109年:藥學二(第1次)

下列何者是卡爾費雪( Karl Fischer )水分測定法的產物?

AC5H5N.SO 3
BC5H5N.HSO 4CH 3
CC5H5N.H2SO 4
DH2SO 4

詳細解析

本題觀念:

本題考查的是 卡爾費雪水分測定法 (Karl Fischer Titration) 的化學反應機制與產物。 卡爾費雪滴定法是測定物質中微量水分的標準方法,其原理基於 本生反應 (Bunsen Reaction) 的改良。在無水甲醇 (Methanol) 存在的環境下,碘 (I2I_2) 會氧化二氧化硫 (SO2SO_2),此過程需要水分 (H2OH_2O) 參與,並消耗鹼 (Base, 傳統使用 Pyridine, C5H5NC_5H_5N) 來中和產生的酸。

選項分析

卡爾費雪反應分為兩步驟:

  1. 第一步 (酯化/溶劑解 Solvolysis): 甲醇與二氧化硫及鹼 (Pyridine) 反應,形成中間體 Pyridine-methyl sulfite (亞硫酸甲基吡啶)。 CH3OH+SO2+C5H5NC5H5NHSO3CH3CH_3OH + SO_2 + C_5H_5N \rightarrow C_5H_5N \cdot HSO_3CH_3 (註:現代觀點認為是形成烷基亞硫酸鹽 [C5H5NH]+[CH3SO3][C_5H_5NH]^+[CH_3SO_3]^-)

  2. 第二步 (氧化/滴定 Oxidation): 當水存在時,碘會將上述的中間體 (亞硫酸鹽) 氧化成 Pyridine-methyl sulfate (硫酸甲基吡啶),同時產

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