Занятие4.

Приготовлениетитрованныхрастворов,индикаторовиреактивов.Цельзанятия:

• приобрестиуменияпоприготовлению титрованныхрастворов;

• освоитьспособыприготовленияиндикаторовиреактивовпоГФXI,

используемыевфармацевтическом анализе;

• ориентироватьсяиуметьработатьсГФXI.

Самостоятельнаяподготовка.Титрованныерастворы.Общаяхаракте-ристика,использованиеваналитическойхимииифармацевтическоманали-зе,классификация(пометодаманализа).Молярность,титр,титртитрантапоопределяемомувеществу,условнаячастица(УЧ),способырасчетамолярно-сти(М)ипоправочногокоэффициента.Методикиприготовлениятитрован-ныхрастворов.Хранениетитрованныхрастворов.ИзучитьобщиестатьиГФXI«Индикаторы»и«Реактивы».Изучитьформулыиндикаторовизнатьин-тервалыпереходаихокраски.Способыприготовленияиндикаторов,индика-торныхсмесейиреактивов.Хранение.

Объектыисследования:Реактивысм.табл.1Индикаторысм.табл.2

Титрованныерастворысм.табл.3

Конкретныезадачизанятия:

• ответитьнавопросывходногоконтроля;

• приготовитьреактив,индикатор,титрованныйраствор;

• установитьмолярностьтитрованногораствора;

• сделатьзаключениеокачествеприготовленноготитрованногорас-твора.

Впроцессесамоподготовкииназанятиистудентдолженприобрестиследующие знанияиумения:

Знать:

• способывыраженияконцентрацийвтитриметрическом анализе;

• способыприготовлениятитрованныхрастворов;

• хранение титрованныхрастворов;

  • способыприготовленияиндикаторов,индикаторныхсмесей,реак-тивовиихусловияхранения.

Уметь:

• приготовитьреактивы,индикаторы,титрованныерастворы;

• установитьмолярностьтитрованногораствора;

• рассчитыватьпоправочныйкоэффициент;

• проводитьрасчетыдляукрепленияилиразбавлениярастворов;

• практическиукреплятьилиразбавлятьраствор.

Заданиеназанятие:

Каждыйстудент получает объектыисследования.Необходимо:

1. Приготовитьреактив.

2. Приготовить индикатор.

3. Приготовитьтитрованныйраствориустановитьмолярностьприго-товленногораствора.

4. Рассчитатьпоправочныйкоэффициентприготовленноготитрованно-гораствора.Сделатьзаключениеоприготовленномрастворе.

5. Результатыоформитьввидетаблиц4,5,6.

Поусловиюметодики,приведеннойвтабл.1,приготовитьрастворреак-тива.Предварительнорассчитатьмассуисходноговеществана25млприго-товленногораствора реактива.

УсловияприготовленияреактивовпоГФXI.

Таблица1

Реактив	Приготовление
Аммониякар-бонатараствор	10гаммониякарбонатарастворяютв30млводы,прибавляют10млрастворааммиакаидоводятобъемраствораводойдо100мл.
Аммонияхло-ридараствор	10гаммонияхлоридарастворяютвводеидоводятобъемрас-твораводойдо100мл.
Аммонияокса-латараствор	4гаммонияоксалатарастворяютпринагреваниивводеидо-одят объем раствора водойдо100мл,растворфильтруют.
Аммониярода-нидараствор	5гаммонияроданидарастворяютвводеидоводятобъемрас-твораводойдо100мл.
Барияхлоридараствор	5гбарияхлоридарастворяютвводеиразбавляютводойдо 100мл.Растворфильтруют.
Калияферро-цианидарас-твор	5гкалияферроцианидарастворяютвводеидоводятобъемраствора водойдо100мл.
Калияферри-цианидарас-твор	5гкалияферрицианидарастворяютвводеидоводятобъемраствора водойдо100мл.

Калиябихро-матараствор	5гкалиябихроматарастворяютвводеидоводятобъемрас-твораводойдо100мл.
Калиябромидараствор	10гкалиябромидарастворяютвводеидоводятобъемрас-твораводойдо100мл.
Калияперман-ганатараствор	0,1гкалияперманганатарастворяютвводеидоводятобъемраствора водойдо100мл.
Кальцияхло-ридараствор	20гкальцияхлоридарастворяютвводеидоводятобъемрас-твораводойдо100мл.
Медисульфатараствор	10гмедисульфатарастворяютвводеидоводятобъемрас-твораводойдо100мл.
Натриягидро-карбонатарас-твор	5гнатриягидрокарбонатарастворяютвводеидоводятобъемраствора водойдо100мл.

Поусловиюметодики,приведеннойвтабл.2,приготовитьрастворинди-катора25мл.Предварительнорассчитатьмассунавески,необходимуюдляприготовления25млраствораиндикатора.

Таблица2

ПриготовлениеиндикаторовпоГФXI

Индикатор	Приготовление
Бромфеноло-выйсиний	0,1гиндикаторарастворяютв7,5млраствора натра ед-кого(0,02моль/л)идоводят объемраствора свежепроки-пяченнойиохлажденнойводойдо250мл.
Калийхромо-вокислый	5 %раствор.
Кислотныйхромчерныйспециальный	Индикаторнаясмесь.0,25гиндикатораи25гнатрияхлоридарастираютвступкеиперемешивают.
Крахмалрас-творимый	1гкрахмала растворимогосмешиваютс5млводыдопо-лученияоднороднойкашицыисмесьмедленновливаютприпостоянном размешиваниив100млкипящейводы. Кипятятвтечение2миндополученияслегка опалесци-рующейжидкости.
Метиловыйоранжевый	0,1 %раствор.Растворение проводятвгорячейводе.
Бромтимоло-выйсиний	0,1гиндикаторарастворяютв8млрастворанатра едкого(0,02моль/л)идоводят объемраствора свежепрокипя-ченнойиохлажденнойводойдо250мл.

Таблица3

ПриготовлениеиустановкатитратитрованныхрастворовпоГФXI.

Титрант	Концентра-циититро-ванныхрас-творов,(моль/л)	Приготовление	Установкатитра
Раствор	0,1	8,5 мл концентриро-	Около0,15г(точнаянавеска)на-
хлористо-		ванной хлористоводо-	триякарбонатарастворяютв50мл
водород-		роднойкислотыпоме-	водыититруютприготовленным
нойкисло-		щаютвмернуюколбу	раствором хлористоводородной
ты		вместимостью1л,до-	кислотыдопоявлениярозовато-
		водятобъемраствора	оранжевогоокрашивания(индика-
		водойдометкиитща-	тор-метиловый оранжевый). Мо-
		тельноперемешивают.	лярностьрастворавычисляютпо
			первомуспособу.
	0,05	100млрастворахлори-	Около0,1г(точнаянавеска)на-
		стоводороднойкислоты	триякарбонатарастворяютв50мл
		(0,1моль/л)помещают	водыититруютприготовленным
		вмернуюколбувме-	раствором хлористоводородной
		стимостью200млидо-	кислотыдопоявлениярозовато-
		водятобъемраствора	оранжевогоокрашивания(индика-
		водойдометки.	тор-метиловый оранжевый). Мо-
			лярностьрастворавычисляютпо
			первомуспособу.
	0,02	100млрастворахлори-	Около0,05г(точнаянавеска)на-
		стоводороднойкислоты	триякарбонатарастворяютв50мл
		(0,1моль/л)помещают	водыититруютприготовленным
		вмернуюколбувме-	раствором хлористоводородной
		стимостью500млидо-	кислотыдопоявлениярозовато-
		водятобъемраствора	оранжевогоокрашивания(индика-
		водойдометки.	тор-метиловый оранжевый). Мо-
			лярностьрастворавычисляютпо
			первомуспособу.
	0,01	100млрастворахлори-	Около0,025г(точнаянавеска)на-
		стоводороднойкислоты	триякарбонатарастворяютв50мл
		(0,1моль/л)помещают	водыититруютприготовленным
		вмернуюколбувме-	раствором хлористоводородной
		стимостью1лидово-	кислотыдопоявлениярозовато-
		дятобъемраствораво-	оранжевогоокрашивания(индика-
		дойдометки.	тор-метиловый оранжевый). Мо-
			лярностьрастворавычисляютпо
			первомуспособу.
РастворЙода	0,1 УЧ1/2	13гкристаллическогойодарастворяютврас-творе36гкалияйодидав50млводывмернойколбевместимостью1лидоводятобъемрас-	К25млрастворанатриятиосуль-фата(0,1моль/л)прибавляют25млводыититруютприготовлен-нымрастворомйодадосинегоокрашивания(индикатор-крах-мал).Молярностьрастворавы-

	0,01	твораводойдометки. 100млрастворайода(0,1моль/л)помещаютвмернуюколбувме-стимостью1лидово-дятобъемраствораво-дойдометки.	числяютповторомуспособу. К25млрастворанатриятиосуль-фата(0,01моль/л)прибавляют25млводыититруютприготовлен-нымрастворомйодадосинегоокрашивания(индикатор-крах-мал).Молярностьрастворавы-числяютповторомуспособу
Растворкалияйо-дата	0,1 УЧ1/6	Около3,567(точнаяна-веска)гкалияйодатах.ч.,предварительновысушенногопритем-пературе1100Сдопо- стоянноймассыитонкорастертого,растворяютвводевмернойколбевместимостью1лидо-водятобъемраствораводойдометки.	20млприготовленногоРастворакалияйодатапомещаютвколбуспритертойпробкойприбавляют100млводы,25млразведеннойсернойкислоты,2гкалияйодидаиоставляютна10минвзащи-щенномотсветаместе.Выделив-шийсяйодтитруютрастворомна-триятиосульфата(0,1моль/л)(индикатор-крахмал).Моляр-ностьрастворавычисляютповто-ромуспособу

Сведенияприготовленногореактива

Таблица4

Реактив	Приготовление

Таблица5

Сведенияокачествеприготовленногоиндикатора

Названиеиндикатораихимическаяформула	Описание	Растворимость	рНперехода

Результатыприготовленноготитрованногораствора

Таблица6

Титрант	Концентрациятитрован-ногораствора,(моль/л)	Способустанов-лениятитра	Результаты(хи-мическое уравне-ние,всерасчеты)

Титриметричекийанализприменяетсядляколичественногоопределениямногихлекарственныхвеществ.Этотметодоснованнаточномизмеренииколичествареактива,израсходованногонареакциюсопределяемымвещест-

вом.Дляцелейтитриметрическогоанализаиспользуюттитрованныераство-ры.

Титрованнымираствораминазываютпредназначенныедляцелейтит-риметрическогоанализарастворытитрантовточноизвестнойконцентрации,выраженноймолярностью,титромилититром поопределяемомувеществу.

Молярность-выраженноевмоляхколичестворастворенноговещества,содержащеесяводномлитрераствора.Количествовеществавмолях-этоколичествовещества,эквивалентноечислумолейионовводородаиличислумолейэлектроноввсоответствующихреакциях.Молярностьвычисляетсякакотношениеколичестварастворенноговеществакобъемураствора(моль/л).

Титр-выраженнаявграммахмассарастворенноговещества,содержа-щаясяводноммиллилитрераствора.Вычисляюттитркакотношениемассырастворенноговеществакобъемураствора(г/мл).

Титртитрантапоопределяемомувеществу-выраженнаявграммахмассаопределяемоговещества,эквивалентнаяодномумиллилитруданноготитранта.Вычисляюттитрисходяизмолярностиилититрагарантасучетомстехиометрическихкоэффициентовуравненияхимическойреакции,проте-кающейпрититровании,имолярныхмассреагирующихвеществ(размер-ность-г/мл).

Титрпоопределяемомувеществу(Т)вычисляют поформуле:

_ТМЭ

1000

где:М-молярнаяконцентрациятитранта;

Э-молярнаямассаэквивалентаопределяемоговещества

Молярнаямассаэквивалентавещества(Э)-этопроизведениемассыодногомоляэтоговеществанафакторэквивалентности(f_э)или«условнуючастицу»(УЧ):

эточисло,обозначающее,какаядолямолекулярноймассывеществаэквива-

лентнаодномуэлектронувданнойреакцииокисления-восстановления,од-номуионуводородавданнойкислотно-основнойреакции,одномузарядувданнойосадительнойреакции.

Например,вреакцииокисления-восстановления:

5H₂O₂₊2KMnO₄₊3H₂SO₄ 2MnSO₄₊K₂SO₄₊8H₂O+5O₂

f'_э(H₂O₂)=1/2

Вреакциикислотно-основноготитрования:

^Na₂^B₄^O₇^10H₂^O+2HCl 2NaCl+4H₃BO₃₊5H₂O

f'_э(Na₂B₄O₇)=1/2

Вреакцииосадительноготитрования:

CaCl_{2+ 2}AgNO₃ 2AgCl

+Ca(NO₃)₂

f_э(CaCl₂)=½

Титрованныерастворыготовят,растворяямассухимическичистогове-ществавопределенномобъемесвежепрокипяченнойиохлажденнойводыочищеннойилидругогорастворителя,атакжеизфиксанала.Есливеществонельзяполучитьвдостаточночистомвидеилиегоконцентрацияменяетсяприхранениираствора,тоготовят растворнесколькобольшейконцентрации,чемнеобходимопорасчету.

Титрполученногораствораустанавливаютпостандартномутитрован-номураствору(фиксаналу)илипоточноймасседругогохимическичистоговещества,устойчивогоприхранении.Полученныйрастворприустановкетитраотбирают пипеткойиобязательнопроводятконтрольныйопыт.

Молярность(М,моль/л)вычисляютдвумяспособами:

Способ1-поточноймассехимическичистоговеществаспомощьюформулы:

_Ма1000

VЭ

где:а-массанавескихимическичистоговещества,г;

Э-молярнаямассаэквивалента(условныхчастиц)химическичис-тоговещества,г/моль;

V-объемраствора,пошедшегонатитрованиемассывещества,мл;

1000-количествомиллилитровв1литрераствора.

Способ2-потитрованномурастворуизвестнойконцентрацииспомо-щьюформулы:

_ММ_0V₀

V

где:М_0-молярностьрастворавещества,покоторомуустанавливаетсятитр

(моль/л);

V_0-объемраствора,покоторомуустанавливают титр(мл);

V-объемраствора,молярностькоторогоустанавливают(мл).

Дляприготовленныхтитрованныхраствороввычисляютпоправочныйкоэффициент(К),представляющийсобойотношениереальнополученнойконцентрациитированногораствора(М)ктеоретическизаданнойконцен-трации(М₀):

М^М

М₀

Коэффициентпоправкидолженнаходитьсявпределахот0,98до1,02.ПриотклонениивеличиныКотуказанныхпределовтитрованныерастворынеобходимосоответственноукреплятьилиразбавлять.

Вслучаенеобходимостиразбавлениятитрованногораствора(К>1,02)израссчитаннойвеличиныКвычитают1,0иполученнуюразностьумножаютнаобъемприготовленногораствора,вмл(V).Полученныйрезультатсоот-ветствуетколичествурастворителя,вмл,котороенеобходимоприбавитькприготовленномурастворудлядоведенияКдотребуемогозначения:

Дляукреплениятитрованногораствора(К<0,98)из1,0вычитаютрас-считаннуювеличинуКиполученнуюразностьумножаютнамассуисходно-

говещества(m),взятуюдляприготовлениянеобходимогообъематитрован-ногораствора:

Последобавлениярассчитанногоколичестварастворителяилиисходно-говеществапроводятповторноеопределениепоправочногокоэффициента.

ПрисоответствииКтребованиямГФXIтитрованныйрастворможетбытьиспользованвтитриметрическом анализе.

Индикаторы(ГФXI,вып.2,с.82-102)-химическиевещества,которыевтитриметрическоманализепозволяютустановить(визуальнымилиинст-рументальнымметодом),чтоктитруемомувеществуприбавленоэквива-лентное количествотитранта.

Взависимостиотхимическихреакций,которыележатвосноветитри-метрическихметодовразличаютиндикаторы:кислотно-основные(длявод-ныхиневодныхсред);металлохромные(длякомплексонометрии);адсорб-ционные(образующие осадки);окислительно-восстановительные.

Индикаторныесмесииводные0,4%растворыиндикаторовготовятизсоответствующиххимическихвеществклассификации«х.ч.»и«ч.д.а.».Дляприготовлениярастворамассусоответствующегоиндикатора,взятуюсточ-ностьюдо0,001г,растворяютвмернойколбе.Еслиготовятрастворв0,02Мрастворегидроксиданатрия,тонавескуиндикаторапредварительнорасти-раютвступкесуказаннымраствором,азатемпереносятвмернуюколбу.Приприготовлениииндикаторнойсмесинавескуиндикаторарастираютиперемешиваютвступкесвспомогательнымвеществом.Готовятиндикатор-ныесмесиирастворыиндикаторовввытяжномшкафусиспользованиемин-дивидуальныхсредствзащиты(респираторы,защитныеочки,резиновыеперчатки).

Индикаторы,индикаторныесмесиирастворыиндикаторовхранятвза-щищенномотсветаместе.Индикаторныерастворыирастворысмешанныхиндикаторов хранятвбанкахилифлаконахоранжевогостекла.

Химические формулыиндикаторов приведенывприложении.

Бромтимоловыйсиний

Br Br

^{HO CH3H3C} OH

Br Br

_HO ^CH3^H₃^C _O

H₃C _{C C}

_C CH₃

H₃C _{C C}

_C CH₃

H₃C

H

O

SO₂^H

CH₃

H₃C

H

SO₃^-H

CH₃

Желтый Синий

рН6,0–7,6

Бромфеноловыйсиний

Br Br

^HO OH

Br Br

HO ^O

Br ^C

O

SO₂

Br _Br

_C Br

SO₃^-

Желтый Синий

рН3,0–4,6

Эриохромчерный(кислотныйхромчерныйспециальный)

H₂O ^OH₂

_OH OH

O Mg _O

^HO₃^{S N} N

_Mg2+

-2H⁺

HO₃S N N

NO₂

NO₂

Синий Красно-фиолетовыйРеактивы.Описаниереактивов(брутто-формулыисвойства),исполь-

зуемыхвфармакопейноманализеприведеновГФXI(вып.2,с.103-133).

Списокреактивовприведенвалфавитномпорядке.Вконцеописанияданы

ссылкинаГОСТдлякаждогореактива,покоторомуоцениваетсяегокачест-во.Тамжеописаноприготовлениерастворовреактивов,которое,какправи-ло,сводитсякрастворениюреактивавопределенномрастворителе.

Контрольныевопросыиситуационныезадачи

1. Дайтеопределениепонятиям«титрованныерастворы», «моляр-

ность», «титр».Укажите тированные растворы,используемыевиодиметрии.

2. Рассчитатьтитр0,1Мраствора аммонияроданида.

3. Какприготовить0,1Мрастворгидроксида натрияизфиксаналаи из

1Мраствора гидроксида натрия?

4. Какоеколичествонатриянитритаследуетвзятьдляприготовления100мл0,01Мтитрованногораствора?КакустановитьеготитримолярностьпоГФXI?

5. КакиеспособырасчетамолярностирекомендованыГФXI?Приве-дитепримерырасчета способа1испособа2.

6. Опишитеметодикурасчетапоправочногокоэффициента(К)поГФ

11. РассчитайтезначениеК,еслимолярность0,1Мраствораоказалась0,103

М.

7. Вкакихслучаяхнеобходимоукрепитьилиразбавитьтитрованныйраствор?

8. Поправочныйкоэффициенттитрованногораствораиодмонохлорида0,1моль/локазалсяравным1,05.Какследуетпоступить,чтобыпривестиегок1,0?

9. Дайтеопределениепонятию«индикатор»,приведитеклассифика-циюиндикаторов,на которыхоснованытитриметрическиеметоды.

10. Опишитеметодикуприготовленияраствораиндикатораииндика-торнойсмесикрахмалаииодкрахмальнойбумаги.

11. Какследуетхранитьиндикаторы,ихрастворыииндикаторныесме-

си?

12. Какпользуютсяиндикаторнойиодкрахмальнойбумагойпринитри-

тометрическом титровании?Какаяреакциялежитвосновеопределения?

13. УкажитесоставреактиваФелинга.Накакиххимическихреакцияхоснованоегополучениеиприменение?

Анализводыочищенной.