Основни и вторични стандарти по химия

Точно в този момент по целия свят протичат химически реакции: в химически и фармацевтични лаборатории, в безброй промишлени съоръжения и във вашето собствено тяло.

Характерна черта на всички реакции е, че молекулите се комбинират в моларни съотношения, т.е. съотношения на частици, известни и свързани с броя на участващите атоми или молекули, а не съотношения на маса. Това е така, въпреки че масовите съотношения могат да бъдат определени в определени реакции от отделните молекулни тегла на съставните частици.

Титруването е процес, който често се използва за регулиране на химическа реакция на разтвор. Този процес се основава на веществата и съединенията, които тук се наричат ​​първични стандартни вещества.

Какво е оценяване?

Може да има моменти, когато е необходимо да се смесят обемите на два разтвора на реагент с известни маси, но е известна само моларната концентрация на единия от тях. Ако знаем кога реакцията е завършена, можем да използваме моларните съотношения, за да изчислим броя молове продукт, които са били направени, и да използваме това число, добавено към обема на неизвестния разтвор, за да определим моларната концентрация на неизвестния разтвор.

За да бъде полезен този метод, концентрацията на референтния (или титриращия) разтвор трябва да се знае много точно. В противен случай грешките в тази стойност ще се разпространят в грешки в концентрацията на неизвестното във вашите изчисления.

Първичните стандарти и първичното стандартно решение

Първичните стандарти се използват широко в аналитичната химия. В този случай се избира реагент, който е лесен за претегляне, има малка реактивност с други вещества, чист е, не променя теглото си, когато е изложен на влажни условия и има високо еквивалентно тегло. Има характеристики, които при избора на вещество не са толкова важни. Тези, които се открояват най-много, са наличието на вещество, което е класифицирано като екологичен или първичен стандарт за качество и неговата ниска токсичност, така че опасностите от употребата му намаляват. Някои примери за първични стандарти са киселини за титруване и редокс титрувания.

Първичен стандартен разтвор или първичен стандарт е този, в който концентрацията на определен реагент е много надеждна , поради което се използва за сравнение с други концентрации. Получава се от първично стандартно титруване на специално вещество, наречено, разбира се, първично стандартно вещество.

Характеристики на първичното стандартно вещество

За да се създаде първичен стандарт или първично вещество, е необходимо това вещество да се разреди в чиста вода. Лесно е да си представим как грешка, която може да бъде толерирана в типичен лабораторен химически експеримент и всъщност би била отличен резултат в този контекст, би станала неприемлива, когато се изисква наистина висока точност.

Има четири много важни въпроса за вещество, което е посочено като основно стандартно вещество. Тук са изброени.

1. Първичното стандартно вещество е чисто . Ако има примеси в твърдото вещество, това ще попречи на изчисляването на моларността на предполагаемия стандартен разтвор и ще причини други проблеми. Чистота от 99,9 (999 части на 1000) се счита за приемлива за основно стандартно вещество. Натриевият карбонат (Na ₂ CO ₃ ) е наличен с това ниво на чистота.
2. Основното стандартно вещество е в изобилие и е евтино . Много вещества са евтини и лесни за намиране, но тяхната чистота е трудна за поддържане. Такъв е случаят с натриевия хидроксид (NaOH, наричан още сода каустик или сода каустик), който е основа, която може да се използва за титруване на киселини. Содата каустик е склонна да привлича вода от околната среда в следи от количества. Това се случва и с други видове съединения, когато се използват.
3. Първичното стандартно вещество има известна формула . Някои вещества се разтварят във вода, за да се получи смес от свързани съединения. Например, когато азотната киселина (HNO ₃ ) се разтваря във вода, в разтвора винаги ще присъства неизвестно количество азотиста киселина (HNO ₂ ), която ще взаимодейства с молекулите на въпросната реакция, причинявайки неуспех на процеса.
4. Основното стандартно вещество остава непроменено по време на претеглянето . Проблем, с който учените се сблъскват от незапомнени времена, е да се разработят системи за измерване, които не променят самата измерена величина. Когато едно вещество се претегля, то преминава през процес на физически контакт. Този процес може да доведе до промени в масата или чистотата на веществото, както и други основни свойства на такова вещество. Следователно процесът, в който ще участва това вещество, също може да бъде засегнат.

Вещество и вторичен стандартен разтвор

Вещества , които не могат да се държат на открито, защото лесно реагират с компонентите на въздуха (O ₂ , CO ₂ и др.) или с везните при претегляне, се наричат ​​вторични стандартни вещества . Някои примери за вторични стандартни вещества са солна киселина (HCL), сярна киселина (H ₂ SO ₄ ), натриев хидроксид (NaOH), калиев хидроксид (KOH) и калиев перманганат (KMnO ₄ ), между другото.

За разлика от първичния стандарт, вторичният стандарт се използва в химията за извършване на специфични анализи на тези вещества в лаборатории. Като цяло той не остава постоянен и концентрацията му намалява с времето, така че високопрецизните измервания, направени по време на подготовката, не се запазват във времето. Вторично вещество обикновено се нормализира по отношение на първична норма.

Като цяло, вещества като солна киселина и сярна киселина не са подходящи за използване като първични стандарти, тъй като не можете да знаете точно нивото на концентрация на наличните в търговската мрежа концентрирани киселини.

Човек обаче може да приготви слаб разтвор на тези киселини с изчислена концентрация и след това правилно да разреши концентрацията чрез титруване с първичен стандартен разтвор на основа като натриев карбонат (Na 2 _CO 3 ₎ .

Вторичен стандарт е химикал или реагент, който има определени свойства. Сред тях са:

• Той е по-малко стабилен и по-реактивен от първичния стандарт.
• Вашето решение остава стабилно за дълъг период от време.
• Той е по-малко чист от основния стандарт.
• Заглавието е от основния стандарт.

Източници

• Камачо, А. (2017). Какво е стандартното решение?
• Галано, А. и Рохас, А. (sf). Стандартни вещества за стандартизиране на киселини и основи .
• Helmenstime, A. (2021). Какво е първичен стандарт в химията?