Berekeningen bij titraties
Er zijn vele manieren om uit het verbruik aan titrans het gehalte van een stof uit te rekenen. Sommige van deze berekeningen zijn zo onoverzichtelijk, dat zij een bron van fouten vormen. Dat geldt in het bijzonder voor de berekeningen bij terugtitraties.
De staf van de cursussen Grondstoffenonderzoek en Analyse van Bereidingen beveelt voor directe titraties de volgende methode aan:
gehalte (%) = 100 · ml titrans · titer · reactiegewicht / afgewogen hoeveelheid (mg) (1)
Het reactiegewicht is de relatieve molecuulmassa (Mr ) van de stof vermenigvuldigd met het aantal mol stof, dat met 1 mol titrans reageert. Dit kan uit de reactievergelijking worden afgeleid.
In monografieën van de Europese Farmacopee wordt vaak een formulering als
1ml of 0.05 M iodine is equivalent to X mg of CxHyOz.
gebruikt. In dit geval bedraagt het reactiegewicht dus
X / 0,05 = 20 · X (2)
Indien de stof w% water bevat en het gehalte berekend moet worden op de gedroogde stof wordt het met vergelijking (1) berekende gehalte vermenigvuldigd met de factor
100 / ( 100 - w ) (3)
Uiteraard moeten eventuele verdunningsstappen via een verdunningsfactor gecorrigeerd worden.
Bij terugtitraties wordt een overmaat van een reagens toegevoegd. Na afloop van de reactie wordt via een titratie bepaald hoeveel er van de overmaat reagens overgebleven is.
Indien het reagens en het titrans in de verhouding 1:1 met elkaar reageren kan het gehalte (in %) worden berekend met vergelijking (4)
gehalte (%) = 100 · (mmol reagens - mmol titrans) · reactiegewicht / afgewogen hoeveelheid (mg) (4)
Indien het reagens en het titrans niet in de verhouding 1:1 met elkaar reageren moet de formule daaraan worden aangepast.
Meestal wordt bij dergelijke bepalingen een "blanco" voorgeschreven. Hierbij wordt de overmaat reagens getitreerd zonder dat de te bepalen stof aanwezig is.
Deze blanco functioneert in feite als een titerstelling van het reagens en mag dan ook niet verward worden met de blanco waarmee gecorrigeerd wordt voor het verbruik van het oplosmiddel of de indicator.
Het gehalte kan dan het eenvoudigst worden berekend met vergelijking (5)
gehalte (%) = 100 · (ml blanco - ml titrans) · titer titrans · reactiegewicht / afgewogen hoeveelheid (mg) (5)
Let er op dat in vergelijking (5) reactiegewicht ten opzichte van het titrans !! gebruikt moet worden.
De Pharmacopea Europea geeft echter voor de berekening vaak een aanduiding van de hoeveelheid stof die met 1 ml van het reagens reageert.
Indien bij voorbeeld bij een jodometrische bepaling een overmaat jodium toegevoegd wordt, die na de voorgeschreven reactietijd met thiosulfaat teruggetitreerd wordt, dan moet in de bovenstaande formule het reactiegewicht ten opzichte van thiosulfaat gebruikt worden en niet dat ten opzichte van jodium.
De Europese Farmacopee geeft echter de formule:
1ml of 0.05 M iodine is equivalent to X mg of CxHyOz.
Omdat bij de terugtitratie 1 mol jodium met twee mol thiosulfaat reageert is het reactiegewicht van de te bepalen stof in de berekening 10· X en niet 20· X.
Molariteit of Normaliteit
In de oudere literatuur wordt de sterkte van titrantia en reagentia niet aangeduid in M(olair) maar in N(ormaal).
Voor zuren geldt dat een oplossing met een sterkte van 1 N een hoeveelheid van één "mol" H+ per liter bevat.
Voor basen geldt dat een sterkte van 1 N correspondeert met een hoeveelheid van één "mol" OH- per liter.
Een oplossing van 0,05 M zwavelzuur is dus identiek aan een oplossing van 0,1 N zwavelzuur.
Wanneer een titrans betrokken is bij een redox-reactie correspondeert een sterkte van 1 N met één "mol" electronen per liter.
Jodium (I2) staat bij de titratie met thiosulfaat twee electronen af. Een oplossing van 0,05 M jodium heeft bij een titratie met thiosulfaat een dus sterkte van 0,1 N.
Bij de titratie van isoniazide wordt kaliumbromaat onder opname van zes electronen gereduceerd tot bromide. De aanduiding van de sterkte als 0,0167 M komt eveneens met 0,1 N overeen.
Het gebruik van de op het eerste gezicht merkwaardige concentraties als 0,0167 M bij de titervloeistof kaliumbromaat is op historische gronden verklaarbaar.
Toen men bij het herschrijven van de farmacopee van normaliteit naar molariteit over ging, heeft men de feitelijke sterkte van de reagentia gehandhaafd en alleen de omschrijving er van aangepast.
23 december 1999
Staf Farmaceutische Analyse 5e-jaar