非水溶剂酸碱滴定法
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第六章非水滴定法一、内容提要本章讨论了讨论非水酸碱滴定法,该法是在水以外的溶剂中进行的酸碱滴定。
非水滴定中的溶剂分质子性溶剂,非质子性溶剂。
质子性溶剂包括酸性溶剂(如冰醋酸、硫酸等)、碱性溶剂(如乙二胺、乙醇胺等)、两性溶剂(乙醇、异丙醇等)。
非质子性溶剂包括惰性溶剂(苯、四氯化碳等)、显碱性的非质子性溶剂(如吡啶、二甲亚砜)、混合溶剂(如G-H混合溶剂等)。
非水滴定中,由于溶剂的离解性不同使同一酸碱反应在自身离解常数小的溶剂中比在自身离解常数大的溶剂中完成得彻底,增大了滴定的突跃范围。
利用溶剂的酸碱性使在水溶液中不能滴定的弱酸或弱碱在非水溶液中增强酸性或碱性后能顺利地进行滴定。
利用溶剂的极性差别消除共存离子的干扰,提高滴定的选择性。
利用溶剂的拉平效应和区分效应测定混合酸、混合碱的总含量和混合酸、混合碱各个组分的含量。
本章难点是非水滴定中的拉平效应与区分效应。
二、习题(一)判断题()1.酸碱的强度不仅与酸碱本身授受质子的能力大小有关,而且与溶剂授受质子能力大小有关。
()2.在醋酸溶液中,HClO4和HCl酸性相同,所以醋酸是HClO4和HCl的拉平性溶剂。
()3.醋酸是H2SO4和HNO3的拉平性溶剂。
()4.非质子性溶剂,其质子自递常数小到目前无法用现有实验方法准确测定。
()5.HClO4、盐酸、醋酸、苯甲酸在液氨中,它们的强度都相同。
()6.质子性溶剂,是指有质子自递作用的溶剂,它们是既显酸性也显碱性的溶剂。
()7.非质子性溶剂,其质子自递常数是非常大的。
()8.酸性溶剂是碱的拉平性溶剂,对酸起区分作用。
()9.HAc和HCl在氨水中酸强度相同。
()10.甲基异丁酮是HCl和HClO4的拉平性溶剂。
(二)单选题1.在下列何种溶液中,高氯酸,盐酸,硫酸的强度有差异( )A.纯水B.液氨C.乙二胺D.乙胺E.醋酸2.下述各项,在水溶液中为两性物质的是( )A.HCl B.H2SO4C. NH3·H2O D.NH4Ac E.NaOH 3.在下列何种溶剂中,高氯酸、盐酸、醋酸、苯甲酸的强度都相同()A.纯水B.乙醇C.甲基异丁基酮D.浓硫酸E.液氨4.接受质子和给出质子的能力相差不多的溶剂,应是()A.弱酸性溶剂B.弱碱性溶剂C.非质子溶剂D.两性溶剂E.惰性溶剂5. 常见矿酸的区分性溶剂为()A.水B.甲醇C.乙醇D.冰醋酸E.乙胺(三)多选题1. 下述各物质,在水溶液中均为两性物质()A. HS-B. HPO42-C. (NH4)2CO3D. NH4A cE.PO43-2.影响溶剂拉平效应的因素有()A. 溶剂的酸碱度B. 介电常数C. 溶剂的质子自递常数D. 溶剂化作用E. 均化作用3.标定HClO4-HAc溶液可用基准物质()A. 邻苯二甲酸氢钾B. 碳酸钠C. 对二苯胍D.氢氧化钠E.甲醇4.水是下列哪些酸的拉平性溶剂()A.盐酸-硫酸B.硫酸-醋酸C.硝酸-高氯酸D.醋酸-盐酸E.高氯酸-硫酸5.冰醋酸是下列哪些酸的区分性溶剂()A.高氯酸-盐酸B.氢溴酸-硫酸C.盐酸-硝酸D.硫酸-高氯酸E.硝酸-氢溴酸(四)填空题1.在水以外的溶剂中进行滴定的方法称为,此法除较为特殊外具有一切滴定分析所具有的优点。
1.滴定法类型1)酸碱滴定法是利用酸和碱在水溶液中的中和反应进行滴定的分析方法叫酸碱滴定法。
一般的酸、碱及能与酸、碱直接或间接进行反应的物质,几乎都可以用酸碱滴定法进行测定。
2)非水溶液滴定法是在非水溶剂(有机溶剂与不含水的无机溶剂)中进行滴定分析的方法。
非水滴定法包括非水碱量法和非水酸量法。
在非水溶剂中滴定,不仅能增大有机药物的溶解度,还能改变药物的化学性质(如药物的酸碱性及其强度),使原来在水中不能进行完全的滴定反应能够顺利进行,从而扩大了酸碱滴定分析的应用范围。
3)氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的一类滴定方法。
氧化还原滴定法在药物分析中应用广泛,既可直接测定许多具有氧化性或还原性的物质,又可间接测定一些不具有氧化还原性的物质。
在药物分析中应用较多的碘量法、铈量法及亚硝酸钠滴定法。
4)沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的滴定分析法。
目前应用较多的是生成难溶性银盐的反应,这种以AgNO3为滴定液生成难溶性银盐的沉淀反应称为银量法。
Ag++Cl-=AgCl↓Ag++SCN-=AgSCN↓5)络合(配位)滴定法是以配位反应为基础的滴定分析法,该法主要用于金属离子的测定。
目前多采用以氨羧配位剂为滴定液的配位滴定法。
氨羧配位剂是一类以氨基二醋酸[-N(C H2COOH)2]为基体的配位剂,其中应用最广的是乙二胺四醋酸(EDTA)。
2.酸碱滴定法酸碱滴定法在药品检验中的应用十分广泛。
常用的滴定方式有直接滴定法、间接滴定法等。
1)直接滴定法C·K a≥10-8的酸都可用碱滴定液滴定;C·K b≥10-8的碱都可用酸滴定液滴定。
例如,《中国药典》采用酸碱滴定法测定阿司匹林含量。
原理是利用阿司匹林分子结构中的游离羧基具有一定的酸性,可与碱成盐的性质,用氢氧化钠滴定液直接滴定。
反应式如下:方法为:取供试品约0.4g,精密称定,加中性乙醇(对酚酞指示液显中性)20ml溶解后,加酚酞指示液3滴,用氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)滴定,每1ml氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)相当于18.02mg的阿司匹林(C9H8O4)。
第七节非水酸碱滴定法(nonaqueous titration)一概述非水滴定法:在非水溶液中进行的滴定分析法非水酸碱滴定法:在非水溶液中进行的酸碱滴定法 两种酸碱滴定法对比1.以水为溶剂的酸碱滴定法的特点:优点:易得,易纯化,价廉,安全缺点:当酸碱太弱,无法准确滴定有机酸、碱溶解度小,无法滴定强度接近的多元或混合酸碱无法分步或分别滴定2.非水酸碱滴定法的特点非水溶剂为滴定介质→增大有机物溶解度改变物质酸碱性扩大酸碱滴定范围非水酸碱滴定法为主应用:1、cK a(cK b) < 10-8 的弱酸(碱)2、水中溶解度小的有机物重要性:药典方法中应用滴定分析法测定的药物有近1/3使用非水酸碱滴定法。
非水滴定法(二)溶剂的性质(1)溶剂的离解性(2)溶剂的酸碱性(3)溶剂的极性(4)均化效应和区分效应常见溶剂的Ks值溶剂的离解性讨论(2)在拉平溶剂中+溶剂中唯一存在的最强酸是溶剂合质子——SH2 O+或H3溶剂中唯一存在的最强碱是溶剂合阴离子——S-或OH-(3)酸性溶剂是溶质酸的区分性溶剂,是溶质碱的均化性溶剂碱性溶剂是溶质碱的区分性溶剂,是溶质酸的均化性溶剂(四)碱的滴定(1) 溶剂5滴定弱碱应选择酸性溶剂,使弱碱的强度调平到溶剂阴离子水平,即增强弱碱的强度,使滴定突跃更加明显。
冰醋酸是最常用的酸性溶剂(需加入一定量的醋酐,使其与水反应转变成醋酸)水与醋酐反应的摩尔比为1:1。
若一级冰醋酸含水量为0.2%,比重为1.05,除去1000ml冰醋酸中的水, 应加比重1.08,含量为97.0%的醋酐的体积为( 见书p. 88 )5冰醋酸在室温低于16℃时会结冰对不易乙酰化的样品可采用醋酸-醋酐(9:1)的混合溶剂配制高氯酸标准溶液,不仅能防止结冰,且吸湿性小。
有时也可在冰醋酸中加入10~15%丙酸防冻。
对易乙酰化的样品如芳香第一胺或第二胺时所加醋酐不宜过量,否则过量的醋酐将使测定结果偏低。
(2)标准溶液与基准物质滴定碱的标准溶液常采用高氯酸的冰醋酸溶液。
5.10非水溶液中的酸碱滴定12级化学基地班王雅馨水溶液滴定局限1、当酸碱太弱,无法准确滴定2、有机酸、碱溶解度小,无法滴定3、强度接近的多元或混合酸碱无法分步或分别滴定非水酸碱滴定法的特点1、非水溶剂为滴定介质→增大有机物溶解度2、改变物质酸碱性3、扩大酸碱滴定范围5.10.1非水滴定中的溶剂一、溶剂的种类两性溶剂:既可作为酸又可作为碱,当溶质是较强的算酸时,这类溶剂显碱性;反之显酸性。
根据两性溶剂给出和接受质子能力的不同,可进一步分为下面三类酸性溶剂:给出质子的能力比水强,接受质子的能力比水弱,其水溶液显酸性。
例如:甲酸、乙酸、丙酸HAc + HAc H2 Ac+ + Ac-适用:滴定弱碱性物质作用:酸性介质,能增强被测碱的强度碱性溶剂:给出质子的能力比水弱,接受质子的能力比水强,其水溶液显碱性。
例如:乙二胺,乙醇胺,丁胺适用:滴定弱酸性物质作用:碱性介质,能增强被测酸的强度中性溶剂:给出和接受质子的能力相当,其酸碱性与水相近。
主要是醇类:甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇适用:滴定不太弱的酸性或碱性物质作用:中性介质,传递质子非释质子性溶剂:不能给出质子,溶剂分子间没有质子自递反应。
根据接受质子能力的不同可分为极性亲质子溶剂:酮类,酰胺类,腈类,吡啶类特点:具微弱碱性和弱的形成氢键能力;不具碱性适用:滴定弱酸性物质极性疏质子溶剂:苯,甲苯,氯仿,四氯化碳特点:不参加酸碱反应适用:滴定弱酸性物质作用:常与质子溶剂混用,用来溶解、分散、 稀释溶质二、溶剂的性质 1、质子自递反应两性溶剂中溶剂分子之间有质子的转移,并因此产生溶剂化质子和溶剂阴离子。
若以SH 代表两性溶剂,其质子自递反应可表示如下半反应:影响滴定突跃范围:溶剂的自身离解常数越小,突跃范围越大,滴定终点越敏锐。
2、酸碱性:影响溶质的酸碱强度:(1)、酸HA 在溶剂SH 中的表观酸强度决定于HA 的酸度和溶剂SH的碱度,即决定于酸给出质子能力和溶剂接受质子的能力。
一、概述1.定义:非水溶液滴定法即在非水溶剂中进行的滴定分析方法。
一些很弱的酸或碱以及某些盐类,在水溶液中进行滴定时,没有明显的滴定突跃,难于掌握滴定终点;另外还有一些有机化合物,在水中溶解度很小,因此,以水作溶剂的滴定分析受到一定的限制。
所以,滴定分析法逐渐采用了各种非水溶剂(包括有机溶剂与不含水的无机溶剂)作为滴定分析的介质,不仅能增大有机化合物的溶解度,而且能改变物质的化学性质(例如酸碱性及其强度),使在水中不能进行完全的滴定反应能够顺利进行。
2.分类非水溶液滴定法除有酸碱滴定外,尚有氧化还原滴定、络合滴定及沉淀滴定等,而在药物分析中,以非水溶液酸碱滴定分析法用得最为广泛。
3.非水溶液酸碱滴定法:是利用非水溶剂的特点来改变物质的酸碱相对强度,即在水溶液中呈弱酸性或弱碱性的化合物,由于酸碱度太弱,不可能得到滴定的终点。
如果选择某些适当的非水溶剂为溶剂使化合物增加相对的酸度成为强酸,或者增加相对的碱度成为强碱,就可以顺利地进行滴定的分析方法。
4.应用:本法主要用来测定有机碱及其氢卤酸盐、磷酸盐、硫酸盐或有机酸盐以及有机酸碱金属盐类药物的含量,也用于测定某些有机弱酸含量。
二、原理:酸碱质子理论(一)有关酸碱的定义有三种学说1.Arrhenius 的电离学说凡化合物溶于水中能电离生成H+离子的是酸,能电离生成OH-离子的是碱。
H+ + OH-=== H2O酸碱反应即为中和,这种学说在水溶液中很适用,但在非水溶液中考虑离子平衡问题就受到限制。
2.刘易斯(Lewis)的电子理论把酸碱反应看成是电子对转移共享的反应,认为酸是一个电子对的接受者,它接受一对电子以构成配位鍵;碱是一个电子对的供给者,它供给酸一对电子以构成配位鍵。
A + :B → A:B任何物质,凡能从其它的分子或离子接受电子对组成一个安定生成物的,都是酸。
任何物质,凡能供给它种分子或离子以电子对而组成一个安定生成物的,都是碱。
中和反应是酸和碱形成配位鍵的反应。