Wissenschaft

Primärstandards in der Chemie

In der Chemie ist ein Primärstandard ein Reagenz, das sehr rein ist, für die Anzahl der Mol, die die Substanz enthält, repräsentativ ist und leicht gewogen werden kann. Ein Reagenz ist eine Chemikalie, die verwendet wird, um eine chemische Reaktion mit einer anderen Substanz auszulösen. Oft werden Reagenzien verwendet, um das Vorhandensein oder die Menge bestimmter Chemikalien in einer Lösung zu testen.

 

Eigenschaften

Primärstandards werden typischerweise bei der Titration zur Bestimmung einer unbekannten Konzentration und bei anderen analytischen Chemietechniken verwendet. Die Titration ist ein Prozess, bei dem einer Lösung kleine Mengen eines Reagens zugesetzt werden, bis eine chemische Reaktion auftritt. Die Reaktion bestätigt, dass die Lösung eine bestimmte Konzentration aufweist. Primärstandards werden häufig verwendet, um Standardlösungen herzustellen, Lösungen mit einer genau bekannten Konzentration.

Ein guter Primärstandard erfüllt die folgenden Kriterien:

  • Hat einen hohen Reinheitsgrad
  • Hat eine geringe Reaktivität (hohe Stabilität)
  • Hat ein hohes Äquivalentgewicht (um Fehler bei Massenmessungen zu reduzieren )
  • Nimmt wahrscheinlich keine Feuchtigkeit aus der Luft auf ( hygroskopisch ), um Massenänderungen in feuchten oder trockenen Umgebungen zu reduzieren
  • Ist ungiftig
  • Ist kostengünstig und leicht verfügbar

In der Praxis erfüllen nur wenige Chemikalien, die als Primärstandards verwendet werden, alle diese Kriterien, obwohl es wichtig ist, dass ein Standard von hoher Reinheit ist. Auch eine Verbindung, die für einen bestimmten Zweck ein guter Primärstandard sein könnte, ist möglicherweise nicht die beste Wahl für eine andere Analyse.

 

Beispiele

Es mag seltsam erscheinen, dass ein Reagenz benötigt wird, um die Konzentration einer Chemikalie in Lösung zu bestimmen. Theoretisch sollte es möglich sein, die Masse der Chemikalie einfach durch das Volumen der Lösung zu teilen. In der Praxis ist dies jedoch nicht immer möglich.

Beispielsweise neigt Natriumhydroxid (NaOH) dazu, Feuchtigkeit und Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu absorbieren, wodurch sich seine Konzentration ändert. Eine 1-Gramm-Probe NaOH enthält möglicherweise nicht 1 Gramm NaOH, da zusätzliches Wasser und Kohlendioxid die Lösung möglicherweise verdünnt haben. Um die NaOH-Konzentration zu überprüfen, muss ein Chemiker einen Primärstandard titrieren – in diesem Fall eine Lösung von Kaliumhydrogenphthalat (KHP). KHP absorbiert weder Wasser noch Kohlendioxid und kann visuell bestätigen, dass eine 1-Gramm-Lösung von NaOH tatsächlich 1 Gramm enthält.

Es gibt viele Beispiele für Primärstandards. Die häufigsten sind:

 

Sekundärstandard

Ein verwandter Begriff ist Sekundärstandard, eine Chemikalie, die gegen einen Primärstandard zur Verwendung in einer bestimmten Analyse standardisiert wurde. Sekundärstandards werden üblicherweise zur Kalibrierung von Analysemethoden verwendet. NaOH wird häufig als Sekundärstandard verwendet, sobald seine Konzentration durch Verwendung eines Primärstandards validiert wurde.

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