Estandarizacion de soluciones quimica analitica

Contenidos
  1. Normalización o estandarización
  2. ¿Qué es la normalización de soluciones en química?
  3. ¿Cómo se normaliza un método analítico?
    1. ¿Por qué es importante la normalización en química?
    2. Normalización en química analítica
    3. Definición de normalización

Normalización o estandarización

En química analítica, una solución patrón es una solución que contiene una concentración exactamente conocida de un elemento o una sustancia. Se disuelve una masa conocida de soluto para obtener un volumen específico. Se prepara utilizando una sustancia patrón, como un patrón primario. Las soluciones patrón se utilizan para determinar las concentraciones de otras sustancias, como las soluciones de valoración. Las concentraciones de las soluciones patrón se expresan normalmente en unidades de moles por litro (mol/L, a menudo abreviado M por molaridad), moles por decímetro cúbico (mol/dm3), kilomoles por metro cúbico (kmol/m3) o en términos relacionados con los utilizados en valoraciones concretas (como los títulos). Un patrón simple se obtiene por dilución de un solo elemento o de una sustancia en un disolvente soluble con el que reacciona.

Se puede estandarizar un volumen conocido de una solución de ácido valorándola frente a una solución de álcali de concentración conocida. Las soluciones estándar también se utilizan habitualmente para determinar la concentración de una especie de analito. Comparando la absorbancia de la solución de muestra a una longitud de onda específica con una serie de soluciones patrón a diferentes concentraciones conocidas de la especie analizada, se puede hallar la concentración de la solución de muestra mediante la Ley de Beer. Cualquier forma de espectroscopia puede utilizarse de este modo siempre que la especie analizada tenga una absorbancia sustancial en los espectros. La solución patrón es una guía de referencia para descubrir la molaridad de especies desconocidas. Para conocer la concentración de una solución patrón pueden utilizarse métodos de valoración. Para ello se utilizan equipos como la bureta.

¿Qué es la normalización de soluciones en química?

La estandarización es el proceso de determinar la concentración exacta (molaridad) de una solución. La valoración es un tipo de procedimiento analítico utilizado a menudo en la normalización. En una valoración, se hace reaccionar un volumen exacto de una sustancia con una cantidad conocida de otra sustancia.

¿Cómo se normaliza un método analítico?

Para normalizar un método analítico utilizamos patrones que contienen cantidades conocidas de analito. La precisión de una estandarización, por tanto, depende de la calidad de los reactivos y del material de vidrio que utilicemos para preparar estos estándares.

¿Por qué es importante la normalización en química?

Si se cita una tabla específica, utilice el formato: "Physical Constants of Organic Compounds", en CRC Handbook of Chemistry and Physics, 103.ª edición (versión de Internet 2022), John R. Rumble, ed., CRC Press/Taylor & Francis, Boca Ratón, FL.

La mayoría de las técnicas instrumentales modernas utilizadas en química analítica producen una salida o señal que no es absoluta; la señal o pico no es una medida cuantitativa directa de la concentración o cantidad de analito objetivo. Por lo tanto, para realizar un análisis cuantitativo, hay que convertir la salida bruta de un instrumento (información) en una cantidad (conocimiento). Esto se hace estandarizando o calibrando la respuesta bruta de un instrumento (Refs. 1-4). Aquí resumimos brevemente los métodos más comunes aplicados en química analítica, reconociendo que se trata de un campo muy amplio. Cabe señalar que el uso común del término "normalización" no debe confundirse con la aplicación de métodos normalizados especificados por organizaciones normativas o de consenso.

En el análisis que sigue, se supone que la muestra se ha extraído correctamente del material de la población de origen y se ha preparado adecuadamente. Es evidente que los métodos analíticos más precisos y los métodos de calibración más minuciosos son inútiles si se aplican a una muestra que no representa la realidad. No obstante, el término "muestreo", que describe el proceso de obtención de la muestra (a partir del material de la población), implica la existencia de una incertidumbre de muestreo (derivada principalmente de la heterogeneidad del material de la población) (refs. 5 y 6). Así pues, el resultado analítico es una estimación de lo que se obtendría a partir del material de la población parental. La teoría, los conceptos y la nomenclatura relativos a las muestras y al muestreo constituyen una compleja subespecialidad de la química analítica, basada en la estadística, que va mucho más allá del ámbito que aquí se presenta. Comenzaremos con algunas definiciones simplificadas (Ref. 7):

Normalización en química analítica

La estandarización es un proceso de valoración que se utiliza para determinar la concentración exacta (molaridad o normalidad) de una solución preparada, sin embargo, no todas las valoraciones son procesos de estandarización.En química analítica, palabras como estandarización y valoración son muy significativas. Aunque ambas utilizan el mismo método de medición, sus aplicaciones son diferentes entre sí. La valoración, generalmente conocida como método volumétrico o titrimétrico, es un análisis químico cuantitativo. Es un método analítico para determinar la concentración de una determinada especie química en una solución de muestra.

Una valoración puede realizarse con una solución de concentración conocida. A diferencia de la normalización, una solución de concentración conocida no es necesariamente una solución primaria o secundaria. Puede utilizarse cualquier solución de concentración conocida.  La valoración se lleva a cabo con una bureta, un soporte de bureta, un matraz Erlenmeyer, etc. Se coloca un valorante en una bureta, un analito en el matraz Erlenmeyer donde se produce la reacción y se añade un indicador para provocar un cambio de color en el punto final o punto de equivalencia. La valoración ácido-base, redox, precipitación y complexométrica son los tipos de valoración.

Definición de normalización

Las soluciones patrón primarias se preparan a partir de una sustancia patrón (soluto). La sustancia se pesa cuidadosamente en función de su masa molar y se disuelve en un volumen específico de agua pura, lo que se conoce como método de pesaje de la preparación.

Las soluciones patrón se utilizan a menudo para calibrar la exactitud y precisión de los instrumentos de control químico. Por ejemplo, pueden ayudar a garantizar el correcto funcionamiento de los aparatos encargados de medir las calorías y los parámetros electroquímicos y de turbidez. Las soluciones patrón también pueden determinar o descartar la presencia de ciertos contaminantes en el agua. Por eso se suelen utilizar para analizar el agua potable y las aguas residuales.

Son un elemento crucial en los experimentos de valoración (de los que hablaremos más adelante), ya que proporcionan un medio sencillo pero fiable de determinar concentraciones y especies químicas. Como mínimo, las soluciones patrón pueden ayudar a descartar determinadas especies químicas.

Las soluciones patrón también permiten repetir fácilmente los experimentos. Los científicos pueden confirmar de forma independiente determinados experimentos que utilizan soluciones patrón, ayudando así a estandarizar el diseño y la metodología.

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