Tema: Volumetría Ácido-Base en Medio no Acuoso

Tema: Volumetría Ácido-Base en Medio no Acuoso

Garantía de Calidad de Medicamentos

Área Análisis de Medicamentos - FCByF-UNR

~ Año 2013 ~

Preparado por la Dras. Romina Bianchini y Patricia Castellano

El agua es un solvente muy utilizado en estudios de todo tipo

•Abundancia en la naturaleza

•Económico

•No es contaminante

•En valoraciones ácido-base se comporta como anfolito

H2O + H2O = H3O+ + OH-

SOLUCIÓN CAMBIAR EL SOLVENTE

RAZONES PARA ELEGIR UN SOLVENTE NO ACUOSO

Reactivos o productos son insolubles en agua

Reactivos o productos reaccionan con el agua

El analito es un ácido o una base demasiado débil

para titularse en agua

Si la sustancia a titular es un ácido débil deberá emplearseun solvente no ácido o levemente básico Si lo que se quiere titular es una base débil debe utilizarseun solvente no básico o levemente ácido

VENTAJAS DE CAMBIAR EL SOLVENTE

Se puede titular un número mucho mayor de

ácidos y bases en disolventes no acuosos

Hay una gran variedad de disolventes no

acuosos

Debidamente efectuada, da resultados muy

exactos

E L E C C I Ó N D E L S O L V E N T E

Debe permitir un marcado cambio en la [H+] solvatados en lasproximidades del punto de equivalencia

La sustancia a titular debe ser soluble en el disolvente o en un excesode titulador

El producto de la titulación debe ser soluble, o si es un precipitadodebe ser compacto

El disolvente no debe dar reacciones secundarias que interfieran con lasustancia por titular o con el titulador

Debe ser de bajo costo, fácil purificación, líquido a temperaturaambiente, de buena pureza, no tóxico, no inflamable, no explosivo, etc.

CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS

Capacidad de disociación

Características ácido – base

Constante dieléctrica

Efectos de nivelación y diferenciación

Capacidad de producir ionización y disociación

E L E C C I Ó N D E L S O L V E N T E

CAPACIDAD DE DISOCIACIÓN

Se disocianH2O = H+ + OH-

EtOH = H+ + EtO-

Ac2O = Ac+ + OAc-

No se disocian

(Éteres, hidrocarburos)

No todos liberanH+ al disociarse

Protogénicos ( H2SO4)

Protofílicos

Anfipróticos (H2O, CH3OH, AcOH)

Apróticos (hidrocarburos, CHCl3)

N

SOLVENTE IÓN LIONIO + IÓN LIATO

2H2O H3O+ + OH-

2 AcOH AcOH2+ + OAc-

2MeOH MeOH2+ + MeO-

Ac2O Ac+ + OAc-

CARÁCTER ÁCIDO - BASE (Según la teoría de Bronsted)

Fuerza de atracción (F) entre dos

iones, representados como cargas

puntuales (e) de signo opuesto

Trabajo de disociación

CONSTANTE DIELÉCTRICA

+ -F

F = -e2 / D r2

W = -F r

W = e2 / D rCuanto menos polar sea elmedioresulta más difícil separar losiones de signo opuesto

r

IONIZACIÓN DISOCIACIÓN

Fuerza relativa de los pares

ácido conjugado – base

conjugada

•Naturaleza de la carga de los

constituyentes del par iónico

•Constante dieléctrica del

medio

IONIZACIÓN Y DISOCIACIÓN

HX + AcOH X-.H2OAc+ X- + H2OAc+

HX + HCOOH HCOOH2+ + X-

+ NH3 NH4+ +

EFECTOS DE NIVELACIÓN Y DIFERENCIACIÓN

HX + S SH+ + X-

HClO4 + H2O H3O+ + ClO4-

HCl + H2O H3O+ + Cl-

HNO3 + H2O H3O+ + NO3-

EL AGUA NO DIFERENCIA LA

FUERZA DEESTOS ÁCIDOS

SI EL DISOLVENTEES ÁCIDO FÓRMICO

UN ÁCIDO DÉBILEN AMONÍACO

OOH O O-

ÁCIDO

ÁCIDO CONJUGADOBASE

BASE CONJUGADA

MEDIDA DE LA FUERZA DE ÁCIDOS Y BASES DÉBILES

• La fuerza de un ácido (HX) o de una base débil puedeestimarse a través de la contante de equilibrio (KHX) que mideel grado de reacción con un solvente determinado.Ejemplo, en agua: HX + H2O = X- + H3O+

KHX = [X-][H3O+]/[HX]

• Para ácidos y bases débiles puede emplearse un indicadorcolorimétrico y medir su fuerza relativa en virtud de sucapacidad para hacer virar el indicador. En este sistema laconstante de equilibrio se llama constante de formación de sal.

• Cuando en lugar de un indicador se emplea ácido perclórico,la constante de equilibrio se llama constante de formación deperclorato.

B + HClO4 = BH+.ClO4-

Kf(BH+.ClO4-) = [BH+.ClO4

-]/([B]*[HClO4])

Los indicadores para titulaciones ácido-base en medio no acuososfuncionan en forma similar a la de los empleados en medio acuoso,ya sea donando o aceptando protones.

En medios acuosos: se selecciona el indicador relacionando supKa con el pH del punto final de la titulación y el punto final ocurrecon un salto de pH.

FUNCIONAMIENTO DE LOS INDICADORES EN MEDIOS NO ACUOSOS

In + H3O+ = InH+ + H2OCOLOR A COLOR B

En un disolvente DH: HIn + DH = In- + DH2+

COLOR A COLOR B

El punto final puede determinarse visual o potenciométricamenteLa determinación potenciométrica es la metodología mas ágil ymoderna

DETERMINACIÓN DEL PUNTO FINAL

mV300

100ΔmV/ΔV20

0

Δ2mV/ΔV2100

-100

Puede evaluarse el potencial (mV) enfunción del volumen de titulanteagregado, o emplearse métodos deprimera o segunda derivada

Cuando el disolvente es no acuoso no puede emplearse el pH comouna medida de los protones en solución (por definición pH = -log[H+], siendo éstos protones solvatados, H3O+).

Debe evaluarse el potencial (mV), el cual es generado por losprotones solvatados. El electrodo responde a cambios en laconcentración de protones solvatados.Por ejemplo, si se emplea ácido acético (AcOH) como disolvente, elelectrodo responderá a variaciones en la concentración de AcOH2

+.

Si se emplea un electrodo de calomel resulta ventajoso sustituir lasolución acuosa saturada de KCl por una solución no acuosa (LiClO4 enácido acético glacial cuando se efectúan titulaciones en solventesacídicos, o con KCl en alcohol metílico para las titulaciones ensolventes básicos).

SOLVENTE: Neutro o acídico (ácido acético glacial, se suele agregaranhídrido acético)

TITULANTES: Ácido perclórico en ácido acético.(Se estandarizan contra biftalato de potasio, TRIS o carbonato depotasio)

INDICADORES: constante de formación de perclorato similar a ladel analito. Violeta de metilo o cristal violeta

Bases relativamente fuertes (pKb menor a 10) puede usarseindicador visual Bases más débiles requieren detección potenciométrica del puntofinal

DETERMINACIÓN DE BASES

Determinación de ALBUTEROL(USP 35)

OH

OH

OH

NHCH3

CH3CH3

Disolver aproximadamente 400 mg de albuterol,exactamente pesado, en 50 ml de ácido acético glacial,adicionar 2 gotas de violeta cristal y valorar con ácidoperclórico 0,1 N

ALBUTEROL

Determinación de METIROSINA(USP 35)

Disolver aproximadamente 300 mg de metirosina,exactamente pesado, en 100 ml de ácido acético glacialy valorar con ácido perclórico 0,1 N determinandopotenciometricamente el punto final

OH

O

OHNH2

CH3

METIROSINA

Determinación de ALBENDAZOL(USP 35)

NH

NSCH3 O

CH3O

Transferir aproximadamente 250 mg de albendazol,exactamente pesado, y disolverlo en 100 ml de ácidoacético glacial (R). Adicionar 1 gota de azul de oracet B(R) y valorar con ácido perclórico 0,1 N

ALBENDAZOL

Determinación de HALOPERIDOL(FA VII Ed.)

O

NOH

Cl

F

Pesar exactamente 0,06 g de haloperidol y disolverlo en25 ml de ácido acético glacial (R). Valorar con solución0,02 N de ácido perclórico usando α-naftol benceína (R)como indicador.

HALOPERIDOL

Para determinar halohidratos, mediante la liberación dela base correspondiente por el agregado de un excesode acetato de mercurio, que forma el halogenuromercurial poco disociado

MÉTODO DE PIFER - WOOLISH

2RNH2.HCl + Hg(OAc)2 HgCl2 + 2RNH2 + 2HOAc

BASE COMO CLORHIDRATO BASE LIBRE,

PUEDETITULARSE

Determinación de CLORHIDRATO DE ALFENTANILO (USP 35)

N

CH3

O

NOCH3

NN

N

N

CH3O

Disolver aproximadamente 350 mg de clorhidrato dealfentanilo exactamente pesado, en 30 ml de ácidoacético glacial. Adicionar 3 ml de solución acética deacetato de mercurio (R) y 3 gotas de p-naftolbenzeína (R), y valorar con solución de ácidoperclórico 0,1 N

CLORHIDRATO DE ALFENTANILO

● HCl

Determinación de CLORHIDRATO DE LOPERAMIDA (USP 35)

Disolver aproximadamente 375 mg de clorhidrato deloperamida exactamente pesado, en 100 ml de ácidoacético glacial previamente neutralizado. Adicionar10 ml de solución de acetato de mercurio y valorarcon ácido perclórico 0,1 N empleando α-naftolbenceína como indicador

O

NCH3CH3

N

OH

Cl

● HCl

CLORHIDRATO DE LOPERAMIDA

Determinación de CLORHIDRATO DE AMANTADINA (USP 35)

NH2

Disolver aproximadamente 120 mg de clorhidrato deamantadina exactamente pesado, en una mezcla de30 ml de ácido acético glacial y 10 ml de acetato demercurio (R), y titular con ácido perclórico 0,1 N,determinando potenciométricamente el punto final

CLORHIDRATO DE AMANTADINA

● HCl

Determinación de CLORHIDRATO DE APOMORFINA (USP 35)

N

OH

OH

CH3

Disolver aproximadamente 300 mg de clorhidrato deapomorfina exactamente pesado, en 100 ml de ácidoacético glacial. Adicionar 0,1 ml de anhídrido acético,5 ml de acetato de mercurio (R), 0,25 ml de violetacristal y valorar con ácido perclórico 0,1 N

CLORHIDRATO DE

APOMORFINA

● HCl ● ½ H2O

SOLVENTE: Neutro o de carácter básico como aminas o amidas(piridina, DMF).

TITULANTES: Metóxidos alcalinos o hidróxidos de amonio cuaternario.Se estandarizan frente a ácido benzoico.

INDICADORES: Azul de timol o azo violeta. En el caso de ácidos másdébiles como los fenoles se emplea orto nitro anilina.

Ácidos más fuertes (pKa menor 7) puede usarse indicador visual Ácidos más débiles requieren detección potenciométrica del punto finalo visual empleando azo violeta. Tomar precauciones con respecto a la absorción de dióxido de carbonoatmosférico (valorar rápidamente y con agitador magnético).

DETERMINACIÓN DE ÁCIDOS

Determinación de ÁCIDO NALIDÍXICO (FA VII Ed.)

Pesar exactamente 250 mg de ácido nalidíxicodesecado; disolverlo en 30 ml de DMFpreviamente neutralizada frente a timolftaleína(SR) y valorar con solución 0,1 N de metóxido delitio (SV).

N NCH3

O

CH3

O

OH

ÁC. NALIDÍXICO

Determinación de SULFISOXAZOL (USP 35)

Disolver aproximadamente 800 mg de sulfisoxazol,exactamente pesados, en 50 ml de DMF. Agregar 5gotas de una solución 1:100 de azul de timol enDMF y valorar con metóxido de litio 0,1 N

O N

CH3

CH3

CH3

SNH

OO

SULFISOXAZOL

Determinación de ALOPURINOL(USP 35)

NH

O

N

N

NH

Disolver aproximadamente 100 mg de alopurinolexactamente pesado en 30 ml de DMF. Valorar conhidróxido de tetrabutilamonio 0,1 N, determinandopotenciométricamernte el punto final.

ALOPURINOL

Determinación de IDOXURIDINA (USP 35)

Disolver aproximadamente 250 mg de idoxuridina,exactamente pesados, en 20 ml de DMF que ha sidoneutralizada previamente con metóxido de sodio 0,1 N entolueno y agregar una solución de azul de timol. Titular conmetóxido de sodio 0,1 N en tolueno

N

NH

O

O

O

OH

OH

I

IDOXURIDINA

Determinación de MERCAPTOPURINA (USP 35)

Pesar exactamente 0,3 g demercaptopurina y disolverlo 80 mlde DMF. Añadir 5 gotas de azul detimol al 1 % P/V en DMF y valorarcon solución 0,1 N de metóxido desodio

N

NNH

N

SH

MERCAPTOPURINA