- En què consisteix l'estandardització?
- Característiques dels estàndards primaris
- Exemples d'estàndards primaris
- Per estandarditzar bases
- Per estandarditzar àcids
- Per estandarditzar els reactius redox
- exercicis
- exercici 1
- exercici 2
- exercici 3
- referències
La estandardització de solucions és un procés que permet la determinació exacta de la concentració d'una solució. Les substàncies que fan servir amb aquesta finalitat reben el nom d'estàndards primaris.
Una solució s'estandarditza usant el mètode de la valoració volumètrica (titulació), ja sigui mitjançant tècniques clàssiques o instrumentals (potenciometria, colorimetria, etc.).
Font: Pixabay
Per a això, l'espècie dissolta reacciona amb un estàndard primari pesat anticipadament. Per tant, és indispensable l'ús de pilotes volumètrics per aquestes anàlisis quantitatius.
Per exemple, el carbonat de sodi és un estàndard primari que s'usa en l'estandardització dels àcids, entre ells l'àcid clorhídric que es converteix en titulante, ja que pot ser utilitzat en la titulació de l'hidròxid de sodi. Així, es pot determinar la basicitat d'una mostra.
S'afegeixen volums de l'titulante contínuament fins que hi hagi reaccionat amb una concentració equivalent de l'analit. Això assenyala que s'ha arribat al punt d'equivalència de la titulació; en altres paraules, el titulante "neutralitza" a l'analit completament mitjançant la seva transformació en una altra espècie química.
Es coneix quan s'ha de finalitzar l'addició de l'titulante mitjançant l'ús d'indicadors L'instant en què l'indicador canvia de color es diu punt final de la titulació.
En què consisteix l'estandardització?
L'estandardització no és més que l'obtenció d'un estàndard secundari que servirà per a determinacions quantitatives. Com? Perquè si es coneix la seva concentració, es pot saber quin serà la de l'analit un cop titulat.
Quan es requereix d'una gran exactitud en la concentració de les solucions, s'estandarditza tant la solució titulante com la solució a la qual ella va a titular.
Les reaccions en què es fa servir el mètode de la titulació inclouen:
Reaccions àcid-base. Mitjançant el mètode de la volumetria es poden determinar la concentració de molts àcids i bases.
-La reaccions d'òxid reducció. Les reaccions químiques que involucren l'oxidació són molt utilitzades en l'anàlisi volumètric; com per exemple, les determinacions yodimétricas.
-Les reaccions de precipitació. El catió plata es precipita unit a un anió de el grup dels halògens, com el clor, obtenint-clorur de plata, AgCl.
Reaccions de formació de complexos, per exemple la reacció de la plata amb l'ió cianur.
Característiques dels estàndards primaris
Les substàncies utilitzades com a estàndards primaris han de complir amb una sèrie de requisits per complir amb la seva funció d'estandardització:
Tenir una composició coneguda, ja que en cas contrari no se sabrà amb exactitud quant s'ha de pesar de l'estàndard (i molt menys calcular la seva concentració posterior).
-Ser estables a temperatura ambient i resistir les temperatures necessàries per al seu assecat a l'estufa, inclusivament temperatures iguals o superiors a la temperatura d'ebullició de l'aigua.
Tenir una gran puresa. En tot cas, les impureses no han d'excedir d'un 0,01 a un 0,02%. A més les impureses poden determinar qualitativament, el que facilitaria la remoció de possibles interferents en les anàlisis (volums erronis utilitzats de titulante, per exemple).
-Ser fàcils d'assecar i no poden ser tan higroscòpiques, és a dir, retenir aigua durant l'assecat. Tampoc han de perdre pes a l'exposar-se en contacte amb l'aire.
-No absorbir gasos que puguin produir interferències, així com la degeneració de el patró
-Reaccionar ràpida i estequiomètricament amb el reactiu titulante.
Tenir un pes equivalent elevat que redueixi els errors que es puguin cometre durant la pesada de la substància.
Exemples d'estàndards primaris
Per estandarditzar bases
-Àcid sulfosalicílico
-Àcid benzoic
-Ftalato àcid de potassi
-Àcid sulfanílic
-Àcid oxàlic
Per estandarditzar àcids
-Trishidroximetil aminometano
-Carbonato de sodi
-Bórax (barreja d'àcid bòric i borat de sodi).
-Tri-hidroximetil-aminometano (conegut com THAM)
Per estandarditzar els reactius redox
-òxid arsenioso
-Ferro
-Dicromato de potassi
-coure
exercicis
exercici 1
Es dissol en l'aigua una certa quantitat de carbonat de sodi (estàndard primari per als àcids) que pesa 0,3542 gi es titula amb una solució d'àcid clorhídric.
Per aconseguir el punt de viratge de l'indicador taronja de metil, afegit a la solució de carbonat de sodi, es van gastar 30,23 ml de la solució d'àcid clorhídric. Calculeu la concentració de l'HCl.
Aquesta és la solució que serà estandarditzada, mitjançant l'ús de l'carbonat de sodi com a estàndard primari.
Na 2 CO 3 + 2 HCl => 2 NaCl + H 2 O + CO 2
petit (Na 2 CO 3 = pm / 2) (pes molecular de Na 2 CO 3 = 106 g / mol)
petit = (106 g / mol) / (2 Eq / mol)
= 53 g / eq
En el punt d'equivalència:
mEq HCl = mEq de Na 2 CO 3
VHCl x N HCl = mg Na 2 CO 3 / PET N a CO 3
30,23 ml x N HCl = 354, mg / (53 mg / mEq)
I buidant llavors la normalitat de l'HCl, N:
30,23 ml x N HCl = 6,68 mEq
N HCl = 6,68 mEq / 30,23 ml
N HCl = 0,221 mEq / ml
exercici 2
Per estandarditzar una dissolució de NaOH s'utilitza el ftalat de potassi (KHP), un estàndard primari que és un sòlid estable a l'aire i que és fàcil de pesar.
Es dissolen 1,673 grams de ftalat de potassi en 80 ml d'aigua i s'agreguen 3 gotes d'una solució de l'indicador fenolftaleïna que desenvolupa un color rosat en el punt final de la titulació.
Sabent que la titulació de l'KHP consumeix 34 ml de l'NaOH, quin és la seva normalitat?
Pes equivalent de l'ftalat potàssic = 204,22 g / eq
En el punt final d'equivalència:
Equivalents de NaOH = Equivalents de KHP
VNaOH x N = 1,673 g / (204,22 g / eq)
Equivalents de KHP = 8,192 · 10 -3 Eq
llavors:
V NaOH x N OH = 8,192 · 10 -3 Eq
I com es van gastar 34 ml (0,034L), se substitueix en l'equació
N NaOH = (8,192 · 10 -3 Eq / 0,034 L)
= 0,241 N
exercici 3
Una mostra de CaCO 3 pur (un estàndard primari) que pesa 0,45 g, es dissol en un volum d'aigua, i després de solubilizarlo, es completa amb aigua a 500 ml en un matràs aforat.
Es prenen 100 ml de la solució de carbonat de calci i es col·loquen en un matràs erlenmeyer. La solució es titula amb 72 ml d'àcid etilendiaminatetracético (AEDT), emprant indicador negre eriocrom T.
Calculeu la molaritat de la solució de AEDT
En el punt d'equivalència de la titulació:
mmol AEDT = mmol CaCO 3
V x molaritat de AEDT = mg CaCO 3 / PM CaCO 3
De la dissolució de l'carbonat de calci en 500 ml es va prendre 100 ml per a la titulació, és a dir, 0,09 g (la cinquena part de 0,45g). Per tant:
0,072 L x M de AEDT = 0,09 g / 100,09 g / mol
M de AEDT = 8.99 · 10 -4 mol / 0,072 L
= 0,0125
referències
- Galano Jiménez A. & Rojas Hernández A. (sf). Substàncies patrons per estandardització d'àcids i bases.. Recuperat de: depa.fquim.unam.mx
- Estandardització de solucions valorantes.. Recuperat de: ciens.ucv.ve:8080
- Wikipedia. (2018). Solució estàndard. Recuperat de: es.wikipedia.org
- Chemistry 104: Standardization of Acid and Base Solutions. Recuperat de: chem.latech.edu
- Day, RA i Underwood, A EL (1989). Química Analítica Quantitativa. 5ª Edició. Pearson, Prentice Hall.