
Студент должен знать:
· основные законы, лежащие в основе окислительно-восстановительных методов титрования;
· методы, приемы и способы выполнения окислительно-восстановительных методов титрования;
Задание для самостоятельной аудиторной работы студентов по указанной теме:
1) Ознакомиться с теоретическим материалом по теме занятия с использованием конспектов лекций, рекомендуемой учебной литературы.
2) Ответить на вопросы для самоконтроля:
1. Равновесия в окислительно-восстановительных реакциях.
2. Окислительно-восстановительное титрование. Сущность метода. Классификация методов окислительно-восстановительного титрования.
3. Требования, предъявляемые к реакциям в окислительно-восстановительном титровании. Виды окислительно-восстановительного титрования (прямое, обратное, заместительное).
4. Индикаторы окислительно-восстановительного титрования. Классификация. Окислительно-восстановительные индикаторы (обратимые и необратимые). Интервал изменения окраски индикатора.
5. Кривые окислительно-восстановительного титрования. Построение (расчетное, экспериментальное) и анализ кривых окислительно-восстановительного титрования. Выбор индикатора.
6. Ошибки окислительно-восстановительного титрования, их происхождение, расчет, устранение.
7. Перманганатометрическое титрование. Сущность метода, химизм. Титрант перманганатометрии, его приготовление и стандартизация. Особенности восстановления перманганата калия в различных средах. Условия проведения, определение конечной точки титрования. Область применения, примеры прямого и обратного титрования.
8. Дихроматометрическое титрование. Сущность метода, химизм. Титрант, его приготовление и стандартизация. Условия проведения, определение конечной точки титрования, индикаторы. Область применения, примеры.
9. Йодометрическое титрование. Сущность метода, химизм. Титранты йодометрии, их приготовление и стандартизация. Условия проведения, определение конечной точки титрования, индикаторы. Применение йодометрии для определения восстановителей, окислителей, веществ, не обладающих окислительно-восстановительными свойствами, примеры прямого, обратного и заместительного титрования.
10. Йодхлорметрическое титрование. Сущность метода, химизм. Титрант йодхлорметрии, его приготовление и стандартизация. Условия проведения, определение конечной точки титрования, индикаторы. Область применения, примеры прямого и обратного титрования.
11. Йодатометрическое титрование. Сущность метода, химизм. Титрант, его приготовление и стандартизация. Условия проведения, определение конечной точки титрования, индикаторы. Область применения, примеры прямого и обратного титрования.
12. Броматометрическое титрование. Сущность метода, химизм. Титрант броматометрии, его приготовление и стандартизация. Условия проведения, определение конечной точки титрования, индикаторы. Применение броматометрии для определения восстановителей и веществ, не обладающих окислительно-восстановительными свойствами, примеры прямого и обратного титрования.
13. Нитритометрическое титрование. Окислительные и восстановительные свойства нитрита натрия. Сущность метода, химизм. Титрант нитритометрии, его приготовление и стандартизация. Условия проведения (температура, среда, катализатор, скорость титрования), определение конечной точки титрования. Индикаторы: внешние, внутренние. Применение нитритометрии для определения веществ, содержащих первичную ароматическую аминогруппу, вторичную ароматическую аминогруппу, ароматическую нитрогруппу, гидразидов и др. Примеры.
14. Цериметрическое титрование. Сущность метода, химизм. Титрант, его приготовление и стандартизация. Условия проведения, определение конечной точки титрования, индикаторы. Область применения, примеры прямого и обратного титрования.
15. Задачи на расчет молярной концентрации титранта, поправочного коэффициента. Расчет титра соответствия (титра по определяемому веществу). Расчет предварительного объема титранта. Расчет количественного содержания определяемого вещества по результатам титрования.
3) Проверить свои знания с использованием тестового контроля:
1. Титриметрические методы анализа, основанные на реакциях окисления-восстановления между титрантом и определяемым веществом, относятся к методам
А) кислотно-основного титрования
Б) осадительного титрования
В) комплексиметрического титрования
Г) окислительно-восстановительного титрования
Ответ: Г
2. Метод йодометрии основан на реакциях
А) кислотно-основного взаимодействия
Б) образования малорастворимых соединений
В) образования малодиссоциирующих комплексных соединений
Г) окисления-восстановления
Ответ: Г
3. При выборе индикатора по кривой титрования интервал изменения окраски должен лежать
А) до скачка титрования
Б) в пределах скачка титрования
В) после скачка титрования
Ответ: Б
4. Титрантом в методе нитритометрии является
А) перманганат калия
Б) йод
В) тиосульфат натрия
Г) бромат калия
Д) нитрит натрия
Ответ: Д
5. Для установления конечной точки титрования в методе йодометрии в качестве индикатора используют
А) метиловый оранжевый
Б) метиловый красный
В) крахмал
Г) тропеолин 00
Ответ: В
6. При нитритометрическом титровании органических соединений, имеющих в молекуле первичную ароматическую аминогруппу реакция среды должна быть
А) кислая
Б) нейтральная
В) щелочная
Ответ: А
7. Количественное определение глюкозы можно проводить методом
А) ацидиметрии
Б) алкалиметрии
В) йодометрии
Г) комплексонометрии
Ответ: В
8. Для установления конечной точки титрования в методе нитритометрии в качестве индикатора используют
А) метиловый оранжевый
Б) метиловый красный
В) крахмал
Г) тропеолин 00
Ответ: Г
9. Количественное определение перекиси водорода можно проводить методом
А) ацидиметрии
Б) алкалиметрии
В) аргентометрии
Г) комплексонометрии
Д) перманганатометрии
Ответ: Д
10. Количественное определение органических соединений, содержащих вторичную ароматическую аминогруппу можно проводить методом
А) ацидиметрии
Б) алкалиметрии
В) йодометрии
Г) комплексонометрии
Д) нитритометрии
Ответ: Д
Типовые задачи:
1. Рассчитайте молярность и поправочный коэффициент 0,1 М раствора натрия нитрита, если на титрование 0,2931 г сульфаниловой кислоты израсходовали 17,05 мл приготовленного раствора натрия нитрита. М.м.(сульфаниловой кислоты) = 173,19.
2. Рассчитайте молярность и поправочный коэффициент 0,1 М раствора йода, если на титрование 10,0 мл приготовленного раствора йода израсходовали 20,75 мл 0,1 М раствора натрия тиосульфата.
3. Напишите химизм, рассчитайте титр соответствия при количественном определении кислоты аскорбиновой методом йодхлорметрии с использованием в качестве титранта 0,1 М раствора йода монохлорида. М.м.(аскорбиновой кислоты) = 176,13.
4. Рассчитайте предварительный объем титранта 0,1 М раствора натрия нитрита при количественном определении новокаина гидрохлорида методом нитритометрии, если на титрование взята навеска препарата массой 0,3064 г. 1 мл 0,1 М раствора натрия нитрита соответствует 27,28 мг новокаина гидрохлорида.
5. Рассчитайте процентное содержание норсульфазола, если на титрование 0,2973 г израсходовали 11,70 мл 0,1 М раствора натрия нитрита с Кп=0,9864. 1 мл 0,1 М раствора натрия нитрита соответствует 25,53 мг норсульфазола.
Формы контроля освоения заданий по самостоятельной аудиторной работе по данной теме
Типовой вариант к контрольной работе № 3.
1. Индикаторы окислительно-восстановительного титрования. Классификация. Окислительно-восстановительные индикаторы (обратимые и необратимые). Интервал изменения окраски индикатора.
2. Йодометрическое титрование. Сущность метода, химизм. Титранты йодометрии, их приготовление и стандартизация. Условия проведения, определение конечной точки титрования, индикатор. Применение йодометрии для определения восстановителей, окислителей, веществ, не обладающих окислительно-восстановительными свойствами, примеры прямого, обратного и заместительного титрования.
3. Задача.
Рекомендуемая литература:
Основная:
1. Харитонов, Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика) / Ю.Я. Харитонов.- М.: Высшая школа, 2001.- Кн. 1.
2. Лекционный материал.
Дополнительная:
1. Харитонов Ю.Я. Практикум (электронный ресурс): учебное пособие/ Ю.Я. Харитонов, В.Ю. Григорьева, 2009.
2. Харитонов Ю.Я. Примеры и задачи по аналитической химии (электронный ресурс): учебное пособие/ Ю.Я. Харитонов, В.Ю. Григорьева, 2009.
3. Основы аналитической химии / под ред. Ю.А. Золотова.- М.: Высшая школа, 1999.- Кн. 1.
4. Основы аналитической химии / под ред. Ю.А. Золотова.- М.: Высшая школа, 1999.- Кн. 2.
5. Государственная фармакопея РФ ХII изд., часть 1, М., НЦЭСМП, М., 2007 г
