STANDAARDISATIE VAN OPLOSSINGEN: WAARUIT HET BESTAAT EN OEFENINGEN - CHEMIE - 2025

De standaardisatie van oplossingen is een proces waarmee de concentratie van een oplossing nauwkeurig kan worden bepaald. De stoffen die hiervoor worden gebruikt, worden primaire standaarden genoemd.

Een oplossing wordt gestandaardiseerd met behulp van de volumetrische titratiemethode (titratie), hetzij met klassieke of instrumentele technieken (potentiometrie, colorimetrie, enz.).

Bron: Pixabay

Hiervoor reageert de opgeloste soort vooraf met een gewogen primaire standaard. Daarom is het gebruik van volumetrische ballonnen essentieel voor deze kwantitatieve analyses.

Natriumcarbonaat is bijvoorbeeld een primaire standaard die wordt gebruikt bij de standaardisatie van zuren, inclusief zoutzuur dat een titrant wordt, omdat het kan worden gebruikt bij de titratie van natriumhydroxide. Zo kan de basiciteit van een steekproef worden bepaald.

Volumes van de titrant worden continu toegevoegd totdat deze heeft gereageerd met een equivalente concentratie van de analyt. Dit geeft aan dat het equivalentiepunt van de graad is bereikt; met andere woorden, de titrant "neutraliseert" de analyt volledig door deze om te zetten in een andere chemische soort.

Met behulp van indicatoren is bekend wanneer de toevoeging van de titrant moet worden beëindigd Het moment waarop de indicator van kleur verandert, wordt het eindpunt van de titratie genoemd.

Wat is standaardisatie?

Standaardisatie is niets meer dan het verkrijgen van een secundaire standaard die kan dienen voor kwantitatieve bepalingen. Hoe? Omdat als u de concentratie kent, u kunt weten wat de analyt zal zijn nadat deze is getitreerd.

Wanneer een hoge nauwkeurigheid vereist is bij de concentratie van de oplossingen, zijn zowel de titreervloeistof als de oplossing waarnaar het gaat titreren gestandaardiseerd.

Reacties waarbij de titratiemethode wordt gebruikt, zijn onder meer:

-Zuur-base-reacties. Met behulp van de volumetrische methode kan de concentratie van veel zuren en basen worden bepaald.

-De oxidatiereductiereacties. Chemische reacties waarbij oxidatie betrokken is, worden veel gebruikt bij volumetrische analyse; zoals bijvoorbeeld jodimetrische bepalingen.

-De neerslagreacties. Het zilverkation slaat samen met een anion uit de groep van halogenen, zoals chloor, neer en verkrijgt zilverchloride, AgCl.

-Reacties van complexvorming, bijvoorbeeld de reactie van zilver met het cyanide-ion.

Kenmerken van de primaire standaarden

De stoffen die als primaire norm worden gebruikt, moeten aan een reeks eisen voldoen om hun normalisatiefunctie te vervullen:

-Heb een bekende samenstelling, omdat anders niet precies bekend is hoeveel van de standaard moet worden gewogen (laat staan ​​de volgende concentratie berekenen).

-Wees stabiel bij kamertemperatuur en weerstaat de temperaturen die nodig zijn voor het drogen in de oven, inclusief temperaturen gelijk aan of hoger dan de kooktemperatuur van water.

- Ze hebben een grote zuiverheid. In ieder geval mogen de onzuiverheden niet groter zijn dan 0,01 tot 0,02%. Bovendien kunnen onzuiverheden kwalitatief worden bepaald, wat de verwijdering van mogelijke storende stoffen in de analyses zou vergemakkelijken (bijvoorbeeld onjuiste hoeveelheden titrant gebruikt).

-Zijn gemakkelijk te drogen en kunnen niet zo hygroscopisch zijn, dat wil zeggen, ze houden water vast tijdens het drogen. Ook mogen ze niet afvallen bij blootstelling aan lucht.

-Absorbeer geen gassen die storingen kunnen veroorzaken, evenals de degeneratie van het patroon

- Reageer snel en stoichiometrisch met het titrantreagens.

-Hebben een hoog equivalent gewicht dat fouten vermindert die kunnen worden gemaakt tijdens het wegen van de stof.

Voorbeelden van primaire standaarden

Om bases te standaardiseren

-Sulfosalicylzuur

-Benzoëzuur

-Kaliumzuurftalaat

-Sulfanilzuur

-Oxaalzuur

Om zuren te standaardiseren

-Trishydroxymethylaminomethaan

-Natriumcarbonaat

-Borax (mengsel van boorzuur en natriumboraat).

-Tri-hydroxymethylaminomethaan (bekend als THAM)

Om redoxreagentia te standaardiseren

-Arseenoxide

-Ijzer

-Kaliumdichromaat

-Koper

Opdrachten

Oefening 1

Een bepaalde hoeveelheid natriumcarbonaat (primaire standaard voor zuren) met een gewicht van 0,3542 g wordt opgelost in water en getitreerd met een zoutzuuroplossing.

Om het keerpunt van de methyloranje-indicator te bereiken, toegevoegd aan de natriumcarbonaatoplossing, werd 30,23 ml van de zoutzuuroplossing verbruikt. Bereken de concentratie van de HCl.

Dit is de oplossing die gestandaardiseerd gaat worden, met natriumcarbonaat als primaire standaard.

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

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

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

= 53 g / verg

Op het equivalentiepunt:

mEq HCl = mEq Na ₂ CO ₃

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

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

En dan de normaliteit van de HCl, N wissen:

30,23 ml x N HC1 = 6,68 mEq

N HC1 = 6,68 mEq / 30,23 ml

N HCl = 0,221 mEq / ml

Oefening 2

Kaliumftalaat (KHP) wordt gebruikt om een ​​NaOH-oplossing te standaardiseren, een primaire standaard die een luchtstabiele vaste stof is die gemakkelijk te wegen is.

1.673 gram kaliumftalaat wordt opgelost in 80 ml water en er worden 3 druppels van een fenolftaleïne-indicatoroplossing toegevoegd, die aan het eind van de titratie een roze kleur krijgt.

Wetende dat de KHP-titratie 34 ml NaOH verbruikt, wat is dan de normaliteit ervan?

Equivalent gewicht van kaliumftalaat = 204,22 g / Eq

Op het equivalentie-eindpunt:

Equivalenten van NaOH = equivalenten van KHP

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

Equivalenten KHP = 8,192 · 10 ^-3 Eq

Zo:

V NaOH x N OH = 8,192 · ^10-3 Eq

En aangezien 34 ml (0,034 l) werd gebruikt, wordt deze in de vergelijking vervangen

N NaOH = (8,192 · ^10-3 Eq / 0,034 L)

= 0,241 N

Oefening 3

Een monster van zuiver CaCO ₃ (een primaire standaard) met een gewicht van 0,45 g wordt opgelost in een volume water, en na het oplossen ervan wordt het aangevuld met water van 500 ml in een maatkolf.

Neem 100 ml van de calciumcarbonaatoplossing en plaats deze in een erlenmeyer. De oplossing wordt getitreerd met 72 ml ethyleendiaminetetraazijnzuur (EDTA), met behulp van eriochroomzwartindicator T.

Bereken de molariteit van de AEDT-oplossing

Op het equivalentiepunt van de graad:

mmol EDED = mmol CaCO ₃

V x molariteit van EDTA = mg CaCO ₃ / PM CaCO ₃

Uit het oplossen van calciumcarbonaat in 500 ml werd 100 ml genomen voor de titratie, dat wil zeggen 0,09 g (een vijfde van 0,45 g). Dus:

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

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

= 0,0125

Referenties

1. Galano Jiménez A. & Rojas Hernández A. (zd). Standaardstoffen voor standaardisatie van zuren en basen. . Hersteld van: depa.fquim.unam.mx
2. Standaardisatie van titrantoplossingen. . Hersteld van: ciens.ucv.ve:8080
3. Wikipedia. (2018). Standaard oplossing. Hersteld van: es.wikipedia.org
4. Chemistry 104: Standardization of Acid and Base Solutions. Hersteld van: chem.latech.edu
5. Day, RA en Underwood, AL (1989). Kwantitatieve analytische chemie. 5e editie. Pearson, Prentice Hall.