在分析化學(xué)中使用的那些具有已知含量(有的是指純度)或特性值,其存在量和反應(yīng)消耗量可作為分析測定度量標準的試劑稱為標準試劑。簡言之,標準試劑就是衡量其他物質(zhì)化學(xué)量的標準物質(zhì)。
盡管當前儀器分析廣泛應(yīng)用,但用儀器分析法測得的值大部分是物理量,欲將其轉(zhuǎn)化成化學(xué)量就需要標準試劑(物質(zhì))。由此可見它的重要。
眾所周知,分析數(shù)據(jù)的好壞和所用的的標準試劑質(zhì)量有密切關(guān)系。因此,標準試劑和其他規(guī)格相比,其可靠性更高。一般是由保證試劑或 JIS (日本工業(yè)標準)試劑中選擇出來的。但是標準試劑不是高純試劑,標準試劑是要求嚴格控制主體含量,而高純試劑是要求嚴格控制其雜質(zhì)含量。
在我國習(xí)慣上將滴定分析用的標準試劑和相當于 IUPAC (國際純化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會)的 C 級的 PH 標準試劑稱為基準試劑,而將其他的稱為標準試劑。標準試劑和基準試劑總稱為標準試劑。
標準試劑有許多類,目前國內(nèi)常用的有下列類別:
滴定分析第一基準(固態(tài))
滴定分析工作基準(固態(tài))
滴定分析標準溶液(溶液)
有機元素分析標準(固態(tài))
PH 基準試劑(固態(tài))
PD 標準試劑(固態(tài))
離子選擇電極標準(固態(tài))
PH 標準緩沖溶液(溶液)
氣相色譜標準(液態(tài)、固態(tài))
色層分析用標準(固態(tài))
雜質(zhì)標準溶液(溶液)
光譜分析用標準溶液(溶液)
油溶分析標準溶液(溶液)
熱值分析標準(固態(tài))
臨床分析標準溶液(溶液)
農(nóng)藥分析標準(固態(tài))
核磁分析標準(固態(tài))
高純金屬標準(固態(tài))
注: IUPAC 的化學(xué)標準分類:
A 級 原子量標準。
B 級 和 A 級最接近的基準物質(zhì)( Uitimate Standard )。
C 級 含量為 100 ± 0.02 ﹪的標準試劑。
D 級 含量為 100 ± 0.05 ﹪的標準試劑。
E 級 以 C 級或 D 級試劑為標準進行的對比測定所得的純度或相當于這種純度的試劑,比 D 級的純度低。
1、 滴定分析用標準試劑
滴定分析用的標準試劑乃是化學(xué)計量測定的標準,它不僅是化學(xué)分析,儀器分析的標準,而且也是決定基準物質(zhì)的標準值所必不可少的基本試劑。
它分兩級:
第一 滴定分析第一基準試劑
滴 定分析第一基準試劑含量的規(guī)格要求為 99.98-100.02 ﹪,其測試由中國計量科學(xué)研究院采用準確度高的“庫侖法”檢測。合格后發(fā)給生產(chǎn)滴定分析標準試劑的工廠,作為檢測滴定分析工作基準的標準,所以這級試劑可 說是“標準的標準”。它相當于 IUPAC 的 C 級,其英文名為 Primary Standard 。目前已有的產(chǎn)品有:鄰苯二甲酸氫鉀、無水炭酸鈉、氯化鈉、重銘酸鉀。
第二 滴定分析工作基準試劑
滴 定分析工作基準試劑的含量規(guī)格要求為 99.95-100.05 ﹪,生產(chǎn)廠以“滴定分析第一基準”為標準,用準確度高的重量分析法進行測定。祥見 GB-1253-1989 ~ 1260-1990 (化學(xué)試劑:基準試劑,第一冊),系供用戶標定滴定分析標準溶液用的,如下表所示。它相當于 IUPAC 規(guī)定的 D 級,英文名為 Working Standard 。
滴定分析工作基準的用途
工作基準名稱 |
用其標定的標準溶液 |
國家標準號 |
氯化鈉 |
硝酸銀標準溶液 |
GB1253-1989 |
草酸鈉 |
高錳酸鉀標準溶液 |
GB1254-1990 |
無水碳酸鈉 |
鹽酸、硫酸標準溶液 |
GB1255-1990 |
三氧化二砷 |
碘標準溶液 |
GB1256-1990 |
鄰苯二申酸氫鉀 |
氫氧化鈉、高氯酸標準溶液 |
GB1257-1989 |
碘酸鉀 |
直接配制標準溶液 |
GB1258-1990 |
重鉻酸鉀 |
硫代硫酸鈉標準溶液 |
GB1259-1989 |
氧化鋅 |
EDTA- 二鈉標準溶液 |
GB1260-1990 |
無水對氨基苯磺酸 |
亞硝酸鈉標準溶液 |
GB1261-1977 |
氯化鉀 |
硝酸銀標準溶液 |
GB10736-1989 |
乙二胺四乙酸二鈉 |
氯化鋅標準溶液 |
GB12593-1990 |
溴酸鉀 |
硫代硫酸鈉標準溶液 |
GB12594-1990 |
硝酸銀 |
氯化鈉標準溶液 |
GB12595-1990 |
碳酸鈣 |
EDTA- 二鈉標準溶液 |
GB12596-1990 |
苯甲酸 |
氫氧化鈉標準溶液 |
GB12597-1990 |
2 .滴定分析標準溶液
標準溶液是具有一定準確濃度的溶液,其濃度準確度為 0.1 ﹪,用于滴定分析測定物質(zhì)的含量。標準溶液的濃度是用工作基準試劑標定的。標準溶液的配制、標定按國家標準 GB601-88 之規(guī)定進行。此類試劑相當于 IUPAC 的 E 級。
我國國家標準 23 種標準溶液按其用途分為 6 類:
• 酸堿滴定用
氫氧化鈉、鹽酸、硫酸、硫酸鈉標準溶液。
• 氧化還原滴定用
硫代碳酸鈉、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、硫酸鈰(或硫酸鈰銨)、草酸、硫酸亞鐵、碘、碘酸鉀標準溶液。
• 沉淀滴定用
硝酸銀、硝酸鉛、硫氰酸鈉(或硫氰酸鉀)、氯化鈉標準溶液。
• 配位滴定用
乙二胺四乙酸二鈉、氯化鋅、氯化鎂標準溶液。
• 非水滴定用
高氯酸標準溶液
• 有機功能團測定用
溴、溴酸鉀、亞硫酸鈉標準溶液。
3 .有機元素分析標準試劑
此類試劑用作有機物元素測定時的標準物。相當于 IUPAC 的 E 級。這類試劑的元素含量的規(guī)格是將其計算值加減 0.3 ﹪,例如蔗糖中碳含量的規(guī)格為 42.1 ± 0.3 ﹪。國外以英國 BDH 化學(xué)品公司供應(yīng)最多,有 33 個品種。我國目前有 20 多個品種:
• 碳、氫元素標準試劑
如蔗糖、蒽、苯甲酸等。
• 氮元素標準試劑
如硝基苯、對硝基苯胺等。
• 硫元素標準試劑
如氨基磺酸等。
• 氯元素標準試劑
如對氯苯甲酸等。
• 溴元素標準試劑
如對溴苯甲酸等
• 碘元素標準試劑
如鄰碘苯甲酸等。
4. 雜質(zhì)標準溶液
雜質(zhì)標準溶液是指在單位體積內(nèi)含有準確數(shù)量的元素離子或分子的溶液,它用作微量雜質(zhì)測定的標準。我國的國家標準 GB602-88 規(guī)定了 83 種雜質(zhì)標準溶液的配制方法。
國外對此類標準規(guī)定更細。美國貝可化學(xué)公司有專供發(fā)射光譜分析用的雜質(zhì)標準,德國的伊默克公司有油溶分析標準溶液,是選用有機酸的金屬鹽配制的相應(yīng)金屬標準。
5.PH 基準試劑
PH 基準試劑用作酸度計的定位標準。它分為兩個級別:
• 一級 PH 基準試劑
相 當于 IUPAC 的 C 級。由中國計量科學(xué)研究院委托有關(guān)試劑廠生產(chǎn)后,由中國計量研究院檢測,合格后發(fā)放給各試劑廠作為檢測 PH 標準試劑的標準。此級試劑用無液接界電池的雙氫電極測定 PH 值,方法的準確度為± 0.005PH 值。它通常用于 PH 基準試劑的定值和高精密度 PH 計的校準。
• PH 基準試劑
相當于 IUPAC 的 D 級。各試劑生產(chǎn)廠以一級 PH 基準試劑為標準,用有液接界電池的雙氫電極測定 PH 值,方法的準確度為± 0.01PH 值。它用于 Ph 計的校準。
6.PH 標準緩沖溶液
PH 標準緩沖溶液是一整套標準溶液,其 PH 范圍從 1.0-13.0 ,在 1.0-10.0 范圍內(nèi)每隔 0.1 就有 1 個標準溶液;在 10.0-13.0 范圍內(nèi)每隔 0.0 就有 1 個標準溶液。此類標準溶液的配制方法見我國國家標準 GB604-88 。
PH 標準緩沖溶液可用作比色法測定欲測溶液 PH 值的標準,及酸堿指示劑變色域測定的標準溶液。
此類標準溶液的準確度為± 0.03PH ,它沒有 PH 基準試劑準確度高,所以不適用于酸度計的校正。又由于它的緩沖量低,也不適用于作常量配位滴定之緩沖溶液。
7. 氣相色譜標準試劑
氣相色譜標準簡稱為“色標”。根據(jù)使用要求和檢測方法,色標試劑分為兩類:
• 用填充柱檢測的產(chǎn)品
其含量規(guī)格各生產(chǎn)廠家不一致,有 99 ﹪、 99.5 ﹪、 99.9 ﹪等等,水分規(guī)格為 0.05 ﹪。用于一般色譜保留值的測定、校正因子的測定、柱極性強弱的測定、分離度和拖尾因子的測定。
• 用空心柱檢測的產(chǎn)品
主要用于色譜科學(xué)研究、較精確的保留時間和校正因子的測定及其他色譜常數(shù)的測定等。
各生產(chǎn)廠多采用的伊默克的標準。
8. 臨床標準試劑溶液
臨床標準試劑用于臨床化驗。目前我國已有一些標準溶液,和“臨床診斷用試劑盒”一起出售。供醫(yī)院和科研單位使用。
此類標準溶液與一般化學(xué)試劑標準溶液的濃度單位不同。如:
品名 |
單位 |
葡萄糖標準溶液 |
100 毫克/ 100 毫升 |
脲酸標準溶液 |
5 毫克/ 100 毫升 |
氯標準溶液 |
100 毫克當量/升 |
4. 熱值分析標準試劑
熱值分析標準試劑是用于熱值分析儀常數(shù)的標定,即水當量的測定。它們在完全燃燒時放出的熱量是一個定值。目前我國供應(yīng)的品種有苯甲酸。國外的品種比我國的多。