STANDARDISERING AV LÖSNINGAR: VAD DEN BESTÅR AV OCH ÖVNINGAR - KEMI - 2025

Den standardisering av lösningar är en process som gör det möjligt att exakt bestämning av koncentrationen av en lösning. De ämnen som används för detta ändamål kallas primära standarder.

En lösning standardiseras med hjälp av metoden volymetrisk titrering (titrering), antingen med klassiska eller instrumentella tekniker (potentiometri, kolorimetri, etc.).

Källa: Pixabay

För att göra detta reagerar de upplösta arterna med en vägd primär standard i förväg. Därför är användningen av volymetriska ballonger väsentlig för dessa kvantitativa analyser.

Till exempel är natriumkarbonat en primär standard som används vid standardisering av syror, inklusive saltsyra som blir en titrant, eftersom den kan användas vid titreringen av natriumhydroxid. Således kan ett provs basalitet bestämmas.

Volymer av titranten tillsätts kontinuerligt tills den har reagerat med en ekvivalent koncentration av analyt. Detta indikerar att ekvivalenspunkten för graden har uppnåtts; med andra ord "neutraliserar" analiten fullständigt genom att omvandla den till en annan kemisk art.

Det är känt när tillägget av titranten ska slutföras med hjälp av indikatorer. Det ögonblick då indikatorn ändrar färg kallas titreringens slutpunkt.

Vad är standardisering?

Standardisering är inget annat än att få en sekundär standard som kommer att tjäna för kvantitativa bestämningar. Hur? För om du vet dess koncentration kan du veta vilken analyt som kommer att vara när den har titrerats.

När hög noggrannhet krävs i koncentrationen av lösningarna, standardiseras både titreringslösningen och lösningen till vilken den kommer att titrera.

Reaktioner där titreringsmetoden används inkluderar:

-Syra-basreaktioner. Med hjälp av den volymetriska metoden kan koncentrationen av många syror och baser bestämmas.

-Oxidreduktionsreaktionerna. Kemiska reaktioner som involverar oxidation används ofta i volumetrisk analys; såsom till exempel jodometriska bestämningar.

-Fällningen reaktioner. Silverkationen fälls ut tillsammans med en anjon från gruppen av halogener, såsom klor, varvid man får silverklorid, AgCl.

-Reaktioner av komplexbildning, till exempel reaktionen av silver med cyanidjonen.

Egenskaper av de primära standarderna

De ämnen som används som primära standarder måste uppfylla en serie krav för att uppfylla deras standardiseringsfunktion:

-Har en känd komposition, eftersom det annars inte är känt exakt hur mycket av standarden som ska vägas (mycket mindre beräkna dess efterföljande koncentration).

-Var stabilt vid rumstemperatur och tål temperaturer som krävs för torkning i ugnen, inklusive temperaturer lika med eller högre än kokningstemperaturen för vatten.

-Har stor renhet. I alla fall bör föroreningarna inte överstiga 0,01 till 0,02%. Dessutom kan föroreningar bestämmas kvalitativt, vilket skulle underlätta avlägsnande av möjliga interferenser i analyserna (till exempel felaktiga volymer av titrant).

-Var lätt att torka och kan inte vara så hygroskopiska, det vill säga de håller kvar vatten under torkning. De får inte heller gå ner i vikt när de utsätts för luft.

- Absorbera inte gaser som kan ge störningar, liksom degenerationen av mönstret

-Reaktera snabbt och stökiometriskt med titreringsreagenset.

-Har en hög ekvivalentvikt som minskar fel som kan göras under ämnets vägning.

Exempel på primära standarder

För att standardisera baser

-Sulfosalicylsyra

-Bensoesyra

-Kaliumsyraftalat

-Sulfanilinsyra

-Oxalsyra

För att standardisera syror

-Trishydroximetylaminometan

-Natriumkarbonat

-Borax (blandning av borsyra och natriumborat).

-Tri-hydroximetyl-aminometan (känd som THAM)

För att standardisera redoxreagens

-Arsenoxid

-Järn

-Kaliumdikromat

-Koppar

övningar

Övning 1

En viss mängd natriumkarbonat (primärstandard för syror) som väger 0,3542 g löses i vatten och titreras med en saltsyralösning.

För att uppnå vändpunkten för metylorangeindikatorn, tillsatt till natriumkarbonatlösningen, tillbringades 30,23 ml saltsyralösning. Beräkna koncentrationen av HCl.

Detta är den lösning som kommer att standardiseras, med natriumkarbonat som den primära standarden.

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

PEQ (Na ₂ CO ₃ = pm / 2) (molekylvikt av Na ₂ CO ₃ = 106 g / mol)

pEq = (106 g / mol) / (2 ekv. / mol)

= 53 g / ekv

Vid ekvivalenspunkten:

mekv HCl = mEkv Na ₂ CO ₃

VHCl x N HCl = mg Na ₂ CO ₃ / PEQ N _en CO ₃

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

Och sedan rensa normaliteten hos HCl, N:

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

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

N HCl = 0,221 mekv / ml

Övning 2

Kaliumftalat (KHP) används för att standardisera en NaOH-lösning, en primär standard som är ett luftstabilt fast ämne som är lätt att väga.

1,673 gram kaliumftalat upplöses i 80 ml vatten och 3 droppar av en fenolftalinindikatorlösning tillsättes, vilket utvecklar en rosa färg vid titreringens slutpunkt.

Att veta att KHP-titreringen förbrukar 34 ml NaOH, vad är dess normalitet?

Ekvivalent vikt av kaliumftalat = 204,22 g / ekv

Vid ekvivalensändpunkten:

Ekvivalenter av NaOH = Ekvivalenter av KHP

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

Ekvivalenter av KHP = 8192 · 10 ^-3 ekv

Så:

V NaOH x NOH = 8.192 · 10 ^-3 ekv

Och eftersom 34 ml (0,034L) användes är det substituerat i ekvationen

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

= 0,241 N

Övning 3

Ett prov av ren CaCO ₃ (en primär standard) vägande 0,45 g, löses i en volym vatten, och efter solubilisering det, avslutas med vatten vid 500 ml i en mätkolv.

Ta 100 ml kalciumkarbonatlösning och placera den i en Erlenmeyer-kolv. Lösningen titreras med 72 ml etylendiamintetraättiksyra (EDTA) med användning av eriokrom svart indikator T.

Beräkna AEDT-lösningens molaritet

Vid ekvivalenspunkten för examen:

mmol EDED = mmol CaCO ₃

V x molaritet av EDTA = mg CaCO ₃ / PM CaCOa ₃

Från upplösningen av kalciumkarbonat i 500 ml togs 100 ml för titreringen, det vill säga 0,09 g (en femtedel av 0,45 g). Således:

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

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

= 0,0125

referenser

1. Galano Jiménez A. & Rojas Hernández A. (nd). Standardämnen för standardisering av syror och baser. . Återställs från: depa.fquim.unam.mx
2. Standardisering av titrerande lösningar. . Återställd från: ciens.ucv.ve:8080
3. Wikipedia. (2018). Standard lösning. Återställd från: es.wikipedia.org
4. Kemi 104: Standardisering av syra- och baslösningar. Återställd från: chem.latech.edu
5. Day, RA och Underwood, AL (1989). Kvantitativ analytisk kemi. 5: e upplagan. Pearson, Prentice Hall.