STANDARDISERING AF LØSNINGER: HVAD DET BESTÅR AF OG ØVELSER - KEMI - 2025

Den standardisering af løsninger er en proces, der tillader den nøjagtige bestemmelse af koncentrationen af en opløsning. De stoffer, der bruges til dette formål kaldes primære standarder.

En opløsning standardiseres ved hjælp af den volumetriske titreringsmetode (titrering), enten ved klassiske eller instrumentelle teknikker (potentiometri, kolorimetri osv.).

Kilde: Pixabay

For at gøre dette reagerer de opløste arter på forhånd med en vejet primær standard. Derfor er brugen af ​​volumetriske balloner afgørende for disse kvantitative analyser.

For eksempel er natriumcarbonat en primær standard, der bruges til standardisering af syrer, herunder saltsyre, der bliver en titrant, da den kan bruges til titrering af natriumhydroxid. Således kan en prøves basicitet bestemmes.

Volumener af titranten tilsættes kontinuerligt, indtil den har reageret med en ækvivalent koncentration af analytten. Dette indikerer, at graden af ​​ækvivalens er nået; med andre ord "titralen" neutraliserer analytten fuldstændigt ved at omdanne den til en anden kemisk art.

Det vides, hvornår tilføjelsen af ​​titranten skal afsluttes ved hjælp af indikatorer. Det øjeblik, hvor indikatoren ændrer farve, kaldes titrationens slutpunkt.

Hvad er standardisering?

Standardisering er ikke andet end at opnå en sekundær standard, der tjener til kvantitative bestemmelser. Hvordan? For hvis du kender dens koncentration, kan du vide, hvad analytten vil være, når den er titreret.

Når der kræves stor nøjagtighed i koncentrationen af ​​opløsningerne, standardiseres både titreringsopløsningen og den opløsning, den skal titreres til.

Reaktioner, hvor titreringsmetoden anvendes, inkluderer:

-Sure-base-reaktioner. Ved anvendelse af den volumetriske metode kan koncentrationen af ​​mange syrer og baser bestemmes.

-Oxidreduktionsreaktionerne. Kemiske reaktioner, der involverer oxidation, bruges i vid udstrækning i volumetrisk analyse; såsom for eksempel iodometriske bestemmelser.

-Falden reaktioner. Sølvkationen udfældes sammen med en anion fra gruppen af ​​halogener, såsom chlor, hvilket får sølvchlorid, AgCl.

-Reaktioner af kompleks dannelse, for eksempel reaktion af sølv med cyanidion.

Karakteristika for de primære standarder

De stoffer, der bruges som primære standarder, skal opfylde en række krav for at udføre deres standardiseringsfunktion:

-Har en kendt sammensætning, da ellers vil det ikke vides nøjagtigt, hvor meget standarden skal vejes (langt mindre beregne dens efterfølgende koncentration).

-Vær stabil ved stuetemperatur og modstå de nødvendige temperaturer til tørring i ovnen, inklusive temperaturer lig med eller højere end kogetemperaturen for vand.

-Har stor renhed. Under alle omstændigheder bør urenhederne ikke overstige 0,01 til 0,02%. Derudover kan urenheder bestemmes kvalitativt, hvilket ville gøre det lettere at fjerne mulige interferenser i analyserne (for eksempel anvendte fejlagtige mængder titrant).

-Vær let at tørre og kan ikke være så hygroskopiske, det vil sige, at de holder vand under tørring. De må heller ikke tabe sig, når de udsættes for luft.

-Absorber ikke gasser, der kan frembringe interferenser, såvel som degenerationen af ​​mønsteret

-Virk hurtigt og støkiometrisk med titreringsreagenset.

-Har en høj ækvivalentvægt, der reducerer fejl, der kan blive foretaget under vejning af stoffet.

Eksempler på primære standarder

At standardisere baser

-Sulfosalicylsyre

-Benzoesyre

-Kaliumsyrephthalat

-Sulfanilsyre

-Oxalsyre

At standardisere syrer

-Trishydroxymethylaminometan

-Sodiumcarbonat

-Borax (blanding af borsyre og natriumborat).

-Tri-hydroxymethyl-aminomethan (kendt som THAM)

At standardisere redoxreagenser

-Arsenoxid

-Jern

-Kaliumdichromat

-Kobber

Øvelser

Øvelse 1

En bestemt mængde natriumcarbonat (primær standard for syrer), der vejer 0,3542 g, opløses i vand og titreres med en saltsyreopløsning.

For at nå vendepunktet for methylorange-indikatoren, tilsat til natriumcarbonatopløsningen, blev 30,23 ml af saltsyreopløsningen brugt. Beregn koncentrationen af ​​HCl.

Dette er den opløsning, der skal standardiseres ved hjælp af natriumcarbonat som den primære standard.

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

PEQ (Na ₂ CO ₃ = pm / 2) (molekylvægt på Na ₂ CO ₃ = 106 g / mol)

pEq = (106 g / mol) / (2 ækv. / mol)

= 53 g / ækv

På ækvivalenspunktet:

mækv HCI = mækv af Na ₂ CO ₃

VHCl x N HCI = mg Na ₂ CO ₃ / PEQ N _a CO ₃

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

Og derefter rydde normaliteten af ​​HCl, N:

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

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

N HCI = 0,221 mEq / ml

Øvelse 2

Kaliumphthalat (KHP) bruges til at standardisere en NaOH-opløsning, en primær standard, der er et luftstabilt fast stof, der er let at veje.

1,673 gram kaliumphthalat opløses i 80 ml vand, og 3 dråber af en phenolphthalein-indikatoropløsning tilsættes, hvilket udvikler en lyserød farve ved titreringens slutpunkt.

Når du kender til, at KHP-titrering bruger 34 ml NaOH, hvad er dens normalitet?

Ækvivalent vægt af kaliumphthalat = 204,22 g / ækv

Ved ækvivalensendepunktet:

Ækvivalenter af NaOH = Ækvivalenter af KHP

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

Ækvivalenter af KHP = 8.192 · 10 ^-3 ækv

Så:

V NaOH x N OH = 8.192 · 10 ^-3 ækv

Og da der blev anvendt 34 ml (0,034L), er det substitueret i ligningen

N NaOH = (8.192 · ^10-3 ækv. / 0,034 L)

= 0,241 N

Øvelse 3

En prøve af ren CaCO ₃ (en primær standard), der vejer 0,45 g, opløses i et volumen af vand, og efter solubilisering det, afsluttes med vand ved 500 ml i en målekolbe.

Tag 100 ml af calciumcarbonatopløsningen og anbring den i en Erlenmeyer-kolbe. Opløsningen titreres med 72 ml ethylendiamintetraeddikesyre (EDTA) under anvendelse af eriochrome sort indikator T.

Beregn AEDT-opløsningen

Ved graden ækvivalens:

mmol EDED = mmol CaCO ₃

V x molaritet af EDTA = mg CaCO ₃ / PM CaCO ₃

Fra opløsningen af ​​calciumcarbonat i 500 ml blev 100 ml taget til titreringen, det vil sige 0,09 g (en femtedel af 0,45 g). Dermed:

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

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

= 0,0125

Referencer

1. Galano Jiménez A. & Rojas Hernández A. (nd). Standardstoffer til standardisering af syrer og baser.. Gendannes fra: depa.fquim.unam.mx
2. Standardisering af titrante opløsninger.. Gendannes fra: ciens.ucv.ve:8080
3. Wikipedia. (2018). Standard løsning. Gendannet fra: es.wikipedia.org
4. Kemi 104: Standardisering af syre- og baseløsninger. Gendannes fra: chem.latech.edu
5. Day, RA og Underwood, AL (1989). Kvantitativ analytisk kemi. 5. udgave. Pearson, Prentice Hall.