2) фенола
3) тимола (+)
4) резорцина
Правильный ответ — тимол. Броматометрия основана на окислительно-восстановительном превращении бромата в кислой среде в присутствии бромида калия: BrO3− + 5Br− + 6H+ → 3Br2 + 3H2O. Образующийся бром вступает в реакцию электрофильного замещения с ароматическим ядром тимола, а количество израсходованного брома эквивалентно содержанию определяемого вещества.
Тимол — 2-изопропил-5-метилфенол; фенольная гидроксильная группа и алкильные заместители повышают электронную плотность ароматического кольца и облегчают его бромирование. В регламентированных условиях реакция протекает быстро и с воспроизводимой стехиометрией, поэтому применяется прямое титрование: раствор тимола титруют бромом, генерируемым in situ, до появления устойчивого избытка реагента, фиксируемого индикаторной реакцией.
Способ количественного анализа определяется не только наличием фенольной группы, но и утверждённой схемой реакции, её стехиометрией и способом фиксации конечной точки. Фенол и резорцин также способны взаимодействовать с бромом, однако для них возможны иные варианты броматометрического анализа, включая обратное титрование или строго контролируемые условия из-за многократного замещения. Салициловая кислота содержит карбоксильную группу, дезактивирующую ароматическое ядро, поэтому для неё типичнее кислотно-основные и другие фармакопейные методы.
| Объект или аспект | Химическая основа | Особенности количественного определения | Вывод для выбора метода |
|---|---|---|---|
| Броматно-бромидная система | Генерация молекулярного Br2 в кислой среде | 1 моль бромата образует 3 моля брома; расход реагента связан со стехиометрией реакции с анализируемым веществом | Позволяет проводить титриметрическое определение фенольных соединений |
| Тимол | Электрофильное бромирование активированного ароматического ядра | Реакция протекает непосредственно с титрантом и имеет регламентированное соотношение компонентов | Соответствует прямому броматометрическому титрованию |
| Фенол | Образование бромпроизводных, преимущественно в активированных положениях кольца | Возможны другие аналитические схемы; необходимо учитывать конкретную стехиометрию и способ установления конечной точки | Сам факт бромирования не является достаточным критерием выбора прямого метода для тимола |
| Резорцин | Две гидроксильные группы резко активируют ароматическое ядро | Повышается вероятность последовательного и избыточного бромирования; требуется более жёсткий контроль условий | Не является правильным ответом в данной фармакопейной схеме |
| Салициловая кислота | Карбоксильная группа снижает реакционную способность ароматического кольца к электрофильному замещению | Количественный анализ чаще опирается на кислотно-основные свойства или иные валидированные реакции | Не соответствует прямому броматометрическому определению тимола |
| Прямое и обратное титрование | При прямом варианте титрант расходуется непосредственно на анализируемое вещество | При обратном варианте добавляют избыток реагента, а его остаток определяют вторым титрованием | Для тимола в рассматриваемой задаче используется прямой вариант |
Ключевым признаком является непосредственный расход генерируемого брома на бромирование тимола. Конечную точку устанавливают по появлению небольшого устойчивого избытка брома после полного превращения анализируемого вещества. Расчёт содержания проводят по объёму и концентрации раствора бромата с учётом установленного стехиометрического коэффициента. Поэтому в тесте правильным выбором является тимол.