В настоящее время во всем мире происходят химические реакции - в университетских и школьных лабораторных экспериментах, в бесчисленных промышленных условиях и внутри вашего собственного тела.
Одна из определяющих черт всех реакций состоит в том, что молекулы объединяются в молярных соотношениях или известных соотношениях частицы (атомы или молекулы), а не в массовых отношениях, хотя массовые отношения могут быть определены из данных реакций из индивидуальных молекулярных масс составляющих частиц.
Например, реакция соляной кислоты с гидроксидом натрия в растворе с образованием поваренной соли и воды представлена как HCl + NaOH → NaCl + H.2О. Это говорит вам о том, что для баланса этой реакции, как здесь, требуется один «кусочек» кислоты, основания, соли и воды. Однако индивидуальные массы этих четырех молекул совершенно разные.
Один из способов стандартизации химической реакции в растворе - использовать процесс, называемый титрованием, который, в свою очередь, в конечном итоге использует соединения, называемые первичные стандартные вещества.
Что такое титрование?
Иногда вы можете смешивать объемы двух растворов реагентов с известной массой, но знаете только молярную концентрацию одного из них. Если вы знаете, когда реакция закончилась, вы можете использовать молярные отношения, чтобы вычислить количество молей продукта. и используйте это плюс объем неизвестного раствора, чтобы определить молярную концентрацию неизвестного решение.
Для того чтобы это было полезным, необходимо очень точно знать концентрацию эталонного раствора, называемого титрантом. Если это не так, ошибки в этом значении будут распространены в ваших расчетах на ошибки в концентрации неизвестного,
А первичное стандартное решение представляет собой раствор с надежной концентрацией конкретного реагента, и его получают из первичное стандартное титрование особого вещества, известного как, как вы уже догадались, первичный стандарт вещество.
Характеристики первичных стандартных веществ
Первичный стандартный раствор растворяют в чистой воде для создания первичного раствора. Вы можете себе представить, как ошибка, которую вы могли бы допустить в эксперименте в химической лаборатории и которая на самом деле была бы отличным результатом в этой настройке, была бы неприемлема, когда требуется действительно высокая точность.
Ниже описаны четыре наиболее важных свойства первичного стандартного вещества.
Исходное стандартное вещество чистое: Если в твердом веществе присутствуют примеси, это нарушит расчет молярности предполагаемого стандартного раствора и вызовет другие проблемы. Чистота 99,9 (999 частей из 1000) считается приемлемой для первичного стандартного вещества. Карбонат натрия (Na2CO3) доступен на этом уровне чистоты.
Первичное стандартное вещество в изобилии и недорого: Многие вещества дешевы и легко доступны, например, NaOH (основание, которое можно использовать для титрования кислот), но их трудно поддерживать в чистоте. NaOH имеет тенденцию поглощать небольшое количество воды из своего окружения, и другие соединения сталкиваются с аналогичными трудностями при обращении с ними.
Первичное стандартное вещество имеетизвестная формула: Некоторые вещества растворяются в воде с образованием смеси родственных соединений. Например, когда азотная кислота (HNO3) растворяется в воде неизвестное количество азотистой кислоты (HNO2) будет присутствовать в растворе и взаимодействовать с молекулами в интересующей реакции, прерывая процесс.
Основным стандартным веществом являетсябез изменений при взвешивании: Одна проблема, с которой ученые столкнулись с незапамятных времен, - это разработка измерительных систем, которые не влияют на измеряемую величину. Взвешивание веществ означает физический контакт с ними, который может повлиять на массу, чистоту и другие критические характеристики первичного стандартного вещества и, следовательно, раствора, для которого он способствует.