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.