في جميع أنحاء العالم ، يتم إجراء تفاعلات كيميائية في هذه اللحظة - في تجارب معملية في الجامعات والمدارس الثانوية ، في أماكن صناعية لا حصر لها وداخل جسمك.
إحدى السمات المميزة لجميع التفاعلات هي أن الجزيئات تتحد في النسب المولية ، أو النسب المعروفة لـ حبيبات (الذرات أو الجزيئات) ، وليس في نسب الكتلة ، على الرغم من أنه يمكن تحديد نسب الكتلة من تفاعلات معينة من الأوزان الجزيئية الفردية للجسيمات المكونة.
على سبيل المثال ، يتم تمثيل تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم في محلول لتكوين ملح الطعام والماء بواسطة HCl + NaOH → NaCl + H2س. هذا يخبرك أن هناك "قطعة" واحدة من الحمض والقاعدة والملح والماء اللازمة لتوازن هذا التفاعل ، كما هو الحال هنا. ومع ذلك ، فإن الكتل الفردية لهذه الجزيئات الأربعة مختلفة تمامًا.
تتمثل إحدى طرق توحيد التفاعل الكيميائي في المحلول في استخدام عملية تسمى المعايرة ، والتي بدورها تعتمد في النهاية على مركبات تسمى المواد القياسية الأولية.
ما هي المعايرة؟
في بعض الأحيان ، قد تقوم بخلط حجمين من محلولين متفاعلين من كتل معروفة ولكنك تعرف فقط التركيز المولي لأحدهما. إذا كنت تعرف متى ينتهي التفاعل ، يمكنك استخدام النسب المولية لمعرفة عدد مولات المنتج مصنوع ، واستخدم هذا بالإضافة إلى حجم المحلول المجهول لتحديد التركيز المولي للمجهول المحلول.
لكي يكون هذا مفيدًا ، يجب معرفة تركيز المحلول المرجعي ، المسمى بالمعايرة ، بدقة شديدة. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فسيتم نشر الأخطاء في هذه القيمة في حساباتك إلى أخطاء في تركيز المجهول ،
أ الحل القياسي الأساسي هو محلول بتركيز موثوق للغاية لمادة تفاعل معينة ، ويتم الحصول عليه من معايرة قياسية أولية لمادة خاصة تعرف ، كما خمنت ، بمعيار أساسي مستوى.
خصائص المواد المعيارية الأولية
يتم إذابة مركب قياسي أساسي في ماء نقي لإنشاء محلول أساسي. يمكنك أن تتخيل كيف أن الخطأ الذي يمكنك تحمله في تجربة مختبر كيميائي ، وسيكون في الواقع نتيجة رائعة في هذا الإعداد ، سيكون غير مقبول عندما تكون الدقة العالية مطلوبة حقًا.
فيما يلي وصف للخصائص الأربع الأكثر أهمية للمادة القياسية الأولية.
المادة الأساسية القياسية نقية: إذا كانت الشوائب موجودة في المادة الصلبة ، فسيؤدي ذلك إلى التخلص من حساب مولارية الحل القياسي المفترض ويسبب مشاكل أخرى. يعتبر النقاء 99.9 (999 جزء من 1000) مقبولاً لمادة قياسية أولية. كربونات الصوديوم (نا2كو3) متوفر عند هذا المستوى من النقاء.
المادة الأساسية القياسية وفيرة وغير مكلفة: العديد من المواد رخيصة ويسهل الحصول عليها ، مثل هيدروكسيد الصوديوم (قاعدة يمكن استخدامها لمعايرة الأحماض) ولكن يصعب الحفاظ عليها نقية. يميل هيدروكسيد الصوديوم إلى امتصاص كميات صغيرة من الماء من محيطه ، وتواجه المركبات الأخرى صعوبات مماثلة في التعامل معها.
مادة أساسية قياسية لهاصيغة معروفة: تذوب بعض المواد في الماء لإنتاج مزيج من المركبات ذات الصلة. على سبيل المثال ، عندما حامض النيتريك (HNO3) يذاب في الماء ، كمية غير معروفة من حمض النيتروز (HNO2) في المحلول ويتفاعل مع الجزيئات في تفاعل الاهتمام ، مما يؤدي إلى إفساد العملية.
المادة الأساسية القياسية هيدون تغيير أثناء الوزن: إحدى المشكلات التي واجهها العلماء منذ بداية الوقت هي تطوير أنظمة قياس لا تؤثر على الكمية التي يتم قياسها بحد ذاتها. يعني وزن المواد إخضاعها للتلامس الجسدي الذي يمكن أن يؤثر على الكتلة والنقاء و الخصائص الحرجة الأخرى لمادة معيارية أولية ومن ثم الحل الذي لها يساهم.