2) глютаминовая кислота (+)
3) камфора
4) кальция хлорид
Глутаминовая кислота является амфолитом и содержит две карбоксильные группы, способные диссоциировать в водной среде с образованием ионов водорода. При добавлении стандартного раствора щёлочи происходит их ступенчатая нейтрализация с образованием глутамата. Поэтому навеску вещества после растворения в воде можно титровать непосредственно раствором гидроксида натрия; точку эквивалентности определяют подходящим индикатором либо потенциометрически, в зависимости от утверждённой методики.
Специфика анализа связана с цвиттерионным строением аминокислоты: в растворе одновременно присутствуют кислотные карбоксильные и основная аминогруппа. Значения pKa карбоксильных групп обеспечивают выраженную реакцию с щёлочью в кислой и слабощелочной области, тогда как последующая депротонация аминогруппы относится к более щелочному диапазону. Натрия хлорид и кальция хлорид являются солями сильной кислоты и сильного либо относительно сильного основания и не имеют функциональных групп, дающих стехиометрическую реакцию нейтрализации в воде; камфора — нейтральное терпеновое кетонное соединение, практически не ионизирующееся в этих условиях.
| Вещество или критерий | Кислотно-основные свойства в воде | Возможность прямого титрования | Аналитическое обоснование |
|---|---|---|---|
| Глутаминовая кислота | Амфолит; содержит две карбоксильные группы и протонируемую аминогруппу | Возможна алкалиметрия стандартным раствором щёлочи | Нейтрализация титруемых протонов приводит к отчётливому изменению pH и позволяет рассчитать содержание вещества |
| Натрия хлорид | Соль сильной кислоты и сильного основания; практически не гидролизуется | Неприменима | Отсутствует функциональная кислотная или основная группа, вступающая в количественную реакцию нейтрализации |
| Кальция хлорид | Ионная соль; хлорид-ион является сопряжённым основанием сильной кислоты | Неприменима | Кальций и хлорид не обеспечивают эквивалентного расхода титранта в обычной водной кислотно-основной реакции |
| Камфора | Нейтральное терпеновое соединение с кетонной группой; в воде практически не ионизируется | Неприменима | Карбонильная группа камфоры не проявляет достаточной кислотности или основности для прямой нейтрализации |
| Признак прямого метода | Наличие растворимой или переводимой в раствор формы с известной стехиометрией реакции | Титрант добавляют непосредственно к исследуемому водному раствору | Не требуется предварительная экстракция, обратное титрование или перевод аналита в неводную среду |
| Контроль точки эквивалентности | Определяется характером кривой титрования и диапазоном перехода индикатора | Возможны визуальный и потенциометрический варианты | Потенциометрия особенно полезна для амфолитов, у которых несколько последовательных кислотно-основных равновесий |
Таким образом, выбор определяется не наличием любого полярного атома, а способностью вещества образовывать в воде количественно титруемую кислотную или основную форму. Для глутаминовой кислоты таким аналитическим признаком служат карбоксильные группы и связанная с ними буферная система. При расчёте содержания учитывают фактическую стехиометрию реакции и выбранную конечную точку титрования. Хлориды целесообразнее анализировать методами осадительного, комплексонометрического или инструментального определения, а камфору — методами, основанными на её физико-химических и специфических реакционных свойствах.