Primære standarder i kjemi

I kjemi er en primærstandard et reagens som er veldig rent, representativt for antall mol stoffet inneholder og veies enkelt. Et reagens er et kjemikalie som brukes til å forårsake en kjemisk reaksjon med et annet stoff. Ofte blir reagenser brukt til å teste for nærvær eller mengde av spesifikke kjemikalier i en løsning.

Primære standarder brukes vanligvis i titrering for å bestemme en ukjent konsentrasjon og i andre analytiske kjemiteknikker. titrering er en prosess der små mengder av et reagens tilsettes til en løsning inntil en kjemisk reaksjon oppstår. Reaksjonen bekrefter at løsningen er i en spesifikk konsentrasjon. Primære standarder brukes ofte for å lage standardløsninger, løsninger med en nøyaktig kjent konsentrasjon.

En god primærstandard oppfyller følgende kriterier:

• Har et høyt renhetsnivå
• har lav reaktivitet (høy stabilitet)
• Har en høy ekvivalentvekt (for å redusere feil fra massemålinger)
• Kan ikke absorbere fuktighet fra luften (hygroskopisk), for å redusere endringer i masse i fuktige kontra tørre omgivelser
• Er giftfri
• Er billig og lett tilgjengelig

I praksis oppfyller få kjemikalier som brukes som primære standarder alle disse kriteriene, selv om det er avgjørende at en standard er av høy renhet. En forbindelse som kan være en god primærstandard for ett formål, er kanskje ikke det beste valget for en annen analyse.

Det kan virke rart at et reagens er nødvendig for å bestemme konsentrasjonen av et kjemisk stoff i oppløsningen. I teorien skal det være mulig å bare dele massen til kjemikaliet med volumet av løsningen. Men i praksis er dette ikke alltid mulig.

For eksempel har natriumhydroksyd (NaOH) en tendens til å absorbere fuktighet og karbondioksid fra atmosfæren, og dermed endre konsentrasjonen. En prøve på 1 gram NaOH inneholder kanskje ikke 1 gram NaOH fordi ytterligere vann og karbondioksid kan ha fortynnet løsningen. For å kontrollere konsentrasjonen av NaOH, må en kjemiker titrere en primærstandard - i dette tilfellet, en løsning av kaliumhydrogenftalat (KHP). KHP absorberer ikke vann eller karbondioksid, og det kan gi visuell bekreftelse på at en 1-gram løsning av NaOH virkelig inneholder 1 gram.

Det er mange eksempler på primære standarder. Det vanligste inkluderer:

• Natriumklorid (NaCl), som brukes som en primærstandard for sølvnitrat (AgNO₃) reaksjoner
• Sinkpulver, som kan brukes til å standardisere EDTA-oppløsninger (etylendiaminetetraeddiksyre) etter at den er oppløst i saltsyre eller svovelsyre
• Kaliumhydrogenftalat, eller KHP, som kan brukes til å standardisere perklorsyre og en vandig base i en eddik syreoppløsning

Et beslektet begrep er sekundærstandard, et kjemikalie som er standardisert mot en primærstandard for bruk i en spesifikk analyse. Sekundære standarder brukes ofte for å kalibrere analysemetoder. Når først konsentrasjonen er blitt validert ved bruk av en primær standard, blir NaOH ofte brukt som en sekundær standard.