Quantifizierungsverfahren
Diazotitration
Oximtitration
Argentometrie
Diazotitration
2.5.8. Stickstoff in primären aromatischen AminenDie vorgeschriebene Menge Substanz wird in
50 ml verdünnter Salzsäure R
oder in einem anderen vorgeschriebenen Lösungsmittel gelöst. Nach Zusatz von
3 g Kaliumbromid R
wird die Lösung in einer Eis-Wasser-Mischung gekühlt und langsam unter andauerndem Rühren mit
Natriumnitrit-Lösung (0,1 ml/l)
titriert. Der Endpunkt wird elektrometrisch oder mit Hilfe des vorgeschriebenen Indikators bestimmt.
DiazotitrationAllgemeines Prinzip:
Reaktionsmechanismus:RR
NH2 N2 + 3 H2OBr
+ H3OHNO2+ + +-
Nitrosylbromid
NH2
HNO2 H3O+
NO2- + HNO2 + H2O
+++ Br- 2 H2O
++NH3 + H2O
+H3O
+H3O
N O+
Br-
mesomeriestabilisiertes Diazoniumsalz
NH2 + NOBr+
NN Br-H2O-Br-+
+NH2 N O
Endpunktsbestimmung mit Indikatoren
N
N
FeN
N
CN
CN
II- e
III
N
N
FeN
N
CN
CN
Ferrocyphen, Fe2+
(orangegelb)Ferricyphen, Fe3+
(violett)
+ e
reversible Oxidation des Indikators durch überschüssige salpetrige Säure;Änderung des Redoxpotentials in der Lösung
KI-Stärkepapier zum Betüpfeln (äußerer Indikator)
2 NO2 + 2I + 4H 2 NO + I2 + 2H2O
Kaliumiodid-Stärke-Papier
Ferrocyphen
mit Stärke ⇒ Blaufärbung
Endpunktsbestimmung mit Metanilgelbirreversible Nitrosierung des Indikators durch überschüssiges Nitrit (innerer Indikator)
Tropäolin G = Metanilgelbgelbe Azoverbindung
-H2O
+ H NaN
N N
H
SO3
N
N N
H
HSO3H
N
N N
H
HSO3H
+ONO
N
N
N
O
N
SO3H
rotviolettes Kation
farblos bis gelbe Nitrosoverbindung
Tropaeolum<lat.> tropaeum = die Trophäe, Siegeszeichen, weil die Blätter der leuchtend gelbroten Kapuziner-Kresse(<bot.> tropaeolum =Kressen) schildförmig und die Blüten helmförmig aussehen
Tropäolin G:= Acid Yellow, Victoriagelb3-(-4-Anilinophenylazo)benzolsulfonsäure-Natriumsalz)Umschlagsbereich: pH (1.2 rot → 2.4 gelb)
Elektrometrische EndpunktsbestimmungBiamperometrisch:2 Pt-ElektrodenAnlegen einer schwachen Spannung:Stromfluss bei: ⇒ Oxidation an der Anode⇒ Reduktion an der Kathode
vor dem ÄP (liegen in signifikanter c vor):
Br
Kathode: Anode:
V
AI
( A)
V (ml)VE
Potentiometrisch: Pt-Meßelektrode, Ag/AgCl-Bezugselektrode⇒ sigmoide Titrationskurve
NH2 N N
Br Cl H3O, ,
,
nach dem ÄP (liegen in signifikanter c vor):HNO2(Br2)
BrHNO2
Kathode: Anode:
N N Br Cl H3O, ,HNO2, NO2
,
Sulfonamide (Sulfanilamide)
R = H SulfonsäureR = NH2 Sulfanilsäure
(4-Aminobenzolsulfonsäure)
S
O
O
OHR
SH2N
O
O
NH COCH3
Sulfacetamid (Blephamid®), KZ
SH2N
O
O
NHN O
CH3
Sulfamethoxazol (Cotrim®), MZ
SH2N
O
O
NHN
N
Sulfadiazin (Sterinor®), MZ
SH2N
O
O
NHN
NCH3
Sulfamerazin (Berlocombin®), MZ
Sulfalen (Longum®), ULZ
SH2N
O
O
NHN
N
H3CO
SN
O
O
NHN
NHO
COOH Sulfasalazin (Azulfidine®)
KZ = KurzzeitsulfonamidMZ = MittelzeitsulfonamidULZ = Ultralangzeitsulfonamid
Sulfonamidartige Strukturen in anderen WSt-Klassen
Glibenclamid (Euglucon®)antidiabetisch
SN
O OCl
H3CNa
Tosylchloramid-Natrium(Clorina®)Desinfektionsmittel
SN
O O
CO
Na
Saccharin-NatriumSüßstoff
Furosemid (Furorese®)Schleifendiuretikum
SN
O OH
NH
HOOC
Cl
H
O
Hydrochlorothiazid(Amilorid®)Saluretikum
SN
O OH
NH
S
Cl
H
NH
O O
Probenecid (Probenecid Weimer®)Urikosurikum
SN
O O
C
O
HO
Acetazolamid (Diamox®)Carboanhydrasehemmer
SN
O OH
H
S
N N
NC
H
H3C
O
C
Cl
OCH3
NHO
SO O
NH
CO
NH
(CH2)2
LokalanästhetikaLokalanästhetika vom Estertyp
Lokalanästhetika vom AmidtypCH3
CH3
NH C CH2
ON(C2H5)
Lidocain [Xylocain®]
[Acoin®]
[Novocain®][Anaesthesin®]
Tetracain
H2N C OC2H5
O
Benzocain
H2N C OO
CH2 CH2 N(C2H5)2
Procain
HN C OO
CH2 CH2 N(CH3)2n-H9C4
Allgemeines Prinzip:
Oximtitration
Carbonyl-Verbindung
Oxim
R1C O
R2
+ R1
C NR2 OH
Hydroxylamin-hydrochlorid
+ H3O + ClN OH
H
H
HCl
+ H2OH
• Aldehyde ⇒ Reaktion bei Raumtemperatur, wenige Minuten
• Ketone ⇒ bei sterisch gehinderten, mehrere Std. unter Rückfluß erhitzen
• Kondensationsreaktion mit Überschuß an Hydroxylamin-HCl ⇒ Oximbildung
• Titration der frei werdenden Protonen mit 0.5 N ethanolischer KOH
• Indikatoren: Bromphenolblau, Dimethylgelb
Oximtitration
• Campherbaumöl: Campher (Keton), DAB 8
• Kümmelöl: D-Carvon (Keton), DAB10
• Citronenöl: Citral (A = Geranial + B = Neral) (Aldehyd), EuAB 97
• Pfefferminzöl: Menthon (Keton), DAB 9
• Reinheitsprüfung von Paraldehyd, EuAB 97
Bestimmung von:
O
CHO
O
O
O
O
H3C CH3
CH3
H3C CH
O
O
Argentometrie (Fällungsanalyse, Fällungstitration)Argentum <lat.> = Silber, metron < griech.> = Maß
• Teilgebiet der Volumetrie• Stoff + Maßlösung = Ausfällung
(Fällungsmittel) (Bilden eines schwerlöslichen Niederschlages)
Bedingungen:Fällung muss schnell erfolgen und zu einem streng stöchiometrisch aufgebauten Niederschlag geringer Löslichkeit führenÄquivalenzpunkt der Fällung muss gut bestimmbar sein
1
2
• Löslichkeitsprodukt (LKP): KL
Grundlagen:
Das Löslichkeitsprodukt (LKP) KL
pKL-Wert: - log KL = pKL
c (Ag+) x c (Cl-) = KL
• Maß für die Löslichkeit einer Verbindung• Produkt aus der molaren Konzentration der Kationen und Anionen der gesättigten Lösung eines Salzes
KL-Wert:
negativ: • große Werte des LKP• gute Löslichkeit der Salze• hohe Ionenkonzentration der Lösung im GG
• kleine Werte des LKP• schwerlösliche Salze• geringe Ionenkonzentration der Lösung im GG
positiv:
Fällungstitration von Natriumchlorid mit Silbernitrat
Anfang der Titration c (Cl-) >> c (Ag+)
momentane Chlorid-Konzentration beträgt:c (Cl-) = C0 - C*(Ag+)
C* = zugegebene Reagenzmengec = in Lösung vorliegende Konzentration
Die entsprechende Konzentration an gelöstem Ag+ ergibt sich aus dem Löslichkeitsprodukt:
KL
c (Cl-)c (Ag+) = = C0 - C*
KL
Reagenzüberschuß c (Ag+) >> c (Cl-)
KL
c (Ag+) c (Cl-) = =
C* - C0
KL c (Ag+) = C* - C0 und
Titrationskurven
log c (Cl-) = log C0 + log (1 - τ ), mit (τ < 1)
log (Ag+) = - [pKL + log C0 + log (1 - τ )], mit (τ < 1)
log c (Cl-)
C* (Ag+)
1/2 log KL
τ = 1
log c (Ag+)
C* (Ag+)
1/2 log KL
τ = 1
Äquivalenzbereich c (Ag+) ∼ c (Cl-)
Äquivalenzpunkt c (Ag+) = c (Cl-) = KL (x = 0)mit
Berücksichtigung der Eigendissoziation von AgCl:
Einsetzen in das Löslichkeitsprodukt ergibt:
(x + y ) * y = KL
y = x2
- + 2 *1
x2 + 4 KL
c (Cl-) = C0 - C* + c´(Cl-)
Chlorid-überschuß
dissoziierterAnteil
x ymit (τ < 1)
Chloridtitration nach MOHR
NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl
Ag+ + Cl- AgCl KL = 10-10 mol2/l2
KL = 2*10-12 mol3/l3
Überschuß an Ag+ -Ionen: Bilden von rotbraunem Silberchromat:
III 2 CrO42- + 2 H+ Cr2O7
2- + H2O
in saurer Lösung: Bilden von Silberdichromat:
KL = 2*10-7 mol3/l3
Titration von Natriumchlorid mit Silbernitrat:
Indikator: Kaliumchromat-Lösung (K2CrO4)
I
2 Ag+ + CrO42- Ag2CrO4II
Titration nach VOLHARD
• indirekte Titration: nach Zugabe von Silbernitrat-Maßlösungim Überschuss, führt man mit einer Thiocyanat-Maßlösung eineRücktitration durch
Indikator: Ammonium-Eisen(III)-sulfat-Lösung: NH4Fe(SO4)2
III
Überschuss an SCN--Ionen: Bilden von tiefrotem Eisenrhodanid:
Ausfällen von Silberthiocyanat (farblos):
I Ag+ + SCN- AgSCN KL = 7*10-13 mol2/l2
II Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
Beachte: AgCl-Niederschlag muss vor der Rücktitration abgetrennt, bzw. mit Dibutylphthalat geschützt werden; sonst wird die Erkennung des Um-schlagspunkts erschwert!
Titration nach FAJANS
Indikator: Eosin (Br-, I-, SCN-), Fluorescein (Cl-)Titration mit AgNO3: Silberhalogenideadsorbieren Chlorid-Ionen
AgCl-NiederschlagCl-Cl-Cl-Cl-
AgCl-NiederschlagCl-Cl-Cl-Cl-
Ag+Ag+Ag+Ag+
am Äquivalenzpunkt: neutraler Niederschlag
Überschreiten des Äquivalenzpunktes: adsorbieren überschüssiger Silber-Ionen
Ind-
AgCl-Niederschlag
Ag+Ag+Ag+Ag+
Ag+Ag+Ag+Ag+
Ind + Niederschlag = tieffarbiger, neutraler Silberkomplex
Titration nach Budde
N-unsubstituierte Barbitursäurederivate
N-methylierte Barbitursäurederivate
Ag+
HN NH
O
+Na2CO3
-NaHCO3
+ Ag+
Na+HN N-
O
+ Ag+
- Na+
-N N-
O
(unlöslich)
Ag+ Ag+
N NH
OH3C -NaHCO3
+Na2CO3
- Na+
+ Ag+
Na+N N-
OH3C
2 Na+N N-
OH3C
(löslich)
- Na+
Ag+ Na+N N-
OH3C
-N N
OCH3
Ag+ Na+
(löslich)
-N N-
O
+ Ag+ Ag+
(unlöslich)
N N-
OH3C
-N N
OCH3
Barbiturate
Phenobarbital [Luminal®]
N
NO
O
O
H
H
H5C2
Primidon [Liskantin®]
N
NO
O
H
H
H5C2
N
NS
O
O
H
H
H5C2
H3C (CH2)2 HCCH3
Methohexital [Brevimythal®]
N
NO
O
O
CH3
H
H2C CH CH2
H5C2 C C CHCH3
Thiopental [Trapanal®]
Argentoacidimetrie
X H + + +Ag+
NX Ag
+NH
• Purinen
• Hydantoinen
• Barbituraten
• Thiouracilen
• Alkinen
Allgemeines Prinzip:
Bestimmung von: Pyridin:
• Stabilisiert den Arzneistoff-Silberkomplex
• Verhindert, dass Silberoxid in der alkalischen Lösung ausfällt
Theophyllin
Theophyllin
N
N
O
H3C
CH3
N
N
O
N
N N
N
O
CH3
H3C
O
H
+ H2O+ H3O
+ Ag
Silbertheophyllinat
N
N N
N
O
CH3
H3C
O
Ag
Säurestärke des Theophyllins(pKs = 8.6) zu gering
Titration in wässriger Lösungnicht möglich
Zugabe von Silbernitrat, GGwird nach rechts verschoben,freigesetzte Protonen werdenmit Natronlauge titriert
0.150 g Substanz werden in 100 ml Wasser gelöst. Nach Zusatz von 20 ml Silbernitrat-Lösung wird die Mischung geschüttelt, mit 1 ml Bromthymolblau-Lösung versetzt und mit NaOH-Lösung titriert.
Phenytoin-Natrium0,180 g Substanz werden in 2 ml Wasser suspendiert. Die Lösung wird mit 8 ml Schwefelsäure (0,05 mol/l) versetzt, 1 min lang schwach erhitzt und nach Zusatz von 30 ml Methanol abgekühlt. Die Titration erfolgt mit Hilfe der Potentiometrie unter Verwendung von NaOH-Lösung (0,1 mol/l). Nach Überschreiten des 1. Wendepunkts wird der NaOH-Zusatz unterbrochen, die Lösung mit 5 ml Silbernitrat-Pyridin versetzt, gemischt und die Titration fortgesetzt. Das zwischen den beiden Wendepunkten zugesetzte Volumen Natronlauge wird abgelesen.
N
NH
H
OO
Phenytoin
- H
+ HN
NH
OO
N
+ Ag
N
N
NH
OO
Ag
Phenytoin-Silberkomplex
Phenobarbital
N
NH
H
O
O
O
H3C
315 + 2 Ag + 4
N
N
N
N
NAg
O
O
O
H3C
Ag
+N
H
2
+ 2 H2ON
22N
H
+ 2OH
Kationensäure
z = 2
Phenobarbital
Pyridin
Pyridinium-Ionen
schwerlöslicher Silberkomplex
Pyridin
0.100 g Substanz in 5 ml Pyridin gelöst, werden nach Zusatz von 0.5 ml Thymolphthalein-Lösung R sowie 10 ml Silbernitrat-Pyridin R mit 0.1 N ethanolischer NaOH-Lösung bis zur reinen Blaufärbung titriert.