การกำหนดมาตรฐานของโซลูชัน: สิ่งที่ประกอบด้วยและแบบฝึกหัด - เคมี - 2026

การกำหนดมาตรฐานของสารละลายเป็นกระบวนการที่ช่วยให้สามารถกำหนดความเข้มข้นของสารละลายได้อย่างแม่นยำ สารที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์นี้เรียกว่ามาตรฐานหลัก

วิธีการแก้ปัญหาได้รับการกำหนดมาตรฐานโดยใช้วิธีการไตเตรทเชิงปริมาตร (การไตเตรท) ไม่ว่าจะโดยเทคนิคคลาสสิกหรือแบบเครื่องมือ (โพเทนชิโอเมตริกการวัดสี ฯลฯ )

ที่มา: Pixabay

ในการทำเช่นนี้สิ่งมีชีวิตที่ละลายได้จะทำปฏิกิริยากับมาตรฐานหลักที่ชั่งน้ำหนักไว้ล่วงหน้า ดังนั้นการใช้ลูกโป่งวัดปริมาตรจึงจำเป็นสำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณเหล่านี้

ตัวอย่างเช่นโซเดียมคาร์บอเนตเป็นมาตรฐานหลักที่ใช้ในการกำหนดมาตรฐานของกรดซึ่งรวมถึงกรดไฮโดรคลอริกที่กลายเป็นไทแทรนต์เนื่องจากสามารถใช้ในการไตเตรทโซเดียมไฮดรอกไซด์ได้ ดังนั้นจึงสามารถกำหนดพื้นฐานของตัวอย่างได้

ปริมาตรของไตเตรทจะถูกเพิ่มอย่างต่อเนื่องจนกว่าจะทำปฏิกิริยากับสารวิเคราะห์ที่มีความเข้มข้นเท่ากัน นี่แสดงว่าถึงจุดสมมูลขององศาแล้ว กล่าวอีกนัยหนึ่งไตแทรนท์จะ "ทำให้เป็นกลาง" กับสารวิเคราะห์อย่างสมบูรณ์โดยเปลี่ยนเป็นสารเคมีชนิดอื่น

เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อใดควรเติมไตแทรนต์ให้เสร็จโดยใช้อินดิเคเตอร์ทันทีที่อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสีเรียกว่าจุดสิ้นสุดของการไตเตรท

Standardization คืออะไร?

การกำหนดมาตรฐานไม่ใช่อะไรมากไปกว่าการได้รับมาตรฐานทุติยภูมิที่จะใช้สำหรับการกำหนดเชิงปริมาณ อย่างไร? เพราะถ้าคุณทราบความเข้มข้นของมันคุณจะรู้ได้ว่าตัววิเคราะห์จะเป็นอย่างไรเมื่อได้รับการไตเตรทแล้ว

เมื่อต้องการความแม่นยำสูงในความเข้มข้นของสารละลายทั้งสารละลายไตเตรทและสารละลายที่จะทำการไตเตรทจะได้รับการกำหนดมาตรฐาน

ปฏิกิริยาที่ใช้วิธีการไตเตรท ได้แก่ :

ปฏิกิริยา -Acid-base การใช้วิธีการวัดปริมาตรสามารถกำหนดความเข้มข้นของกรดและเบสจำนวนมากได้

- ปฏิกิริยาการลดออกไซด์ ปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชันถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิเคราะห์เชิงปริมาตร เช่นการกำหนดไอโอโดเมตริก

- ปฏิกิริยาการตกตะกอน ไอออนบวกเงินจะตกตะกอนพร้อมกับไอออนจากกลุ่มของฮาโลเจนเช่นคลอรีนการได้รับซิลเวอร์คลอไรด์ AgCl

- ปฏิกิริยาของการก่อตัวที่ซับซ้อนเช่นปฏิกิริยาของเงินกับไซยาไนด์ไอออน

ลักษณะของมาตรฐานเบื้องต้น

สารที่ใช้เป็นมาตรฐานหลักต้องเป็นไปตามข้อกำหนดหลายประการเพื่อให้เป็นไปตามฟังก์ชันมาตรฐาน:

- มีองค์ประกอบที่เป็นที่รู้จักเนื่องจากมิฉะนั้นจะไม่ทราบแน่ชัดว่าควรชั่งน้ำหนักมาตรฐานเท่าใด (คำนวณความเข้มข้นที่ตามมาน้อยกว่ามาก)

- มีความเสถียรที่อุณหภูมิห้องและทนต่ออุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการอบแห้งในเตาอบรวมถึงอุณหภูมิที่เท่ากับหรือสูงกว่าอุณหภูมิเดือดของน้ำ

- มีความบริสุทธิ์มาก ไม่ว่าในกรณีใดสิ่งสกปรกไม่ควรเกิน 0.01 ถึง 0.02% นอกจากนี้ยังสามารถกำหนดสิ่งเจือปนในเชิงคุณภาพได้ซึ่งจะช่วยในการกำจัดสิ่งรบกวนที่เป็นไปได้ในการวิเคราะห์ (เช่นปริมาณไทแทรนต์ที่ใช้ผิดพลาดเป็นต้น)

- แห้งง่ายและไม่สามารถดูดความชื้นได้นั่นคือกักเก็บน้ำไว้ระหว่างการอบแห้ง และไม่ควรลดน้ำหนักเมื่อสัมผัสกับอากาศ

- อย่าดูดซับก๊าซที่สามารถก่อให้เกิดการรบกวนเช่นเดียวกับการเสื่อมสภาพของรูปแบบ

- ตอบสนองได้อย่างรวดเร็วและคงตัวด้วยรีเอเจนต์ titrant

- มีน้ำหนักเทียบเท่าที่สูงซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการชั่งน้ำหนักของสาร

ตัวอย่างมาตรฐานเบื้องต้น

เพื่อสร้างมาตรฐานฐาน

- กรดซัลโฟซาลิไซลิก

-กรดเบนโซอิก

- กรดโพแทสเซียมพทาเลต

- กรดซัลฟานิลิก

- กรดออกซาลิก

เพื่อสร้างมาตรฐานกรด

-Trishydroxymethyl อะมิโนมีเทน

-โซเดียมคาร์บอเนต

-Borax (ส่วนผสมของกรดบอริกและโซเดียมบอเรต)

-Tri-hydroxymethyl-aminomethane (เรียกว่า THAM)

เพื่อสร้างมาตรฐานรีดอกซ์

- อาร์เซนอลออกไซด์

-เหล็ก

- โพแทสเซียมไดโครเมต

-ทองแดง

การออกกำลังกาย

แบบฝึกหัด 1

โซเดียมคาร์บอเนตจำนวนหนึ่ง (มาตรฐานหลักสำหรับกรด) ที่มีน้ำหนัก 0.3542 กรัมละลายในน้ำและทำการไตเตรทด้วยสารละลายกรดไฮโดรคลอริก

เมื่อต้องการถึงจุดเปลี่ยนของตัวบ่งชี้เมธิลออเรนจ์เติมลงในสารละลายโซเดียมคาร์บอเนตจะใช้สารละลายกรดไฮโดรคลอริก 30.23 มล. คำนวณความเข้มข้นของ HCl

นี่คือวิธีการแก้ปัญหาที่กำลังจะได้มาตรฐานโดยใช้โซเดียมคาร์บอเนตเป็นมาตรฐานหลัก

นา₂ CO ₃ + 2 HCl => 2 NaCl + H ₂ O + CO ₂

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

pEq = (106 กรัม / โมล) / (2 Eq / โมล)

= 53 ก. / Eq

ที่จุดสมมูล:

mEq HCl = mEq ของ Na ₂ CO ₃

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

30.23 มล. x N HCl = 354, mg / (53 มก. / mEq)

จากนั้นล้างค่าปกติของ HCl, N:

30.23 มล. x N HCl = 6.68 mEq

N HCl = 6.68 mEq / 30.23 มล

N HCl = 0.221 mEq / มล

แบบฝึกหัด 2

โพแทสเซียมพทาเลต (KHP) ใช้เพื่อสร้างมาตรฐานของสารละลาย NaOH ซึ่งเป็นมาตรฐานหลักที่เป็นของแข็งที่มีความเสถียรในอากาศซึ่งง่ายต่อการชั่งน้ำหนัก

โพแทสเซียมพทาเลต 1.673 กรัมละลายในน้ำ 80 มล. และเติมสารละลายฟินอฟทาลีน 3 หยดซึ่งจะทำให้เกิดสีชมพูที่จุดสิ้นสุดของการไตเตรท

เมื่อทราบว่าการไตเตรท KHP ใช้ NaOH 34 มล. ค่าปกติคืออะไร?

น้ำหนักเทียบเท่าของโพแทสเซียมพทาเลต = 204.22 g / Eq

ที่จุดสิ้นสุดที่เท่ากัน:

เทียบเท่า NaOH = เทียบเท่า KHP

VNaOH x N = 1.673 ก. / (204.22 ก. / Eq)

เทียบเท่า KHP = 8,192 · 10 ^-3 Eq

ดังนั้น:

V NaOH x N OH = 8.192 · 10 ^-3 Eq

และตั้งแต่ใช้ 34 มล. (0.034 ลิตร) จึงถูกแทนที่ในสมการ

N NaOH = (8.192 · 10 ^-3 Eq / 0.034 L)

= 0.241 น

แบบฝึกหัด 3

ตัวอย่าง CaCO ₃บริสุทธิ์ (มาตรฐานหลัก) ที่มีน้ำหนัก 0.45 กรัมละลายในน้ำปริมาตรหนึ่งและหลังจากละลายเสร็จแล้วให้เติมน้ำที่ 500 มล. ในขวดวัดปริมาตร

นำสารละลายแคลเซียมคาร์บอเนต 100 มล. ไปใส่ในขวด Erlenmeyer สารละลายนี้ได้รับการไตเตรทด้วยกรดเอทิลีนไดอะมิเนตเตตราอะซิติก (EDTA) 72 มล. โดยใช้เอริโอโครมแบล็กอินดิเคเตอร์ T.

คำนวณโมลาริตีของสารละลาย AEDT

ที่จุดสมมูลขององศา:

mmol EDED = mmol CaCO ₃

V x โมลาริตีของ EDTA = mg CaCO ₃ / PM CaCO ₃

จากการละลายแคลเซียมคาร์บอเนตใน 500 มล. 100 มล. ถูกนำไปไตเตรทนั่นคือ 0.09 ก. ดังนั้น:

0.072 L x M EDTA = 0.09 ก. / 100.09 ก. / โมล

M ของ AEDT = 8.99 10 ^-4 mol / 0.072 L

= 0.0125

อ้างอิง

1. Galano Jiménez A. และ Rojas Hernández A. (nd) สารมาตรฐานสำหรับการกำหนดมาตรฐานของกรดและเบส . กู้คืนจาก: depa.fquim.unam.mx
2. การกำหนดมาตรฐานของสารละลายไตเตรท . สืบค้นจาก: ciens.ucv.ve:8080
3. วิกิพีเดีย (2018) โซลูชันมาตรฐาน สืบค้นจาก: es.wikipedia.org
4. เคมี 104: การกำหนดมาตรฐานของสารละลายกรดและเบส สืบค้นจาก: chem.latech.edu
5. Day, RA และ Underwood, AL (1989) เคมีวิเคราะห์เชิงปริมาณ. พิมพ์ครั้งที่ 5. Pearson, Prentice Hall