Броматометрия

1. Броматометрия - титрант, среда, индикаторы.

2. Определение точки эквивалентности.

3. Уравнения реакций.

4. Применение в фармацевтическом анализе.

Методы бромирования применяются для количественного определения ароматических соединений, особенно аминов и фенолов.

Раствор брома неустойчив, быстро меняет концентрацию, поэтому нельзя применять его в качестве титранта.

При использовании метода бромирования в качестве титрованного аствора применяется раствор бромата калия. Этот раствор можно готовить по точной навеске и он не меняет свой титр в течение длительного времени {около 6 месяцев). Бромат калия, являясь окислителем, в кислой среде восстанавливается до бромида:

ВгОз^- + 6Н⁺ + 6е→ Вг^- +ЗН₂О.

Из схемы восстановления брома видно, что фактор эквивалентности бромата калия равна 1/6. Эквивалентная молярная масса его М_ЭKBrOз = 167,001:6 = 27,833 г/моль. Если надо проверить титр раствора бромата калия, применяют метод иодометрии.

Добавляют к подкисленному раствору бромата иодид калия, при этом выделяется свободный йод:

КВгОз + 6КI + 6НС1 = КВг + 3I₂ + 6КСl + ЗН₂О.

Выделившийся йод титруют тиосульфатом натрия

При титровании раствором бромата калия фиксирование точки эквивалентности производят следующим образом. Ионы ВrOз- в процессе титрования восстанавливаются в ионы Вг- Когда титрование окончено, избыток бромата (лишняя капля) вступает в реакцию с ионами ВГ-, при этом выделяется бром:

ВгОз^- + 5Вг^- + 6Н⁺ = ЗВr₂ + ЗН₂О.

Свободный, непрореагировавший, бром можно заметить по появлению желтой окраски.

При хорошем освещении и достаточной концентрации бромата калия титрование можно проводить без индикатора. Однако точку эквивалентности достаточно точно фиксировать нельзя.

Для повышения четкости и точности определения конца титрования применяют специальные необратимые индикаторы (азокрасители) метиловый оранжевый и метиловый красный. В точке эквивалентности выделившийся свободный бром разрушает индикатор и раствор обесцвечивается. Окраска индикатора не восстанавливается, так как окисление этих индикаторов необратимо. Окраска может исчезнуть раньше достижения точки эквивалентности, особенно если слишком быстро добавлять бромат. Поэтому к концу титрования рекомендуется добавлять еще несколько капель индикатора.

Титрованный раствор бромата калия применяется не только как титрант, но и как составная часть бромат-бромидной смеси (смесь с КВг), используемой для анализа многих органических соединений методом бромирования. Реакция бромирования идет с требуемой скоростью при подкислении раствора и добавлении избытка бромат-бромидной смеси.

Прибавление отмеренного количества точно приготовленного раствора бромата приводит к образованиюэ квивалентного количества брома:

КВrOз + 5КВг + 6HCI = ЗВr₂ + 6KCI + ЗН₂О

Свободный бром в момент выделения бромирует органические соединения, находящиеся в определяемом растворе.

В методах бромирования используют прямое, косвенное (титрование заместителя) и обратное титрование. Например, при определении фенола применяется прямое титрование. К испытуемому раствору добавляют бромид калия и хлороводородную кислоту и титруют броматом калия. Весь выделившийся бром будет вступать в реакцию с фенолом.

Метод бромирования можно использовать при косвенном анализе многих металлов: магния, алюминия, меди, кадмия, цинка, применяя 8-оксихинолин. Определяемый металл сначала осаждают 8-оксихинолином. Отфильтрованный и промытый осадок растворяют в хлороводородной кислоте и титруют раствором бромата в присутствии бромида калия.

В фармацевтическом анализе метод бромирования часто применяют в сочетании с методом иодометрии; способ «титрование заместителя» дает возможность связать эти методы. Их используют при количественном определении салициловой кислоты и ее солей, некоторых сульфаниламидных препаратов, тимола, резорцина, стрептоцида.

Количественные определения, проводимые этим способом, основаны на реакциях бромирования органических соединений и иодометрическом определении не вошедшего в реакцию брома.

При определении протекают четыре химические реакции:

1. Реакция взаимодействия бромида калия с броматом калия в кислой среде:

КВгОз + 5КВг + 6НСl= ЗВr₂ + 6KCl + ЗН₂О.

2. Реакция бромирования органического соединения.

Рассмотрим эту реакцию на примере взаимодействия резорцина с бромом.

Так как титрованный раствор КВгОз прибавляется в избытке со стрептоцидом реагирует только эквивалентное ему количество брома - часть же брома остается в растворе.

3. Реакция взаимодействия избытка брома с иодидом калия:

2KI + Br₂ → 2КВг + I₂

Эта реакция происходит после добавления к определяемому раствору иодида калия.

4. Выделившийся йод титруют раствором тиосульфата натрия.

При количественном определении этим методом добавляется хлороформ, что способствует более точному и четкому определению конца титрования.