Över hela världen görs kemiska reaktioner just nu - i laboratorieexperiment på universitet och gymnasier, i otaliga industriella miljöer och i din egen kropp.
En definierande egenskap hos alla reaktioner är att molekyler kombineras i molförhållanden eller kända förhållanden på partiklar (atomer eller molekyler) snarare än i massförhållanden, även om massförhållandena kan bestämmas utifrån givna reaktioner från de enskilda molekylvikterna för de ingående partiklarna.
Reaktionen av saltsyra med natriumhydroxid i lösning för att bilda bordssalt och vatten representeras exempelvis av HCl + NaOH → NaCl + H2O. Detta säger att det finns en "bit" syra, bas, salt och vatten som behövs för att denna reaktion ska balansera, som den gör här. Ändå är de enskilda massorna av dessa fyra molekyler helt olika.
Ett sätt att standardisera kemisk reaktion i lösning är att använda en process som kallas titrering, som i sin tur i slutändan drar på föreningar som kallas primära standardämnen.
Vad är titrering?
Ibland kan du blanda volymer av två reaktantlösningar av kända massor men känner bara till molkoncentrationen hos en av dem. Om du vet när reaktionen är över kan du använda molförhållanden för att räkna ut antalet mol produkt tillverkas, och använd detta plus volymen av den okända lösningen för att bestämma molkoncentrationen av det okända lösning.
För att detta ska vara användbart måste koncentrationen av referenslösningen, som kallas titreringen, vara känd mycket exakt. Om det inte är så sprids fel i detta värde i dina beräkningar till fel i koncentrationen av det okända,
A primär standardlösning är en lösning med en mycket tillförlitlig koncentration av en viss reaktant, och den erhålls från en primär standardtitrering av ett speciellt ämne som du antar att det är en primär standard ämne.
Egenskaper för primära standardämnen
En primär standardförening löses i rent vatten för att skapa en primär lösning. Du kan föreställa dig hur ett fel du kan tolerera i ett kemilaboratoriumsexperiment, och som faktiskt skulle vara ett bra resultat i denna inställning, skulle vara oacceptabelt när det krävs verkligt hög noggrannhet.
De fyra viktigaste egenskaperna hos ett primärt standardämne beskrivs nedan.
Ett primärt standardämne är rent: Om det finns föroreningar i det fasta ämnet kommer detta att kasta bort beräkningen av moliteten hos den förmodade standardlösningen och orsaka andra problem. 99,9 renhet (999 delar av 1 000) anses vara acceptabelt för ett primärt standardämne. Natriumkarbonat (Na2CO3) är tillgänglig på denna renhetsnivå.
Ett primärt standardämne är rikligt och billigt: Många ämnen är billiga och lätta att få fram, såsom NaOH (en bas som kan användas för att titrera syror) men är svåra till svåra att hålla rena. NaOH tenderar att absorbera små mängder vatten från omgivningen, och andra föreningar drabbas av liknande svårigheter med deras hantering.
En primär standard substans haren känd formel: Vissa ämnen löses upp i vatten för att ge en blandning av besläktade föreningar. Till exempel när salpetersyra (HNO3) löses i vatten, en okänd mängd salpetersyra (HNO)2) kommer att vara närvarande i lösningen och interagera med molekyler i reaktionen av intresse, skära processen.
Ett primärt standardämne äroförändrad under vägning: Ett problem som forskare har mött sedan tidens början är att utveckla mätsystem som inte påverkar själva mängden. Vägning av ämnen betyder att de utsätts för fysisk kontakt som kan påverka massa, renhet och andra kritiska egenskaper hos ett primärt standardämne och följaktligen den lösning som det bidrar.