Gli standard primari e secondari in chimica

Le reazioni chimiche si stanno verificando in tutto il mondo proprio in questo momento: nei laboratori chimici e farmaceutici, in innumerevoli impianti industriali e nel tuo stesso corpo.

Una caratteristica di tutte le reazioni è che le molecole si combinano in rapporti molari, cioè rapporti di particelle noti e correlati al numero di atomi o molecole coinvolti, piuttosto che rapporti di massa. Questo è il caso anche se i rapporti di massa possono essere determinati in certe reazioni dai singoli pesi molecolari delle particelle costituenti.

La titolazione è un processo spesso utilizzato per regolare una reazione chimica di una soluzione. Questo processo si basa sulle sostanze e sui composti che qui vengono chiamati sostanze standard primarie.

Cos’è la valutazione?

Ci possono essere momenti in cui è necessario mescolare i volumi di due soluzioni reagenti di masse note, ma è nota solo la concentrazione molare di una di esse. Se sappiamo quando la reazione è completa, possiamo utilizzare i rapporti molari per calcolare il numero di moli di prodotto che sono state prodotte e utilizzare questo numero aggiunto al volume della soluzione sconosciuta per determinare la concentrazione molare della soluzione sconosciuta.

Affinché questo metodo sia utile, la concentrazione della soluzione di riferimento (o titolante) deve essere nota in modo molto preciso. Altrimenti, gli errori in questo valore si propagheranno in errori nella concentrazione dell’ignoto nei tuoi calcoli.

Gli standard primari e la soluzione standard primaria

Gli standard primari sono ampiamente utilizzati nella chimica analitica. In questo caso si sceglie un reagente che sia facile da pesare, abbia poca reattività con altre sostanze, sia puro, non cambi peso se esposto all’umidità e abbia un peso equivalente elevato. Ci sono caratteristiche che, quando si sceglie una sostanza, non sono così rilevanti. Quelli che spiccano di più sono l’esistenza della sostanza classificata come standard ambientale o di qualità primaria e la sua bassa tossicità, in modo che i pericoli del suo utilizzo diminuiscano. Alcuni esempi di standard primari sono gli acidi di titolazione e le titolazioni redox.

Una soluzione standard primario o standard primario è quella in cui la concentrazione di un determinato reagente è molto affidabile , motivo per cui viene utilizzata per il confronto con altre concentrazioni. Si ottiene da una titolazione standard primaria di una sostanza speciale chiamata, ovviamente, sostanza standard primaria.

Caratteristiche della sostanza standard primaria

Per creare uno standard primario o una sostanza primaria, è necessario diluire questa sostanza in acqua pura. È facile immaginare come un errore che potrebbe essere tollerato in un tipico esperimento di laboratorio di chimica, e che sarebbe di fatto un ottimo risultato in quel contesto, diventi inaccettabile quando è richiesta una precisione davvero elevata.

Ci sono quattro questioni molto importanti in una sostanza che è stata elencata come sostanza standard primaria. Eccoli elencati.

1. Una sostanza standard primaria è pura . Se ci sono impurità nel solido, ciò interferirà con il calcolo della molarità della soluzione standard assunta e causerà altri problemi. Una purezza di 99,9 (999 parti su 1000) è considerata accettabile per una sostanza standard primaria. Il carbonato di sodio (Na ₂ CO ₃ ) è disponibile a questo livello di purezza.
2. Una sostanza standard primaria è abbondante e poco costosa . Molte sostanze sono economiche e facili da trovare, ma la loro purezza è difficile da mantenere. È il caso dell’idrossido di sodio (NaOH, chiamato anche soda caustica o soda caustica), che è una base che può essere utilizzata per titolare gli acidi. La soda caustica tende ad attrarre acqua dall’ambiente in tracce. Questo accade anche con altri tipi di composti quando vengono utilizzati.
3. Una sostanza standard primaria ha una formula nota . Alcune sostanze si dissolvono in acqua per dare una miscela di composti correlati. Ad esempio, quando l’acido nitrico (HNO ₃ ) si dissolve in acqua, nella soluzione sarà sempre presente una quantità sconosciuta di acido nitroso (HNO ₂ ) che andrà ad interagire con le molecole della reazione in questione, provocando il fallimento del processo.
4. Una sostanza standard primaria rimane invariata durante la pesatura . Un problema che gli scienziati hanno affrontato da tempo immemorabile è quello di sviluppare sistemi di misura che non alterino la grandezza misurata stessa. Quando una sostanza viene pesata, passa attraverso un processo di contatto fisico. Questo processo può portare a cambiamenti nella massa o purezza della sostanza, così come altre proprietà fondamentali in tale sostanza. Pertanto, anche il processo a cui parteciperà questa sostanza può essere influenzato.

Sostanza e soluzione standard secondaria

Le sostanze che non possono essere conservate all’aria aperta perché reagiscono facilmente con i componenti dell’aria (O ₂ , CO ₂ , ecc.) o con la bilancia quando vengono pesate, sono chiamate sostanze standard secondarie . Alcuni esempi di sostanze standard secondarie sono l’acido cloridrico (HCL), l’acido solforico (H ₂ SO ₄ ), l’idrossido di sodio (NaOH), l’idrossido di potassio (KOH) e il permanganato di potassio (KMnO ₄ ), tra gli altri.

A differenza dello standard primario, uno standard secondario viene utilizzato in chimica per effettuare analisi specifiche di queste sostanze nei laboratori. In generale, non rimane costante e la sua concentrazione diminuisce nel tempo, quindi le misurazioni di alta precisione effettuate durante la preparazione non vengono mantenute nel tempo. Una sostanza secondaria è solitamente normalizzata rispetto a una norma primaria.

In generale, sostanze come l’acido cloridrico e l’acido solforico non sono adatte all’uso come standard primari, poiché non è possibile conoscere con precisione il livello di concentrazione degli acidi concentrati disponibili in commercio.

Tuttavia, si può preparare una soluzione debole di questi acidi con una concentrazione stimata e quindi risolvere correttamente la concentrazione mediante titolazione con una soluzione standard primaria di una base come il carbonato di sodio (Na 2 _CO 3 ₎ .

Uno standard secondario è una sostanza chimica o un reagente che ha determinate proprietà. Tra questi ci sono:

• È meno stabile e più reattivo dello standard primario.
• La tua soluzione rimane stabile per un lungo periodo di tempo.
• È meno puro dello standard primario.
• È intitolato dallo standard primario.

Fonti

• Camacho, A. (2017). Qual è la soluzione standard?
• Galano, A. e Rojas, A. (sf). Sostanze standard per la standardizzazione di acidi e basi .
• Helmenstime, A. (2021). Che cos’è uno standard primario in chimica?