A MEGOLDÁSOK SZABVÁNYOSÍTÁSA: MIBŐL ÁLL, ÉS GYAKOROLJA - KÉMIA - 2025

Az oldatok szabványosítása olyan folyamat, amely lehetővé teszi az oldat koncentrációjának pontos meghatározását. Az erre a célra használt anyagokat elsődleges szabványoknak nevezik.

Az oldatot a térfogat-titrálási (titrálási) módszer alkalmazásával szabványosítják, akár klasszikus, akár műszeres technikákkal (potenciometria, kolorimetria, stb.).

Forrás: Pixabay

Ehhez az oldott fajok előre reagálnak egy lemért primer standarddal. Ezért a mennyiségi elemzéshez elengedhetetlen a térfogatú léggömbök használata.

Például a nátrium-karbonát az elsődleges standard, amelyet a savak, köztük a sósav standardizálására használnak, amely titrálóvá válik, mivel felhasználható a nátrium-hidroxid titrálására. Így meghatározható a minta alapja.

A titráló anyag térfogatát folyamatosan adjuk hozzá, amíg az a analit ekvivalens koncentrációjával reagál. Ez azt jelzi, hogy elérte a diploma ekvivalencia pontját; más szóval, a titráló anyag "teljesen semlegesíti" az analitot egy másik kémiai anyaggá történő átalakításával.

Ismert, hogy mikor kell befejezni a titráló anyag hozzáadását indikátorok használatával.Az azon pillanatot, amikor a mutató megváltozik a színben, a titrálás végpontjának nevezzük.

Mi a szabványosítás?

A szabványosítás nem más, mint egy másodlagos standard megszerzése, amely a kvantitatív meghatározásokhoz szolgál. Hogyan? Mert ha ismeri a koncentrációját, akkor is tudja, mi lesz az analizált anyag titrálása után.

Ha nagy pontossággal kell meghatározni az oldatok koncentrációját, akkor mind a titráló oldatot, mind az oldatot, amelyhez titrálni kell, standardizálják.

A reakciók, amelyekben a titrálási módszert alkalmazzák, a következők:

-Sav-bázis reakciók. A térfogati módszerrel számos sav és bázis koncentrációja meghatározható.

-Oxid redukciós reakciók. Az oxidációval járó kémiai reakciókat széles körben használják a térfogati elemzésben; például jodometrikus meghatározások.

-A csapadék reakciók. Az ezüst kation kicsapódik egy halogéncsoportból, például klórból álló anionnal, így ezüst-kloridot (AgCl) kapunk.

-Komplexképződés reakciói, például az ezüst reakciója a cianid-ionnal.

Az elsődleges szabványok jellemzői

Az elsődleges standardként használt anyagoknak egy sor követelménynek meg kell felelniük, hogy teljesítsék szabványosítási funkciójukat:

- Van ismert összetétele, mivel különben nem lesz pontosan ismert, hogy a standardnak mekkora részét kell mérni (sokkal kevesebb a későbbi koncentráció kiszámítása).

- Szobahőmérsékleten stabil, és ellenáll a sütőben történő szárításhoz szükséges hőmérsékleteknek, ideértve a víz forráspontjával egyenlő vagy annál magasabb hőmérsékleteket is.

-Nagyon tiszta. Mindenesetre a szennyeződés nem haladhatja meg a 0,01–0,02% -ot. Ezen túlmenően a szennyeződések minőségileg meghatározhatók, ami megkönnyítené az esetleges interferenciák eltávolítását az elemzésekben (például a titráló téves mennyiségei).

- Könnyen kiszáradhat és nem lehet olyan higroszkópos, azaz vízben maradnak a szárítás során. Levegővel való érintkezéskor sem szabad lefogyni.

- Ne szívjon fel olyan gázokat, amelyek interferenciát okozhatnak, valamint a minta degenerálódását okozhatja

- Gyorsan és sztöchiometrikusan reagáljon a titráló reagenssel.

- Nagy egyenértékű súlya van, amely csökkenti az anyag mérése során esetlegesen elkövetett hibákat.

Példák az elsődleges szabványokra

Az alapok szabványosítása

-Szulfosalicilsav

-Benzoesav

-Káliumsav-ftalát

-Szulfanilsav

-Oxálsav

A savak szabványosítása

-Tris-hidroxi-metil-aminometán

-Nátrium-karbonát

-Borax (bórsav és nátrium-borát keveréke).

-Tri-hidroxi-metil-amino-metán (THAM néven ismert)

A redox reagensek szabványosítása

- Erős oxid

-Vas

-Kálium-dikromát

-Réz

Feladatok

1. Feladat

Egy bizonyos mennyiségű, 0,3542 g tömegű nátrium-karbonátot (savak számára elsődleges standard) feloldunk a vízben, és sósavoldattal titráljuk.

A nátrium-karbonát-oldathoz hozzáadott metilnarancs-indikátor fordulópontjának eléréséhez 30,23 ml sósavoldatot költöttünk el. Számítsa ki a HCl koncentrációját.

Ez az a megoldás, amelyet szabványosítani kell, elsődleges nátrium-karbonát felhasználásával.

Na ₂ CO ₃ + 2 HCl => 2 NaCl + H ₂ O + CO ₂

pEq (Na ₂ CO ₃ = pm / 2) (Na ₂ CO ₃ molekulatömege = 106 g / mol)

pEq = (106 g / mol) / (2 Eq / mol)

= 53 g / ekv

Az ekvivalenciaponton:

mekv HCI = milliekvivalens Na ₂ CO ₃

VHCl x N HCl = mg Na ₂ CO ₃ / pEq N _a CO ₃

30,23 ml x N sósav = 354, mg / (53 mg / mEq)

Ezután megtisztítja a HCl normálitását, N:

30,23 ml x N sósav = 6,68 mEq

N sósav = 6,68 mEq / 30,23 ml

N sósav = 0,221 mEq / ml

2. gyakorlat

A kálium-ftalátot (KHP) a NaOH-oldat standardizálására használják, ez az elsődleges standard, amely egy légstabil szilárd anyag, amelyet könnyű mérni.

1,673 gramm kálium-ftalátot feloldunk 80 ml vízben és hozzáadunk 3 csepp fenolftalein indikátor oldatot, amely a titrálás végpontján rózsaszín színűvé válik.

Tudva, hogy a KHP-titrálás 34 ml NaOH-t fogyaszt, mi ez a normalitás?

Kálium-ftalát ekvivalens tömege = 204,22 g / Eq

Az egyenértékűség végpontján:

NaOH ekvivalensei = KHP ekvivalensei

VNaOH x N = 1,673 g / (204,22 g / ekvivalens)

KHP ekvivalensei = 8 192 · 10 ^-3 egyenérték

Így:

V NaOH x NOH = 8,192 · 10 ^-3 egyenérték

Mivel 34 ml-t (0,034 liter) használtunk, helyettesítjük az egyenletben

N NaOH = (8,192 · 10 ^-3 ekvivalens / 0,034 L)

= 0,241 N

3. gyakorlat

0,45 g tömegű tiszta CaCO ₃ (elsődleges standard) mintát feloldunk egy mennyiségű vízben, és szolubilizálása után 500 ml-es vízzel kiegészítjük egy mérőlombikban.

Vegyünk 100 ml kalcium-karbonát-oldatot és tegyük egy Erlenmeyer-lombikba. Az oldatot 72 ml etilén-diamin-tetraecetsavval (EDTA) titráljuk, T eriokróm fekete indikátor alkalmazásával.

Számítsa ki az AEDT oldat molaritását

A fok ekvivalencia pontján:

mmol EDED = mmol CaCO ₃

Az EDTA V x molaritása = mg CaCO ₃ / PM CaCO ₃

A kalcium-karbonát 500 ml-ben történő feloldása után 100 ml-t vettünk a titráláshoz, azaz 0,09 g (0,45 g egyötöde). Így:

0,072 L x M EDTA = 0,09 g / 100,09 g / mol

M AEDT = 8,99 ^10-4 mol / 0,072 L

= 0,0125

Irodalom

1. Galano Jiménez A. és Rojas Hernández A. (második). Standard anyagok a savak és bázisok standardizálására.. Helyreállítva: depa.fquim.unam.mx
2. A titráló oldatok szabványosítása.. Helyreállítva: ciens.ucv.ve:8080
3. Wikipedia. (2018). Átlagos megoldás. Helyreállítva: es.wikipedia.org
4. Kémia 104: Savas és bázikus oldatok standardizálása. Helyreállítva: chem.latech.edu
5. Day, RA és Underwood, AL (1989). Kvantitatív analitikai kémia. 5. kiadás. Pearson, Prentice Hall.