En química analítica , una solución estándar ( titrante o valorador ) es una solución que contiene una concentración conocida con precisión . Las soluciones estándar generalmente se preparan disolviendo un soluto de masa conocida en un solvente hasta un volumen preciso, o diluyendo una solución de concentración conocida con más solvente. [1]
Las soluciones estándar se utilizan para determinar la concentración de soluciones con concentración desconocida, como las soluciones en titulaciones . Las concentraciones de las soluciones estándar normalmente se expresan en unidades de moles por litro (mol/L, a menudo abreviado como M para molaridad ), moles por decímetro cúbico (mol/dm 3 ), kilomoles por metro cúbico (kmol/m 3 ), gramos por mililitro (g/mL), o en términos relacionados con los utilizados en titulaciones particulares (como títulos ).
Para preparar soluciones estándar se necesitan estándares con una cantidad conocida de analito. Los estándares analíticos se pueden clasificar en estándares primarios o secundarios.
Los estándares primarios son compuestos con estequiometría conocida, alta pureza y alta estabilidad. Las soluciones estándar se pueden preparar utilizando estándares primarios pesando con precisión una cantidad conocida del compuesto, seguido de una dilución hasta un volumen preciso. [2] Por ejemplo, una muestra pesada de 0,15 g de cloruro de sodio contiene 2,6 x 10 -3 moles de cloruro de sodio. La siguiente dilución de esta muestra en un matraz volumétrico de 50 ml dará como resultado una concentración de 0,51 M.
Los estándares secundarios son compuestos cuya concentración está determinada por un estándar primario. Los estándares secundarios no satisfacen los requisitos de un estándar primario. [2]
En las titulaciones , la concentración de analito en solución se puede determinar titulando la solución estándar contra la solución de analito para determinar el umbral de neutralización. [3] Por ejemplo, para calcular la concentración de cloruro de hidrógeno, una solución estándar de concentración conocida, como hidróxido de sodio 0,5 M, se titula contra la solución de cloruro de hidrógeno.
Las soluciones estándar se utilizan comúnmente para determinar la concentración de una especie de analito a través de una curva de calibración . Una curva de calibración se obtiene midiendo una serie de soluciones estándar con concentraciones conocidas, que se pueden utilizar para determinar la concentración de una muestra desconocida mediante análisis de regresión lineal . [4] Por ejemplo, al comparar los valores de absorbancia de una solución con una concentración desconocida con una serie de soluciones estándar con concentraciones variables, la concentración de la desconocida se puede determinar utilizando la Ley de Beer .
Se puede utilizar cualquier forma de espectroscopia de esta manera, siempre que la especie analizada tenga una absorbancia sustancial en los espectros. La solución estándar es una guía de referencia para descubrir la molaridad de especies desconocidas.
El efecto de la matriz puede afectar negativamente la eficiencia de una curva de calibración debido a las interacciones entre la matriz y la respuesta del analito. El efecto de la matriz se puede reducir mediante la adición de estándares internos a las soluciones estándar o mediante el uso del método de adición de estándares . [5]
Supongamos que se debe medir la concentración de glutamina en una muestra desconocida. Para ello, se prepara una serie de soluciones estándar que contienen glutamina para crear una curva de calibración. A continuación se muestra una tabla que resume un método para crear estas soluciones:
En este caso, se añade una solución madre de glutamina en incrementos crecientes con un instrumento de alta precisión, como una pipeta volumétrica , y se diluye al mismo volumen en matraces volumétricos . La concentración resultante se calcula utilizando la fórmula de concentración molar . El resultado son 4 soluciones estándar con concentraciones conocidas variables más un blanco para la calibración del instrumento.