Титрация дозы что это такое простыми словами

Титрация дозы что это такое простыми словами

Цели лекарственной терапии должны быть установлены до начала лечения. Они могут состоять из экстренной корректировки серьезного патофизиологического процесса, облегчения острых либо хронических симптомов или изменения суррогатных конечных точек (АД, ХС плазмы или MHO), что связано с предпочтительными исходами в заданной популяции.

Уроки CAST и применения инотропных препаратов должны заставить врачей относиться скептически к терапии, направленной на суррогатные конечные точки при отсутствии контролируемых клинических исследований.
Когда целью лечения является экстренная корректировка физиологических нарушений, препарат следует вводить в/в в дозах, подобранных для достижения быстрого терапевтического эффекта. Такой подход целесообразен, когда польза превосходит риск. Как было сказано ранее о лилокаине, большие дозы препарата, вводимые в/в, несут риск усиления лекарственной токсичности, поэтому даже в случае самого экстренного назначения препарата этот подход не будет правильным. Исключением является аденозин, который следует вводить быстро болюспо, т.к. он за короткое время и повсеместно элиминируется из плазмы, его захватывают практически все клетки, поэтому медленное введение или инфузия редко позволяют достичь необходимых высоких концентраций в области воздействия (например, коронарной артерии, кровоснабжающей атриовентрикулярный узел, для купирования аритмии).

Время, необходимое для достижения равновесной концентрации в плазме, определяется периодом полувыведения. Введение ударной дозы может сократить это время, но только в случаях, если кинетика распределения и выведения известна изначально и выбран правильный режим насыщения, иначе возможен избыток или недостаток введения во время фазы насыщения, Таким образом, начало терапии с использованием стратегии насыщения возможно только в случае экстренного назначения.

Кривые доза-ответ отражают взаимосвязь дозы препарата и ожидаемой кумулятивной степени желательного и нежелательного эффектов. По оси X представлена дистанция между этими кривыми, называемая терапевтическим коэффициентом (индексом или окном), которая указывает на вероятность определения постоянною режима дозирования, позволяющего достичь эффект без нежелательных явлений.

Препараты с особенно широким терапевтическим коэффициентом можно вводить в случайные интервалы, даже если препарат быстро элиминируется.
При серьезных ожидаемых нежелательных эффектах наиболее подходящая стратегия лечения состоит в следующем: низкие стартовые дозы и оценка необходимости повышения доз, когда достигнут стабильный эффект препарата. Этот подход имеет преимущество, т.к. минимизирует риск дозозависимых нежелательных эффектов, но требует титрации доз для достижения эффективности. Примером служит соталол: поскольку риск пируэтной ЖТ повышается с дозой препарата, стартовая доза должна быть низкой.

При ожидаемой относительно малой и легко управляемой токсичности необходимо начинать лечение с больших доз, чем минимальные, для достижения терапевтического эффекта, допуская риск нежелательных эффектов; некоторые АГП назначают именно таким образом. Тем не менее должно стать правилом использование наименьших доз для снижения токсичности, особенно непредсказуемой и не связанной с известным фармакологическим действием.

Иногда увеличение дозы в широком терапевтическом интервале не приводит к желаемым эффектам и отсутствию нежелательных явлений. В этих условиях врач должен быть готов к возможности межлекарственных взаимодействий на фармакокинетическом и фармакодинамическом уровнях. В зависимости от природы ожидаемой токсичности возможно повышение дозы, выходящее за границы обычною терапевтического интервала, но только в том случае, если ожидаемая токсичность несерьезна и легко преодолима.

Источник

Титриметрический анализ

Условия для эффективного титрования

Чтобы титрование было эффективным, должны соблюдаться определенные условия:

Условие 1: Титрант T должен иметь предпочтение для реакции только с аналитом A, а не с другими химическими веществами, которые могут присутствовать в растворе.

Примеры:

Условие 2: Должно быть известно соотношение между количеством молекул титранта, которые реагируют с каждой молекулой аналита, также известное как стехиометрия реакции.

Примеры:

Условие 3: Концентрация титранта (Т) должна быть точно известна. Объем (или иногда вес) смеси проб должен быть точно известен. Опять же, это потребуется при расчете концентрации неизвестного аналита в образце.

Условие 4: Необходим датчик для обнаружения изменений в концентрации одного из реагентов (T или A) или продукта (P), чтобы точно определить, когда к смеси было добавлено точное количество титранта (T) для реакции с аналитом (А). Это называется конечной точкой (иногда, точкой эквивалентности) титрования. В зависимости от выбранного вами метода анализа, в качестве датчика может служить глаз оператора, который обнаружит внезапное изменение цвета раствора. Для более точных измерений концентрации лучше использовать электрохимический датчик.

Условие 5: Наконец, необходимо устройство для точного измерения количества титранта (T), добавляемого к смеси образцов. Как только датчик обнаружит конечную точку, вам нужно будет обратиться к этому измерительному устройству, чтобы определить, сколько титранта было добавлено. Существуют различные типы инструментов для измерения объема титранта, от простых пипеток (метод капельного титрования: опреатор подсчитывает каждую добавленную каплю, затем расчитывается концентрация путем умножения кол-ва капель на определенный коэфициент согласно методике) до автоматических бюреток.

На нашем сайте представлен широкий асортимент необходимых приборов и реагентов HACH LANGE для проведения эффективного титриметрического анализа в соответсвии с вашим применением. В числе определяемых параметров вы найдете: pH, бромное число, диоксид серы, диоксид хлора, жесткость общая (Ca Mg), кислотность, Общее кислотное число (TAN), Общее щелочное число (TBN), содержание влаги (Карл Фишер), содержание соли, сульфит, тиол в нефтепродуктах, хлор свободный и общий, щелочность и пр. В зависимости от необходимой точности мы можем предложить вам универсальные автоматические титраторы, ручные титраторы или же тест наборы (реактивы и необходимые аксессуары):

Компания АкваАналитикс® 💧 является официальными представителем Hach Lange на территории России и стран СНГ. Для получения консультации или подбора лабораторного / промышленного оборудования и реагентов для выполнения титриметрического анализа на вашем предприятии или в лаборатории, свяжитесь с нами удобным для вас способом.

Источник

Профессор Т.Ю. ДЕМИДОВА: «Для эффективности инсулинотерапии важны адекватный подбор дозы, своевременная ее титрация, обучение пациентов правилам техники инъекций, а также соблюдение рекомендаций по самоконтролю и лечению»

– Несмотря на разработку и внедрение в клиническую практику новых классов инновационных противодиабетических препаратов, достижение длительного контроля гликемии и предупреждение развития осложнений сахарного диабета по-прежнему остаются сложной задачей современной диабетологии. Какие ключевые причины лежат в основе хронической декомпенсации углеводного обмена и прогрессирования сердечно-сосудистых осложнений?

– Действительно, на сегодняшний день в практику клиницистов внедрено много инструментов, способствующих успешному управлению сахарным диабетом (СД). Однако сохраняются сложности в долговременной компенсации углеводного обмена.

К основным причинам хронической декомпенсации, а также сохранения тенденции к прогрессированию сердечно-сосудистых осложнений у пациентов с СД 2 типа можно отнести низкую приверженность пациентов врачебным рекомендациям, несвоевременность назначения и интенсификации сахароснижающей терапии врачами, отсутствие полноценного скрининга осложнений сахарного диабета, трудности во взаимодействии между врачом и пациентом. Управление сахарным диабетом и его осложнениями в глобальном плане представляет тяжелый многостадийный процесс, успешность которого основывается в том числе на вовлеченности пациента.

Кроме того, хроническая декомпенсация может быть обусловлена низкой осведомленностью медицинских работников о современных возможностях безопасной и при этом эффективной терапии, направленной не только на нормализацию показателей углеводного обмена, но и на предупреждение развития кардиометаболических осложнений.

– Насколько сегодня актуальна тактика лечения до достижения целевых значений гликированного гемоглобина, если учесть, что существуют инновационные препараты, которые снижают риск развития осложнений и смертность от сахарного диабета?

– В настоящее время мы имеем широкий пул сахароснижающих препаратов, обладающих улучшенными фармакокинетическими и фармакодинамическими свойствами, выраженными кардио-, нефропротективными и другими эффектами, направленными на коррекцию метаболических нарушений и способствующих, по данным различных международных исследований, снижению смертности.

Однако ключевым звеном в управлении СД и его осложнениями остается гликемический контроль, подразумевающий как ежедневный самоконтроль глюкозы, так и контроль гликированного гемоглобина (HbA1c) как основного маркера эффективности проводимой терапии.

При этом следует принимать во внимание, что оценка уровня гликированного гемоглобина имеет ряд существенных ограничений. Так, данный показатель отражает только средний уровень глюкозы за три месяца. Он не позволяет оценить вариабельность гликемии, частоту гипо- и гипергликемий. Помимо этого гликированный гемоглобин неинформативен при таких сопутствующих состояниях, как анемия, гемоглобинопатии, нефротический синдром, что нередко встречается у пациентов старшей возрастной группы.

– Установлено, что своевременное начало инсулинотерапии для контроля заболевания улучшает прогноз, замедляя развитие необратимых изменений в организме. Какие барьеры препятствуют этому?

– Часто несвоевременное начало инсулинотерапии и неудовлетворительная компенсация СД 2 типа на ее фоне являются следствием негативного отношения пациентов к такому варианту лечения, психологического сопротивления назначению инсулина и низкой приверженности терапии. Усугубляется это и тем, что пациенты с СД 2 типа в большинстве своем лица пожилого возраста, для которых любое изменение привычных условий жизни представляет определенные трудности. Так называемая психологическая резистентность к инсулину основывается на целом спектре опасений, включая опасения гипогликемий, набора массы тела, необходимости выполнения инъекций и адаптации инсулинотерапии к привычному образу жизни.

Кроме того, препятствовать началу инсулинотерапии может клиническая инертность врачей, связанная с нежеланием менять терапию, несмотря на недостижение целевой гликемии и наличие очевидных симптомов декомпенсации углеводного обмена на фоне приема пероральных сахароснижающих препаратов.

– Существуют ли проблемы, связанные с ведением пациентов на инсулинотерапии?

– К основным сложностям в ведении пациентов на инсулинотерапии прежде всего следует отнести ограниченное время приема. Врачи не успевают сообщить всю необходимую информацию. Слишком много надо затратить сил и слишком многое объяснить, чтобы назначить такое лечение, особенно тем, кто приходит впервые и недостаточно осведомлен о том, как контролировать заболевание. Поэтому для успешного управления сахарным диабетом крайне важно обучение пациента. Без этого даже самые эффективные лекарства не могут гарантировать успех лечения.

Кроме того, инсулинотерапия подразумевает динамический контакт пациента с лечащим врачом с целью своевременной коррекции и титрации доз, что в реальной жизни не всегда выполнимо.

– Каковы основные этапы инсулинотерапии при сахарном диабете 2 типа?

– Алгоритм применения инсулинотерапии при СД 2 типа предполагает несколько этапов.

Первый этап – инициация терапии в отсутствие достижения индивидуальных целей гликемического контроля на фоне лечения оптимальными дозами других сахароснижающих препаратов или их комбинаций. В качестве старта терапии преимущественно используется базальный инсулин, в том числе в комбинации с агонистом рецепторов глюкагоноподобного пептида 1, или готовые смеси инсулина. При этом эффективность лечения определяется не только фактом введения инсулина, но и адекватностью его дозы.

Если не удается стабилизировать показатели гликемии, необходима оптимизация лечения, заключающаяся в титрации доз инсулина, что является вторым этапом инсулинотерапии при СД 2 типа.

Третий этап подразумевает интенсификацию инсулинотерапии. Возможно два пути интенсификации: добавление к базальному инсулину прандиального инсулина или увеличение кратности инъекций готовых смесей инсулина. Выбор схемы интенсификации зависит от уровня гликемии, приверженности пациента назначенному лечению и особенностей его образа жизни.

– Можно ли предположить, что в ближайшем будущем исчезнет потребность в инсулинотерапии сахарного диабета 2 типа?

– Сахарный диабет 2 типа является прогрессирующим заболеванием, при котором происходит постепенное истощение функциональных возможностей β-клеток поджелудочной железы, в связи с чем инсулинотерапия в какой-то момент становится неизбежной. Достижение целевых показателей гликемии с помощью своевременного назначения инсулина не только снижает риск развития микро- и макрососудистых осложнений, но и способствует сохранению секреторного резерва β-клеток поджелудочной железы за счет устранения глюкозотоксичности.

– В современных международных рекомендациях по лечению пациентов с сахарным диабетом 2 типа особое место занимают аналоги базальных инсулинов. Чем это обусловлено?

– Ведущая роль в формировании стабильного гликемического фона принадлежит именно базальному инсулину как прототипу базальной секреции инсулина. Однако при применении базальных инсулинов у многих пациентов с СД 2 типа по-прежнему наблюдаются гипогликемии, усиление аппетита и, как следствие, увеличение массы тела, в связи с чем следует отдавать предпочтение таким препаратам базального инсулина, которые характеризуются длительным и стабильным профилем действия, низким риском гипогликемий, возможностью быстрой и простой титрации дозы, минимальным влиянием на массу тела. Данным требованиям соответствуют аналоги человеческих инсулинов, которые по своему профилю приближены к физиологическому профилю действия эндогенного инсулина в здоровом организме.

– Не секрет, что условия клинических исследований отличаются от условий реальной практики, поэтому их результаты не всегда можно экстраполировать на всю популяцию пациентов. Какие факторы необходимо учитывать для обеспечения эффективности терапии базальными инсулинами в клинической практике?

– В отличие от клинических исследований в реальной клинической практике зачастую отсутствует возможность динамического мониторинга и постоянного контакта медицинских работников с пациентами, необходимого для своевременной оценки эффективности терапии и ее коррекции.

Еще раз подчеркну, что для эффективности инсулинотерапии важны адекватный подбор дозы, своевременная ее титрация, обучение пациентов правилам техники инъекций. Огромное значение также имеет приверженность пациентов лечению, соблюдение ими рекомендаций по самоконтролю и лечению. Очень важно обсудить с пациентом, что начальная доза инсулина не является неизменной и подлежит коррекции, в том числе самостоятельной, в зависимости от гликемии натощак.

– Каков оптимальный алгоритм подбора дозы базального инсулина?

– Согласно консенсусу Американской диабетической ассоциации (American Diabetes Association – ADA) и Европейской ассоциации по изучению диабета (European Association for the Study of Diabetes – EASD) 2018 г., при недостижении целевого уровня HbA1c на фоне двойной/тройной сахароснижающей терапии целесообразно рассмотреть назначение инъекционных препаратов, в том числе базального инсулина. В качестве стартовой дозы базального инсулина рекомендована 10 ЕД/сут, или 0,1–0,2 ЕД/кг, с последующей титрацией.

Следует отметить, что обновленные Алгоритмы медицинской помощи больным сахарным диабетом 2019 г. во многом соответствуют консенсусу ADA/EASD 2018 г. В качестве терапии первой линии рекомендуется базальный инсулин в фиксированной дозе с агонистом рецепторов глюкагоноподобного пептида 1 или без него. В отечественных рекомендациях стартовой дозой базального инсулина также является доза 10 ЕД/сут, или 0,1–0,2 ЕД/кг. Ее титрация проводится один раз в три – семь дней. При неэффективности инъекционных препаратов первой линии следует рассмотреть возможность назначения прандиальных инсулинов. При этом целесообразно добавить одну инъекцию прандиального инсулина перед самым большим приемом пищи (из-за простоты и безопасности такого подхода). Если все же не удается достичь снижения HbA1c до целевых значений, добавляется сначала вторая, затем третья инъекция прандиального инсулина либо осуществляется перевод на терапию смешанными инсулинами.

– Сколько времени обычно занимает титрация дозы до достижения цели лечения в условиях реальной практики?

– Периода госпитализации пациентов в стационар, как правило, достаточно для достижения целевых показателей гликемии на фоне титрации доз инсулинов. Другая картина складывается в амбулаторных условиях, когда основной проблемой выступает трудность частого контакта с пациентом. В такой ситуации для достижения целевой гликемии требуется больше времени.

– Насколько широко применяются продвинутые методы контроля гликемии в вашей практике и какие возможности они предоставляют?

– Мы достаточно широко используем практически все имеющиеся на сегодняшний день возможности продвинутых методов мониторинга гликемии. Так, на базе нашего учреждения наряду с традиционным контролем гликемии с помощью глюкометра осуществляется непрерывный мониторинг глюкозы в режиме реального времени, а также флэш-мониторинг с помощью устройства FreeStyle Libre. Данные, полученные с помощью этих методов, позволяют выявить особенности гликемического профиля конкретного пациента, оценить динамику гликемической кривой, в том числе в ночное время, на фоне проводимой инсулинотерапии, частоту гипо- и гипергликемий, что вносит огромный вклад в реализацию персонализированного подхода к лечению.

– С чем, на ваш взгляд, связаны перспективы инсулинотерапии?

– В будущем мы ожидаем внедрения в клиническую практику инсулинов с еще более ровным и стабильным профилем действия, а также с увеличенной продолжительностью действия, что позволит снизить частоту инъекций и, соответственно, позитивно отразится на комплаентности пациентов.

Источник

ТИТРОВАНИЕ

ТИТРОВАНИЕ. (от франц. titre – качество, характеристика) – один из методов количественного анализа, основанный на измерении количества реагента, который полностью реагирует с анализируемым веществом. Например, если точно известно, какое количество гидроксида калия (в граммах или молях) израсходовано в реакции с соляной кислотой, то по уравнению реакции KOH + HCl = KCl + H₂O легко рассчитать, сколько граммов (или молей) хлороводорода было в анализируемом растворе.

Подобные расчеты можно проводить только для стехиометрических реакций. Этот термин ввел в употребление в 1792 немецкий химик Иеремия Рихтер. Он произвел его от греческих слов, означающих «невидимый» и «измерение», что должно было означать соотношение «невидимых» химических элементов в реакциях. Рихтер впервые в истории химии начала использовать количественные уравнения реакций. Например, по его данным, из 2400 гранов CaCO₃ при сильном прокаливании получается 1342 грана CaO, т. е. реакция разложения CaCO₃ = CaO + CO₂ характеризуется соотношением CaCO₃:CaO = 2400:1342 = 1,788, что удивительно хорошо согласуется с современным расчетом, который дает отношение 1,785.

Все реакции, которые используются в количественном анализе, обязательно должны быть стехиометрическими. Для этих реакций коэффициенты, стоящие перед формулами реагентов, показывают, в каких количественных соотношениях находятся реагенты и продукты. Например, соотношение реагентов в реакции окисления щавелевой кислоты перманганатом калия в кислой среде в точности соответствует уравнению

Поэтому эту реакцию можно использовать для точного определения концентрации перманганата в растворе, если известно количество израсходованной щавелевой кислоты (и наоборот). А вот рассчитать точно количество прореагировавшего с перманганатом калия алкена невозможно, так как эта реакция нестехиометрическая: при окислении из алкена образуется диол: R-CH=CH-R + 2[O] ® R-CH(OH)-CH(OH)-R, который может окисляться далее с разрывом углерод-углеродной связи и образованием двух молекул с карбонильной группой (кислоты или кетона). При этом разные опыты, даже проведенные в одинаковых условиях, дадут немного разное количество продуктов и их соотношение; в органической химии выход реакции очень редко бывает в точности равным 100,00%.

Чтобы анализ был точным, необходимо, помимо полного протекания реакции, чтобы реагент добавлялся к анализируемому веществу малыми порциями (например, по одной капле разбавленного раствора), а также чтобы можно было надежно определить момент, когда реакция закончилась. Для выполнения второго условия применяют различные индикаторы.

Индикаторы бывают самые разные. Рассмотрим реакцию питьевой соды с уксусом: NaHCO₃ + CH₃COOH = CH₃COONa + CO₂ + H₂O. Из этого уравнения следует, что 1 моль соды (84 г) полностью реагируют с 60 г уксусной кислоты. При этом выделяются пузырьки углекислого газа, которые и могут служить индикатором. Если к гидрокарбонату натрия известной массы добавлять по каплям уксус, пока не перестанет выделяться газ, то, измерив объем добавленного раствора и зная его плотность, легко рассчитать количество чистой уксусной кислоты в добавленном растворе и, следовательно, концентрацию уксуса. Например, если для полной реакции с 1,00 г соды потребовалось 10,5 г уксуса, то это значит, что в уксусе было 60/84 = 0,714 г чистой уксусной кислоты, а его крепость составляет (0,714/10,5)100% = 6,8%. При очень точных расчетах химики используют уточненные значения атомных масс элементов (в данном случае 84,01 для гидрокарбоната натрия и 60,05 для уксусной кислоты).

Конечно, описанный опыт по титрованию рассмотрен только для примера. Ведь газ выделяется далеко не во всех химических реакциях, да и заметить последний пузырек газа непросто, особенно если газ частично растворяется, а раствор имеет темную окраску. Поэтому обычно используют специальные индикаторы, изменение цвета которых свидетельствует о достижении конца реакции – так называемой точки эквивалентности.

Одни из самых распространенных индикаторов – кислотно-щелочные. Они применяются в тех случаях, когда в ходе титрования, т.е. постепенного добавления реагента к анализируемому раствору изменяется рН среды. Это происходит, например, если к анализируемому раствору щелочи добавляют раствор кислоты (или наоборот). Анализируемый раствор готовят по объему или по навеске (ее взвешивают на точных аналитических весах обычно до 0,1 мг), которую растворяют в мерной колбе точно известного объема (такие колбы могут иметь объем 10, 25, 50, 100, 200, 250, 500 или 1000 мл). Небольшой объем анализируемого раствора отбирают из мерной колбы с помощью специальных мерных пипеток (их объем также определен с высокой точностью и составляет обычно 10, 20, 25 и 50 мл) и помещают в коническую колбочку для титрования. В эту колбочку по каплям при непрерывном перемешивании добавляют раствор реагента из бюретки до достижения точки эквивалентности.

Объем израсходованного раствора реагента измеряют по делениям бюретки; ее объем может быть равен 10, 25 или 50 мл, а цена деления – 0,1 мл. Существуют и микробюретки емкостью от 1 до 5 мл с ценой деления 0,01 мл. Раствор из бюретки с помощью краника добавляют по каплям к раствору анализируемого вещества. При этом титрование всегда повторяют несколько раз и берут усредненный результат – это повышает точность и надежность анализа. Если концентрацию растворов измерять в единицах моль/л, то по объему растворов анализируемого вещества и реагента можно сразу определить неизвестную концентрацию вещества. Например, если на титрование 25,00 мл раствора KOH пошло 12,55 мл раствора HCl с концентрацией 0,0865 моль/л (ее определяют заранее), то концентрация щелочи равна 0,0865(12,55/25,00) = 0,0432 моль/л. Понятно, что если для титрования использовали раствор серной кислоты, то необходимо учитывать стехиометрический коэффициент 2 в уравнении реакции 2KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2H₂O. Химики-аналитики, чтобы учесть стехиометрические коэффициенты, обычно используют вместо молярности нормальность раствора. Так, 1 н. раствор H₂SO₄ соответствует молярной концентрации 0,05 моль/л. Тогда произведение объема на нормальность раствора всегда будет одинаковым и для анализируемого вещества, и для реагента.

Кислотно-основных индикаторов известно множество (около 100), и каждый из них имеет свою область применения. Это можно показать на следующих примерах. При титровании сильной кислоты (HCl) сильной щелочью (NaOH) полная нейтрализация достигается, когда раствор, содержащий NaCl, нейтрален (рН = 7). В этом случае можно пользоваться такими индикаторами как нитразиновый желтый (окраска изменяется от желтой до сине-фиолетовой в интервале рН 6,0 – 7,0) или бромтимоловый синий, имеющий сходные характеристики. При титровании сильной кислоты сильной щелочью (или наоборот) изменение рН в точке эквивалентности бывает настолько резким, что можно использовать и многие другие индикаторы. Например, в указанном примере при концентрациях реагентов 0,1 моль/л после добавления 99,9% всей щелочи рН раствора равен 4, а после добавления 0,1% избытка щелочи рН = 10. Такое резкое изменение рН при титровании может быть вызвано всего 1–2 каплями реактива. Поэтому не будет ошибкой в данном случае воспользоваться и такими индикаторами как метиловый оранжевый (окраска изменяется от красной при рН 3,1 до оранжево-желтой при рН 4) или хорошо известным фенолфталеином (окраска изменяется от бесцветной при рН 8,2 до малиново-красной при рН 10,0).

Если же титровать раствором NaOH слабую кислоту, например, уксусную, то в конце титрования после полной нейтрализации кислоты раствор содержит ацетат натрия CH₃COONa, который, вследствие гидролиза, имеет щелочную реакцию (рН около 9). В этом случае уже нельзя пользоваться метиловым оранжевым, но можно – фенолфталеином. С другой стороны, при титровании слабой щелочи (например, раствора аммиака) сильной кислотой (HCl) в точке эквивалентности в растворе присутствует NH₄Cl, который из-за гидролиза имеет кислую реакцию (рН около 5), и здесь можно использовать метиловый оранжевый и нельзя – фенолфталеин.

Особый случай – выбор индикатора при титровании многоосновных кислот (например, Н₃РО₄), а также смесей веществ. Так, растворы NaOH обычно содержат примесь карбоната из-за реакции с углекислым газом воздуха. Если титровать раствор NaOH, содержащий Na₂CO₃, сильной кислотой в присутствии фенолфталеина, то раствор обесцветится, когда будет нейтрализована вся щелочь и частично – карбонат (это произойдет при рН около 8,5) в соответствии с уравнением

Если к такому раствору добавить метиловый оранжевый и продолжать титрование, то желтая окраска перейдет в розовую, когда прореагирует весь гидрокарбонат (этому соответствует рН около 3,5): NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂CO₃.

Таким образом, используя два кислотно-основных индикатора, можно рассчитать по отдельности содержание щелочи и карбоната в образце.

Если в ходе титрования протекает реакция окисления – восстановления, используются специальные индикаторы, изменяющие свой цвет в зависимости от окислительно-восстановительного потенциала раствора. Часто окрашенный реагент сам может служить индикатором. например, при количественном анализе восстановителей путем их титрования раствором KMnO₄, точка эквивалентности определяется по исчезновению розовой окраски перманганата. Таким образом можно, например, определить содержание в растворе железа(II) в соответствии с уравнением 10FeSO₄+ 2KMnO₄+ 8H₂SO₄ = 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O. Пока в растворе присутствуют ионы Fe2+, добавляемый KMnO₄ обесцвечивается. Как только появится малейший избыток перманганата, раствор приобретает розовую окраску. Так можно анализировать различные восстановители.

Более того, с помощью перманганатометрии можно проводить анализ и окислителей! Для этого используют так называемое обратное титрование. Для этого к известному объему окислителя (например, дихромата калия) добавляют в избытке известное количество восстановителя – железа(II). Реакция K₂Cr₂O7 + 6FeSO₄ + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O проходит очень быстро. Затем с помощью титрования перманганатом определяют, сколько осталось железа(II) и простым вычитанием рассчитывают, сколько его израсходовалось в первой реакции с дихроматом.

Другой распространенный метод с использованием окислительно-восстановительных реакций – иодометрия (см. ИОД) Он применяют, например, для определения окислителей, которые, реагируя с иодидом калия, окисляют его до свободного иода, например: 10KI + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5I₂ + 6K₂SO₄ + 8H₂O. Здесь также используют принцип обратного титрования: количество выделившегося в первой реакции иода можно определяют, используя его реакцию с тиосульфатом натрия: I₂ + 2Na₂S₂O₃ = Na₂S₄O₆ + 2NaI. Конец этой реакции определяют по исчезновению окраски иода. Однако когда иода в растворе остается мало, его бледно-желтая окраска почти не видна и трудно заметить момент, когда раствор обесцвечивается полностью. Чтобы повысить точность титрования, ближе к его концу к раствору добавляют немного крахмального раствора: малейшие следы иода окрашивают его в синий цвет. Следовательно, исчезновение синей окраски свидетельствует о том, что реакция прошла полностью. Химики обычно используют очень разбавленные растворы тиосульфата (например, 0,01 моль/л), что значительно повышает точность анализа, поскольку большие объемы раствора измеряются более точно.

Иод очень легко и быстро окисляет аскорбиновую кислоту (витамин С). Поэтому с помощью иодометрического анализа можно даже в домашних условиях определить (конечно, без особой точности) содержание этого витамина, например, в апельсиновом соке. (Применять здесь кислотно-основное титрование нельзя, так как в соке в значительно бoльших количествах содержатся другие органические кислоты – лимонная, яблочная, винная и другие.) Анализ основан на том, что 1 моль аскорбиновой кислоты (176 г) реагирует с 1 моль иода (254 г). Для титрования можно использовать аптечную иодную настойку, считая, что иод не выдохся и она точно 5%-ная (это соответствует концентрации около 0,2 моль/л). Количество израсходованного иода можно оценить с помощью обычной пипетки – по числу капель настойки, использованной в реакции. Так как аскорбиновой кислоты в соке обычно не очень много, на титрование его порции (например, 20 мл) может пойти всего 1–2 капли настойки, что приведет к очень большой ошибке анализа. Чтобы результат был более точным, надо либо взять много сока, либо разбавить иодную настойку; в обоих случаях число капель иода, израсходованных на титрование, увеличится, что и сделает анализ точнее. Химики предпочитают второй путь.

Если настойку разбавить кипяченой водой (химики пользуются дистиллированной) в 40 раз, то концентрация такого раствора будет около 0,005 моль/л; 1,0 мл такого раствора соответствует 0,88 мг аскорбиновой кислоты. Необходимо также определить объем капли (он зависит от типа пипетки, а также от конкретного раствора). Для этого надо с помощью медицинского шприца на 1 или 2 мл отмерить 1 мл разбавленного раствора иода, а затем посчитать, сколько в этом объеме содержится капель (это займет всего несколько минут). Методику желательно отработать вначале на стандартном растворе аскорбиновой кислоты. Его можно приготовить из таблетки с известным содержанием аскорбиновой кислоты – например, 0,1 или 0,5 г. Таблетку надо растворить в 0,5 л кипяченой воды и отобрать с помощью аптечной мензурки 25 мл этого раствора (витамина в нем будет в 20 раз меньше, чем в таблетке). К этому раствору и добавляют разбавленную иодную настойку, не забывая в конце добавить немного жидкого крахмального клейстера. И если, например, на титрование 25 мл раствора пошло 6,0 мл раствора иода, то аскорбиновой кислоты в растворе было 0,88.6 = 5,28 мг, а в исходной таблетке – в 20 раз больше, т.е. 105,6 мг. Такая небольшая ошибка свидетельствует о правильности «домашнего» анализа.

Химики, конечно, не капают из пипетки, а используют точные бюретки с делениями. Кроме того, они часто не готовят даже сами стандартные растворы, а пользуются фабричными; такие растворы в запаянных ампулах называются фиксаналами – они содержат фиксированное количество реагента (обычно 0,1 моль) для точного определения концентрации рабочего раствора. Фиксаналами служат, например, растворы KMnO₄, K₂Cr₂O₇, NaCl, H₂C₂O₄, HCl, AgNO₃, NaOH и др.

Широкое распространение получили комплексонометрические индикаторы – вещества, образующие с ионами некоторых металлов (многие из которых бесцветны) окрашенные комплексные соединения. Примером может служить эриохром черный Т; раствор этого сложного органического соединения имеет синий цвет, а в присутствии ионов магния, кальция и некоторых других образуются комплексы, окрашенные в интенсивный винно-красный цвет. Анализ ведут так: к раствору, содержащему анализируемые катионы и индикатор, добавляют по каплям более сильный, по сравнению с индикатором, комплексообразователь, чаще всего – трилон Б. Как только трилон полностью свяжет все катионы металлов, произойдет отчетливый переход от красного цвета к синему. По количеству добавленного трилона легко вычислить содержание катионов металла в растворе. С помощью комплексонометрического анализа определяют, например, общую жесткость воды.

Существуют методы титрования, основанные на образовании осадка. Так, с помощью аргентометрии можно определить содержание в растворе хлоридов и бромидов. Для этого раствор титруют раствором AgNO₃. Для более четкого установления точки эквивалентности, в анализируемый раствор добавляют 1–2 капли раствора K₂Cr₂O₄. Пока в растворе есть избыток галогенид-ионов, образуются менее растворимые AgCl или AgBr. После полного осаждения этих ионов, сразу появится красноватый осадок Ag₂CrO₄. Если же надо определить ионы серебра в растворе, его титруют раствором NaCl.

Описанные приемы далеко не исчерпали существующие методы титрования. Широкое распространение получили также методы, в которых за ходом титрования следят с помощью приборов. Например, при кондуктометрическом анализе (от англ. conductivity – электропроводность) измеряют электропроводность раствора, которая меняется в ходе титрования. При потенциометрическом методе измеряют потенциал электрода, погруженного в анализируемый раствор. Фотометрический анализ основан на измерении поглощения света при изменении интенсивности окраски раствора. Разработаны приборы, которые не только определяют точку эквивалентности, но и сами автоматически добавляют по каплям рабочий раствор к анализируемому и выдают готовый результат анализа.

Титрование как метод анализа отличается простотой методики и аппаратуры, а также высокой точностью: с помощью титрования нетрудно определить концентрацию вещества в растворе с точностью до 0,1%. Поэтому титриметрические методы широко применяются в научных исследованиях и при контроле технологических процессов на производстве. Так, при изучении кинетики реакции определяют уменьшение со временем концентрации исходного реагента или рост концентрации продукта реакции; таким способом, например, были выполнены классические работы по механизму реакций замещения в органических соединениях. В промышленности широко используются титраторы – приборы для автоматического выполнения титриметрических анализов. Они очень удобны для проведения массовых однотипных анализов (например, для определения состава сплава в процессе его выплавки или содержания в нем вредных примесей). Такие приборы способны долго работать в отсутствие лаборанта, автоматически отбирать пробы и выдавать результаты анализа. Это особенно важно при необходимости работы с радиоактивными, ядовитыми или взрывчатыми веществами, в запыленных помещениях и т.п.

Источник