化学の一次標準とは何ですか?|化学

化学では、一次標準 は、非常に純度が高く、安定で、吸湿性がなく、高分子量の試薬です。理想的には、毒性がなく、安価で、すぐに入手できるものでもあります。一次標準は、滴定で未知の濃度を検出するための参照を提供し、二次標準およびワーキングソリューションの準備に使用されます。

主要な標準プロパティ

理想的な一次標準は、次の基準をすべて満たしています。しかし、最も重要な特性は高純度と高安定性です。一次標準溶液の調製には、試薬グレードの化学薬品を使用する必要があります。

高純度
高安定性/低反応性
高当量 (質量測定誤差を減らすため)
非吸湿性 (吸水による質量変化を抑えるため)
無毒または低毒性
安価
すぐに利用可能

一次基準が使用される理由

化学物質はモル比に従って反応します。滴定は、未知の濃度の溶液と反応するために必要な既知の濃度の溶液の体積に基づいて、未知の溶液の濃度を決定します。ただし、計算の正確さは、1 つの溶液の濃度を正確に知ることにかかっています。

たとえば、水酸化ナトリウム (NaOH) は塩酸 (HCl) と 1:1 の比率で反応します。しかし、水酸化ナトリウムは通常不純であるため、一次標準ではありません。水酸化ナトリウムは吸湿性が高く、空気中の二酸化炭素を吸収するため、サンプルの重さを量ると、その質量の一部は実際には水と二酸化炭素です.これは、溶液中の水酸化ナトリウムが思ったよりも少ないため、モル比を含むすべての計算を無効にします。一方、炭酸ナトリウム (Na₂ CO₃ ) は、高純度で入手でき、水酸化ナトリウムよりも分子量が高く、吸湿性がないため、塩酸との反応に適した一次標準です。

一次標準を使用すると、未知の溶液の濃度に高い信頼性が得られます。このソリューションは一次標準に対して標準化されているため、二次標準として使用できます。濃度の信頼度は、プロセスのエラー (たとえば、滴定のマークをオーバーシュートするなど) のため、わずかに低くなります。ただし、化学物質によっては、この種の標準化が信頼できる濃度値を取得するための最良の方法です。

一次標準は、まったく同じ理由で作業溶液の希釈に使用されます。一次標準の濃度は高い信頼度で知られているため、それから作成された溶液の濃度も高い精度で知られています。

一次基準の例

多くの主要な基準があります。それらは画一的なものではありません。たとえば、炭酸ナトリウムは塩酸と硫酸の標準化には適していますが、酢酸の標準化には適していません。したがって、使用する一次標準は、反応する化学物質によって異なります。一般的な一次標準のリストを次に示します:

塩化ナトリウム (NaCl):硝酸銀 (AgNO₃ ) 反応
炭酸ナトリウム (Na₂ CO₃ 、分子量。 =105.99 g/mol):酸の滴定用
フタル酸水素カリウムまたは KHP (C₈ H₅ KO₄ 、分子量。 =204.23 g/mol):酢酸溶液中の塩基または過塩素酸と塩基水溶液の滴定用
よう素酸水素カリウム [KH(IO₃ )₂ 、分子量。 =389.92 g/mol]:塩基の滴定用
重クロム酸カリウム (K2 Cr₂ O₇ 、分子量。 =294.19 g/mol):酸化還元反応用
トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン (TRIS または THAM) [(HOCH₂ )₃ CNH₂ 、分子量。 =121.14 g/mol]:酸の滴定用
亜鉛末 (塩酸または硫酸に溶解後):EDTA (エチレンジアミン四酢酸) 溶液の標準化

二次基準

二次基準 一次標準に対して標準化された試薬です。つまり、二次標準の濃度は、秤量して溶媒に溶解するのではなく、一次標準の測定量に対して滴定することによってわかります。二次標準は、一次標準よりも純度が低く、反応性が高い場合がありますが、標準の特性の一部は維持されます。濃度が長期間にわたって知られているほど安定しています。水酸化ナトリウム (NaOH) は一般的な二次標準です。

参考文献

Hemenway, M. K. (2002) Holt Science &Technology:Physical Science (第 1 版)。ホルト、ラインハート、ウィンストン。 ISBN 78-0030519574
Skoog, Douglas A., West, Donald M.;Holler, F. James (1995). 分析化学の基礎 （第8版）。ハーコートブレースカレッジパブリッシャーズ。 ISBN 0-03-035523-0