Brom(at)ometrie

a) Indikatoren, die durch überschüssiges Brom oxidativ zerstört werden

b) Überschuß an Brom oxidiert zugesetztes Iodid zu Iod, dann Rücktitration mit Thiosulfat-Lösung gegen Stärke

BrO H e Br H O E V3 206 6 3 144− + − −+ + → + =, .

OM: Bromat-Ionen in saurer Lösung

Bromat hat ein höheres Normalpotential [E0(BrO3-/Br-) = +1.44V]

als Brom [E0 (Br2/Br-) = +1.07 V] Bea.: je positiver E0 des Redoxpaares, um so stärker oxidierend wirkt seine oxidierte Form!

Bromlösung ist unbeständig, deshalb wird Brom intermediär erzeugt durch Komproportionierung von Bromat (BrO3

-) und Bromid:

BrO Br H O Br H O3 3 2 25 6 3 9− − ++ + → +

OM: Brom-Lösung (KBrO3 mit KBr-Zusatz)

-1+5 0

Herstellung der Maßlösung

molgKBrOMzKBrOcKBrOcKBrOc

r

eq

/167)(

6),(6)()(

3

3361

3

=

===

Zur Herstellung der Maßlösung mit c(1/6 KBrO3) = 0.1 Nlöst man 1/60-tel der molaren Masse (2.7833 g Kaliumbromat)im Meßkolben zu 1l auf.

Einstellung:Kaliumbromat = Urtitersubstanzf = 0.1796*e

Reinheitsprüfung:5 ml Bromat-Lösung mit 2 ml Schwefelsäure (2 mol/l) ansäuern und1 Tropfen 0.1% Methylorange dazu, rosa Farbe darf nach 2 min nicht verschwunden sein

Lösung: gut haltbar, titerbeständig

Iod(at)ometrie

OM: Iod-Lösung + KI (iodometrisch), KIO3 + KI-Zusatz in neutraler/schwach saurer Lösung (iodatometrisch)

I e I E V202 2 054+ → =− − , .

2 2 0172 32

4 62 0S O S O e E V− − −→ + =, .

I2 (KIO3 + KI), z = 2

KI (Na2S2O3), z = 1

= Stärke (Grenzkonzentration ca. 10-5 mol/l)= Gegenwart von Iodid-Ionen= blaugefärbte Iod-Stärke-Einschluß-Verbindung

Herstellung der Maßlösung

2),()(2)()( 2221

2 ==== zInInInIneq

Zur Herstellung der 0.1 N Maßlösung löst man 12.7 g Iod und 20 g Kaliumiodid in Wasser zu 1l auf.

Einstellung:Arsentrioxid = Urtitersubstanzf = 202.2*Einwaage As2O3 (g)/Verbrauch 0.1N Iod-Lösung (ml)

80 mg As2O3 werden in einer Mischung von 10 ml NaOH-Lösung 8.5 %und 10 ml Wasser gelöst. Anschließend werden 10 ml HCl 7% und 3 gNaHCO3 hinzugefügt. Die Lösung wird mit Iod-Lösung unter Zusatz vonStärke titriert. 1ml 0.1 N Iod-Lösung entspricht 4.946 mg As2O3 .

Lösung: vor Licht geschützt lagern

• SZ wird mit überschüßigem KI reduziert• Iodid wird zu Iod oxidiert • ausgeschiedenes Iod wird mit Thiosulfat zurücktitriert,das dabei im neutralen bis schwach sauren Milieu zum Tetrathionatoxidiert wird:

I2 + S2O3- → 2 I- + S4O6

2-

• Disproportionierung von Iod zu Iodidund Iodat

• Iodat hat höheres Redoxpotential als Iod• Thiosulfat wird zum Sulfat oxidiert:

• instabile Thioschwefelsäure entsteht: S2O3

- + 2H+ → (H2S2O3) → H2O + SO2 + S

• Titration mit Iod-Lösung (+ Zusatz von KI); • Iod löst sich dadurch in Wasser unter Bildungvon Polyiodiden; am stabilsten sind: I3

- und I42-

I2 + 2 OH- → IO- + I- + H2O

• Iod-Maßlösung ist unbeständig, • Gehalt ändert sich rasch, daher:

KI/KIO3-Gemisch (Molverhältnis 5:1),was beim Ansäuren Iod in situ freisetzt:

IO3- + 5 I- + 6 H+ → 3 I2 + 3 H2O

• Disproportionieren von Iod zu Hypoiodid und Iodid (kein Iod-Stärke-Komplex möglich)

I2 + n I (2n+1)I

I (2n+2)2n I2 + 2I

S2O32- + 10 OH-→ 2 SO4

2- + 8 e- + 5 H2O

Brom(at)ometrie, Iodometrie

Stoff (EuAB/DAB) Endpunkt Zusätze

• Isoniazid (97) Methylrot H2O, HCl, KBr, KBrO3

• Acetylcystein (97) KI/Stärke H2O, HCl, I2

• Ascorbinsäure (99) Stärke H2O, H2SO4, I2

• Metamizol-Na (00) Stärke HCl, I2

• Phenazon (97) Stärke H2O, Na-acetat, I2, CH2Cl2,

Na2S2O3

• Benzylpenicillin-Na/K Stärke H2O, NaOH, Na-acetat/Eisessig-(DAB 8) Puffer, HCl, I2, Na2S2O3

Isoniazid, Isonicotinsäurehydrazid, INHIsoniazidumPyridin-4-carbonsäurehydrazid

Mr 137.1 Smp. 170-174° CKristalle weißes kristallines Pulver,

farblose KristallepKa amphoter

pKa1= 1.9 (1.4-2.2)pKa2 = 3.5 (3.5-3.9)pKa3 = 10.8 (9.8-11.2)

pH 6.0-8.0 Lösl.in:H2O ☺EtOH ☺/Ether

Isoniazid

3.81

N

CO N

H

NH3

N

CO N

NH2

H

2.13

11.03

N

C

H

O N

H

NH3

Dikation(im sauren Milieu)

Hydraziniumkation

mesomeriestabilisiertes Anion (im alkalischen)

N

CO N

NH2

N

CO N

NH2

N

CO N

NH2

Gehaltsbestimmung von IsoniazidVorschrift nach EuAB: 0.250 g SZ werden in Wasser R zu 100.0 ml gelöst. 20.0 ml dieser Lösung werden mit 100 mlWasser R, 20 ml Salzsäure R, 0.2 g Kaliumbromid R und 0.05 ml Methylrot-Lösung R versetzt. Unter fortgesetztem Schütteln wird tropfenweise mit Kaliumbromat-Lösung (0.0167 mol/l) titriert, bis die Rotfärbung verschwindet.

mc M V

zeq r=

* *

mmol g l

l molm mg

=

=

01 1371 0 0014

3428

. * . * .* *

.

saure Hydrolyse:

Synproportionierung: 5 Br + BrO3 + 6 H 3 Br2 + 3 H2O

Oxidation:

Redoxreaktion:

Reduktion: 2 BrBr2 + 2e

N2 + 4e + 4 HN2H4

* 2

N2 + 4Br + 4 HN2H4 + 2 Br2(z = 4)

H2N NH2Hydrazin

Isonicotinsäure

+ HCl

N

CO OH

N

CO N

NH2

H

Isoniazid

-

Endpunktsanzeige: Methylrot (irreversible oxidative Zerstörung des Indikators)

Titrationskurve: Ox1 = Titrant (E1); Red2 = Probe (E2)

E Ez

ccA

ox

red= +2

0 0 059 2

2

.log

0% Oxidation = Anfangspunkt A:

50% Oxidation = Punkt B:

E Ez

ccB

ox

red= +2

0 0 059 2

2

.log

100% Oxidation = Äquivalenzpunkt C:

E E eq E E

c cc c

C

ox red

red ox

= = +

=

=

( ) ( )12 1

020

1 2

1 2

E Ez

cc

E

c c

Dox

red

ox red

= + =

=

10

100 059 1

1

1 1

.log

200% Oxidation = doppelte stöchio-metrische Menge an Titrant, Punkt D:

z z

E eq E E

E E eqE eq E

1 2

10

20

10

20

12

1

=

= +

−−

=

( ) ( )

( )( )

z z

E eqz E z E

z zE E eqE eq E

zz

1 2

1 10

2 20

1 2

10

20

2

1

≠

=++

−−

=

( )

( )( )

z Ox z d z d z Ox2 1 1 2 2 1 1 2+ → +Re Re

Zahl der ausgetauschten Elektronen ungleich

Zahl der ausgetauschten Elektronen im Titrant-und Probesystem gleich

Acetylcystein, ACCAcetylcysteinum(R)-2-Acetamido-3-sulfanylpropansäure

Mr 163.2Snf. C5H9NO3SSmp. 104-110° CKristalle weißes kristallines Pulver,

farblose KristallepKa 9.5

Lösl.in:H2O ☺EtOH ☺EtherLagerung lichtgeschütztLösungen mit entgastemWasser (CO2 -frei) her-stellen, wegen Oxidationsgefahr der ThiolgruppeIndikation Mucolyticum

[ ] ( .)α D ige wäßrige Lsg20 5 3%= + °

Gewinnung von Acetylcystein:

Hydrolysate aus Haar-und Hornabfällen

Cystin

Reduktion mit Zinkstaub

N-Acetylcystein

Basen/Acetanhydrid

N,N‘-Diacetylcystin

CHOOC N

H

C

O

CH3H

CH2HS

Gehaltsbestimmung von Acetylcystein

• direkt iodometrisch: Thiolgruppe wird mit Iod spezifisch zum Disulfid oxidiert!

+ 2 e + 2 H

C COOHN

H

C

O

H3CH

H2C S

CHOOC N

H

C

O

CH3H

CH2S

CCOOHN

H

C

O

H3CH

H2C SH

CCOOH N

H

C

O

CH3H

CH2HS+

Acetylcystein N,N'-Bisacetylcystin

Oxidation:

Reduktion: I2 + 2 e 2I

• beachte: HCl-Zusatz verzögert Ringschluß zur Thiazolcarbonäure, diese wird bei der iodo-metrischen Bestimmung nicht mit erfasst

N

S

COOH

H3C CH2

NH COOH

H3C O

H

SH

, H2OH

Thiazolcarbonsäure(Synthesevorstufe) Acetylcystein

mc M V

zeq r=

* *

mmol g l

l molm mg

=

=

01 16321 0 0011

16 32

. * * .* *

.

Ascorbinsäure, Vitamin CAcidum ascorbicum(5R)-5-[(S)-1.2-Dihydroxyethyl]-3.4-dihydroxy-2(5H)-furanon

Mr 176.1 Smp. 190° C (unter Zersetzung)Kristalle weißes kristallines Pulver,

farblose monokline Kristalle, Nadeln, rechteckige Platten

pKa vinyloge CarbonsäurepKa1 = 4.2pKa2 = 11.6

pH 2.1-2.6 (5% ige wässrige Lösung)

Lösl.in:H2O ☺/☺EtOH ☺Ether

Lagerung lichtgeschützt, luftdicht, nicht im Metallbehältnis

[ ] . . ( )α D bis in Methanol25 205 215 1%= + + °

**

O

HO OH

OH

HO O2

3

1

5

4

1'

Endiol = Redukton

O O

ODehydroascorbinsäure

- H2O

HO OH

O

- 2 H, - 2 e

O OH

O

+ OHO OH

O+ 2 H, + 2 e

Gehaltsbestimmung von AscorbinsäureVorschrift nach DAB: 0.150 g SZ, in einer Mischung von 10 ml verdünnter Schwefelsäure R und 80 ml kohlendioxidfreiem Wasser R gelöst, werden nach Zusatz von 1ml Stärke-Lösung R mit 0.1 N Iod-Lösung bis zur bleibenden Blauviolettfärbung titriert.

Ascorbinsäure

O

HO OH

OH

HO O

- H , - e

, + e+ H

- H , - e

, + e+ HO

HO O

OH

HO O O

O O

OH

HO O

Dehydroascorbinsäurepaarweise Dehydrierung über Radikal

Reduktion von Iod zu Iodid:

Oxidation von Ascorbinsäure zu Dehydroascorbinsäure:

Beachte: pH muß stark sauer sein! bei pH: 5-8 reversible Reaktion

cm z

M V feqr

=*

* *

010 00881 21761 0 001 1

.. * *

. * . *mol

lg mol

g l=

I2 + 2e 2I

Ascorbinsäure(L-xylo-Ascorbinsäure)

O

O O

OH

HO O

H

H

O

OH

OH

O

OHOHO

Hemiacetal bishydratisierte Dehydroascorbinsäure

O

OH

OH

O

OHOHHO

HO

dimere Dehydroascorbinsäure

OO

O O

O O

O

OH

HOO

HO

OH

I2 + 2e 2I

+ H2O

+ H2O

- H2O

- H2O+ H2O

- H2O,+ 2e+ 2H

- 2H ,- 2e

NMR-Untersuchungen zur Ascorbinsäure-Oxidation:

1. Dehydroascrbinsäure: drei benachbarte Carbonylgruppen ⇒ Chromophor: Gelbfärbung nicht existent (farblos)2. wasserfreie Dehydroascorbinsäure ist in wäßriger Lösung nicht existent!

Metamizol-Gehaltsbestimmung

R CH SO Na I H O R CH OH HI Na HSO− − + + → − − + + +− + + −2 3 2 2 2 42 2

H+

Metamizol-Na Halbaminal

NN

CH3N

CH3O

CH2

H3C

SO3 Na

+ HCHO

NN

CH3N

CH3O

H

H3C

4-Methylaminophenazon

EuAB (97):0.200 g SZ, in 10 ml einer Eis-Wasser-Mischung gekühlten HCl (0.01 mol/l) gelöst, werden sofort tropfenweise mit Iod-Lösung (0.05 mol/l) titriert. Vor jedem weiterenZusatz von Iod-Lösung (0.05 mol/l) wird der entstandene Niederschlag durch Schüttelngelöst. Gegen Ende der Titration werden 2 ml Stärke-Lösung R zugesetzt und bis zurmindestens 2 min lang bestehenbleibenden Blaufärbung titriert. Während der Titrationdarf die Temperatur der Lösung 10°C nicht übersteigen. 1ml Iod-Lösung (0.05 mol/l) = 16.67 mg C13H16N3NaO4S

Phenazon-Gehaltsbestimmung

EuAB (97):0.150 g SZ, in 20 ml Wasser R gelöst, werden nach Zusatz von 2g Natriumacetat Rund 25.0 ml Iod-Lösung (0.05 mol/l) 30 min lang unter Lichtschutz stehengelassen. Nach Zusatz von 25 ml Dichlormethan R wird bis zur Lösung des Niederschlags geschüttelt und mit Natriumthiosulfat-Lösung (0.1 mol*l-1) unter Zusatz von 1 mlStärke-Lösung R, die gegen Ende der Titration zugesetzt wird, titriert. Ein Blindversuch wird durchgeführt.1 ml Iod-Lösung (0.05 mol*l-1) = 9.41 mg C11H12N2O

I S O I S O2 2 32

4 622 2+ → +− − −

Phenazon 4-Iodphenazon

Rücktitration des Iodüberschuß mit Thiosulfat-Lösung:

NN

CH3

CH3O+ I2

NN

CH3

CH3O

I

+ HI

Benzylpenicillin-Na, Penicillin GBenzylpenicillinum natricum(2S,5R,6R)-3,3-Dimethyl-7-oxo-6-[(phenylacetyl)amino]-4-thia-1-azabicyclo[3.2.0]heptan-2-carbonsäure

N

S

COO

CH3

CH3

O

N

H

ONa

Mr 356.4Snf. C16H17N2NaO4SSmp. 104-110° CKristalle weißes kristallines PulverpKa 2.8

Lösl.in:H2O ☺EtOH ☺EtherLagerung luftdicht

Indikation bakterizides AntibiotikumStamm: Penicillium notatum

Benzylpenicillin-Na, iodometrische Konventionsmethode

Penicillosäure

R C

CO

O

N

S

H COO

CH3

CH3H

R

CO

O

N

S

H COO

CH3

CH3

H

Penaldaminsäure

N

S

H COOH

CH3

CH3

H

H

Penicillamin 2-Amino-3-sulfo3-methyl-buttersäure

+ H2O, + OH

+ H2O

N

O3S

H COOH

CH3

CH3

H

Benzylpenicillin-Na

R C C

CO

OH

H O

H

Penaldinsäure

R C C

H

H O

HPenilloaldehyd

R C C

CO

OH

OH

- CO2+ I2

R C C

CO

OH

H

O

+ 3I2

+ 6I