Определение галогенидов при совместном их присутствии

Глава 18. Анализ лекарственных смесей в условиях аптек

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В СМЕСЯХ

Для определения йодидов в присутствии хлоридов (если хлори­ды находятся в виде соли с двухвалентным металлом, например кальция хлорид) можно использовать 3 способа титрования в раз­личных комбинациях. Это комплексонометрия, методы осаждения и окислительно-восстановительного титрования. На схеме 3 пред­ставлены различные варианты количественного определения йоди­дов в присутствии хлоридов кальция или других двухвалентных металлов.

Расчет содержания лекарственных веществ проводят по разно­сти (в случае суммарного титрования йодидов и хлоридов) или по формуле прямого титрования (если йодиды и хлориды определяют отдельно).

В экспресс-анализе для количественного определения йодидов и хлоридов часто используют сочетание приведенных титриметрических методов с рефрактометрией.

Рассмотрим приведенную схему титрования на примере пропи­си 19.

Пропись 19.

Кальция хлорида 3,0

Калия йодида 2,0

Воды очищенной 100,0 мл.

Вариант I. Кальция хлорид определяют тригонометрически, а калия йодид — по методу Фаянса с индикатором натрия эозинатом (хлорид-ионы не мешают титрованию с индикатором натрия эозина­том).

Методика. Кальция хлорид. К 2 мл микстуры прибавляют 4—5 мл аммиачного буферного раствора, 0,1 г индикаторной смеси или 5—7 капель раствора кислотного хром-темно-синего и титруют 0,05 М раствором трилона Б до сине-фиолетового окрашивания.

1 мл 0,05 М раствора трилона Б соответствует 0,01095 г СаС1_2*6Н₂О:

Калия йодид. К 2 мл микстуры прибавляют 1 мл разведенной кислоты уксусной, 3-5 капель раствора натрия эозината и титруют 0,1 н. раствором серебра нитрата до ярко-розового окрашивания осадка.

1мл 0,1 н. раствора серебра нитрата соответствует 0,01660 г Kl.

Аргентометрическое титрование йодидов можно проводить с при­менением внешнего индикатора — нитрозо-крахмальной бумаги.

Вариант П.

Кальция хлорид определяют трилонометрически, а калия йодид — методом аргетометрии с применением внешнего индикатора. Определение конечной точки титрования основано на реакции йодидов с нитритом натрия в кислой среде:

Титрование стандартным 0,1 я. раствором серебра ни трата прово­дят до тех пор, пока капля реакционной среды, нанесенная на нит­розо-крахмальную бумагу, не будет вызывать ее посинения вслед­ствие выделения йода.

Для получения более точных результатов необходимо предвари­тельно рассчитать объем 0,1 н. титрованного раствора серебра нит­рата, который должен пойти на титрование взятой навески. Можно также провести вначале ориентировочное титрование.

В данном случае V 0,1 н. раствора серебра нитрата, необходи­мый для титрования 1 мл микстуры с содержанием 0,02 г калия йодида, рассчитывают по формуле:

Следует отметить, что определению йодидов по реакции с на­трия нитритом не мешают хлориды и бромиды.

Кроме приведенных вариантов аргентометрического титрования, возможно определять сумму калия йодида и кальция хлорида по методу Фольгарда или Фаянса (с индикатором бромфеноловым синим), а затем содержание калия йодида рассчитывать по разно­сти между объемом титрованного раствора, израсходованным на титрование суммы галогенидов, и объемом трилона Б, пошедшим на титрование кальция хлорида:

Определение СаС1_{2 *} 6 Н₂О проводят трилонометрически (рас­чет — см, вариант I).

Вариант III.

Йодкрахмальный метод Кольтгофа используют для определения йодидов в присутствии хлоридов и бромидов. В реакционную смесь, содержащую йодиды, прибавляют 1 каплю 0,1 я. раствора калия йодата, раствор крахмала и раствор серной кис­лоты разведенной. В результате реакции образуется йод, окраши­вающий крахмал в синий цвет:

Окрашивание йодкрахмального комплекса устойчиво лишь в при­сутствии йодид-ионов. Если их связать серебра нитратом, синяя окраска раствора исчезает. На резкость изменения окраски влияет количество прибавленной воды. В экспреес-анализе объем раство­ра должен быть около 15 мл. Метод дает хорошие результаты при титровании йодидов в присутствии хлоридов, если концентрация последних не превышает концентрацию йодидов более чем в 3 раза.

Метод также удобен при определении йодидов в присутствии алкалоидов пуринового ряда и других оснований, барбитуратов. Однако его нельзя применять для анализа лекарственных веществ, с которыми может взаимодействовать йод (кислота аскорбиновая, натрия салицилат и др.).

В присутствии бромидов титрование затруднено, а переход окра­ски от синей через серую до желтой наступает не резко. Поэтому до прибавления раствора кислоты серной к реакционной смеси при­ливают 5 мл 10% раствора аммония карбоната.

Методика. Калия йодид. К 2 мл микстуры прибавляют 10—15 мл воды, 1 каплю 0,1 и. раствора калия йодата, 2 мл свежеприготов­ленного раствора крахмала и по каплям серную кислоту, разведен­ную до появления синего окрашивания жидкости. Далее титруют 0,1 н. раствором серебра нитрата до перехода синего окрашивания в желтое.

1 мл 0,1 н. раствора серебра нитрата соответствует 0,0166 г К1.

Расчеты содержания калия йодида и кальция хлорида шестивод­ного — см. вариант 1.

Вариант IV.

Количественное определение обоих компонентов можно провести методом меркуриметрии в одной навеске.

Калия йодид определяют безындикаторным методом Кольтгофа, основанным на растворении оранжевого осадка ртути дийоди­да в избытке калия йодида е образованием бесцветного комплекса:

После того как все свободные йодиды перейдут в комплекс тет- райодмеркурата калия, избыточная капля титрованного раствора ртути (II) нитрата, вступая во взаимодействие с частью комплекс­ного иона, вновь образует нерастворимый оранжевый осадок ртути дийодида, свидетельствующий о конце титрования:

При определении без индикатора йодид-ионы взаимодействуют фактически до комплексного соединения К₂[Нg1₄], поэтому в дан­ном случае z = 2.

Для определения кальция хлорида к оттитрованной жидкости прибавляют в качестве индикатора раствор дифенилкарбазона и титруют стандартным раствором ртути (II) нитрата до фиолетового окрашивания. При этом ртути (II) нитрат сначала разрушает полу­ченное ранее комплексное соединение:

Затем взаимодействует с кальция хлоридом:

Избыточная капля ртути (II) нитрата реагирует с дифенилкарбазоном, образуя комплекс фиолетового цвета:

Методика. Калия йодид. 2 мл микстуры титруют 0,1 н. раство­ром ртути (II) нитрата до появления не исчезающей красно-оран­жевой мути.

1 мл 0,1 н. раствора ртути (II) нитрата соответствует 0,03320 г К1.

где — объем 0,1 н. раствора ртути (II) нитрата, пошедший на титрование калия йодида, в мл.

Кальция хлорид. К оттитрованной жидкости прибавляют 5—7 капель раствора дифенилкарбазона, 1—2 капли раствора кислоты азотной разведенной и титруют 0,1 н. раствором ртути (II) нитрата до фиолетового окрашивания.

1 мл 0,1 н. раствора ртути (II) нитрата соответствует 0,01095 г СаС1₂-6 Н₂О:

Где V_Hg(NO3)2— объем 0,1 н. раствора ртути (II) нитрата, пошедший на титрование калия йодида, мл;

V_{1 Hg(NO3)2} — объем 0,1 н. раствора ртути (II) нитрата, пошедший на титрование суммы калия йодида и кальция хлорида, мл.

Титрование указанных галогенидов солями Нg²⁺ протекает лег­ко, но если в состав смеси входят соли алкалоидов или других азо­тистых оснований, содержащих третичный или четвертичный атом азота, образующийся при титровании комплекс К₂[Нg1₄] действует по типу обшеалкалоидного реактива Майера и, следовательно, мо­жет давать осадки.

Барбитураты и сульфаниламиды также образуют осадки с соля­ми Нg²⁺, но при подкислении раствором кислоты азотной (по бромфеноловому синему) титрование возможно в их присутствии (лучше с добавлением эфира).

Соли Нg²⁺ способны восстанавливаться до металлической ртути, если в лекарственную смесь входят силь­ные восстановители (кислота аскорбиновая, натрия тиосульфат и др.), поэтому меркуриметрическое титрование в их присутствии общепринятыми методиками невозможно. Влияние кислоты аскор­биновой можно исключить прибавлением эквивалентного количе­ства титрованного раствора церия (IV) сульфата до появления не­исчезающего желтого окрашивания.

Вариант V. Кальция хлорид определяют трилонометрически, а калия йодид — йодкрахмальным методом (с применением в каче­стве титрованного раствора ртуги (II) нитрата).

Механизм реакции аналогичен титрованию йодидов по методу Кольтгофа с применением в качестве титранта раствора серебра нитрата. Точку эквивалентности устанавливают по исчезновению окраски йодкрахмального комплекса, синяя окраска которого из­меняется через буроватую до чистой розовато-оранжевой:

Титрованию калия йодида не мешают кислота борная, рибофла­вин, эуфиллин, натрия бензоат, натрия гидрокарбонат, прозерин.

Методика. Калия йодид. К 2 мл микстуры прибавляют 2 мл воды, 1 каплю 0,1 н. раствора калия йодата, 0,5 мл раствора крахмала растворимого, по каплям серную кислоту разведенную до появле­ния устойчивого синего окрашивания и титруют 0,1 н. раствором ртути (II) нитрата до перехода синего окрашивания (через бурое) в яркое розово-оранжевое.

1 мл 0,1 н. раствора ртути (II) нитрата соответствует 0,01660 г К1.

Расчет содержания СаС1_{2 *} 6 Н₂О — см. вариант I.

Расчет содержания К1 см. — вариант IV.

Помимо приведенных методик определения калия йодида мето­дами осадительного титрования в экспресс-анализе широко применя­ются окислительно-восстановительные способы титрования.

Вариант VI, Кальция хлорид определяют трилономстрически, а калия Йодид — методом йодатометрии.

Йодид-ионы окисляются калия йодатом в среде кислоты хлорово­дородной сначала до йода:

Затем выделившийся йод титруют до йодмонохлорида:

При расчете М (1/z): z = 3.

Методика. К 1 мл смеси добавляют 5 мл раствора кислоты хло­роводородной 1 : 1 (готовится из 37% раствора кислоты хлороводо­родной), 1 мл раствора крахмала растворимого и быстро титруют 0,1 н. раствором калия йодата до появления светло-бурой окраски. Затем титрование проводят медленно, по каплям, до перехода ок­раски в лимонно-желтую.

1 мл 0,1 н. раствора калия йодата соответствует 0,005533 г К1.

Расчет содержания СаС1_{2 *} 6 Н₂О — см. вариант I.

Вариант VII. Кальция хлорид определяют тригонометрически, калия йодид — броматометрически. Йодид-ионы окисляются калия броматом в среде кислоты хлороводородной до йодмонохлорида:

При расчете М (1/z): z = 2.

Методика. К 1 мл микстуры прибавляют 5 мл раствора кисло­ты хлороводородной 1:1 (готовится из 37% раствора кислоты хлороводородной), 1 мл раствора крахмала и титруют 0,1 н. раство­ром калия бромата до перехода бурой окраски раствора в лимон­но-желтую.

1мл 0,1 н. раствора калия бромата соответствует 0,0083005 г К1.

Расчет содержания СаС1_{2 *} 6 Н₂О — см. вариант 1.

Вариант VIII.

Кальция хлорид определяют трилонометрически, калия йодид — методом перманганатометрии.

Йодид-ионы окисляются калия перманганатом в среде кислоты хлороводородной разведенной:

При расчете М (1/z): z — 2.

Определению йодидов не мешает присутствие в лекарственных смесях других галогенидов, сульфатов, фосфатов, рибофлавина, тиа­мина бромида, глутаминовой кислоты, теофиллина, эуфиллина, кофеин-бензоата натрия, эфедрина гидрохлорида.

Мешают титрованию сильные восстановители: кислота аскор­биновая, натрия тиосульфат, цистеин, ароматические амины, фе­нолы и их производные и другие лекарственные вещества, которые могут реагировать с калия перманганатом или образующимся при титровании йодмонохлоридом.

Методика. К 1 мл микстуры прибавляют 5 мл раствора кислоты хлороводородной 1:1 (готовится из 37% раствора хлороводорода) и титруют 0,1 н. раствором калия перманганата до появления светло­бурой окраски раствора. Затем прибавляют 1 мл раствора крахмала растворимого и снова титруют по каплям до перехода окраски в лимонно-желтую.

1 .мл 0,1 н. раствора калия перманганата соответствует 0,0083005 г К1.

Расчет содержания СаС1_{2 *} 6 Н,0 — см. вариант I.

Вариант IX.

Кальция хлорид определяют трмлонометрически, ка­лия йодид — методом йодхлорметрии.

Сущность метода заключается в следующем: к аликвотной части микстуры, содержащей калия йодид, прибавляют избыток 0,1 н. раствора йодмонохлорида. При этом протекает реакция:

Кl + IС1 — 1₂ + КС1.

Количество выделившегося йода эквивалентно вступившим в ре­акцию йодид-ионам, поэтому при расчете М (1/z), значение 2-1.

Для связывания избытка йодмонохлорида в реакционную среду прибавляют натрия салицилат:

Через несколько минут выделившийся йод оттитровывают 0,1 н. стандартным раствором натрия тиосульфата:

Йодхлорметрическому определению йодидов не мешают хлори­ды, но мешают бромиды.

Методика. К 1 мл смеси прибавляют избыток (10-20 мл) 0,1 н. раствора йодмонохлорида и взбалтывают. Затем прибавляют 100 мл воды и 5 — 10 мл 1% раствора натрия салицилата, Через 3-5 мин выделившийся йод титруют 0,1 н. раствором натрия тиосульфата.

Расчет содержания СаС1_{2 *} 6 Н,0 — см. вариант 1.

Вариант X.

Анализ можно осуществить с использованием метола рефрактометрии. Вначале проводят трилонометрическое определе­ние кальция хлорида шестиводного, а затем определяют показатель преломления лекарственной смеси относительно воды.

Для количественного определения хлоридов в сочетании с броми­дами в виде солей одновалентных металлов бромид-ионы окисляют калия перманганатом до свободного брома и далее удаляют образо­вавшийся бром путем его превращения в пентабромацетон:

После этого в растворе остаются только хлоридионы, которые определяют по методу Фольгарда.

Для определения бромидов сумму галогенидов титруют по мето­ду Мора или определяют меркуриметрическим методом.

Примером служит анализ прописи 20.

Пропись 20.

Натрия бромида

Натрия хлорида по 3,0

Воды очищенной до 100,0 мл.

Определение натрия хлорида проводят после окисления бромид- ионов калия перманганатом и переведения образовавшегося брома в связанное состояние в виде пентабромацетона. Избыток калия перманганата удаляют водорода пероксидом и проводят определе­ние натрия хлорида по методу Фольгарда.

В другой навеске определяют сумму галогенидов аргентометри­ческим или меркуриметрическим методами и расчет натрия броми­да осуществляют по разности количеств титрантов 1-го и 2-го тит­рования.

Методика. Натрия хлорид. К 1 мл микстуры прибавляют 3~5 мл воды, по 3 мл серной кислоты разведенной и ацетона и по каплям 5% раствор калия перманганата до устойчивого в течение 10 мин розового окрашивания. Через 10 мин избыток калия перманганата удаляют осторожным прибавлением по каплям 3% раствора водоро­да пероксида. К обесцвеченному раствору прибавляют 10 мл 0,1 н. серебра нитрата, 15—20 капель раствора квасцов железоаммоние­вых и титруют 0,1 н. раствором аммония роданида до буровато­оранжевого окрашивания раствора над осадком.

1 мл 0,1 н. раствора серебра нитрата соответствует 0,005844 г NaCl.

Натрия бромид.

1) К 1 мл микстуры прибавляют 5—7 капель раствора калия хромата и титруют 0.1 н. раствором серебра нитрата до оранжево-желтого окрашивания.

1мл 0,1 н. раствора серебра нитрата соответствует 0,01029 г NaBr.

2) К 1 мл микстуры прибавляют 5-8 капель раствора дифенилкарбазона, 1-2 капли кислоты азотной разведенной и титруют 0,1 н. раствором ртути (II) нитрата до фиолетового окрашивания.

1мл 0,1 н. раствора ртути (II) нитрата соответствует 0,01029 г NaBr.

где V₁ — объем 0,1 н. раствора серебра нитрата или 0,1 н, раствора ртути (II) нитрата, пошедший на титрование суммы галогенидов, мл; к, — поправочный коэффициент к титрованным растворам серебра нитрата или ртути (II) нитрата.

Более сложной задачей является анализ лекарственных смесей, содержащих одновременно йодид-, бромид- и хлорид-ионы. Некото­рые из подобных смесей содержат йоды и бромиды в виде солей одновалентных металлов, а хлориды — в виде солей с двухвалент­ными металлами. Схемы анализа подобных смесей могут быть раз­личными. Особый интерес при этом представляет сочетание методов осаждения и окислительно-восстановительных методов (схема 4).

Более простой вариант титрования основан на различии окис­лительно-восстановительных свойств йодидов и бромидов. Йодид как более сильный восстановитель окисляется стандартным раство­ром натрия нитрита (добавляют избыток титранта) до свободного йода. Затем избыток натрия нитрита удаляют с помощью мочеви­ны. Выделившийся в эквивалентном йодиду количестве йод оттитровывают стандартным раствором натрия тиосульфата:

Предложенную схему иллюстрирует анализ прописи 21.

Пропись 21.

Калия йодида

Калия бромида по 4,0

Раствора кальция хлорида из 10,0 ~ 200,0мл.

Кальция хлорид определяют методом трилонометрии.

Калия бромид определяют методом рефрактометрии.

Калия йодид определяют методом йодометрии (заместительное титрование).

Методика.

Калия йодид. К 1 мл микстуры прибавляют 5—6 ка­пель кислоты серной разведенной, 0,04 г мочевины и медленно по каплям при частом взбалтывании 2 мл 0,1 М раствора натрия нит­рита и оставляют на 5-10 мин в темном месте в закрытой колбе. Затем прибавляют 0,1 г калия йодида для растворения выделив­шегося йода и титруют 0,1 М раствором натрия тиосульфата до обесцвечивания. В конце титрования прибавляют 2-3 капли крах­мала.

1 мл 0,1 М раствора натрия тиосульфата соответствует 0,01660 г Кl.

Кальция хлорид. 1 мл раствора помещают в мерный цилиндр емкостью 10 мл и объем доводят водой до метки, К 2 мл получен­ного раствора прибавляют 2 мл аммиачного буферного раствора, 0,02 г индикатора кислотного хром-темно-синего и титруют 0,05 М раствором трилона Б до сине-фиолетового окрашивания.

I мл 0,05 М раствора трилона Б соответствует 0,01095 г СаС1_{2 *} 6Н₂О.

Калия бромид определяют рефрактометрически.