主题：非水溶液滴定法(恩诺沙星的含量测定方法的原理)

一、概述
  1.定义：非水溶液滴定法即在非水溶剂中进行的滴定分析方法。
一些很弱的酸或碱以及某些盐类，在水溶液中进行滴定时，没有明显的滴定突跃，难于掌握滴定终点；另外还有一些有机化合物，在水中溶解度很小，因此，以水作溶剂的滴定分析受到一定的限制。
  所以，滴定分析法逐渐采用了各种非水溶剂（包括有机溶剂与不含水的无机溶剂）作为滴定分析的介质，不仅能增大有机化合物的溶解度，而且能改变物质的化学性质（例如酸碱性及其强度），使在水中不能进行完全的滴定反应能够顺利进行。
  2.分类
  非水溶液滴定法除有酸碱滴定外，尚有氧化还原滴定、络合滴定及沉淀滴定等，而在药物分析中，以非水溶液酸碱滴定分析法用得最为广泛。
  3.非水溶液酸碱滴定法：是利用非水溶剂的特点来改变物质的酸碱相对强度，即在水溶液中呈弱酸性或弱碱性的化合物，由于酸碱度太弱，不可能得到滴定的终点。如果选择某些适当的非水溶剂为溶剂使化合物增加相对的酸度成为强酸，或者增加相对的碱度成为强碱，就可以顺利地进行滴定的分析方法。
  4.应用：本法主要用来测定有机碱及其氢卤酸盐、磷酸盐、硫酸盐或有机酸盐以及有机酸碱金属盐类药物的含量，也用于测定某些有机弱酸含量。

二、原理：酸碱质子理论
  (一)有关酸碱的定义有三种学说
  1.Arrhenius 的电离学说
  凡化合物溶于水中能电离生成H＋离子的是酸，能电离生成OH－离子的是碱。
          H＋  +  OH－ === H2O 
  酸碱反应即为中和，这种学说在水溶液中很适用，但在非水溶液中考虑离子平衡问题就受到限制。
  2.刘易斯（Lewis）的电子理论
  把酸碱反应看成是电子对转移共享的反应，认为酸是一个电子对的接受者，它接受一对电子以构成配位鍵；碱是一个电子对的供给者，它供给酸一对电子以构成配位鍵。
                A  +  :B  →  A:B
  任何物质，凡能从其它的分子或离子接受电子对组成一个安定生成物的，都是酸。
  任何物质，凡能供给它种分子或离子以电子对而组成一个安定生成物的，都是碱。
  中和反应是酸和碱形成配位鍵的反应。
  电子理论从物质的本身去了解物质的酸碱性质，不依靠溶剂来说明。在非水溶液滴定中应用惰性溶剂(非极性溶剂)时，即以此学说为基础。   
  3.劳莱－勃伦斯(Lowry－Bronsted)的质子理论
  (1)定义：凡能给出质子的物质是酸
            凡能接受质子的物质是碱
    表示方程：HA  ===  A－  +  H＋
    从这个方程式可以知道：酸和碱既可以是中性分子，也可以是阴离子或阳离子
  (2)共轭酸碱对
    一种酸给出质子后,所余的部分即是该酸的共轭碱
    一种碱接受质子以后,即成为该碱的共轭酸
                    HA === A－ + H＋
    HA和A－称为共轭酸碱对。
  (3)强度定义
  越容易给出质子的物质酸性越强，越容易接受质子的物质碱性越强。
  强酸的共轭碱是弱碱，而强碱的共轭酸必定是弱酸。
    如： HCl是一强酸,它的共轭碱Cl－则为弱碱。

  (二)相对酸碱度
  任何一种溶质溶于给定的溶剂中，其酸碱性都将受到溶剂的离解程度、溶剂的酸碱性及溶剂的极性等因素的影响。
  所以，酸碱强弱不仅决定于物质本身的酸碱性，也决定于溶剂的性质。不同的酸溶解在相同的溶剂中，供给质子能力愈大的，显的酸性越强；一种酸在不同的溶剂中，溶剂接受质子能力愈强的，显的酸性愈强。因此，某些物质在水溶液中，其酸性或碱性很弱，不能进行滴定，便选择适当的碱性（或酸性）溶剂以增强其酸性（或碱性）来进行滴定。
  例如：可以把在水溶液中显弱碱性的胺类溶于冰醋酸中，以增强其相对碱性，然后可用高氯酸滴定液滴定。
  同样在水中呈弱酸性的物质，可以选择适当的碱性溶剂。如乙二胺或甲醇使其酸性增强后，用标准碱溶液甲醇钠滴定。
  总之，酸碱强弱不能脱离溶剂而言。溶剂对酸碱的强弱影响很大，一个弱酸溶解在碱性溶液中，可以增强其酸性，一个弱碱溶解在酸性溶剂中，可以增强其碱性。非水溶液中的酸碱滴定即是利用这一事实，使原来在水溶液中不能滴定的弱酸弱碱，在选择适当的溶剂增强其酸碱性后，就可以滴定了。

  (三)溶剂合质子
  在水溶液中，H＋离子不能单独存在，它与溶剂水分子结合成水合质子（H3O＋），习惯上以H＋表示。
  在非水溶液中，游离的质子（H＋）也不能单独存在，而是与溶剂分子结合成溶剂合质子。

  (四)酸碱反应的实质
  酸碱中和反应的实质是质子的转移,而质子转移是通过溶剂合质子实现的。按质子论的酸碱中和反应并无盐的生成。
  在非水溶剂中，酸碱反应可用下式表示：


  三、碱的滴定
  (一)适用范围：.非水溶液滴定法，主要用来测定有机碱及其氢卤酸盐、磷酸盐、硫酸盐或有机酸盐，以及有机酸碱金属盐类药物的含量，也用于测定某些有机弱酸的含量。非水溶液滴定法，大多用于原料药品的含量测定。
  (二)方法
  1.滴定系统：一般，弱碱性化合物在酸性溶剂中能增强其碱性，即可用强酸进行滴定。上述各类药物多半可以在冰醋酸或醋酐中进行滴定，有时也可在一些惰性溶剂（苯、四氯化碳、氯仿等）或在能影响溶质的解离情况和能显著影响酸碱度的溶剂（硝基甲烷、二氧六环、丙酮等）中进行滴定。 
  滴定液多采用高氯酸的冰醋酸溶液。
  2.指示终点的方法：电位法和指示剂法，一般按电位法指示终点，如采用指示剂时，终点颜色的变化应以电位法终点时指示剂的颜色的变化为准。实际操作中多用指示剂法。
  以冰醋酸作溶剂，用酸滴定液滴定碱时，最常用的指示剂为结晶紫，还有α－萘酚苯甲醇（0.2％冰醋酸溶液，其碱式色为黄色，酸式色为绿色）和喹哪啶红（0.1％甲醇液，其碱式色为红色，酸式色为无色）
  结晶紫指示液(0.5％冰醋酸溶液)：其碱式色为紫色，酸式色为黄色。在不同的酸度下变色较为复杂，由碱区到酸区的颜色变化有：
  紫色→蓝色→蓝绿色→绿色→黄绿色→黄色
  在滴定不同的碱时，终点颜色变化不同：
  (1)滴定较强的碱时，应以蓝色或蓝绿色为终点；
  (2)滴定较弱的碱时，应以蓝绿色或绿色为终点。
  在非水溶液酸碱滴定中，除用指示剂指示终点外，电位滴定法是测定终点的基本方法。因为在非水溶液滴定中，有许多物质的滴定，目前还没有找到合适的指示剂，而且在选择指示剂和确定指示剂终点颜色时都需要以电位滴定法作为对照。

  (三) 酸根对于碱滴定的影响
  由HClO4滴定碱的反应式可知，滴定有机酸的盐生成相应的酸HA。当滴定生成的酸HA比HClO4的酸性强度差的越远，反应就越易进行。根据实验知道，某些强的无机酸(冰醋酸溶液)比较其酸性强度为：
  HClO4>HBr>H2SO4>HCl>HNO3>其他酸
  所以HClO4在冰醋酸中是很强的酸。
有机碱的氢卤酸盐则由于HX在冰醋酸中酸性比较强，反应不能进行完全，所以不能直接滴定，可加入过量的醋酸汞试液所以HClO4在冰醋酸中是很强的酸，使与有机碱的氢卤酸盐发生复分解反应。 
    2BHX + Hg(Ac)2 → 2BHAc + HgX2
  HgX2和Hg(Ac)2都是络合物，而HgX2 比Hg(Ac)2更加稳定，难于电离，所以这时即可用HClO4直接去滴定。其反应式可综合如下：
  2BHX ＋ Hg(Ac)2 → 2BHAc ＋ HgX2
  HClO4 ＋ HAc → H2Ac+ ＋ ClO4－
  H2Ac+ ＋BHAc→BH＋＋ 2 HAc
  HClO4 ＋ BHAc → BH＋ + ClO4－ + HAc
  滴定生成的HAc比HClO4的酸度要弱得多，故反应可进行完全。如：盐酸环丙沙星、盐酸左旋咪唑原料的含量测定方法，即以上述方法排除氢卤酸盐的影响。