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标准溶液与基准物质到底有何关联？
点击次数：131 发布时间：2023/10/20 10:47:56
先来认识下标准溶液与基准物质
标准溶液：已知准确浓度的溶液，在各种滴定分析方法中都要用到标准溶液，可根据溶质的性质、特点，按不同方法配置，配制方法有直接配置法和间接配置法。
基准物质：能用来配制标准溶液或测定标准溶液浓度的物质。
应具备如下条件：
1、组成恒定并与化学式相符，若含结晶水，其结晶水的实际含量也应与化学式严格相符。
2、纯度足够高(达99.9%以上)，杂质含量应低于分析方法允许的误差限。
3、性质稳定，不易吸收空气中的水分和二氧化碳，不分解，不易被空气氧化。
4、有较大的摩尔质量，以减少称量时的相对误差。
5、试剂参加滴定反应时，应严格按反应式定量进行，没有副反应。
如何配制标准溶液？
标准溶液是指已知准确浓度的溶液，它是滴定分析中进行定量计算的依据。不论采用何种滴定方法，都离不开标准溶液。因此，正确地配制标准溶液，确定其准确浓度，妥善地贮存标准溶液，都关系到滴定分析结果的准确性。
配制标准溶液的方法一般有以下两种：
1、直接配制法
用分析天平准确地称取一定量的物质，溶于适量水后定量转入容量瓶中，稀释至标线，定容并摇匀。根据溶质的质量和容量瓶的体积计算该溶液的准确浓度。
能用于直接配制标准溶液的物质，称为基准物质或基准试剂，它也是用来确定某一溶液准确浓度的标准物质。作为基准物质必须符合下列要求：
1)试剂必须具有足够高的纯度，一般要求其纯度在99.9%以上，所含的杂质应不影响滴定反应的准确度。
2)物质的实际组成与执业医师网它的化学式完/全相符，若含有结晶水（如，硼砂Na2B4O7·10H2O)，其结晶水的数目也应与化学式完/全相符。
3)试剂应该稳定。例如，不易吸收空气中的水分和二氧化碳，不易被空气氧化，加热干燥时不易分解等。
4)试剂/好有较大的摩尔质量，这样可以减少称量误差。常用的基准物质有纯金属和某些纯化合物，如，Cu, Zn, Al, Fe和K2Cr2O7，Na2CO3, MgO, KBrO3等，它们的含量一般在99.9%以上，甚至可达99.99%。
应注意，有些高纯试剂和光谱纯试剂虽然纯度很高，但只能说明其中杂质含量很低。由于可能含有组成不定的水分和气体杂质，使其组成与化学式不一定准确相符，致使主要成分的含量可能达不到99.9%，这时就不能用作基准物质。
2、间接配制法（标定法)
需要用来配制标准溶液的许多试剂不能完/全符合上述基准物质必备的条件，
例如：NaOH易吸收空气中的二氧化碳和水分，纯度不高；市售盐酸中HCl的准确含量难以确定，且易挥发；KMnO4和Na2S2O3等均不易提纯，且见光分解，在空气中不稳定等。因此这类试剂不能用直接法配制标准溶液，只能用间接法配制，即先配制成接近于所需浓度的溶液，然后用基准物质（或另一种物质的标准溶液)来测定其准确浓度。这种确定其准确浓度的操作称为标定。
例如欲配制0.1mol/L HCl标准溶液，先用一定量的浓HCl加水稀释，配制成浓度约为0.1mol/L的稀溶液，然后用该溶液滴定经准确称量的无水Na2CO3基准物质，直至两者定量反应完/全，再根据滴定中消耗HCl溶液的体积和无水Na2CO3的质量，计算出HCl溶液的准确浓度。大多数标准溶液的准确浓度是通过标定的方法确定的。
在常量组分的测定中，标准溶液的浓度大致范围为0.01mol/L至1mol/L，通常根据待测组分含量的高低来选择标准溶液浓度的大小。
为了提高标定的准确度，标定时应注意以下几点：
1）标定应平行测定3～4次，至少重复三次，并要求测定结果的相对偏差不大于0.2% 。
2）为了减少测量误差，称取基准物质的量不应太少，少应称取0.2ｇ以上；同样滴定到终点时消耗标准溶液的体积也不能太小，/好在于20mL以上。
3）配制和标定溶液时使用的量器，如滴定管，容量瓶和移液管等，在必要时应校正其体积，并考虑温度的影响。
4）标定好的标准溶液应该妥善保存，避免因水分蒸发而使溶液浓度发生变化；有些不够稳定，如，见光易分解的ＡgNO3和KMnO4等标准溶液应贮存于棕色瓶中，并置于暗处保存；能吸收空气中二氧化碳并对玻璃有腐蚀作用的强碱溶液，/好装在塑料瓶中，并在瓶口处装一碱石灰管，以吸收空气中的二氧化碳和水。对不稳定的标准溶液，久置后，在使用还需重新标定其浓度。
什么是“有证”标准物质？
附有证书的标准物质，其一种或多种特性值用建立了溯源性的程序确定，使之可溯源到准确复现的用于表示该特性值的计量单位，而且每个标准值都附有给定置信水平的不确定度。
注：
1、有相应的标准物质证书。
2、有证标准物质一般成批制备，其特性值是通过对代表整批物质的样品进行测量而确定，并具有规定的不确定度。
3、当标准物质与特制器件相结合时，例如，已知三相点的物质装入三相点瓶，已知光密度的玻璃装入透射滤光片、均匀粒子尺寸板装在显微镜玻璃板上，有证标准物质的特性有时可方便地和可靠地确定，上述这些器件也可以认为是有证标准物质。
4、所有有证标准物质应符合<通用计量学基本术语>中给出的“计量基准标准”的定义。
5、有些标准物质和有证标准物质有这样的特性，它们与已确定的化学结构不相关，或由于其他原因不能用精/确的物理和化学测量方法确定。
基准物质标定法与标准溶液标定法
1、 基准物质标定法：
称取一定量的基准物质，溶解后用待标定的溶液滴定。根据基准物质的质量和溶液的消耗体积，计算待标定溶液的准确浓度。
2、 标准溶液标定法：
准确吸取一定量的待标定溶液，用另一种已知准确浓度的标准溶液滴定；或准确吸取一定量的已知准确浓度的标准溶液，用待标定的溶液滴定。根据两种溶液的消耗体积及已知的标准溶液浓度，计算待标定溶液的准确浓度。此法若标准溶液浓度不准确会直接影响待标定溶液浓度的准确性。因此，标定时应尽量采用基准物质标定法。无论用哪种方法标定，一般要求平行做3～4次实验，至少2～3次。相对偏差小于0.2%。标定好的标准溶液应妥善保存。放置一段时间后，标准溶液要先摇匀，再使用，若不稳定的溶液，还要定期标定。
标准物质的正确使用包括正确的选择、正确使用（防止误用）和使用的注意事项：
1） 标准物质应根据不同的用途、目的，选择不同的标准来源，如，从相应的标准品供应处购买、购买相应的商品或从特殊途径获得。
2）目的不同，标准品别要求则不同。应选用标准物质特性量值与预期应用测试值水平相适应的标准物质。使用者不应选用不确定度超过测量值与预期应用测量程序所容许水平的标准物质，一般工作场所可以选用满足要求的标准物质。对实验室认证、方法验证、产品评价与仲裁等可以选用高水平的标准物质。
3）使用者在使用标准物质应仔细、全/面地阅读标准物质证书，只有认真的阅读证书中所给出的信息，才能保/证正确使用标准物质。
4）选用的标准物质稳定性应满足整个实验计划的需要。凡已超过稳定性的标准物质切不可随便使用。
5）使用者应特别注意证书中所给该标准物质的小取样量。小取样量是标准物质均匀性的重要条件，不重视或者忽略了小取样量，会影响测量结果的准确性和可信度。
6）所选用的标准物质数量应满足整个实验计划使用，必要时应保留一些储备，供实验计划后必要的使用。
7）选用标准物质除考虑其不确定度水平外还要考虑到标准物质的供应状况、价格以及化学的和物理的适用性。有的使用者不顾花费昂贵的价格与手续非要从国外进口标准物质来使用，这也是标准物质的误用。
标准溶液：已知准确浓度的溶液，在各种滴定分析方法中都要用到标准溶液，可根据溶质的性质、特点，按不同方法配置，配制方法有直接配置法和间接配置法。
基准物质：能用来配制标准溶液或测定标准溶液浓度的物质。
应具备如下条件：
1、组成恒定并与化学式相符，若含结晶水，其结晶水的实际含量也应与化学式严格相符。
2、纯度足够高(达99.9%以上)，杂质含量应低于分析方法允许的误差限。
3、性质稳定，不易吸收空气中的水分和二氧化碳，不分解，不易被空气氧化。
4、有较大的摩尔质量，以减少称量时的相对误差。
5、试剂参加滴定反应时，应严格按反应式定量进行，没有副反应。
如何配制标准溶液？
标准溶液是指已知准确浓度的溶液，它是滴定分析中进行定量计算的依据。不论采用何种滴定方法，都离不开标准溶液。因此，正确地配制标准溶液，确定其准确浓度，妥善地贮存标准溶液，都关系到滴定分析结果的准确性。
配制标准溶液的方法一般有以下两种：
1、直接配制法
用分析天平准确地称取一定量的物质，溶于适量水后定量转入容量瓶中，稀释至标线，定容并摇匀。根据溶质的质量和容量瓶的体积计算该溶液的准确浓度。
能用于直接配制标准溶液的物质，称为基准物质或基准试剂，它也是用来确定某一溶液准确浓度的标准物质。作为基准物质必须符合下列要求：
1)试剂必须具有足够高的纯度，一般要求其纯度在99.9%以上，所含的杂质应不影响滴定反应的准确度。
2)物质的实际组成与执业医师网它的化学式完/全相符，若含有结晶水（如，硼砂Na2B4O7·10H2O)，其结晶水的数目也应与化学式完/全相符。
3)试剂应该稳定。例如，不易吸收空气中的水分和二氧化碳，不易被空气氧化，加热干燥时不易分解等。
4)试剂/好有较大的摩尔质量，这样可以减少称量误差。常用的基准物质有纯金属和某些纯化合物，如，Cu, Zn, Al, Fe和K2Cr2O7，Na2CO3, MgO, KBrO3等，它们的含量一般在99.9%以上，甚至可达99.99%。
应注意，有些高纯试剂和光谱纯试剂虽然纯度很高，但只能说明其中杂质含量很低。由于可能含有组成不定的水分和气体杂质，使其组成与化学式不一定准确相符，致使主要成分的含量可能达不到99.9%，这时就不能用作基准物质。
2、间接配制法（标定法)
需要用来配制标准溶液的许多试剂不能完/全符合上述基准物质必备的条件，
例如：NaOH易吸收空气中的二氧化碳和水分，纯度不高；市售盐酸中HCl的准确含量难以确定，且易挥发；KMnO4和Na2S2O3等均不易提纯，且见光分解，在空气中不稳定等。因此这类试剂不能用直接法配制标准溶液，只能用间接法配制，即先配制成接近于所需浓度的溶液，然后用基准物质（或另一种物质的标准溶液)来测定其准确浓度。这种确定其准确浓度的操作称为标定。
例如欲配制0.1mol/L HCl标准溶液，先用一定量的浓HCl加水稀释，配制成浓度约为0.1mol/L的稀溶液，然后用该溶液滴定经准确称量的无水Na2CO3基准物质，直至两者定量反应完/全，再根据滴定中消耗HCl溶液的体积和无水Na2CO3的质量，计算出HCl溶液的准确浓度。大多数标准溶液的准确浓度是通过标定的方法确定的。
在常量组分的测定中，标准溶液的浓度大致范围为0.01mol/L至1mol/L，通常根据待测组分含量的高低来选择标准溶液浓度的大小。
为了提高标定的准确度，标定时应注意以下几点：
1）标定应平行测定3～4次，至少重复三次，并要求测定结果的相对偏差不大于0.2% 。
2）为了减少测量误差，称取基准物质的量不应太少，少应称取0.2ｇ以上；同样滴定到终点时消耗标准溶液的体积也不能太小，/好在于20mL以上。
3）配制和标定溶液时使用的量器，如滴定管，容量瓶和移液管等，在必要时应校正其体积，并考虑温度的影响。
4）标定好的标准溶液应该妥善保存，避免因水分蒸发而使溶液浓度发生变化；有些不够稳定，如，见光易分解的ＡgNO3和KMnO4等标准溶液应贮存于棕色瓶中，并置于暗处保存；能吸收空气中二氧化碳并对玻璃有腐蚀作用的强碱溶液，/好装在塑料瓶中，并在瓶口处装一碱石灰管，以吸收空气中的二氧化碳和水。对不稳定的标准溶液，久置后，在使用还需重新标定其浓度。
什么是“有证”标准物质？
附有证书的标准物质，其一种或多种特性值用建立了溯源性的程序确定，使之可溯源到准确复现的用于表示该特性值的计量单位，而且每个标准值都附有给定置信水平的不确定度。
注：
1、有相应的标准物质证书。
2、有证标准物质一般成批制备，其特性值是通过对代表整批物质的样品进行测量而确定，并具有规定的不确定度。
3、当标准物质与特制器件相结合时，例如，已知三相点的物质装入三相点瓶，已知光密度的玻璃装入透射滤光片、均匀粒子尺寸板装在显微镜玻璃板上，有证标准物质的特性有时可方便地和可靠地确定，上述这些器件也可以认为是有证标准物质。
4、所有有证标准物质应符合<通用计量学基本术语>中给出的“计量基准标准”的定义。
5、有些标准物质和有证标准物质有这样的特性，它们与已确定的化学结构不相关，或由于其他原因不能用精/确的物理和化学测量方法确定。
基准物质标定法与标准溶液标定法
1、 基准物质标定法：
称取一定量的基准物质，溶解后用待标定的溶液滴定。根据基准物质的质量和溶液的消耗体积，计算待标定溶液的准确浓度。
2、 标准溶液标定法：
准确吸取一定量的待标定溶液，用另一种已知准确浓度的标准溶液滴定；或准确吸取一定量的已知准确浓度的标准溶液，用待标定的溶液滴定。根据两种溶液的消耗体积及已知的标准溶液浓度，计算待标定溶液的准确浓度。此法若标准溶液浓度不准确会直接影响待标定溶液浓度的准确性。因此，标定时应尽量采用基准物质标定法。无论用哪种方法标定，一般要求平行做3～4次实验，至少2～3次。相对偏差小于0.2%。标定好的标准溶液应妥善保存。放置一段时间后，标准溶液要先摇匀，再使用，若不稳定的溶液，还要定期标定。
标准物质的正确使用包括正确的选择、正确使用（防止误用）和使用的注意事项：
1） 标准物质应根据不同的用途、目的，选择不同的标准来源，如，从相应的标准品供应处购买、购买相应的商品或从特殊途径获得。
2）目的不同，标准品别要求则不同。应选用标准物质特性量值与预期应用测试值水平相适应的标准物质。使用者不应选用不确定度超过测量值与预期应用测量程序所容许水平的标准物质，一般工作场所可以选用满足要求的标准物质。对实验室认证、方法验证、产品评价与仲裁等可以选用高水平的标准物质。
3）使用者在使用标准物质应仔细、全/面地阅读标准物质证书，只有认真的阅读证书中所给出的信息，才能保/证正确使用标准物质。
4）选用的标准物质稳定性应满足整个实验计划的需要。凡已超过稳定性的标准物质切不可随便使用。
5）使用者应特别注意证书中所给该标准物质的小取样量。小取样量是标准物质均匀性的重要条件，不重视或者忽略了小取样量，会影响测量结果的准确性和可信度。
6）所选用的标准物质数量应满足整个实验计划使用，必要时应保留一些储备，供实验计划后必要的使用。
7）选用标准物质除考虑其不确定度水平外还要考虑到标准物质的供应状况、价格以及化学的和物理的适用性。有的使用者不顾花费昂贵的价格与手续非要从国外进口标准物质来使用，这也是标准物质的误用。
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