Article

 

Potentiometric Study of Acid–base Properties of Thiamine Hydrochloride and Thiamine Mononitrate in Aqueous Medium

 

Guadalupe Pérez–Caballero,¹* José Franco Pérez–Arévalo,¹* Elvia Adriana Morales–Hipólito,¹ María Eugenia Carbajal–Arenas¹ and Alberto Rojas–Hernández²

 

¹ Laboratorios de Fisicoquímica Analítica y Especiación Química. Unidad de Investigación Multidisciplinaria, Facultad de Estudios Superiores–Cuautitlán, Campo 4, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuautitlán Izcalli, 54700, Edo. México, México. *E–mail: perezcg@unam.mx, josefran3001@msn.com

² Área de Química Analítica. Departamento de Química. Universidad Autónoma Metropolitana–Iztapalapa. San Rafael Atlixco 186. Col. Vicentina. 09340 México, D.F. México.

 

Received December 4, 2010.
Accepted March 28, 2011.

 

Abstract

A comparative study of thiamine mononitrate and thiamine hydrochloride potentiometric titrations with a strong base in water was performed. The analysis of resulting curves allowed associating particular reactions to each observed pH break point. The corresponding pKa values were calculated by using the program SUPERQUAD and they were subsequently used to simulate titration curves. The pK_a values obtained in the conditions of the present work are: pK_a1 = 4.80 ± 0.05, pK_a2, > 10.40 ± 0.04, pK_a3 < 8.10 ± 0.04. The system behavior mainly depends on parameters such as the time for measuring pH, NaOH concentration and particularly on the stability of one of the two ampholytes. Comparison of calculated and experimental curves revealed the existence of a dismutation reaction which showed that under steady state conditions and the waiting time between two successive pH measurements, the intermediate "pseudobase (B)", called like this by several researchers, practically does not exist. The results led to find the optimal conditions to propose quantitative alkalimetric titrations. The end–points for the assay of thiamine hydrochloride and thiamine nitrate in raw material were detected by potentiometry. This involves the use of reagents and solvents that are environment–friendly.

Keywords: Potentiometry, thiamine, dismutation, ampholyte, acid–base titrations.

 

Resumen

Se llevó a cabo un estudio comparativo de las titulaciones potenciométricas del mononitrato de tiamina y del clorhidrato de tiamina con una base fuerte en agua. El análisis de las curvas resultantes permitió asociar las reacciones particulares a cada salto de pH observado. Los valores de pK_a se calcularon usando el programa SUPERQUAD y posteriormente fueron usados para simular las curvas de titulación. Los valores de pK_a obtenidos en las condiciones del presente trabajo son: pK_a1 = 4.80 ± 0.05, pK_a2 > 10.40 ± 0.04, pK_a3 < 8.10 ± 0.04. El comportamiento del sistema depende principalmente de parámetros tales como el tiempo de medida del pH, la concentración de NaOH y particularmente de la estabilidad de uno de los dos anfolitos. La comparación entre las curvas experimentales y simuladas reveló la existencia de una reacción de dismutación la cual mostró que bajo condiciones de estado estacionario y un tiempo de espera entre dos medidas sucesivas de pH, la "pseudobase (B)" intermediaria, llamada así por varios autores, prácticamente no existe. Los resultados llevaron a encontrar las condiciones óptimas para proponer titulaciones álcali–métricas cuantitativas. Los puntos de equivalencia para la determinación de clorhidrato de tiamina y nitrato de tiamina en materia prima fueron detectados por potenciometría. Esto implica el uso de reactivos y disolventes de poco impacto al medio ambiente.

Palabras clave: Potenciometría, tiamina, dismutación, anfolito, titulaciones ácido–base.

 

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Acknowledgements

The authors are in debt with Prof. Alberto Vacca for the copy of SUPERQUAD program used to determine the equilibrium constants from titration curves. Also they acknowledge partial financial support through the Project PACIVE 2010 CD–04 from FES–Cuautitlán, UNAM.

 

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