化学の一次および二次標準

化学反応は、今この瞬間も世界中で起こっています。化学および製薬の研究所、無数の産業施設、そしてあなた自身の体の中でです。

すべての反応の特徴は、分子がモル比で結合することです。つまり、質量比ではなく、関与する原子または分子の数に関連する既知の粒子の比です。これは、構成粒子の個々の分子量から特定の反応で質量比を決定できる場合でも当てはまります。

滴定は、溶液の化学反応を調節するためによく使用されるプロセスです。このプロセスは、ここで一次標準物質と呼ばれる物質および化合物に基づいています。

評価とは何ですか？

既知の質量の 2 つの試薬溶液のボリュームを混合する必要がある場合がありますが、そのうちの 1 つのモル濃度しかわかっていません。反応がいつ完了したかがわかれば、モル比を使用して、生成された生成物のモル数を計算し、未知の溶液の体積に加えたこの数を使用して、未知の溶液のモル濃度を決定できます。

この方法が有用であるためには、参照 (または滴定液) 溶液の濃度が非常に正確にわかっている必要があります。そうしないと、この値の誤差が、計算における未知の濃度の誤差に伝播します。

一次標準と一次標準溶液

一次標準は、分析化学で広く使用されています。この場合、計量しやすく、他の物質との反応性がほとんどなく、純粋で、湿った状態にさらされても重量が変化せず、当量が高い試薬が選択されます。物質を選択するときにあまり関係のない特性があります。最も際立っているのは、環境または一次品質基準として分類されている物質の存在と、その低毒性であるため、その使用の危険性が低下していることです。一次標準の例としては、滴定酸および酸化還元滴定があります。

一 次標準溶液または一次標準は、特定の試薬の濃度が非常に信頼できるものであるため、他の濃度と比較するために使用されます。もちろん、一次標準物質と呼ばれる特別な物質の一次標準滴定から得られます。

一次標準物質の特徴

一次標準または一次物質を作成するには、この物質を純水で希釈する必要があります。典型的な化学実験室での実験では許容でき、実際にはその文脈では優れた結果となるエラーが、本当に高い精度が必要な場合には受け入れられなくなることは容易に想像できます。

一次標準物質として収載された物質には、4 つの非常に重要な問題があります。ここにそれらがリストされています。

1. 一次標準物質は純粋です。固体中に不純物があると、想定される標準溶液のモル濃度の計算に干渉し、他の問題が発生します。純度 99.9 (1000 分の 999 部) は、一次標準物質として許容できると見なされます。炭酸ナトリウム (Na ₂ CO ₃ ) は、このレベルの純度で入手できます。
2. 一次標準物質は豊富で安価です。多くの物質は安価で簡単に見つけることができますが、純度を維持するのは困難です。これは、酸の滴定に使用できる塩基である水酸化ナトリウム (NaOH、苛性ソーダまたは苛性ソーダとも呼ばれます) の場合です。苛性ソーダは、環境から微量の水を引き寄せる傾向があります。これは、他の種類の化合物を使用した場合にも発生します。
3. 一次標準物質は既知の式を持っています。一部の物質は水に溶けて、関連する化合物の混合物になります。たとえば、硝酸 (HNO ₃ ) が水に溶解すると、未知の量の亜硝酸 (HNO ₂ ) が溶液中に常に存在し、問題の反応の分子と相互作用し、プロセスの失敗を引き起こします。
4. 一次標準物質は計量中に変化しません。太古の昔から科学者が直面してきた問題は、測定量自体を変更しない測定システムを開発することです。物質が計量されるとき、物質は物理的接触のプロセスを経ます。このプロセスは、物質の質量または純度、およびそのような物質の他の基本的な特性の変化につながる可能性があります。したがって、この物質が関与するプロセスも影響を受ける可能性があります。

物質と二次標準液

空気中の成分（O ₂、CO ₂など）や計量時に天びんと反応しやすく、屋外に置いておくことができない物質を 二次標準物質といいます。二次標準物質の例としては、塩酸 (HCL)、硫酸 (H ₂ SO ₄ )、水酸化ナトリウム (NaOH)、水酸化カリウム (KOH)、過マンガン酸カリウム (KMnO ₄ ) などがあります。

一次標準とは異なり、二次標準は、実験室でこれらの物質の特定の分析を行うために化学で使用されます。一般に、濃度は時間とともに一定に保たれることはなく、濃度が低下するため、調製時に行った高精度の測定値は長期間にわたって維持されません。二次物質は通常、一次基準に対して正規化されます。

一般に、塩酸や硫酸などの物質は、市販の濃酸の濃度レベルを正確に知ることができないため、一次標準としての使用には適していません。

_{しかし、推定濃度でこれらの酸の弱溶液を調製し、炭酸ナトリウム (Na 2 CO} 3 ₎などの塩基の一次標準溶液で滴定することにより、濃度を正しく解決できます。

二次標準は、特定の特性を持つ化学物質または試薬です。これらの中には次のものがあります。

• 一次標準よりも安定性が低く、反応性が高くなります。
• ソリューションは長期間安定しています。
• 一次標準よりも純度が低くなります。
• これは、一次標準からタイトルが付けられています。

ソース

• カマチョ、A. (2017)。標準的なソリューションは何ですか ？
• Galano、A.およびRojas、A.（sf）。 酸と塩基の標準化のための標準物質。
• Helmenstime、A.（2021）。化学の一次標準とは何ですか?