בכל רחבי העולם, תגובות כימיות נעשות ברגע זה - בניסויים במעבדות באוניברסיטאות ובתיכונים, באינספור מסגרות תעשייתיות ובתוך גופך.
אחת התכונות המגדירות את כל התגובות היא שמולקולות מתאחדות ביחסים טוחניים, או ביחסים ידועים של חלקיקים (אטומים או מולקולות), ולא ביחסי מסה, אם כי ניתן לקבוע את יחסי המסה מתוך תגובות נתונות ממשקולות המולקולריות האינדיבידואליות של החלקיקים המרכיבים.
לדוגמא, התגובה של חומצה הידרוכלורית עם נתרן הידרוקסיד בתמיסה ליצירת מלח שולחן ומים מיוצגת על ידי HCl + NaOH → NaCl + H2או זה אומר לך שיש "חתיכה" אחת של חומצה, בסיס, מלח ומים הדרושים כדי שהתגובה הזו תתאזן, כפי שהיא עושה כאן. עם זאת ההמונים האינדיבידואליים של ארבע המולקולות הללו שונים לחלוטין.
אחת הדרכים לתקנן את התגובה הכימית בתמיסה היא להשתמש בתהליך הנקרא טיטרציה, אשר בתורו נשען בסופו של דבר על תרכובות הנקראות חומרים סטנדרטיים ראשוניים.
מהי טיטרציה?
לפעמים אתה יכול לערבב נפחים של שני פתרונות מגיבים של מסות ידועות, אך אתה יודע רק את הריכוז הטוחני של אחד מהם. אם אתה יודע מתי התגובה הסתיימה, אתה יכול להשתמש ביחס טוחנת כדי להבין את מספר השומות של המוצר עשה, והשתמש בזה בתוספת נפח הפתרון הלא ידוע כדי לקבוע את הריכוז הטוחני של הלא נודע פִּתָרוֹן.
על מנת שזה יהיה שימושי, יש לדעת במדויק את ריכוז תמיסת הייחוס, המכונה titrant. אם לא, שגיאות בערך זה יופצו בחישובים שלך לשגיאות בריכוז הלא נודע,
א פתרון סטנדרטי ראשוני הוא פתרון עם ריכוז אמין מאוד של מגיב מסוים, והוא מתקבל מ טיטרציה סטנדרטית ראשונית של חומר מיוחד המכונה, ניחשתם נכון, תקן ראשוני חומר.
מאפיינים של חומרים סטנדרטיים ראשוניים
תרכובת סטנדרטית ראשונית מומסת במים טהורים ליצירת פתרון ראשוני. אתה יכול לדמיין כיצד שגיאה שאתה יכול לסבול בניסוי מעבדת כימיקלים, ולמעשה תהיה תוצאה נהדרת בסביבה זו, תהיה בלתי מקובלת כאשר נדרש דיוק גבוה באמת.
ארבעת המאפיינים החשובים ביותר של חומר סטנדרטי ראשוני מתוארים להלן.
חומר סטנדרטי ראשוני הוא טהור: אם קיימים זיהומים במוצק, הדבר יפיל את חישוב מולריות הפיתרון הסטנדרטי המשוער ויגרום לבעיות אחרות. טוהר 99.9 (999 חלקים מתוך 1,000) נחשב כמקובל עבור חומר סטנדרטי ראשוני. נתרן פחמתי (נא2שיתוף3) זמין ברמת טוהר זו.
חומר סטנדרטי ראשוני הוא בשפע וזול: חומרים רבים הם זולים וקלים להשגה, כגון NaOH (בסיס שניתן להשתמש בו כדי לטיטר חומצות) אך קשה עד שקשה לשמור על טהרתם. NaOH נוטה לספוג כמויות קטנות של מים מסביבתו, ותרכובות אחרות סובלות מקשיים דומים בהתנהלותן.
לחומר סטנדרטי ראשוני ישנוסחה ידועה: חומרים מסוימים מתמוססים במים כדי לייצר תערובת של תרכובות קשורות. לדוגמא, כאשר חומצה חנקתית (HNO3) מומס במים, כמות לא ידועה של חומצה חנקתית (HNO)2) יהיה נוכח בתמיסה ויתקיים אינטראקציה עם מולקולות בתגובה של עניין, תוך הפיכת התהליך.
חומר סטנדרטי ראשוני הואללא שינוי במהלך השקילה: אחת הבעיות שעומדות בפני מדענים מאז תחילת הזמן היא פיתוח מערכות מדידה שאינן משפיעות על הכמות הנמדדת בעצמה. שקלול חומרים פירושו להטיל עליהם מגע פיזי שיכול להשפיע על המסה, הטוהר ו מאפיינים קריטיים אחרים של חומר סטנדרטי ראשוני ומכאן הפיתרון אליו הוא תורם.