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Solución estándar: Definición y método

Publicado el 7 septiembre, 2020

¿Qué es una solución estándar?

Los químicos analíticos asumen la tarea de separar, identificar y cuantificar una variedad de componentes químicos en una amplia gama de materiales. Las soluciones estándar son una de las muchas herramientas que los químicos pueden usar cuando intentan específicamente (y con precisión) identificar estos componentes.

Las soluciones estándar son soluciones que contienen una cantidad (es decir, concentración) conocida y precisa de una sustancia o elemento. Estas soluciones se utilizan comúnmente para ayudar a identificar y determinar la concentración de una sustancia cuya concentración se desconoce. Cuando trabaje para analizar, digamos una sustancia desconocida, desea ser lo más preciso posible con todos los resultados. Aquí es donde intervienen las soluciones estándar. Debido a que estas soluciones contienen concentraciones precisas de un componente químico, aumentarán la confianza con respecto a la determinación de sustancias con concentraciones desconocidas.

Al preparar soluciones estándar, es posible que deba disolver un estándar primario en una solución como agua destilada o purificada. ¿Qué es un estándar primario? Un patrón primario es un tipo de reactivo que tiene características específicas. Ayuda a evaluar con precisión la concentración desconocida de una sustancia. Piense en los estándares primarios como una biblioteca. Decides llevar tu sustancia desconocida a esa biblioteca con el objetivo de realizar dos tareas: identificar qué es esa sustancia desconocida y determinar su concentración.

Un estándar primario debe:

  1. Sea puro (99% puro)
  2. Ser muy estable (es decir, no reaccionar con otros productos químicos)
  3. Estar disponible y ser económico
  4. No cambiar su tamaño (es decir, estándares primarios sólidos) si se expone al aire
  5. Tener un tamaño (masa) muy grande para ayudar a minimizar los errores de pesaje

Dadas estas características, tiene mucho sentido por qué podemos pensar en un estándar primario como la biblioteca o el punto de referencia. Al comprender qué es una solución estándar, existe un método que puede utilizar al trabajar con soluciones estándar.

Método para usar soluciones estándar

Tenga en cuenta que a medida que avanzamos en este ejemplo, su objetivo es crear una solución en la que no solo sepa qué sustancia hay en la solución, sino que también pueda identificar con precisión la concentración de esta solución. Hay varias formas de preparar una solución estándar, pero nos centraremos en un ejemplo que se encuentra comúnmente en un laboratorio.

Digamos que está en el laboratorio y necesita hacer una solución estándar de cloruro de sodio 1.0 M. Sabes que quieres que el volumen de esta solución sea de 400 ml. También sabe que la concentración de esta solución estándar debe ser 1.0 M. ¿Cómo determinaría, con certeza, la cantidad de cloruro de sodio sólido que se agregará a este recipiente de 400 ml? La mejor forma de abordar este problema es utilizar la siguiente ecuación:

Molaridad = mol / L

La molaridad es la cantidad de moles de una sustancia en una solución de 1 litro. Aquí, tenemos una molaridad de 1.0 M, lo que significa que 1.0 mol de cloruro de sodio está en 1 L de solución. También sabemos que los moles de una sustancia se pueden usar para encontrar la masa de una sustancia usando la fórmula masa (g / mol). La fórmula de masa es simplemente tomar la masa atómica de cada átomo (que puede encontrar en la tabla periódica) en su compuesto y sumarlos para obtener una masa total. Por ejemplo, con el cloruro de sodio, la masa atómica es 22,98 g / mol de sodio y 35,45 g / mol de cloruro. La masa de fórmula de este compuesto (NaCl) sería 58,43 g / mol.

Poniendo todo esto junto, descubrimos lo siguiente:

1.0 M = 1.0 mol de NaCl / L
.400 L de solución estándar = 1.0 mol / 1 L = .400 mol de NaCl
.400 mol NaCl x (58.5 g NaCl / 1 mol) = 23.4 g NaCl

Al preparar esta solución estandarizada, necesitaríamos agregar 23.4 g de NaCl a un recipiente que tenga 400 ml (.400 L) de agua destilada o purificada. Esta sería nuestra solución estándar de NaCl 1.0 M. Ahora bien, ¿qué método usaríamos para hacer esta solución?

Ya conoce la cantidad (23,4 g) y el volumen exacto (400 ml) necesarios para preparar la solución estándar. En un laboratorio, pesaría con cuidado (y con mucha precisión) 23,4 g de NaCl sólido en un vaso / bote de pesaje. Esto se transferiría a un matraz aforado o su práctico vaso de precipitados, que ya contiene 400 ml de agua destilada (o agua purificada).

Al hacer soluciones estándar, desea ser lo más preciso posible, lo que significa colocar cada trozo y pieza de NaCl sólido en la solución. Puede lograr esto tomando un poco de agua de su solución de 400 ml para enjuagar ese vaso / bote de pesaje que contiene su sustancia sólida. Una vez que se complete la transferencia, selle la solución, revuélvala muy bien y se habrá preparado una solución estándar elegante de cloruro de sodio 1.0 M.

Resumen de la lección

Revisemos. Las soluciones estándar son soluciones con una concentración conocida de una sustancia. Se utilizan en química, particularmente en química analítica, para ayudar a identificar o determinar la concentración de sustancias desconocidas. Los patrones primarios se utilizan a menudo al preparar soluciones patrón. Un método de solución estándar implica el uso de la molaridad para calcular la cantidad de una sustancia conocida que debe agregarse a una solución en un volumen definido. La precisión es muy importante al realizar soluciones estándar.

Términos clave

Químico

Soluciones estándar : soluciones que contienen una concentración de una sustancia o elemento.

Concentración : una cantidad conocida y precisa de una sustancia o elemento.

Estándar primario : un tipo de reactivo que tiene características específicas; se puede utilizar para evaluar con precisión la concentración desconocida de una sustancia

Molaridad : la cantidad de moles de una sustancia en una solución de 1 L

Masa de fórmula : la masa total de un compuesto; encontrado sumando la masa atómica de cada átomo (que se puede encontrar en la tabla periódica) dentro del compuesto

Los resultados del aprendizaje

Asegúrese de poder hacer lo siguiente cuando haya estudiado la lección:

  • Definir solución estándar, estándar primario y molaridad.
  • Reconocer un ejemplo de un estándar primario basado en sus propiedades.
  • Escribe la fórmula masa de un compuesto
  • Repase el método para usar una solución estándar

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