Protometrické titrace v nevodném prostředí

Velmi slabé kyseliny a zásady nejsou ve vodě disociovány, a proto není voda vhodným prostředím pro jejich kvantitativní stanovení. Použitím jiného rozpouštědla můžeme sílu kyselin a zásad zvýšit. To je možné ukázat na případu kyseliny octové.

Při reakci kyseliny octové s vodou je obvyklé označovat kyselinu octovou jako slabou kyselinu, protože odštěpuje jen omezený počet vodíkových (resp. oxoniových) kationtů. Tato schopnost kyseliny je v podstatě daná schopností vody tyto vodíkové kationty přijmout.

Při reakci téže kyseliny octové s amoniakem odštěpí tato kyselina vodíkových kationtů mnohem víc, protože amoniak má větší schopnost než voda vodíkové kationty přijímat. Kyselina octová se tedy v prostředí amoniaku jeví jako kyselina silná.

Pokud bude ta samá kyselina octová v prostředí kyseliny chlorovodíkové, neodštěpí žádný vodíkový kationt, protože kyselina chlorovodíková je kyselina, která je z uvedené dvojice mnohem silnější a nepřijme žádný vodíkový kationt. Naopak „vnutí“ svůj vodíkový kationt kyselině octové a ta se v tomto prostředí bude chovat jako zásada.

Rozpouštědla nevodných titrací můžeme rozdělit podle toho, jak se chovají vzhledem k vodíkovému protonu. Rozlišujeme:

  • Rozpouštědla aprotní (inertní, neutrální) – neobsahují v molekule odštěpitelný vodíkový kationt. Jsou to např. CHCl3, C6H6, C6H5CH3, CCl4.
  • Rozpouštědla amfiprotní (obojaká, amfoterní) – jsou schopna vodíkový kationt odštěpit i přijmout, avšak jejich iontový produkt je menší než u vody (tj. menší než
    10-14). Sem patří především nižší alkoholy CH3OH, C2H5OH.
  • Rozpouštědla protogenní (kyselá) – jsou schopna odštěpovat vodíkový kationt a tato schopnost je vyšší než u vody. Jedná se především o slabé alifatické karboxylové kyseliny HCOOH, CH3COOH, C2H5COOH.
  • Rozpouštědla protofilní (zásaditá) – mají větší schopnost přijímat vodíkové protony než voda. Řadí se sem např. NH3 nebo sloučeniny obsahující skupinu – NH2 (aminy).
     
  • Chemická rovnice-kys. octová s kys. chlorovodíkovou

Volba vhodného rozpouštědla se provádí s ohledem na druh stanovované látky a na velikost konstanty autoprotolýzy. Čím je konstanta menší, tím přesněji se zjišťuje stav ekvivalence.

Rozpouštědla používaná pro nevodné titrace musí být absolutně bezvodá, což se dosáhne např. destilací nebo přídavkem vhodného dehydratačního činidla.

Indikace bodu ekvivalence se provádí podobně jako u titrací ve vodném prostředí. K vizuálnímu posouzení se používají roztoky běžných acidobazických indikátorů. Jejich vlastnosti jsou však závislé na druhu nevodného rozpouštědla, proto barevné změny indikátorů jsou v různých prostředích odlišné. Některé indikátory nemají jednoduchý barevný přechod, ale procházejí během titrace celou řadou barevných změn.

Pracovní technika nevodných titrací

Pracovní technika tohoto druhu titrací je v některých aspektech odlišná od běžných vodných titrací. Je to dáno hlavně tím, že je nutné zajistit nevodné prostředí během celé titrace. Dále je při titracích nutné v maximální míře zajistit bezpečnost a ochranu zdraví při práci, protože používané látky jsou často zdraví škodlivé, dráždivé, hořlavé anebo výbušné.

Hlavní odlišnosti nejjednodušších nevodných titrací jsou:

  • Použití automatické byrety, která je spojena s titrační baňkou do uzavřeného systému.
  • Promíchávání se neprovádí krouživým pohybem baňky, ale pomocí magnetické míchačky.
  • Uzavření všech otvorů, kterými by mohla do systému vnikat vzdušná vlhkost, dehydratační zátkou.
  • Vzorek a všechny používané látky jsou před titrací dokonale vysušeny, veškeré používané nádobí musí být suché.
  • Titrace se provádějí v krátkém časovém rozpětí, aby se zamezilo působení vzduchu na používané látky.
  • Někdy je nutné pracovat v ochranné atmosféře např. dusíku.
  • Vždy je nutné provést slepou titraci (titrace roztoku, který obsahuje všechny látky jako vzorek s výjimkou stanovované látky).

Využití nevodných titrací ve farmacii

Titrace v nevodném prostředí je speciální metoda, která se běžně nevyužívá, ale nachází uplatnění obzvlášť ve farmacii. Hodí se např. ke stanovení obsahu alkaloidů, adrenalinu, některých analgetik, psychofarmak, aminokyselin, solí organických kyselin v infuzních roztocích, dále ke stanovení obsahu barbiturátů, ketofenylbutazonu, salicylamidu a dalších.
 

 
Media