Av Kevin Beck
Uppdaterad 30 augusti 2022
I laboratorier över hela världen och inom människokroppen följer kemiska reaktioner konsekvent exakta molförhållanden – diskreta antal atomer eller molekyler – snarare än godtyckliga massproportioner. Även om massförhållandena kan härledas från de kända molekylvikterna för reaktanterna, förblir den underliggande stökiometrin i grunden om räknebara partiklar.
Överväg neutralisering av saltsyra med natriumhydroxid:HCl + NaOH → NaCl + H2O . Den balanserade ekvationen säger oss att en mol syra reagerar med en mol bas för att producera en mol salt och en mol vatten, trots de olika massorna av varje art.
Titrering är en kvantitativ analysteknik som bestämmer koncentrationen av en okänd lösning genom att reagera den med en andra lösning med känd koncentration (titranten). Genom att tillsätta titranten stegvis tills reaktionen når sin ekvivalenspunkt, tillåter det stökiometriska förhållandet beräkning av den okända koncentrationen.
Noggrann titreringsgångjärn på titrantens koncentration är känd med hög precision. All osäkerhet i referenslösningen sprider sig direkt till den beräknade koncentrationen av analyten.
En primär standardlösning framställs av ett primärt standardämne - en ren, stabil förening vars renhet och stökiometri är väldefinierade. Denna lösning fungerar som riktmärke för att kalibrera andra lösningar.
Primära standardämnen måste uppfylla fyra kritiska kriterier:
1. Renhet – Föroreningar förvränger den beräknade molariteten. En renhet på ≥99,9 % (999 delar per 1 000) är acceptabel. Natriumkarbonat (Na₂CO₃) uppfyller vanligtvis detta krav.
2. Tillgänglighet och kostnad – Ämnet ska vara lättillgängligt och billigt. Även om NaOH är allmänt tillgängligt, är det hygroskopiskt och benäget att absorbera atmosfärisk fukt, vilket komplicerar exakt vägning.
3. Väldefinierad formel – Föreningen måste ha en enda, känd kemisk formel. Att lösa salpetersyra (HNO₃) i vatten kan producera salpetersyrlighet (HNO₂) som en förorening och därigenom äventyra reaktionens stökiometri.
4. Stabilitet under vägning – Ämnet måste behålla sin massa och renhet vid hantering. Fysisk kontakt under vägning bör inte förändra dess sammansättning eller införa föroreningar.
Dessa attribut säkerställer tillsammans att ett primärt standardämne på ett tillförlitligt sätt kan fungera som grunden för exakta analytiska mätningar.
