Di Kevin Beck
Aggiornato il 30 agosto 2022
Nei laboratori di tutto il mondo e all’interno del corpo umano, le reazioni chimiche obbediscono costantemente a precisi rapporti molari – numeri discreti di atomi o molecole – piuttosto che a proporzioni di massa arbitrarie. Mentre i rapporti di massa possono essere derivati dai pesi molecolari noti dei reagenti, la stechiometria sottostante rimane fondamentalmente relativa alle particelle numerabili.
Consideriamo la neutralizzazione dell'acido cloridrico mediante idrossido di sodio:HCl + NaOH → NaCl + H₂O . L'equazione bilanciata ci dice che una mole di acido reagisce con una mole di base per produrre una mole di sale e una mole di acqua, nonostante le diverse masse di ciascuna specie.
La titolazione è una tecnica analitica quantitativa che determina la concentrazione di una soluzione sconosciuta facendola reagire con una seconda soluzione di concentrazione nota (il titolante). Aggiungendo il titolante in modo incrementale fino a quando la reazione raggiunge il suo punto equivalente, la relazione stechiometrica consente il calcolo della concentrazione sconosciuta.
Una titolazione accurata dipende dalla conoscenza con elevata precisione della concentrazione del titolante. Qualsiasi incertezza nella soluzione di riferimento si propaga direttamente nella concentrazione calcolata dell'analita.
Una soluzione standard primaria è preparato da una sostanza standard primaria, un composto puro e stabile la cui purezza e stechiometria sono ben definite. Questa soluzione funge da punto di riferimento per calibrare altre soluzioni.
Le sostanze standard primarie devono soddisfare quattro criteri critici:
1. Purezza – Le impurità distorcono la molarità calcolata. È accettabile una purezza ≥99,9% (999 parti su 1.000). Il carbonato di sodio (Na₂CO₃) generalmente soddisfa questo requisito.
2. Disponibilità e costi – La sostanza dovrebbe essere facilmente reperibile e poco costosa. Sebbene NaOH sia ampiamente disponibile, è igroscopico e incline ad assorbire l'umidità atmosferica, complicando la pesatura accurata.
3. Formula ben definita – Il composto deve avere un'unica formula chimica nota. La dissoluzione dell'acido nitrico (HNO₃) in acqua può produrre acido nitroso (HNO₂) come contaminante, compromettendo così la stechiometria della reazione.
4. Stabilità durante la pesatura – La sostanza deve mantenere la sua massa e purezza quando viene manipolata. Il contatto fisico durante la pesatura non deve alterarne la composizione né introdurre contaminanti.
Questi attributi garantiscono collettivamente che una sostanza standard primaria possa fungere in modo affidabile da base per misurazioni analitiche precise.
