Was ist ein Primärstandard in der Chemie?

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

Eigenschaften von Primärstandards

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 geringe Mengen eines Reagens zugesetzt werden, bis eine chemische Reaktion auftritt. Die Reaktion liefert eine Bestätigung, dass die Lösung eine spezifische Konzentration aufweist. Primärstandards werden häufig zur Herstellung von Standardlösungen verwendet (eine Lösung mit genau bekannter Konzentration)..

Ein guter Primärstandard erfüllt folgende Kriterien:

• hoher Reinheitsgrad
• geringe Reaktivität (hohe Stabilität)
• hohes Äquivalentgewicht (um Fehler durch Massenmessungen zu reduzieren)
• Es ist unwahrscheinlich, dass Feuchtigkeit aus der Luft absorbiert wird (hygroskopisch), um Massenänderungen in feuchten oder trockenen Umgebungen zu verringern
• ungiftig
• preiswert und leicht verfügbar

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

Beispiele für Primärstandards und ihre Verwendung

Es mag seltsam erscheinen, dass ein Reagenz benötigt wird, um die Konzentration einer Chemikalie in Lösung festzustellen. Theoretisch sollte es möglich sein, die Masse der Chemikalie einfach durch das Volumen der Lösung zu dividieren. 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 tatsächlich 1 Gramm NaOH, da zusätzliches Wasser und Kohlendioxid die Lösung möglicherweise verdünnt haben. Um die Konzentration von NaOH zu überprüfen, muss ein Chemiker einen Primärstandard (in diesem Fall eine Lösung von Kaliumhydrogenphthalat (KHP)) titrieren. KHP absorbiert weder Wasser noch Kohlendioxid und kann visuell bestätigen, dass eine 1-Gramm-Lösung von NaOH vorliegt enthält wirklich 1 Gramm.

Es gibt viele Beispiele für Primärstandards; Einige der häufigsten sind:

• Natriumchlorid (NaCl) wird als Primärstandard für Silbernitrat (AgNO) verwendet₃) Reaktionen.
• Zinkpulver kann verwendet werden, um EDTA-Lösungen zu standardisieren, nachdem es in Salzsäure oder Schwefelsäure gelöst wurde.
• Kaliumhydrogenphthalat oder KHP können verwendet werden, um Perchlorsäure und eine wässrige Base in einer Essigsäurelösung zu standardisieren.

Sekundäre Standarddefinition

Ein verwandter Begriff ist "Sekundärstandard". Ein Sekundärstandard ist eine Chemikalie, die zur Verwendung in einer bestimmten Analyse gegen einen Primärstandard 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.