محلول استاندارد

محلولی را استاندارد می گویند که در آن ، رابطه بین مقادیر ماده حل‌شده و محلول یا رابطه بین مقدار ماده حل‌شده و حلال بنحوی معلوم باشد. با معلوم بودن مقدار ماده حل‌شونده و مقدار حلال تشکیل دهنده محلول ، غلظت محلول مشخص می‌گردد. بسیاری از واکنش‌ها در حالت محلول انجام می‌شوند و محاسبه‌های کمی برای این‌گونه واکنش‌ها بر مبنای غلظت آنها صورت می‌گیرد. برای بیان غلظت ، روش‌های گوناگونی وجود دارد و محلولهای استاندارد را براساس غلظت بیان می‌کند.

محلولهای استاندارد کاربردهای زیادی دارند، از جمله در تجزیه های تیترسنجی (تیتراسیون) ، واکنش‌های خنثی شدن و واکنش‌های اکسیداسیون-احیا و...

محلول‌های استاندارد مورد کاربرد

محلول درصد جرمی

محلولی است که در آن مقداری ماده حل‌شونده در 100 گرم محلول ، حل شده باشد.

100*جرم محلول/جرم ماده حل شونده = درصد جرمی

در صورت و مخرج باید از یک نوع یکای جرم استفاده شود. یعنی هر دو باید برحسب میلی‌گرم ، گرم یا کیلوگرم بیان شوند. مثلا ، بر روی بر چسب محلول شست وشوی دهان نوشته می شود: "محلول استریل سدیم کلرید 9/0 درصد برای شستشو". عبارت "سدیم کلرید 9/0 درصد" یعنی در 100 گرم از این محلول 9/0 گرم سدیم کلرید وجود دارد و بقیه آن آب است.

برای محلول‌های بسیار رقیق ، معمولا غلظت بر حسب قسمت در میلیون (ppm) بیان می‌شود.

10⁶*جرم محلول/جرم ماده حل شونده=ppm

اگر حلال ، آب باشد و مقدار ماده حل‌شونده چنان کم باشد که چگالی محلول هم‌چنان g.mL^-1 1,0 باقی بماند، در اینصورت رابطه به قرار زیر خواهد بود:

لیتر محلول/میلی گرم ماده حل شونده≈ppm

از ppm برای بیان مقادیر بسیار کم کاتیون‌ها و آنیون‌ها در آب دریا ، بدن جانداران ، بافت‌های گیاهی و میزان آلاینده‌های هوا و بطور کلی ، در مواردی که مقدار ماده حل‌شونده خیلی جزئی باشد، استفاده می‌شود.

محلول گرم در لیتر (غلظت معمولی-C)

در این محلول‌ها ، مقداری ماده حل‌شونده در یک لیتر محلول وجود دارد.

حجم محلول به لیتر/مقدار ماده حل شونده به گرم= C

برای مثال ، اگر در 200 میلی‌لیتر از محلولی به اندازه 4 گرم پتاسیم کلرید حل‌شده باشد، غلظت معمولی این محلول ، 20 گرم در لیتر خواهد بود.

200ml*1 L / 1000 ml=0,2 L لیتر محلول

C=4g / 0,2 L=20 g.L^-1

محلول مول در لیتر (مولار C_M)

غلظت مولار رایج‌ترین روش برای بیان غلظت است و محلول مولار ، محلولی است که در هر لیتر آن ، به اندازه یک مول ماده حل‌شونده ، حل شده باشد. مانند محلول یک مول بر لیتر لیتیم کلرید که در آن ، یک لیتر محلول دارای یک مول لیتیم کلرید است.

حجم محلول (لیتر)/مقدار ماده حل شونده (مول)=غلظت مولار (M)

محلول مولال (m)

محلولی که در آن یک مول ماده حل‌شونده در یک کیلوگرم حلال شده باشد، محلول مولال نامیده می‌شود. از غلظت مولال در مطالعه خواص کولیگاتیو محلول‌ها بکار می‌رود.

مقدار ماده حل شونده (مول)/کیلوگرم حلال= غلظت مولال (m)

برای مثال ، اگر در 200 گرم آب خالص ، 0,03 مول کلرید پتاسیم حل شده باشد، مولالیته محلول عبارت خواهد بود:

200g*1 Kg/1000 g=0,2 Kg کیلوگرم حلال

مولال m=0,03(mol)/0,2Kg=0,15

محلول نرمال (N)

محلول نرمال ، محلولی است که یک اکی والان گرم ماده حل‌شونده در یک لیتر آن و یا یک میلی‌اکی‌والان گرم در هر لیتر آن حل شده باشد.

·         مفهوم اکی والان گرم: مقدار وزن اکی والان مواد مختلف طبق رابطه زیر به دست می‌آید:

E=M/n

که M ، جرم مولکولی و n (ظرفیت) برای مواد مختلف به قرار زیر بدست می‌آید:
مقدار n برای اسیدها برابر تعداد هیدروژن‌های اسیدی و برای بازها ، برابر تعداد ^-OH ، برای نمک‌ها برابر ظرفیت فلز ضرب‌در تعداد فلز و برای واکنش‌های اکسایش- کاهش برابر درجه کاهش یا اکسایش است.


با بدست آوردن مقدار E (وزن اکی والان) می‌توان تعداد اکی‌والان را از رابطه زیر حساب کرد:

وزن اکی والان/جرم ماده برحسب گرم= =m/E تعداد اکی والان

در نتیجه ، نرمالیته یک محلول بیانگر تعداد اکی‌والان‌ها در یک لیتر محلول یا تعداد میلی‌اکی‌والان در هر میلی‌لیتر محلول می‌باشد. پس ، یک محلول 0,2 N نقره نیترات ، 0,2 میلی اکی والان (meq) از نقره‌نیترات در هر میلی‌لیتر یا 0,2 اکی والان (eq) در هر لیتر محلول دارد.

روابط بین محلول های استاندارد

C_M=C/M

C=NE

N=C_M*n

در این روابط: C_M مولاریته ، C غلظت گرم در لیتر ، N نرمالیته ، M جرم مولکولی ، E اکی والان گرم و n ظرفیت است