5 沈阳 非水溶液滴定法
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非水溶液滴定法是一种常用的定量分析方法,它可以用来测定溶液中溶质的含量。
它的基本原理是,在溶液中加入一定量的指示剂,当指示剂的浓度达到一定程度时,溶液就变色,这时就可以用滴定法来测定溶液中溶质的含量。
滴定法计算公式是:
C=V/M
其中,C表示溶质的浓度,V表示滴定液的体积,M表示溶质的质量。
非水溶液滴定法的具体实施步骤如下:
将滴定瓶中的滴定液加入到溶液中,直到溶液变色,记录滴定液的体积。
将溶液中的溶质量用称量瓶称量出来,记录溶质的质量。
根据公式计算溶质的浓度。
非水溶液滴定法的优点是:它简单易行,可以快速测定溶液中溶质的含量,而且精度较高。
但是,它也有一些缺点:滴定液的浓度和溶质的浓度有一定的关系,因此,滴定液的浓度必须精确控制,否则会影响测定结果的准确性。
此外,滴定液的浓度必须与溶质的浓度保持一定的比例,否则也会影响测定结果的准确性。
总之,非水溶液滴定法是一种常用的定量分析方法,它可以用来测定溶液中溶质的含量,但是也有一些缺点,因此,在使用时要注意控制滴定液的浓度和溶质的浓度,以保证测定结果的准确性。
非水溶液滴定法一、定义质子传递反应为基础的在水以外的溶剂中滴定的方法称为非水溶液滴定法二、原理非水介质中酸碱滴定,主要以质子理论的酸碱概念为基础,凡能放出质子的物质是酸,能接受质子的物质是碱,它们的关系可用下式表示:HZ →←A-+H+酸碱质子在非水溶液中,游离的质子(H+)不能单独存在,而是与溶剂分子结合成溶剂合质子,酸碱中和反应的实质是质子的转移,而质子转移是通过溶剂合质子实现的。
溶剂对酸碱的强度影响很大,非水溶液中的酸碱滴定利用这个原理,使原来在水溶液中不能滴定的某些弱酸弱碱,经选择适当溶剂,增强其酸碱性后,便可以进行滴定。
二、溶剂的均化和区分效应1.均化效应常见的矿酸如高氯酸、盐酸、硫酸、硝酸等,都是强酸,在水中存在着下列酸碱平衡:HClO4+H2O→←H3O++ClO4-HCl+H2O→←H3O++Cl-H2SO4+H2O→←H3O++HSO4-HNO3+H2O→←H3O++NO3-在水中,矿酸是强酸,水则是碱。
水接受了矿酸的质子而形成另一种酸——水合质子(H3O+);矿酸放出质子后则转变成相应的共轭碱(ClO4-、Cl-、HSO4-、NO3-等)。
这一酸碱反应向右进行得十分完全。
即不论上述矿酸的酸度多强,溶于水后,其固有的酸强强度已不能表现出来,而统统都被均化到水合质子(H3O+)的强度水平,结果使它们的酸强度都相等。
溶剂的这种均化作用叫均化效应或称调平效应。
具有均化效应的溶剂叫均化性溶剂。
水是上述矿酸的均化性溶剂。
2.区分效应但水不能调平盐酸和醋酸,因为对醋酸来说,水的碱性太弱,质子转移反应很不完全,HAc+H2O→←H3O++Ac-溶液中存在大量的醋酸分子,而水合质子极少。
由于盐酸和醋酸在溶剂水中反应进行的程度不同,故显示出二者酸强度的差别。
这种能区分酸(碱)强弱的作用叫区分效应。
具有区分效应的溶剂称为区分性溶剂。
对于盐酸和醋酸来说,水是一个很好的区分性溶剂。
3.举例例如,某一弱碱B,在水中CK b<10-8,由于B的碱性太弱,而溶剂H2O的酸性又不够强,碱B在水溶液中的质子转移反应很不完全,即溶剂H2O对碱B不能起均化作用,故不能被滴定。
⾮⽔溶液滴定法是在⾮⽔溶剂中进⾏滴定的⽅法。
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的含量。
⾮⽔溶剂的种类 (1) 酸性溶剂 有机弱碱在酸性溶剂中可显著地增强其相对碱度,最常⽤的酸性溶剂为冰醋酸。
(2) 碱性溶剂 有机弱酸在碱性溶剂中可显著地增强其相对酸度,最常⽤的碱性溶剂为⼆甲基甲酰胺。
(3) 两性溶剂 兼有酸、碱两种性能,最常⽤的为甲醇。
(4) 惰性溶剂 这⼀类溶剂没有酸、碱性,如苯、氯仿等。
第⼀法 除另有规定外,精密称取供试品适量[约消耗⾼氯酸滴定液(0.1mol/L)8ml],加冰醋酸10~30ml使溶解,加各药品项下规定的指⽰液1~2滴,⽤⾼氯酸滴定液(0.1mol/L)滴定。
终点颜⾊应以电位滴定时的突跃点为准,并将滴定的结果⽤空⽩试验校正。
若滴定样品与标定⾼氯酸滴定液时的温度差别超过10℃,则应重新标定;若未超过10℃,则可根据下式将⾼氯酸滴定液的浓度加以校正。
N N=───────────── 1+0.0011(t-t) 式中 0.0011为冰醋酸的膨胀系数; t为标定⾼氯酸滴定液时的温度; t为滴定样品时的温度; N为t时⾼氯酸滴定液的浓度; N为t时⾼氯酸滴定液的浓度。
供试品如为氢卤酸盐,应在加⼊醋酸汞试液3~5ml后,再进⾏滴定;供试品如为磷酸盐,可以直接滴定;硫酸盐也可直接滴定,但滴定⾄其成硫酸氢盐为⽌;供试品如为硝酸盐时,因硝酸可使指⽰剂退⾊,终点极难观察,遇此情况应以电位滴定法指⽰终点为宜。
电位滴定时⽤玻璃电极为指⽰电极,饱和⽢汞电极(玻璃套管内装氯化钾的饱和⽆⽔甲醇溶液)为参⽐电极。
第⼆法 除另有规定外,精密称取供试品适量[(约消耗碱滴定液(0.01mol/L)8ml],加各药品项下规定的溶剂使溶解,再加规定的指⽰液1~2滴,⽤规定的碱滴定液滴定。
终点颜⾊应以电位滴定时的突跃点为准,并将滴定的结果⽤空⽩试验校正。
非水溶液滴定法
非水溶液滴定法是在非水溶剂中进行的滴定分析方法。
非水溶剂指的是有机溶剂与不含水的无机溶剂。
以非水溶剂作为滴定介质,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,使在水中不能进行完全的滴定能够顺利进行,从而扩大了滴定分析的应用范围。
如检测饲料中L-赖氨酸盐、氯化胆碱等的含量测定。
药物主要用于测定有机碱及其氢卤酸盐、硫酸盐和有机酸盐、以及有机酸碱金属盐类的含量,并用于测定某些有机弱酸的含量。
非水滴定法具有简便快速、灵敏准确、既特效又具有选择等优点,因此应用较为广泛。
非水溶液滴定的一般方法一、概念非水溶液滴定法是在非水溶剂中进行滴定的分析方法。
用于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类药物的含量,也用于测定某些有机弱酸的含量。
大多用于原料药品的含量测定。
二、技术依据及原理以非水溶液为滴定介质,能改变物质的化学性质(主要是酸碱强度),使在水中不能反应完全的滴定反应能在非水溶剂中顺利进行,有时还能增大有机化合物的溶解度。
三、仪器、量具、试药与试液的基本要求用10ml微量滴定管,宜选用分度值较精密者(建议选用分度值为0.05ml的滴定管),应定期鉴定。
电位滴定时用玻璃电极为指示电极,饱和甘汞电极(玻璃套管内装氯化钾的饱和无水乙醇溶液)为参比电极,在滴定氢卤酸盐供试品时,氯化物干扰滴定,可用硝酸钾盐桥将甘汞电极与滴定液分开。
选用全自动滴定仪时,可用复合非水pH电极;使用前,在饱和氯化钾溶液中浸泡过夜。
用甲醇钠滴定液滴定时应用密闭的装置。
所用的仪器用具均应干燥。
四、要求滴定液的配制、标定与贮藏均应符合相关规定。
甲醇钠滴定液的标定与贮藏均应在密闭的装置中,避免与空气中的二氧化碳及水蒸气接触而产生干扰,亦避免溶剂的挥发。
滴定液的标定,同一操作者标定不得少于3份,酸滴定液标定和复标的相对平均偏差均不得超过0.1%,不同操作者标定的平均值的相对偏差不得超过0.1%;碱滴定液的标定和复标的相对偏差均不得超过0.2%,不同操作者标定的平均值的相对偏差不得超过0.2%。
醋酸汞试液及非水溶液滴定用的各种指示液均按《中国兽药典》规定配制。
非水溶液滴定用试剂的含水量应为0.01%~0.2%。
五、用高氯酸液(0.1mol/L)滴定碱性药物除另有规定外,精密称取供试品适量[约消耗高氯酸液(0.1mol/L)8ml],置50~100ml小锥形瓶中,加冰醋酸10~30ml使溶解,加指示液1~2滴,用高氯酸液(0.1mol/L)滴定至规定的突变颜色为终点(指示剂终点颜色是以电位滴定时的突跃点为准)。
非水溶液滴定法
生物碱类药物一般具有弱碱性,通常可在冰醋酸或醋酐等酸性溶液中,用高氯酸滴定液直接滴定,以指示剂或电位法确定终点。
(1)氢卤酸盐的滴定:
在滴定生物碱的氢卤酸盐时,一般均预先在冰醋酸中加入醋酸汞
的冰醋酸溶液,使氢卤酸生成在冰醋酸中难解离的卤化汞,从而消除
氢卤酸对滴定反应的不良影响。
加入的醋酸汞量不足时,可影响滴定终点而使结果偏低,过量的
醋酸汞(理论量的1~3倍)并不影响测定的结果。
(2)硫酸盐的测定:
硫酸为二元酸,在水溶液中能完成二级电离,生成SO42-,但在冰
醋酸介质中,只能离解为HSO4-,不再发生二级离解。
因此,生物碱的
硫酸盐,在冰醋酸的介质中只能被滴定至生物碱的硫酸氢盐。
硫酸阿托品的含量测定。
溶剂:冰醋酸和醋酐,指示剂:结晶紫,滴定液:高氯酸。
至溶液显纯蓝色。
硫酸奎宁的含量测定。
1摩尔的硫酸奎宁可消耗3摩尔的高氯酸。
硫酸奎宁片的含量测定。
硫酸奎宁经强碱溶液碱化,生成奎宁游
离碱,在与高氯酸反应,因此1摩尔的硫酸奎宁可消耗4摩尔的高氯酸。
(3)硝酸盐的测定:
硝酸在冰醋酸介质中虽为弱酸,但是他具有氧化性,可以使指示剂变色,所有采用非水溶液滴定法测定生物碱硝酸盐时,一般不用指示剂而用电位法指示终点。
如硝酸士的宁。
(4)磷酸盐的测定:
磷酸在冰醋酸介质中的酸性极弱,不影响滴定反应的定量完成,可按常法测定。
非水溶液滴定法注意事项
滴定法是一种常用的分析方法,非水溶液滴定法是在非水溶液中进行滴定的方法。
在进行非水溶液滴定时,需要注意以下几点:
1. 选择合适的指示剂:非水溶液中常常需要选择特定的指示剂来指示滴定终点。
选择指示剂时需要考虑溶解度、化学反应以及颜色变化等因素。
2. 精确称量试剂:在非水溶液滴定中,试剂往往是以溶液或固体形式存在的,因此需要精确称量所加入的试剂,以保证滴定结果准确。
3. 控制滴定速度:滴定过程中需要逐滴加入滴定剂,滴定速度需要适当控制,以避免滴定过程中出现过快或过慢的滴定速度,影响结果的准确性。
4. 防止氧气、湿气进入滴定体系:一些非水溶液对氧气或湿气敏感,滴定过程中要尽量减少氧气、湿气的进入,可以使用惰性气体保护滴定体系。
5. 正确判断滴定终点:在非水溶液滴定中,滴定终点的判断可能需要通过颜色变化、电位变化或者其他物理化学性质的变化来进行判断,要对滴定终点进行准确判断。
6. 进行至少两次滴定:为了获得准确可靠的结果,进行非水溶液滴定时通常需要进行至少两次滴定,以验证结果的可重复性。
7. 注意溶剂的选择:在非水溶液滴定中,需要选择适当的溶剂来溶解需要滴定的物质,不能使用与所滴定物质发生反应的溶剂。
8. 遵守实验操作规范:在进行非水溶液滴定时,需要严格按照实验操作规范进行,注意实验室安全,避免产生危险。
第五章非水溶液中的酸碱滴定法
思考题和习题
1.试用酸碱质子理论解释水分对非水溶液滴定酸或碱的影响。
2.在下列何种溶剂中,醋酸、苯甲酸、盐酸及高氯酸的酸强度都相同?
(1)纯水;(2)浓硫酸;(3)液氨;(4)甲基异丁酮
3.下列样品用非水酸碱滴定法测定其含量,应选择何种溶剂、指示剂、标准溶液?(1)醋酸钠;(2)苯甲酸;(3)磺胺嘧啶;(4)枸橼酸钠;(5)苯酚4.下列溶剂中何者为质子溶剂?何者为无质子溶剂?若为质子溶剂,是酸性溶剂还是碱性溶剂?若为无质子溶剂,是偶极亲质子溶剂还是惰性溶剂?
(1)冰醋酸;(2)二氧六环;(3)乙二胺;(4)甲基异丁酮;(5)苯;(6)水;(7)乙醚;(8)异丙醇;(9)丙酮;(10)丁胺。
5.若要对苯酚、HAc、水杨酸、HClO4进行区分滴定,应选用何种溶剂、滴定剂?
6.假定在无水乙醇中HClO4、C2H5ONa都完全离解。
(1)以无水乙醇为溶剂,用C2H5ONa(0.100mol/L)滴定50.0ml HClO4(0.050mol/L),计算当加入0.00、12.5、24.9、25.0、25.1和30.0ml碱溶液时溶液的pH(-lg[C2H5OH+
])。
(1.30,1.70,3.87,9.55,15.2,16.9)
2
(2)将(1)中体积从24.9到25.1的pH变化(∆pH)同水作溶剂、NaOH 作溶剂时的情况作比较,并解释其原因。
(在乙醇中∆pH=11.3,在水中∆pH=6.2)7.配制高氯酸冰醋酸溶液(0.05000mol/L)1000ml,需用70% HClO4 2ml,所用的冰醋酸含量为99.8%,相对密度1.05,应加含量为98%,相对密度1.087的醋酐多少毫升,才能完全除去其中的水分?
(22.89 ml)8.已知水的离子积常数K s=10-14(即K w=K s=10-14),乙醇的离子积常数K s=10-19.1,求:
(1)纯水的pH和乙醇的pC2H5OH2各为若干?(7.00,9.55)
(2)0.0100mol/L HClO4的水溶液和乙醇溶液的pH、pC2H5OH2及pOH、pC2H5O各为若干?(假设HClO4全部离解)
(2.00,12.00,2.00,17.10)9.高氯酸冰醋酸溶液在24℃时标定的浓度为0.1086mol/L,试计算此溶液在30℃的浓度。
(0.1079 mol/L)
10.α-萘酸及1-羟基-α-萘酸的固体混合物试样0.1402g,溶于约50 ml甲基异丁酮中,用0.1790 mol/L氢氧化四丁基铵的无水异丙醇溶液进行电位滴定。
所得滴定曲线上有两个明显的等当点,第一个在加入滴定剂3.58ml处,第二个再加入滴定剂5.19ml处。
求α-萘酸及1-羟基-α-萘酸在固体试样中的重量百分含量。
(α-萘酸43.30%;1-羟基-α-萘酸38.68%)11.忽略离子对的形成不计,求下列各溶剂所成10-3(mol/L)强酸溶液与10-3(mol/L)强碱溶液之间所包括的有用pH范围。
通过计算,对这些溶剂的区分能力能得到什么启示?
(1)甲醇(p K s=16.7);(2)液氨(p K s=37.7,-50℃);(3)甲酸(p K s=6.2)。
(10.37,31.7及0.52pH单位)。