Введение
Раствор с точно известной концентрацией какого-либо вещества. В аналитической химии стандартный раствор (титрант) – это раствор, содержащий точно известную концентрацию. Стандартные растворы обычно готовят путем растворения вещества известной массы в растворителе до точного объема или разбавлением раствора известной концентрации дополнительным растворителем. Стандартные растворы используются для определения концентрации растворов с неизвестной концентрацией, например, при проведении титрования. Концентрации стандартных растворов обычно выражаются в единицах моль на литр (моль/л, часто обозначается как М для молярной концентрации), моль на кубический дециметр (моль/дм³), киломоль на кубический метр (киломоль/м³), граммы на миллилитр (г/мл) или в единицах, связанных с конкретными титрованиями (например, титры).
In analytical chemistry, a standard solution (titrant or titrator) is a solution containing an accurately known concentration. Standard solutions are generally prepared by dissolving a solute of known mass into a solvent to a precise volume, or by diluting a solution of known concentration with more solvent. Standard solutions are used to determine the concentration of solutions with unknown concentration, such as solutions in titrations. The concentrations of standard solutions are normally expressed in units of moles per litre (mol/L, often abbreviated to M for molarity), moles per cubic decimetre (mol/dm3), kilomoles per cubic metre (kmol/m3), grams per milliliters (g/mL), or in terms related to those used in particular titrations (such as titres).
Типы стандартных решений
Для приготовления стандартных растворов необходимы стандартные образцы с известным содержанием анализируемого вещества. Аналитические стандартные образцы подразделяются на первичные и вторичные.
Основные стандарты
Основными стандартами являются соединения с известной стехиометрией, высокой чистотой и высокой стабильностью. Стандартные растворы можно приготовить, используя основные стандарты, путем точного взвешивания известного количества вещества и последующего разбавления до точного объема. Например, взвешенный образец хлорида натрия массой 0,15 г содержит 2,6 x 10³ моль хлорида натрия. Разбавление этого образца до метки в мерной колбе объемом 50 мл приведет к получению раствора с концентрацией 0,51 М.
Вторичные стандарты
Вторичные стандарты – это вещества с концентрацией, установленной по первичному стандарту. Вторичные стандарты не соответствуют требованиям, предъявляемым к первичным стандартам. Например, для определения концентрации хлороводорода титруют стандартный раствор известной концентрации, такой как 0,5 М раствор гидроксида натрия, с раствором хлороводорода.
Определение концентрации с использованием калибровочной кривой
Стандартные растворы обычно используются для определения концентрации определяемого вещества по калибровочной кривой. Калибровочная кривая строится путем измерения серии стандартных растворов с известными концентрациями, которые затем используются для определения концентрации неизвестного образца с помощью анализа методом линейной регрессии. Например, сравнивая значения поглощения раствора с неизвестной концентрацией с серией стандартных растворов с различными концентрациями, можно определить концентрацию неизвестного образца, используя закон Бера. Любой вид спектроскопии может быть использован таким образом, при условии, что определяемое вещество обладает существенным поглощением в спектре. Стандартный раствор служит ориентиром для определения молярной концентрации неизвестного вещества. Матричный эффект может негативно влиять на эффективность калибровочной кривой из-за взаимодействия между матрицей и сигналом аналита. Матричный эффект можно уменьшить путем добавления внутренних стандартов в стандартные растворы или использованием метода стандартных добавок.
Пример приготовления ряда стандартных растворов
Предположим, необходимо измерить концентрацию глутамина в неизвестном образце. Для этого приготавливают ряд стандартных растворов, содержащих глутамин, для построения калибровочной кривой. Таблица, суммирующая метод приготовления этих растворов, представлена ниже:
+Table 1: Preparing a set of glutamine standards exampleConcentration of glutamine stock solution (g/mL):7.50 x 10 3SolutionGlutamine added (mL)Dilute to mark with:Resulting Concentration (g/mL)1 (blank)0Deionized water in
25 mL Volumetric Flask0213.00 x 10 4326.00 x 10 4439.00 x 10 4541.20 x 10 3
Here, a stock solution of glutamine is added in increasing increments with a high accuracy instrument, such as a volumetric pipette, and diluted to the same volume in volumetric flasks. The resulting concentration is calculated using the formula for molar concentration. The result is 4 standard solutions with varying known concentrations plus a blank for instrument calibration.
+Таблица 1: Пример приготовления набора стандартов глутамина
+Table 1: Preparing a set of glutamine standards exampleConcentration of glutamine stock solution (g/mL):7.50 x 10 3SolutionGlutamine added (mL)Dilute to mark with:Resulting Concentration (g/mL)1 (blank)0Deionized water in
25 mL Volumetric Flask0213.00 x 10 4326.00 x 10 4439.00 x 10 4541.20 x 10 3
Here, a stock solution of glutamine is added in increasing increments with a high accuracy instrument, such as a volumetric pipette, and diluted to the same volume in volumetric flasks. The resulting concentration is calculated using the formula for molar concentration. The result is 4 standard solutions with varying known concentrations plus a blank for instrument calibration.
Концентрация исходного раствора глутамина (г/мл): 7,50 x 10⁻³
+Table 1: Preparing a set of glutamine standards exampleConcentration of glutamine stock solution (g/mL):7.50 x 10 3SolutionGlutamine added (mL)Dilute to mark with:Resulting Concentration (g/mL)1 (blank)0Deionized water in
25 mL Volumetric Flask0213.00 x 10 4326.00 x 10 4439.00 x 10 4541.20 x 10 3
Here, a stock solution of glutamine is added in increasing increments with a high accuracy instrument, such as a volumetric pipette, and diluted to the same volume in volumetric flasks. The resulting concentration is calculated using the formula for molar concentration. The result is 4 standard solutions with varying known concentrations plus a blank for instrument calibration.
| Раствор | Добавленный глутамин (мл) | Довести до метки: | Полученная концентрация (г/мл) |
|---|---|---|---|
| 1 (холостой) | 0 | Деионизированная вода в мерном флаконе объемом 25 мл | 0 |
| 2 | 3,00 x 10⁻⁴ | | 1,30 x 10⁻⁴ |
| 3 | 6,00 x 10⁻⁴ | | 2,60 x 10⁻⁴ |
| 4 | 9,00 x 10⁻⁴ | | 3,90 x 10⁻⁴ |
| 5 | 1,20 x 10⁻³ | | 4,12 x 10⁻³ |
+Table 1: Preparing a set of glutamine standards exampleConcentration of glutamine stock solution (g/mL):7.50 x 10 3SolutionGlutamine added (mL)Dilute to mark with:Resulting Concentration (g/mL)1 (blank)0Deionized water in
25 mL Volumetric Flask0213.00 x 10 4326.00 x 10 4439.00 x 10 4541.20 x 10 3
Here, a stock solution of glutamine is added in increasing increments with a high accuracy instrument, such as a volumetric pipette, and diluted to the same volume in volumetric flasks. The resulting concentration is calculated using the formula for molar concentration. The result is 4 standard solutions with varying known concentrations plus a blank for instrument calibration.
Здесь исходный раствор глутамина добавляется последовательно увеличивающимися объемами с помощью высокоточного инструмента, такого как мерная пипетка, и разбавляется до одного и того же объема в мерных колбах. Полученная концентрация рассчитывается по формуле для молярной концентрации. В результате получается 4 стандартных раствора с различными известными концентрациями, а также холостой раствор для калибровки прибора.
+Table 1: Preparing a set of glutamine standards exampleConcentration of glutamine stock solution (g/mL):7.50 x 10 3SolutionGlutamine added (mL)Dilute to mark with:Resulting Concentration (g/mL)1 (blank)0Deionized water in
25 mL Volumetric Flask0213.00 x 10 4326.00 x 10 4439.00 x 10 4541.20 x 10 3
Here, a stock solution of glutamine is added in increasing increments with a high accuracy instrument, such as a volumetric pipette, and diluted to the same volume in volumetric flasks. The resulting concentration is calculated using the formula for molar concentration. The result is 4 standard solutions with varying known concentrations plus a blank for instrument calibration.