STANDARYZACJA ROZWIĄZAŃ: Z CZEGO SIĘ SKŁADA I ĆWICZENIA - CHEMIA - 2026

Standaryzację rozwiązań jest to proces, który umożliwia dokładne określenie stężenia roztworu. Substancje używane w tym celu nazywane są wzorcami podstawowymi.

Roztwór jest standaryzowany metodą miareczkowania wolumetrycznego (miareczkowanie), metodami klasycznymi lub instrumentalnymi (potencjometria, kolorymetria itp.).

Źródło: Pixabay

Aby to zrobić, rozpuszczone gatunki reagują z wyprzedzeniem z zważonym podstawowym wzorcem. Dlatego do tych analiz ilościowych niezbędne jest stosowanie balonów objętościowych.

Na przykład węglan sodu jest podstawowym standardem używanym w normalizacji kwasów, w tym kwasem solnym, który staje się titrantem, ponieważ może być stosowany do miareczkowania wodorotlenku sodu. W ten sposób można określić zasadowość próbki.

Objętości titranta są dodawane w sposób ciągły, aż przereaguje z równoważnym stężeniem analitu. Wskazuje to, że punkt równoważności stopnia został osiągnięty; innymi słowy titrant całkowicie „neutralizuje” analit, przekształcając go w inny rodzaj chemiczny.

Wiadomo, kiedy należy zakończyć dodawanie titranta za pomocą wskaźników Chwila, w której wskaźnik zmienia kolor, nazywa się punktem końcowym miareczkowania.

Co to jest normalizacja?

Standaryzacja to nic innego jak uzyskanie drugorzędnego standardu, który posłuży do oznaczeń ilościowych. W jaki sposób? Ponieważ jeśli znasz jego stężenie, możesz wiedzieć, jaki będzie analit po miareczkowaniu.

Gdy wymagana jest duża dokładność w stężeniu roztworów, zarówno roztwór titranta, jak i roztwór, do którego ma być miareczkowany, są znormalizowane.

Reakcje, w których stosowana jest metoda miareczkowania, obejmują:

-Reakcje kwasowo-zasadowe. Metodą wolumetryczną można określić stężenie wielu kwasów i zasad.

-Reakcje redukcji tlenków. Reakcje chemiczne obejmujące utlenianie są szeroko stosowane w analizie wolumetrycznej; jak na przykład oznaczenia jodometryczne.

-Reakcje strącania. Kation srebra wytrąca się razem z anionem z grupy halogenów, np. Chloru, uzyskując chlorek srebra AgCl.

-Reakcje tworzenia kompleksów, na przykład reakcja srebra z jonem cyjankowym.

Charakterystyka podstawowych standardów

Substancje stosowane jako normy podstawowe muszą spełniać szereg wymagań, aby spełniać swoją funkcję normalizacyjną:

-Ma znany skład, ponieważ w przeciwnym razie nie będzie wiadomo, jaką dokładnie część wzorca należy zważyć (a tym bardziej oblicz jego późniejsze stężenie).

-Być stabilne w temperaturze pokojowej i wytrzymać temperatury niezbędne do suszenia w piecu, w tym temperatury równe lub wyższe niż temperatura wrzenia wody.

-Mają wielką czystość. W każdym przypadku zanieczyszczenia nie powinny przekraczać 0,01 do 0,02%. Ponadto zanieczyszczenia można oznaczyć jakościowo, co ułatwiłoby usunięcie ewentualnych czynników zakłócających w analizach (np. Błędne objętości użytego titranta).

-Łatwe do wyschnięcia i nie mogą być tak higroskopijne, to znaczy zatrzymują wodę podczas suszenia. Nie powinny też tracić na wadze pod wpływem powietrza.

-Nie absorbuj gazów, które mogą powodować zakłócenia, a także zwyrodnienie wzoru

-Reaguj szybko i stechiometrycznie z odczynnikiem titrant.

-Posiadać wysoki równoważnik masy, który zmniejsza błędy, które mogą zostać popełnione podczas ważenia substancji.

Przykłady podstawowych standardów

Standaryzacja zasad

-Kwas sulfosalicylowy

-Kwas benzoesowy

-Ftalan kwasu potasowego

-Kwas sulfanilowy

-Kwas salowy

Standaryzacja kwasów

-Trishydroksymetyloaminometan

-Węglan sodu

-Borax (mieszanina kwasu borowego i boranu sodu).

-Tri-hydroksymetylo-aminometan (znany jako THAM)

Standaryzacja odczynników redoks

-Tlenek arsenu

-Żelazo

-Dwuchromian potasu

-Miedź

Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Pewną ilość węglanu sodu (podstawowy wzorzec dla kwasów) o masie 0,3542 g rozpuszcza się w wodzie i miareczkuje roztworem kwasu solnego.

Aby osiągnąć punkt zwrotny wskaźnika oranżu metylowego, dodano do roztworu węglanu sodu 30,23 ml roztworu kwasu solnego. Oblicz stężenie HCl.

To jest rozwiązanie, które ma zostać znormalizowane przy użyciu węglanu sodu jako podstawowego wzorca.

Na ₂ CO ₃ + 2 HCl => 2 NaCl + H ₂ O + CO ₂

pEq (Na ₂ CO ₃ = pm / 2) (masa cząsteczkowa Na ₂ CO ₃ = 106 g / mol)

pEq = (106 g / mol) / (2 równ. / mol)

= 53 g / równ

W punkcie równoważności:

mEq HCI = mEq Na ₂ CO ₃

VHCl x N HCl = mg Na ₂ CO ₃ / pEq N _a CO ₃

30,23 ml x N HCl = 354, mg / (53 mg / mEq)

A następnie wyczyszczenie normalności HCl, N:

30,23 ml x N HC1 = 6,68 mEq

N HC1 = 6,68 mEq / 30,23 ml

N HC1 = 0,221 mEq / ml

Ćwiczenie 2

Ftalan potasu (KHP) służy do standaryzacji roztworu NaOH, podstawowego wzorca, który jest stabilnym w powietrzu ciałem stałym, które jest łatwe do zważenia.

1,673 grama ftalanu potasu rozpuszcza się w 80 ml wody i dodaje 3 krople roztworu wskaźnika fenoloftaleiny, który na koniec miareczkowania przybiera różowy kolor.

Wiedząc, że miareczkowanie KHP zużywa 34 ml NaOH, jaka jest jego normalność?

Równoważna masa ftalanu potasu = 204,22 g / równ

W punkcie końcowym równoważności:

Ekwiwalenty NaOH = Ekwiwalenty KHP

VNaOH x N = 1,673 g / (204,22 g / równ.)

Odpowiedniki KHP = 8 192 · ^10-3 Eq

Więc:

V NaOH x N OH = 8,192 · ^10-3 Eq

A ponieważ zużyto 34 ml (0,034 l), jest on podstawiany w równaniu

N NaOH = (8,192 · ^10-3 Eq / 0,034 L)

= 0,241 N.

Ćwiczenie 3

Próbkę czystego CaCO ₃ (wzorzec pierwotny) o masie 0,45 g rozpuszcza się w wodzie, a po rozpuszczeniu uzupełnia wodą o pojemności 500 ml w kolbie miarowej.

Weź 100 ml roztworu węglanu wapnia i umieść go w kolbie Erlenmeyera. Roztwór miareczkuje się 72 ml kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA), stosując czarny eriochromowy wskaźnik T.

Oblicz molarność roztworu AEDT

W punkcie równoważności stopnia:

EDED mmol = mmol CaCC ₃

V x molarność EDTA = mg CaCO ₃ / PM CaCO ₃

Z rozpuszczenia węglanu wapnia w 500 ml do miareczkowania pobrano 100 ml, czyli 0,09 g (jedna piąta z 0,45 g). A zatem:

0,072 L x M EDTA = 0,09 g / 100,09 g / mol

M z AEDT = 8,99 ^10-4 mol / 0,072 l

= 0,0125

Bibliografia

1. Galano Jiménez A. & Rojas Hernández A. (nd). Substancje wzorcowe do normalizacji kwasów i zasad. . Odzyskany z: depa.fquim.unam.mx
2. Standaryzacja roztworów titranta. . Odzyskany z: ciens.ucv.ve:8080
3. Wikipedia. (2018). Standardowe rozwiązanie. Odzyskane z: es.wikipedia.org
4. Chemistry 104: Standaryzacja roztworów kwasowych i zasadowych. Odzyskany z: chem.latech.edu
5. Day, RA i Underwood, AL (1989). Ilościowa chemia analityczna. Wydanie 5. Pearson, Prentice Hall.