المادة القياسية الأولية Primary Standard

المادة القياسية الأولية Primary Standard

في الكيمياء ، المادة القياسية الأولية هي مادة نقية جدًا ومستقرة وغير ماصة للرطوبة ولها وزن جزيئي مرتفع. و من ناحية أخرى فهي غير سامة وغير مكلفة و متوفرة بسهولة. و تستخدم المادة القياسية الأولية كمرجع لتعيين التركيزات غير معروفة في المعايرة و لتحضير المحاليل .

 

الخصائص العامة للمادة القياسية الأولية

يجب أن تلبي المادة القياسية الأولية جميع المعايير الآتية ومع ذلك ، فإن أهم الخصائص المتعلقة بالمادة القياسية الأولية هي النقاوة العالية والثبات العالي. كما يجب استخدام موادا درجة نقاوتها عالية جدا لتحضير المحاليل القياسية الأولية .

• عالية النقاء
• ثبات عالي / تفاعل منخفض
• وزن مكافئ مرتفع (لتقليل خطأ قياس الكتلة)
• غير مسترطبة (لتقليل تغيرات الكتلة من امتصاص الماء)
• غير سامة أو سمية منخفضة
• غير مكلف
• متاحة بسهولة

 

لماذا تستخدم المادة القياسية الأولية 

تتفاعل المواد الكيميائية وفقًا للنسب المولية. فالمعايرة تحدد تركيز محلول مجهول التركيز بناءً على معايرته مع محلول معلوم التركيز من خلال حساب كمية المواد المتفاعلة مع بعضها البعض. ولكن دقة الحساب تعتمد على المعرفة الحقيقية لتركيز محلول واحد فقط و هو المحلول القياسي الأولي المستخدم في عملية المعايرة.

لذلك ، على سبيل المثال ، يتفاعل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) بنسبة 1: 1 مع حمض الهيدروكلوريك (HCl). لكن هيدروكسيد الصوديوم ليس معيارًا أساسيًا لأنه عادة ما يكون غير نقي. فهيدروكسيد الصوديوم شديد الرطوبة ويمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء ، لذلك إذا وزنت عينة ، فإن بعض هذه الكتلة هو في الواقع ماء وثاني أكسيد الكربون. هذا يلغي أي حساب يتضمن نسبة المولات لأن لديك بالفعل هيدروكسيد الصوديوم أقل مما تعتقد.

في الوقت نفسه ، تعتبر كربونات الصوديوم (Na₂CO₃) مادة قياسية أولية ممتازة للتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك لأنها متوفرة بدرجة نقاء عالية ، ولها وزن جزيئي أعلى من هيدروكسيد الصوديوم ، كما أنها ليست استرطابية.

كما أن استخدام مادة قياسية أولية يجعل من حسابات تركيز المادة المجهولة أكثر دقة و موثوقية . و نظرا لكون المادة المجهولة قد تم معايرتها مع مادة قياسية، لإغن تلك المادة المجهولة و التي سوف يعرف تركيزها لاحقا يمكن أن تستخدم كمادة قياسية ثانوية.

و تُستخدم المواد القياسية الأولية لتحضير محاليل مخففة منها، فنظرا لكون محلول المادة القياسية الأولية الأأصلي معلوم تركيزه بدقة عالية، فإن المحلول المخفف منه سيكون تركيز أيضا معلوم و بدقة عالية .

 

أمثلة على مواد قياسية أولية

هناك العديد من المواد القياسية الأولية، و لكن ليست مقاسًا واحدًا يناسب الجميع. على سبيل المثال ، تعتبر كربونات الصوديوم جيدة لمعايرة حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك ، ولكن ليس حمض الخليك Acetic Acid. لذا ، تعتمد المادة القياسية الأولية التي تستخدمها على المادة الكيميائية التي تتفاعل معها. فيما يلي قائمة ببعض المواد القياسية الاولية الشائعة:

• كلوريد الصوديوم (NaCl): لتفاعلات نترات الفضة (AgNO₃)
• كربونات الصوديوم (Na₂CO₃ ، الكتلة الجزيئية = 105.99 جرام/مول): لمعايرة الحموض
• فثالات البوتاسيوم الهيدروجينية أو KHP (C₈H₅KO₄ ، الكتلة الجزيئية = 204.23 جرام/مول): لمعايرة القواعد أو حمض البيركلوريك (حمض فوق الكلوريك) و القاعدة المائية في محلول حمض الخليك.
• يودات البوتاسيوم الهيدروجينية [KH(IO₃)₂ ، الكتلة الجزيئية = 389.92 جرام/مول]: لمعايرة القواعد
• ثنائي كرومات البوتاسيوم (K₂Cr₂O₇ ، الكتلة الجزيئية = 294.19 جرام/مول): لتفاعلات الأكسدة والاختزال.
• ثلاثي (هيدروكسي ميثيل)أمينوميثان (TRIS أو THAM) [(HOCH₂)3CNH₂ ، الكتلة الجزيئية = 121.14 جرام/مول]: لمعايرة الحموض.
• مسحوق الخارصين (بعد إذابته في حمض الهيدروكلوريك أو حمض الكبريتيك): لمعايرة محاليل EDTA (إيثيلين ثنائي الأمين رباعي حمض الخليك)

 

المواد القياسية الثانوية

المادة القياسية الثانوية هي مادة تم معايرتها مع مادة قياسية أولية. و قد تكون المادة القياسية الثانوية أقل نقاءً وأكثر نشاطا من المادة القياسية الأولية ، لكنها لا تزال تدعم بعض خصائص المادة القياسية الأولية. فهي مستقرة بدرجة كافية بحيث يبقى تركيزها معروفًا لفترة طويلة. فهيدروكسيد الصوديوم (NaOH) مثلا تُعد مادة قياسية ثانوية يشاع استخدامها في المختبرات الكيميائية.

 

المصدر :

• الموسوعة العلمية الكيميائية للأستاذ أكرم العلي
• www.sciencenotes.org
• ويكيبيديا

بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي

 

تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play و من بينها تطبيق ملصقات الجـدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصـر على حدة (اللغة العربية).

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2