В аналитической химии стандартный раствор ( титрант или титратор ) — это раствор, содержащий точно известную концентрацию . Стандартные растворы обычно готовятся путем растворения растворенного вещества известной массы в растворителе до точного объема или путем разбавления раствора известной концентрации большим количеством растворителя. [1]
Стандартные растворы используются для определения концентрации растворов с неизвестной концентрацией, таких как растворы в титрованиях . Концентрации стандартных растворов обычно выражаются в единицах моль на литр (моль/л, часто сокращается до М для молярности ), моль на кубический дециметр (моль/дм 3 ), киломоли на кубический метр (кмоль/м 3 ), граммы на миллилитры (г/мл) или в терминах, связанных с теми, которые используются в конкретных титрованиях (например, титры ).
Подготовка стандартных растворов требует стандартов с известным количеством аналита. Аналитические стандарты можно разделить на первичные и вторичные стандарты.
Первичные стандарты — это соединения с известной стехиометрией, высокой чистотой и высокой стабильностью. Стандартные растворы можно приготовить с использованием первичных стандартов путем точного взвешивания известного количества соединения с последующим разбавлением до точного объема. [2] Например, взвешенный образец 0,15 г хлорида натрия содержит 2,6 x 10 -3 моль хлорида натрия. Последующее разбавление этого образца в мерной колбе объемом 50 мл приведет к концентрации 0,51 М.
Вторичные стандарты — это соединения, концентрация которых определяется первичным стандартом. Вторичные стандарты не удовлетворяют требованиям первичного стандарта. [2]
При титровании концентрация аналита в растворе может быть определена путем титрования стандартного раствора раствором аналита для определения порога нейтрализации. [3] Например, для расчета концентрации хлористого водорода стандартный раствор известной концентрации, такой как 0,5 М гидроксид натрия, титруется раствором хлористого водорода.
Стандартные растворы обычно используются для определения концентрации аналита с помощью калибровочной кривой . Калибровочная кривая получается путем измерения серии стандартных растворов с известными концентрациями, которые можно использовать для определения концентрации неизвестного образца с помощью линейного регрессионного анализа . [4] Например, сравнивая значения поглощения раствора с неизвестной концентрацией с серией стандартных растворов с различными концентрациями, можно определить концентрацию неизвестного образца с помощью закона Бера .
Любая форма спектроскопии может быть использована таким образом, пока аналит имеет существенное поглощение в спектрах. Стандартный раствор является справочным руководством для обнаружения молярности неизвестных видов.
Эффект матрицы может негативно влиять на эффективность калибровочной кривой из-за взаимодействия между матрицей и ответом аналита. Эффект матрицы можно уменьшить путем добавления внутренних стандартов к стандартным растворам или путем использования метода добавления стандартов . [5]
Предположим, что необходимо измерить концентрацию глутамина в неизвестном образце. Для этого готовится ряд стандартных растворов, содержащих глутамин, для создания калибровочной кривой. Ниже приведена таблица, обобщающая метод создания этих растворов:
Здесь исходный раствор глутамина добавляется в возрастающих количествах с помощью высокоточного прибора, например, мерной пипетки , и разбавляется до того же объема в мерных колбах . Полученная концентрация рассчитывается по формуле для молярной концентрации . Результатом являются 4 стандартных раствора с различными известными концентрациями плюс пустая проба для калибровки прибора.