محلول های استاندارد از مواد پرکاربرد در آزمایش های شیمیایی هستند. در مقاله پیش رو به معرفی محلول های استاندارد و کاربرد آنها خواهیم پرداخت.

یکی از کارهای مهم در شیمی و بخصوص شیمی تجزیه، مشخص کردن مقدار هرکدام از مواد موجود در ساختار است. محلول های استاندارد ابزاری هستند که متخصصان شیمی می توانند با استفاده از آنها به صورت دقیق غلظت مواد مجهول را مشخص کنند.

برویم سراغ تعریف “محلول استاندارد”

محلول استاندارد چیست؟

محلول استاندارد در شیمی تجزیه به محلولی گفته می شود که غلظت دقیق عنصر یا ماده در آن مشخص است. این محلول با استفاده از ماده استاندارد اولیه(ماده ای بسیار خالص، پایدار و بدون آب) تهیه می شود و نباید هیچ ناخالصی ای در آن باشد. البته در مقادیر بسیار کم و به شرطی که نوع ناخالصی ها مشخص باشد، نیز بسته به کاربرد قابل قبول است.

کاربرد محلول استاندارد

از محلول های استاندارد معمولا برای مشخص کردن غلظت دیگر مواد(مانند محلول ها) استفاده می شود. به عنوان مثال محلول های استاندارد در فرآیند تیتراسیون برای مشخص کردن غلظت ماده مجهول، کاربرد زیادی دارند.

معمولا غلظت محلول های استاندارد با استفاده از مول حل شونده در حجم محلول(مولار – M) بیان می شود.

روش تعیین غلظت مجهول

به عنوان مثال، فرض کنید که می خواهیم غلظت یک اسید مجهول را مشخص کنیم. برای اینکار، می توانیم از یک محلول بازی که غلظت آن را دقیقا می دانیم، استفاده کنیم. روش انجام آن به این صورت است که باز را قطره قطره به اسید اضافه می کنیم تا با یکدیگر واکنش داده و خنثی شوند. زمانی که دیگر اسیدی باقی نمانده باشد و تمام آن با باز واکنش داده باشد، به نقطه تعادل رسیده ایم. در آن نقطه با توجه به مقدار بازی که مصرف کرده ایم، می توانیم مقدار اسید موجود را بدست آوریم.

از محلول های استاندارد برای تعیین غلظت در آنالیز های طیفسنجی(اسپکتروسکوپی) نیز می توان استفاده کرد. در این روش، محلول های استانداردی با غلظت های مختلف تهیه کرده و روی آنها طیف سنجی انجام می دهند. منحنی استانداردی بدست می آید که با استفاده از آن می توان غلظت ماده مجهول را از روی شدت جذب آن در اسپکتروسکوپی بدست آورد. (با استفاده از قانون بیر-لامبرت)

از محلول های استاندارد در انواع روش های تیتراسیون استفاده می شود. تیتراسیون برای تعیین مقدار ماده، روش بسیار مناسبی است.

لازم به ذکر است که در فرآیند تیتراسیون به ماده استانداردی که به نمونه اضافه می شود، تیترانت نیز گفته می شود. نام تجاری تیترانت های تولیدی شرکت مرک، تیترازول(Titrisol) است.

خواص محلول استاندارد

محلول های استانداردی که برای تیتراسیون استفاده می شوند، لازم است برخی خواص را داشته باشند که در ادامه به آنها اشاره می شود.

• غلظت آن باید در طول زمان ثابت باقی بماند. (باید پایدار باشد)
• سرعت واکنش آن با نمونه باید به نسبت سریع باشد تا بعد از اضافه کردن آن، مدت زیادی منتظر مشاهده نتیجه نمانیم.
• واکنش بین ماده استاندارد و نمونه باید به صورت کامل انجام شود.
• باید بتوان استوکیومتری واکنش را کاملا با نسبت مشخص نوشت.
• باید روشی برای مشخص کردن نقطه تعادل(زمانی که تمام نمونه با تیترانت واکنش داده باشد) وجود داشته باشد.(به عنوان مثال در واکنش اسید-باز، می توان از نشانگرهایی که بر اساس pH تغییر رنگ می دهند استفاده کرد تا زمانی که pH خنثی شد، از روی تغییر رنگ آن متوجه رسیدن به نقطه تعادل بشوند)