U cijelom se svijetu kemijske reakcije odvijaju u ovom trenutku - u sveučilišnim i srednjoškolskim laboratorijskim eksperimentima, u bezbroj industrijskih okruženja i unutar vašeg vlastitog tijela.
Jedna od glavnih karakteristika svih reakcija je da se molekule kombiniraju u molarnim omjerima ili poznatim omjerima čestice (atomi ili molekule), a ne u masenim omjerima, premda se maseni omjeri mogu odrediti iz zadanih reakcija iz pojedinih molekularnih težina sastavnih čestica.
Na primjer, reakcija klorovodične kiseline s natrijevim hidroksidom u otopini kako bi nastala kuhinjska sol i voda predstavljena je HCl + NaOH → NaCl + H2O. To vam govori da postoji jedan "komad" kiseline, baze, soli i vode potreban da bi se ova reakcija uravnotežila, kao što je to slučaj ovdje. Ipak, pojedinačne mase ove četiri molekule prilično su različite.
Jedan od načina za standardizaciju kemijske reakcije u otopini je korištenje postupka koji se naziva titracija, a koji se u konačnici oslanja na tzv. Spojeve primarne standardne tvari.
Što je titracija?
Ponekad možda miješate količine dviju otopina reaktanata poznatih masa, ali znate samo molarnu koncentraciju jedne od njih. Ako znate kada je reakcija gotova, molarnim omjerima možete utvrditi broj molova proizvoda i upotrijebite ovo plus volumen nepoznate otopine za određivanje molarne koncentracije nepoznate riješenje.
Da bi ovo bilo korisno, koncentracija referentne otopine, koja se naziva titrant, mora biti vrlo precizno poznata. Ako nije, pogreške u ovoj vrijednosti prenijet će se u vaše izračune na pogreške u koncentraciji nepoznatog,
A primarno standardno rješenje je otopina s vrlo pouzdanom koncentracijom određenog reaktanta, a dobiva se iz primarna standardna titracija posebne tvari poznata kao, pogađate, primarni standard supstancija.
Karakteristike primarnih standardnih tvari
Primarni standardni spoj se otopi u čistoj vodi da bi se stvorila primarna otopina. Možete zamisliti kako bi pogreška koju biste mogli tolerirati u kemijskom laboratorijskom eksperimentu i koja bi zapravo bila izvrstan rezultat u ovoj postavci bila neprihvatljiva kad se traži uistinu visoka točnost.
U nastavku su opisana četiri najvažnija svojstva primarne standardne tvari.
Primarna standardna tvar je čista: Ako su nečistoće prisutne u krutini, to će odbaciti izračun molarnosti navodnog standardnog rješenja i uzrokovati druge probleme. Čistoća 99,9 (999 dijelova od 1000) smatra se prihvatljivom za primarnu standardnu tvar. Natrijev karbonat (Na2CO3) dostupan je na ovoj razini čistoće.
Primarne standardne tvari ima u izobilju i nije skupa: Mnoge su tvari jeftine i lako ih je nabaviti, poput NaOH (baza koja se može koristiti za titriranje kiselina), ali ih je teško održati čistima. NaOH nastoji apsorbirati male količine vode iz svoje okoline, a ostale spojeve muče slične poteškoće u rukovanju.
Primarna standardna tvar imapoznata formula: Neke se tvari otapaju u vodi dajući smjesu srodnih spojeva. Na primjer, kada dušična kiselina (HNO3) otopi se u vodi, nepoznata količina dušične kiseline (HNO2) će biti prisutan u otopini i komunicirati s molekulama u reakciji od interesa, gurajući postupak.
Primarna standardna tvar jenepromijenjena tijekom vaganja: Jedan problem s kojim se znanstvenici suočavaju od početka vremena je razvijanje mjernih sustava koji ne utječu na samu količinu koja se mjeri. Vaganje tvari znači njihovo izlaganje fizičkom kontaktu koji može utjecati na masu, čistoću i druge kritične karakteristike primarne standardne tvari, a time i otopine u kojoj je doprinosi.