3.3　基準物質和標準溶液

3.3.1　基準物質

滴定分析中離不開標準溶液，能用于直接配制或標定標準溶液的物質稱為基準物質。基準物質應符合下列要求。

①純度要足夠高（質量分數在99.9%以上）。

②組成恒定。試劑的實際組成與它的化學式完全相符（包括結晶水）。

③性質穩定。不易與空氣中的O₂及CO₂反應，亦不吸收空氣中的水分。

④有較大的摩爾質量，以降低稱量時的相對誤差。

一些常用的基準物質的干燥條件和應用見附錄2。

3.3.2　標準溶液的配制

標準溶液的配制方法有直接法和標定法兩種。

（1）直接法　凡符合基準物質條件的試劑，可用直接法進行配制。其步驟為：準確稱取一定量基準物質，溶解后定量轉入一定體積的容量瓶中定容，然后根據基準物質的質量和溶液的體積，計算出該標準溶液的準確濃度。例如，準確稱取4.9039g基準物質K₂Cr₂O₇，用水溶解后，置于1L容量瓶中定容，即得0.01667mol·L^-1 K₂Cr₂O₇標準溶液。

（2）標定法（又稱間接法）　有很多試劑不符合基準物質的條件，就不能用直接法配制標準溶液。這時，可采用標定法配制。其步驟為：先配制成近似于所需濃度的溶液，然后用基準物質（或已經用基準物質標定過的標準溶液）通過滴定來確定它的準確濃度，這一過程稱為標定。例如，欲配制0.1mol·L^-1 NaOH標準溶液，可先配成近似濃度的0.1mol·L^-1 的NaOH溶液，然后稱取一定量的基準物質如H₂C₂O₄·2H₂O進行標定，或者用已知準確濃度的HCl標準溶液進行標定，便可求得NaOH標準溶液的準確濃度。

在實際工作中，有時選用與被分析試樣組成相似的“標準試樣”來標定標準溶液，以消除共存元素的影響。注意，標準溶液配好后，應視標準溶液的性質而在細口玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶中保存，防止水分蒸發和灰塵落入。

3.3.3　標準溶液濃度的表示方法

3.3.3.1　物質的量濃度

標準溶液的濃度常用物質的量濃度（簡稱濃度）來表示。物質B的物質的量濃度c（B），是指溶液中所含溶質B的物質的量n，除以溶液的體積V。表示式如下：

　　（3-1）

式中，n的單位為mol或mmol；V的單位可以為m³，dm³等，分析化學中最常用的體積單位為L或mL。濃度c（B）的常用單位為mol·L^-1。c（B）也可用c_B表示。

例如，每升溶液中含0.1mol NaOH，其濃度表示為c（NaOH）=0.1mol·L^-1；也可表示為c_NaOH=0.1mol·L^-1。表示物質的量濃度時，必須指明基本單元。如某硫酸溶液的濃度，由于選擇不同的基本單元，其摩爾質量就不同，濃度亦不相同：c（H₂SO₄）=0.1mol·L^-1，，由此可見：

其通式為：

　　（3-2）

基本單元的選擇，一般以化學反應的計量關系為依據。

3.3.3.2　滴定度

在生產單位的例行分析中，為了簡化計算，常用滴定度（T）表示標準溶液的濃度。滴定度是指每毫升滴定劑溶液相當于被測物質的質量（g或mg）或質量分數。例如，采用K₂Cr₂O₇標準溶液滴定Fe²⁺溶液，滴定度為T（Fe/K₂Cr₂O₇）=0.005000g·mL^-1。即表示每毫升K₂Cr₂O₇溶液恰好能與0.005000g Fe²⁺反應。如果在滴定中消耗該K₂Cr₂O₇標準溶液23.50mL，則被滴定溶液中鐵的質量為：

一般來說，滴定劑寫在括號內的右邊，被測物寫在括號內的左邊，中間的斜線只表示“相當于”的意思，并不表示分數關系。

滴定度與物質的量濃度可以換算。上例中K₂Cr₂O₇的物質的量濃度為：

如果固定試樣用量，滴定度也可直接表示1mL滴定劑溶液相當于被測物質的質量分數，例如T［ω（Fe）/K₂Cr₂O₇］=5.00%/mL，表示固定試樣用量為某一質量時，1mL K₂Cr₂O₇標準溶液相當于試樣中鐵的含量為5.00%，這對批量樣品及例行分析的計算很方便。

3.3.3.3　質量濃度

在微量或痕量組分分析中，常用質量濃度表示標準溶液的濃度。質量濃度是指溶質B的質量除以溶液的體積，用符號ρ（B）表示：

　　（3-3）

式中，m（B）為溶液中溶質B的質量，單位可以為kg、g、mg或μg等；V為溶液的體積，其單位為L、mL等；ρ（B）的單位為kg·L^-1、g·L^-1、mg·mL^-1或μg·mL^-1等，ρ（B）也可用ρ_B表示。

例如：濃度為0.1000g·L^-1的銅標準溶液，可表示為ρ（Cu²⁺）=0.1000g·L^-1。