معرفی محلول استاندارد و کاربردهای این ماده

محلول استاندارد محلولی است که حاوی غلظت دقیق از یک عنصر یا آنالیت مشخص باشد که با استفاده از ماده استاندارد اولیه (که ماده ای خالص، پایدار و بی آب است) بدون هرگونه ناخالصی تهیه میشود.

378 بازدید / دوشنبه 18 مرداد 1400 / دسته بندی : مقالات

محلول استاندارد چیست؟

 


محلول استاندارد ( در لفظ انگلیسی : Standard solution ) محلولی است که حاوی 
غلظت دقیق از یک عنصر یا آنالیت مشخص باشد که با استفاده از ماده استاندارد اولیه (که ماده ای خالص، پایدار و بی آب است) بدون هرگونه ناخالصی تهیه میشود.

 به عبارت دیگر محلول استاندارد محلولی است که رابطه بین حل شونده و حلال رابطه معین و مشخصی باشد. 

 


کاربرد محلول استاندارد :

"محلول های استاندارد" دارای کاربردهای زیادی از جمله موارد زیر می باشند :

  • تیتراسیون های تیتر سنجی (تیتراسیون)
  • واکنش های خنثی شدن
  • واکنش های اکسیدا و احیا (ردوکس)


محلول استاندارد پرکاربرد:

محلول درصد جرمی: 

محلول درصد جرمی ,‌ محلولی است که در آن مقداری ماده حل‌شونده در ۱۰۰ گرم محلول، حل شده باشد.

۱۰۰ × جرم محلول ÷ جرم ماده حل شونده = درصد جرمی

یکای جرم در هر دو سمت معادله  باید برحسب میلی‌گرم، گرم یا کیلوگرم یکسان باشد.

مثلا، بر روی بر چسب محلول شست وشوی دهان نوشته میشود: “محلول استریل سدیم کلرید ۹/۰ درصد برای شستشو”. عبارت سدیم کلرید ۹/۰ درصد، یعنی در ۱۰۰ گرم از این محلول ۹/۰ گرم سدیم کلرید وجود دارد و بقیه آن آب است.

برای محلول‌های بسیار رقیق، معمولا غلظت بر حسب قسمت در میلیون (ppm) بیان می‌شود.

۱۰۶ × جرم محلول ÷ جرم ماده حل شونده  = ppm  

در محلول های آبی رابطه به قرار زیر خواهد بود:

لیتر محلول ÷ میلی گرم ماده حل شونده ≈ ppm

از ppm برای بیان مقادیر بسیار کم کاتیون‌ها و آنیون‌ها در آب دریا ، بدن جانداران ، بافت‌های گیاهی و میزان آلاینده‌های هوا و به‌طور کلی در مواردی که مقدار ماده حل‌شونده خیلی جزئی باشد، استفاده می‌شود.

 

معرفی محلول استاندارد-افراکم

 

محلول گرم در لیتر غلظت معمولی : (C)

در محلول گرم در لیتر غلظت معمولی ، مقداری ماده حل‌شونده در یک لیتر محلول وجود دارد.

حجم محلول به لیتر ÷ مقدار ماده حل شونده به گرم = C

برای مثال ، اگر در ۲۰۰ میلی‌لیتر از محلولی به اندازه ۴ گرم پتاسیم کلرید حل‌شده باشد، غلظت معمولی این محلول، ۲۰ گرم در لیتر خواهد بود.

 

محلول مول در لیتر مولار (CM) محلول مولار

غلظت مولار رایج‌ ترین روش برای بیان غلظت است و محلول مولار ، محلولی است که در هر لیتر آن، به اندازه یک مول ماده حل‌شونده، حل شده باشد.

مانند محلول یک مول بر لیتر لیتیم کلرید که در آن ، یک لیتر محلول دارای یک مول لیتیم کلرید است.

حجم محلول (لیتر) ÷ مقدار ماده حل شونده (مول) = غلظت مولار (M)

 

محلول مولال (m)

محلولی که در آن، یک مول ماده حل‌شونده در یک کیلوگرم حلال شده باشد، محلول مولال نامیده می‌شود. از غلظت محلول مولال در مطالعه خواص کولیگاتیو محلول‌ها بکار می‌رود.

مقدار ماده حل شونده (مول) ÷ کیلوگرم حلال = غلظت مولال (m)

 

محلول نرمال (N)

محلول نرمال ، محلولی است که یک اکی والان گرم ماده حل‌شونده در یک لیتر آن و یا یک میلی‌اکی‌والان گرم در هر لیتر آن حل شده باشد.

مفهوم اکی والان گرم: مقدار وزن اکی والان مواد مختلف، طبق رابطه زیر بدست می‌آید:

E = M ÷ n

که M، جرم مولکولی و n ظرفیت برای مواد مختلف بصورت زیر است:

برای اسیدها = تعداد هیدروژن‌های اسیدی

برای بازها = تعداد -OH

برای نمک‌ها = ظرفیت فلز ضربدر تعداد فلز

برای واکنش‌های اکسایش- کاهش = درجه کاهش یا اکسایش

با به‌دست آوردن مقدار E وزن اکی والان می‌توان تعداد اکی‌والان را از رابطه زیر حساب کرد:

وزن اکی والان ÷ جرم ماده برحسب گرم =تعداد اکی والان

m ÷ E

در نتیجه ، نرمالیته یک محلول بیانگر تعداد اکی‌ والان‌ها در یک لیتر محلول یا تعداد میلی‌اکی‌والان درهر میلی‌لیتر محلول می‌باشد. پس، یک محلول ۰,۲ N نقره نیترات ، ۰,۲ میلی اکی والان (meq) از نقره‌نیترات در هر میلی‌لیتر یا ۰,۲ اکی والان (eq) در هر لیتر محلول دارد.

 

آشنایی با محلول استاندارد-افراکم

 

روابط بین محلول های استاندارد:

CM = C ÷ M

C = NE

N = CM × n

در این روابط:

CM مولاریته

C غلظت گرم در لیتر

N نرمالیته

M جرم مولکولی

E اکی والان گرم

n ظرفیت

 

اگرچه اصطلاح حل شونده و محلول اغلب با نمونه های مایع همراه هستند، اما آنها را می‌توان به نمونه های فاز گاز و جامد نیز تعمیم داد.

استاندارد و استاندارد کردن از پایه های علم و فناوری است که در پیشرفت صنعت و اقتصاد نقشی به سزا دارد.  استاندارد عبارت است از نظمی مبتنی بر نتایج ثابت علوم، فنون و تجربه های بشری که به صورت قواعد و مقررات به‌کار می‌رود.

در شیمی و زیست شیمی مواد استاندارد به معنی استفاده از مواد مرجع است که حاوی مواد مورد بررسی با غلظت شناخته شده است و با استفاده از مواد استاندارد می‌توان غلظت مادة مجهول را در یک نمونه پیدا کرد.

 

برخی کاربردهای محلول‌ های استاندارد در آزمایشگاه‌های شیمی عبارتند از:

  • ✓ ارائه یک مرجع 
  • ✓ استانداردسازی محلول‌ های سنجش حجمی
  • ✓ تهیة محلول استاندارد ثانویه
  • ✓ واسنجی تنظیم کردن تجهیزات 


 محلول‌ های استاندارد به دو دسته تقسیم می‌شوند:

  1. محلول استاندارد اولیه 
  2. محلول استاندارد ثانویه 


محلول استاندارد اولیه

برای یافتن غلظت دقیق محلولهای تهیه شده در آزمایشگاه، از محلول استاندارد اولیه استفاده می‌شود که به شرح زیر است:

دارای ترکیب نسبی مشخص و درجه خلوص بالایی باشد. درجة خلوص آن بهتر است 100 %باشد اگر مشخص باشد، قابل قبول است. اگر خلوص کمی پایینتر از 100 %باشد، به شرط آنکه مقدار ناخالصی‌ها دقیقا مشخص باشد.

  • در دمای آزمایشگاه پایدار باشد.

  • رطوبت و کربن دی اکسید را جذب نکند و ضمن خشک کردن در آون بدون تغییر باقی بماند.

  • برای جلوگیری از ایجاد مزاحمت با شناساگر، پیش و پس از سنجش حجمی بیرنگ باشد

  • در دسترس و ارزان باشد.

  • سمی نباشد

 

از موادی که به عنوان استاندارد اولیه به‌کار می‌روند، سدیم کربنات برای اسیدها و پتاسیم اگزالات برای پتاسیم پرمنگنات را می‌توان نام برد.

 

محلول استاندارد ثانويه 

مطابق ویژگی‌های محلول استاندارد اولیه بسیاری از مواد مانند سدیم هیدروکسید  یا سود که جذب کنننده رطوبت هستند، نمی‌توانند به عنوان محلول استاندارد استفاده شوند، زیرا خلوص آنها به مرور دچار تغییر می‌شود،.

لذا برای استاندارد کردن محلول این مواد و تعیین غلظت دقیق آنها، از یک محلول استاندارد اولیه استفاده می‌شود.

برای مثال وقتی به محلول هیدروکلریک اسید1/0 مولار نیاز باشد، محلول با غلظت 1/0 مولار از آن تهیه می‌شود. سپس توسط سنجش حجمی با محلول استاندارد اولیة سدیم کربنات، غلظت دقیق هیدروکلریک اسید تعیین ‌می‌شود. محلول هیدروکلریک اسید که غلظت دقیق آن توسط استاندارد مشخص شده است، محلول استاندارد ثانویه نامیده می‌شود.

محلول استاندارد ثانویه، محلول با غلظت مشخص از یک ماده شیمیایی یا یک واکنشگر است که غلظت دقیق آن توسط استاندارد اولیه تعیین شده است و جسم حل شده در آن نسبت به استاندارد اولیه دارای تفاوت های زیر است:

  1.  خلوص کمتری نسبت به استاندارد اولی دارد.
  2.  پایداری کمتر و واکنش‌پذیری بیش‌تری نسبت به استاندارد اولیه دارد. 
  3. محلول آن برای مدت طولانی قابل نگهداری است.


 بهترین نمونه برای محلول استاندارد ثانویه مادة سدیم هیدروکسید NaOH است كه شدیدا جاذب آب است. به محض باز شدن ظرف حاوی سدیم هیدروکسید، جذب رطوبت هوا آغاز می‌شود.

 

نتیجه گیری

در این مقاله با محلول استاندارد,‌ کاربردهای این ماده و انواع آن آشنا شدید. پیشنهاد ما به شما ذخیره این صفحه از سایت به عنوان بوک مارک در مرورگرتان میباشد چرا که در آپدیت های بعدی این مقاله, اطلاعات جامعتری از محلول استاندارد قرار خواهد گرفت. 

 

►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►

شرکت افراکم پیشرو در زمینه فروش محصولات آزمایشگاهی و مواد شیمیایی آزمایشگاهی می باشد. جهت کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان ما به شماره ۰۲۱۸۶۰۵۳۳۹۷ تماس بگیرید.

همچنین جهت مشاوره رایگان,‌نام ایمیل و شماره تماس خود را در کادر زیر وارد کنید تا همکاران بخش فنی با شما تماس بگیرند.

►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►►

سایر مقالات پیشنهادی جهت مطالعه:

محلول بافر (Buffer) چیست؟

رقیق سازی محلول های غلیظ آزمایشگاهی - دستورالعمل محلول سازی

 

منبع:

wiki

 

https://bit.ly/3zDIkjPhttps://cutt.ly/RnMp6o8shorturl.at/kHUX0
https://b2n.ir/z43340https://tinyurl.com/4u6a7nm9yun.ir/6swa1d