Потенціометричне титрування як метод визначення хімічних констант речовин

Потенціометрія − один з найпростіших електроаналітичних методів. Цей метод базується на визначенні електрорушійної сили гальванічного елемента, що складається з індикаторного електрода та електрода порівняння, в залежності від концентрації у розчині електроліту (активності у розчині електроліту) досліджуваного йона; дозволяє отримати інформацію про хімічний склад розчину. Потенціал і область застосування індикаторного електрода залежать від його природи і селективності [Шевряков, 2013].

У потенціометрії використовують два прийоми: вимірювання концентрації досліджуваного йону за величиною електрорушійної сили (ЕРС) електрохімічного ланцюга з індикаторним електродом, селективним до цього йона (пряма потенціометрія); визначення точки еквівалентності за зміною ЕРС потенціометричної комірки у ході титрування − потенціометричне титрування.

Потенціометричне титрування дає змогу визначити точки еквівалентності при титруванні непрозорих і забарвлених розчинів [Шевряков, 2013]. Насамперед титрування використовується для вимірювань рН, а також для визначення концентрації одного або декількох речовин, констант дисоціації слабких кислот (Ка) і лугів (Кв), констант нестійкості комплексних іонів, нормальні окисно-відновні потенціали, встановлення іонного складу біологічних рідин (кров, сеча).

Іонізація − ендотермічний процес утворення позитивних і негативних іонів так і вільних електронів з нейтральних атомів або молекул. Позитивно заряджений іон утворюється, якщо електрон в атомі або молекулі отримує достатню енергію для подолання потенційного бар’єру, який рівний іонізаційному потенціалу. Негативно заряджений іон, навпаки, утворюється при захопленні додаткового електрона атомом з вивільненням енергії.

Константа іонізації (Ка) показує співвідношення іонів та неіонізованих молекул, на які розкладається речовина. Вона вказує на умови виділення його з максимальним виходом. Її використовують для встановлення будови знову виділених речовин і для підтвердження ідентичності виділених речовин, а також для вимірювання сили кислот і основ. Значення Ка мають малі величини, а тому зазвичай використовують їх негативний логарифм (рКа).

На сьогодні розвиток методів визначення рКа органічних кислот у розчинах не втрачає своєї актуальності в області органічної, біоорганічної, фармацевтичної хімії. Особливо це стосується речовин фенольної природи, які є дуже слабкими кислотами і здатні швидко окислюватися у водних середовищах під дією розчиненого кисню повітря.

Крім того, особливу актуальність набуває визначення фізико-хімічних параметрів, зокрема рКа, біологічно-активних сполук похідних хіноліну у водних і водно-спиртових розчинниках. За значенням pKa можливо визначити положення кислотно-основної рівноваги у системах розчинена речовина – розчинник. Аналіз зміни величини рКа дозволяє підтвердити наявність тих чи інших груп у структурі речовини [Коваленко, 2010].

Таким чином, робота в напрямку розроблення раціональних фізико-хімічних методів визначення констант іонізації (рКа) новосинтезованих біологічно-активних речовин є актуальною і перспективною.

Література

1. Шевряков М. В Аналітична хімія: Навч.-метод. Посібник для студентів університетів напрямку підготовки «Хімія» / Шевряков М.В., Повстяний М.В., Яковенко Б.В., Попович Т.А. – Херсон: ОЛДІ-ПЛЮС, 2013. – 404 с.

2. Мчедлов-Петросян Н.О. Современные методы экспериментального определения констант диссоциации органических кислот в растворе / Мчедлов-Петросян Н.О. // Журнал общей химии, 2009. − Т. 79, вып. 9. − С. 1505-1531.

3. Коваленко Д.С. Визначення констант іонізації похідних 2(4)-гідразинохіноліну / Д.С. Коваленко, Т.В. Панасенко // Запорож. мед. журн.: науч.-практ. журн. − 2010. − Т. 12, № 2. − С. 104-107.

Хімій Альона

студентка 4-го курсу біологічного факультету

Запорізького національного університету

науковий керівник: к. х. н.,доц. Синяєва Н. П.