2) диметилформамид (+)
3) натрия метилата раствор
4) ледяную уксусную кислоту
Правильный ответ — диметилформамид (ДМФА), поскольку он относится к протолитическим, или протoфильным, растворителям. Протофильные растворители способны присоединять протон за счёт наличия электронной пары на атоме азота или кислорода; при этом ДМФА обладает выраженной основностью и хорошо сольватирует катионы. В такой среде изменяется протолитическое равновесие, повышается степень ионизации слабых кислот и становится возможным их количественное титрование стандартным раствором основания, например метилата натрия.
Применение ДМФА особенно важно при анализе веществ, которые в воде проявляют слишком слабые кислотные свойства и не дают чёткого скачка на кривой титрования. Связывая протон, растворитель способствует превращению анализируемой кислоты в более устойчивую ионную форму; это повышает контраст между исходным веществом и продуктом нейтрализации и улучшает фиксацию конечной точки индикаторным или потенциометрическим методом. Поэтому ДМФА является растворителем, а раствор метилата натрия — титрантом, то есть веществом с точно установленной концентрацией.
Остальные варианты не соответствуют требуемой функции. Ледяная уксусная кислота является протогенным растворителем, способным отдавать протоны, и применяется преимущественно при титровании оснований кислотами. Натрия метилата раствор представляет собой титрант, а не протoфильную среду. Уксусный ангидрид используют главным образом как обезвоживающую добавку для связывания следов воды, поскольку вода нарушает точность неводного титрования; его наличие не определяет принадлежность растворителя к протoфильным.
| Компонент или тип среды | Протолитическое свойство | Роль в анализе | Типичный пример применения |
|---|---|---|---|
| Диметилформамид | Протофильный растворитель, принимает протон | Среда для титрования слабых кислот; усиливает их ионизацию | Алкалиметрия органических кислот раствором метилата натрия |
| Ледяная уксусная кислота | Протогенный растворитель, отдаёт протон | Повышает кислотность среды и способствует протонированию оснований | Ацидиметрия слабых органических оснований раствором хлорной кислоты |
| Раствор метилата натрия | Сильное основание в подходящей безводной среде | Титрант, реагирующий с кислотными группами анализируемого вещества | Количественное определение слабых кислот в ДМФА |
| Уксусный ангидрид | Не является основным протoфильным растворителем; реагирует с водой | Осушающая добавка, удаляющая влагу из системы | Коррекция содержания воды в среде для неводного титрования |
| Вода | Амфипротный растворитель с выраженным выравнивающим действием | Может маскировать различия в силе слабых кислот и оснований | Неподходящая среда для ряда слабых электролитов |
| Конечная точка титрования | Фиксируется по изменению индикатора или потенциала | Отражает достижение стехиометрического эквивалентного соотношения | Индикаторный или потенциометрический контроль реакции нейтрализации |
Выбор растворителя в неводном титровании определяется не только растворимостью вещества, но и его кислотно-основными свойствами. Протофильная среда должна обеспечивать достаточно выраженное протолитическое равновесие и резкий аналитический скачок. Для сохранения точности необходимо исключать влагу, поскольку она изменяет силу титранта и направление побочных реакций. Таким образом, ДМФА соответствует именно функции протoфильного растворителя, тогда как остальные перечисленные вещества выполняют иные аналитические задачи.