Bromo-, Iodometrie

Brom(at)ometrieOM: Bromat-Ionen in saurer Lösung− + − −0BrO + 6H + 6e → Br + 3H O, E = 144 . V3 2Bromat hat ein höheres Normalpotential [E 0 (BrO 3-/Br - ) = +1.44V]als Brom [E 0 (Br 2/Br - ) = +1.07 V]Bea.: je positiver E 0 des Redoxpaares, um so stärker oxidierend wirkt seine oxidierte Form!OM: Brom-Lösung (KBrO 3 mit KBr-Zusatz)Bromlösung ist unbeständig, deshalb wird Brom intermediärerzeugt durch Komproportionierung von Bromat (BrO 3- ) undBromid:+5 -10− − +BrO + 5Br + 6H O → 3Br + 9H O3 3 2 2a) Indikatoren, die durch überschüssiges Brom oxidativ zerstörtwerdenb) Überschuß an Brom oxidiert zugesetztes Iodid zu Iod, dannRücktitration mit Thiosulfat-Lösung gegen Stärke

Herstellung der MaßlösungZur Herstellung der Maßlösung mit c(1/6 KBrO 3 ) = 0.1 Nlöst man 1/60-tel der molaren Masse (2.7833 g Kaliumbromat)im Meßkolben zu 1l auf.ceq( KBrO3)= c(16KBrO3)= 6c(KBrO3),z= 6Mr( KBrO3)= 167g/ molEinstellung:Kaliumbromat = Urtitersubstanzf = 0.1796*eReinheitsprüfung:5 ml Bromat-Lösung mit 2 ml Schwefelsäure (2 mol/l) ansäuern und1 Tropfen 0.1% Methylorange dazu, rosa Farbe darf nach 2 min nichtverschwunden seinLösung: gut haltbar, titerbeständig

Iod(at)ometrieOM: Iod-Lösung + KI (iodometrisch), KIO 3 + KI-Zusatz inneutraler/schwach saurer Lösung (iodatometrisch)I 2 (KIO 3 + KI), z = 2− 0I + 2e → 2I − , E = 054 . V2KI (Na 2 S 2 O 3 ), z = 12− 2− − 02SO → SO + 2e , E = 017 . V2 34 6= Stärke (Grenzkonzentration ca. 10 -5 mol/l)= Gegenwart von Iodid-Ionen= blaugefärbte Iod-Stärke-Einschluß-Verbindung

Herstellung der MaßlösungZur Herstellung der 0.1 N Maßlösung löst man 12.7 g Iod und 20 gKaliumiodid in Wasser zu 1l auf.n eq(2I2 ) = n(1 2 I2)= 2n(I ) = n(I),z =2Einstellung:Arsentrioxid = Urtitersubstanzf = 202.2*Einwaage As 2 O 3 (g)/Verbrauch 0.1N Iod-Lösung (ml)80 mg As 2O 3werden in einer Mischung von 10 ml NaOH-Lösung 8.5 %und 10 ml Wasser gelöst. Anschließend werden 10 ml HCl 7% und 3 gNaHCO 3hinzugefügt. Die Lösung wird mit Iod-Lösung unter Zusatz vonStärke titriert. 1ml 0.1 N Iod-Lösung entspricht 4.946 mg As 2O 3.Lösung: vor Licht geschützt lagern

• Titration mit Iod-Lösung (+ Zusatz von KI);• Iod löst sich dadurch in Wasser unter Bildungvon Polyiodiden; am stabilsten sind: I 3-und I 42-I 2 + nIn I 2 + 2II (2n+1)2I (2n+2)• Iod-Maßlösung ist unbeständig,• Gehalt ändert sich rasch, daher:KI/KIO 3-Gemisch (Molverhältnis 5:1),was beim Ansäuren Iodinsitufreisetzt:IO 3-+ 5 I - + 6 H + → 3 I 2+ 3 H 2O• Disproportionieren von Iod zu Hypoiodidund Iodid (kein Iod-Stärke-Komplex möglich)I 2+ 2 OH - → IO - + I - + H 2O• SZ wird mit überschüßigem KI reduziert• Iodid wird zu Iod oxidiert• ausgeschiedenes Iod wird mit Thiosulfatzurücktitriert,das dabei im neutralen bisschwach sauren Milieu zum Tetrathionatoxidiert wird:I 2+ S 2O 3-→ 2 I - + S 4O 62-• instabile Thioschwefelsäure entsteht:S 2 O 3- + 2H + → (H 2 S 2 O 3 ) → H 2 O + SO 2 + S• Disproportionierung von Iod zu Iodidund Iodat• Iodat hat höheres Redoxpotential als Iod• Thiosulfat wird zum Sulfat oxidiert:S 2 O 32-+ 10 OH - → 2 SO 42-+ 8 e - + 5 H 2 O

Brom(at)ometrie, IodometrieStoff (EuAB/DAB) Endpunkt Zusätze• Isoniazid (97) Methylrot H 2 O, HCl, KBr, KBrO 3• Acetylcystein (97) KI/Stärke H 2 O, HCl, I 2• Ascorbinsäure (99) Stärke H 2 O, H 2 SO 4 , I 2• Metamizol-Na (00) Stärke HCl, I 2• Phenazon (97) Stärke H 2 O, Na-acetat, I 2 , CH 2 Cl 2,Na 2 S 2 O 3• Benzylpenicillin-Na/K Stärke H 2 O, NaOH, Na-acetat/Eisessig-(DAB 8) Puffer, HCl, I 2 , Na 2 S 2 O 3

Isoniazid, Isonicotinsäurehydrazid, INHIsoniazidumPyridin-4-carbonsäurehydrazidM r 137.1Smp. 170-174° CKristallepK aweißes kristallines Pulver,farblose KristalleamphoterpK a1 = 1.9 (1.4-2.2)pK a2 = 3.5 (3.5-3.9)pK a3 = 10.8 (9.8-11.2)OCNHHNNH 32.13Dikation(im sauren Milieu)OCNHNNH 33.81HydraziniumkationHOCNNH2NIsoniazid11.03pHLösl.in:6.0-8.0H 2 O ☺EtOH ☺/Ether O N O N O NC NH2 C NH2 C NH2NNNmesomeriestabilisiertes Anion (im alkalischen)

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 fortgesetztemSchütteln wird tropfenweise mit Kaliumbromat-Lösung (0.0167 mol/l) titriert, bis die Rotfärbung verschwindet.saure Hydrolyse:OCNHIsoniazidNNH2-+ HClH 2 N NH 2HydrazinOCNOHIsonicotinsäurem c M Veq*r*=z01 . mol * 1371 . g * 0.001lm =l* mol*4m = 3428 . mgSynproportionierung: 5 Br + BrO 3 + 6 H 3 Br 2 + 3 H 2 OReduktion:Oxidation:Br 2 + 2e 2 Br * 2N 2 H 4 N 2 + 4e + 4 HRedoxreaktion:(z = 4)N 2 H 4 + 2 Br 2N 2 + 4Br + 4 HEndpunktsanzeige: Methylrot (irreversible oxidative Zerstörung des Indikators)

Titrationskurve: Ox 1= Titrant (E 1); Red 2= Probe (E 2)0% Oxidation = Anfangspunkt A:c00059 .ox2EA= E2+ logz cred50% Oxidation = Punkt B:EBc00059 .ox2= E2+ logz c100% Oxidation = Äquivalenzpunkt C:10 0EC= E( eq) = ( E1+ E2)2c = ccEcoxredDox=red1 2cox1 2200% Oxidation = doppelte stöchiometrischeMenge an Titrant, Punkt D:redc00.059 ox1= E1+ log =z c=cred1 12red21E01zOx + z Red → z Red + zOx2 1 1 2 2 1 1 2Zahl der ausgetauschtenElektronen im Titrant-undProbesystem gleichz=z1 210 0Eeq ( ) = ( E1+ E2)20E1− E( eq)0= 1Eeq ( ) − EZahl der ausgetauschtenElektronen ungleichz≠z1 2Eeq ( ) =2zE01 102z0E1− E( eq)=Eeq ( ) − E++zzzEz1 22102 2

Acetylcystein, ACCAcetylcysteinum(R)-2-Acetamido-3-sulfanylpropansäureM r 163.2Snf. C 5 H 9 NO 3 S104-110° CSmp.Kristalleweißes kristallines Pulver,farblose KristallepK a 9.520[ ] = + 5°( 3% ige wäßrige Lsg.)α DLösl.in:H 2 OEtOHEtherLagerung☺☺lichtgeschütztLösungen mit entgastemWasser (CO 2 -frei) herstellen,wegen Oxidationsgefahr der ThiolgruppeIndikation MucolyticumGewinnung von Acetylcystein:Hydrolysate aus Haar-und HornabfällenCystinBasen/AcetanhydridN,N‘-DiacetylcystinReduktion mit ZinkstaubN-AcetylcysteinHHHOOC N CH 3C CHS CH 2 O

Gehaltsbestimmung von Acetylcystein• direkt iodometrisch: Thiolgruppe wird mit Iod spezifisch zum Disulfid oxidiert!Oxidation:H 3 CCOHN HCH 2 CCOOH COOH+SH HSHHNCCH 2COCH 3H 3 CCOHHNCH 2 CHOOCCOOHS SHHNCCH 2COCH 3+ 2 H+ 2 eAcetylcysteinN,N'-BisacetylcystinReduktion: I 2 + 2 e2I• beachte: HCl-Zusatz verzögert Ringschluß zur Thiazolcarbonäure, diese wird bei der iodometrischenBestimmung nicht mit erfasstH 3 CNSCOOHThiazolcarbonsäure(Synthesevorstufe)H, H 2 OH HCOOHNH 3 C OCH 2SHAcetylcysteinm c M Veq*r*=z01 . mol * 16321g * 0.001lm =l* mol*1m = 16.32mg

Ascorbinsäure, Vitamin CAcidum ascorbicum(5R)-5-[(S)-1.2-Dihydroxyethyl]-3.4-dihydroxy-2(5H)-furanonM r 176.1Smp. 190° C (unter Zersetzung)KristallepK apHLösl.in:H 2 OEtOHEtherLagerungweißes kristallines Pulver,farblose monokline Kristalle,Nadeln, rechteckige Plattenvinyloge CarbonsäurepK a1 = 4.2pK a2 = 11.62.1-2.6 (5% ige wässrige Lösung)☺/☺☺[ α 25D] = + 205 . bis + 215 . ° ( 1% in Methanol)lichtgeschützt, luftdicht,nicht im MetallbehältnisEndiol = ReduktonHO+ 2 H,+ 2 eOOH- 2 H,- 2 eO+ OHOODehydroascorbinsäure- H 2 OHOOOHO5*1'OH*4O132OHOOHOOHO

Gehaltsbestimmung von AscorbinsäureVorschrift nach DAB: 0.150 g SZ, in einer Mischung von 10 ml verdünnter Schwefelsäure R und 80 mlkohlendioxidfreiem Wasser R gelöst, werden nach Zusatz von 1ml Stärke-Lösung R mit 0.1 N Iod-Lösung bis zurbleibenden Blauviolettfärbung titriert.Oxidation von Ascorbinsäure zu Dehydroascorbinsäure:HOOH- H , - eHOO- H , - eOOHOOHOAscorbinsäureO+ H, + eHOOHOOpaarweise Dehydrierungüber Radikal+ H, + eHOO OOHDehydroascorbinsäureReduktion von Iod zu Iodid:Beachte: pH muß stark sauer sein! bei pH: 5-8 reversible ReaktionI 2 + 2e2Iceq=m*zM * V * fr01 .moll=0. 00881g* mol*21761 . g* 0. 001l*1

NMR-Untersuchungen zur Ascorbinsäure-Oxidation:1. Dehydroascrbinsäure: drei benachbarte Carbonylgruppen ⇒ Chromophor: Gelbfärbung nicht existent (farblos)2. wasserfreie Dehydroascorbinsäure ist in wäßriger Lösung nicht existent!OHOH+ H 2 O- 2H ,- 2eOHOOHOH+ H 2 OOHHOOHOHHOOHOOAscorbinsäure(L-xylo-Ascorbinsäure)- H 2 O+ 2H,+ 2eOOHHemiacetalO- H 2 O+ H 2 O - H 2 OHOOHOObishydratisierteDehydroascorbinsäureI 2 + 2e2IOOOHHOOOOOOHO OHOdimere Dehydroascorbinsäure

Metamizol-GehaltsbestimmungEuAB (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 C 13H 16N 3NaO 4SH +R − CH − SO Na + I + 2H O → R − CH − OH + 2HI + Na + HSO− + + −2 3 2 2 2 4Metamizol-NaHalbaminalCH 2SO 3NaHH 3 CNON N CH 3CH 3H 3 CNOCH 3+ HCHON N CH 34-Methylaminophenazon

Phenazon-GehaltsbestimmungEuAB (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 Niederschlagsgeschüttelt 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 C 11H 12N 2OON N CH 3CH 3I CH 3+ I 2O N N CH 3+ HIPhenazon4-IodphenazonRücktitration des Iodüberschuß mit Thiosulfat-Lösung:2I + 2S O → 2I + S O− − 2 −2 2 34 6

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-carbonsäureM r 356.4Snf. C 16 H 17 N 2 NaO 4 S104-110° CSmp.KristallepK a 2.8weißes kristallines PulverOHNONSCH 3CH 3COONaLösl.in:H 2 OEtOHEtherLagerung☺☺luftdichtIndikation bakterizides AntibiotikumStamm: Penicillium notatum

Benzylpenicillin-Na, iodometrische KonventionsmethodeBenzylpenicillin-NaROHS CH 3CCH 3C NO HCOOPenicillosäure+ H 2 O, + OHHS CH 3RCH 3O C NO HCOOPenaldaminsäureHOR C C R C CO C OH O C HOHPenaldinsäureOH+ I 2OHR C C R C C- CO 2O+ H 2 OHHS CH 3CH 3NHCOOHPenicillamin+ 3I 2+ 6IO 3 SCH 3H NCH 3HCOOH2-Amino-3-sulfo3-methyl-buttersäureOCOHHH HPenilloaldehyd