Metodi alternativi per la determinazione di composti: una guida dettagliata

Gli standard secondari sono sostanze chimiche utilizzate in chimica analitica per determinazioni volumetriche che vengono standardizzate tramite l’uso di uno standard primario. Quindi, gli standard secondari sono inizialmente preparati con un titolo approssimato poiché il soluto non presenta le caratteristiche tipiche degli standard primari e successivamente vengono standardizzati.

Rispetto agli standard primari, gli standard secondari presentano una minore purezza, una stabilità inferiore e una maggiore reattività; inoltre, le loro proprietà potrebbero cambiare nel tempo. Per questo motivo, gli standard secondari vengono generalmente preparati sciogliendo una massa o un volume noto dello standard secondario in un solvente adatto e poi standardizzando la soluzione utilizzando uno standard primario.

In ambito farmaceutico, gli standard primari e secondari sono strumenti fondamentali per l’identificazione e il dosaggio dei farmaci. Gli standard di riferimento primari sono sostanze testate e prodotte da fonti certificate di alta qualità e accompagnate da un Certificato di Analisi, mentre gli standard di riferimento secondari sono preparati rispetto a una sostanza di riferimento primaria e possono essere forniti dai produttori come standard di lavoro. Fonti certificate come la Farmacopea Britannica (BP), la Farmacopea degli Stati Uniti (USP) e la Farmacopea Europea (EP) forniscono questi standard di qualità.

Titolazioni e standard primari

Le titolazioni sono tecniche di analisi chimica volumetrica che risalgono alla fine del XVIII secolo, quando il chimico francese François-Antoine-Henri Descroizilles creò la prima buretta, simile a un cilindro graduato, nel 1791. La validità di questo procedimento analitico dipende dalla conoscenza della quantità di uno dei reagenti utilizzati.

burettaburetta

Tuttavia, molte soluzioni utilizzate nelle titolazioni non sono a titolo noto. Pochi soluti godono delle caratteristiche di uno standard primario, potendo, ad esempio, non avere un elevato grado di purezza, essere igroscopici, sensibili alla luce, reagire con il biossido di carbonio nell’aria o tendere a ossidarsi.

Quindi, una tale soluzione deve essere preventivamente standardizzata scegliendo uno standard primario. Una volta che la soluzione è stata standardizzata, diventa uno standard secondario che può essere utilizzato nella titolazione. La scelta dello standard primario deve considerare che, oltre ad avere un alto grado di purezza, deve presentare stabilità, scarsa reattività con gli agenti atmosferici ed elevata solubilità, e deve reagire quantitativamente con il soluto nella soluzione da standardizzare.

Esempi di standard secondari

Un esempio comune di standard secondario è l’acido cloridrico, che non può essere uno standard primario in quanto viene commercializzato a una concentrazione di 37% m/m con una densità di 1.19 g/mL. Quindi, contiene 37 g di HCl in 100 g di soluzione con un volume di 84 mL. Le cifre significative sono solo due, quindi la concentrazione molare dell’HCl concentrato può essere calcolata solo con due cifre significative, numero troppo basso per essere considerato uno standard primario.

Di conseguenza, l’acido cloridrico deve essere standardizzato usando come standard primario il carbonato di sodio, che reagisce con l’acido cloridrico in rapporto 1:2 al viraggio del metilarancio, secondo la reazione:
Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + H2O + CO2

La standardizzazione di HCl con borace è un’alternativa con la reazione:
Na2B4O7 ∙ 10 H2O + 2 HCl → 2 NaCl + 4 H3BO3 + 5 H2O

fenolftaleinafenolftaleina

Un altro standard secondario molto utilizzato è l’idrossido di sodio, che è igroscopico e la cui massa non può essere pesata con precisione per ottenere uno standard primario a concentrazione nota. Quindi deve essere standardizzato usando uno standard primario come il biftalato di potassio.

Lo ione biftalato reagisce con l’idrossido di sodio secondo la reazione ionica:
HC8H4O4− + OH− → C8H4O42− + H2O

Il rapporto stechiometrico è di 1:1 e il punto finale della titolazione è evidenziato dal viraggio della fenolftaleina. In alternativa, si può usare l’acido benzoico o l’acido ossalico come standard primario.

Nelle titolazioni ossidimetriche, uno degli standard secondari più utilizzati è il permanganato di potassio. La permanganometria si basa sulla semireazione di riduzione dello ione permanganato, in cui il manganese passa da numero di ossidazione +7 a +2 secondo la semireazione:
MnO4− + 8 H+ + 5 e− → Mn2+ + 4 H2O
che ha un potenziale normale di riduzione di +1.507 V, rendendo il permanganato un potente ossidante.

Permanganato di potassio e sua preparazione   e1616167838789Permanganato di potassio

Tuttavia, il permanganato di potassio contiene impurità di MnO2 e quindi deve essere standardizzato. L’indicatore per questo processo è generalmente l’ossalato di sodio, ma si può anche usare il sale di Mohr o il triossido di arsenico.

Nel caso del sale di Mohr, agisce da agente riducente mentre il permanganato funge da agente ossidante. La reazione tra permanganato e sale di Mohr porta il manganese da +7 a +2 di ossidazione e il ferro da +2 a +3. La reazione complessiva molecolare è:

2 KMnO4 + 10 (NH4)2Fe(SO4)2 · 6 H2O + 8 H2SO4 → K2SO4 + 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + 10 (NH4)2SO4 + 68 H2O

EDTAEDTA

Nelle titolazioni complessometriche, l’agente complessante comunemente utilizzato è l’EDTA (acido etilendiamminotetraacetico), che non è uno standard primario poiché scarsamente solubile in acqua. I risultati migliori si ottengono standardizzando l’EDTA con lo stesso metodo e catione successivamente determinato.

La standardizzazione dell’EDTA viene di solito effettuata utilizzando il carbonato di calcio come standard primario, o alternativamente il solfato di magnesio, cloruro di calcio, solfato di zinco o ossido di zinco.

Un altro esempio di standard secondario è il nitrato di argento, usato nelle titolazioni per precipitazione per determinare i cloruri. Tuttavia, non è uno standard primario poiché sensibile alla luce e perché lo ione argento può ridursi ad argento metallico. Il nitrato di argento viene generalmente standardizzato con il cloruro di sodio.

Sullo stesso argomento

Usi e Applicazioni della Rifrattometria

Tra le tante applicazioni della rifrattometria vi è il calcolo del grado zuccherino di liquidi, generalmente utilizzato dai viticoltori per determinare il momento migliore...

Selezione di un Riferimento Primario per le Analisi di Laboratorio

La scelta dello standard primario costituisce il punto di partenza per l’accuratezza di una titolazione. Le titolazioni consentono di conoscere la concentrazione di un...

Leggi anche

Ruolo Cruciale delle Molecole di Segnalazione nel Sistema Immunitario

Le citochine sono glicoproteine che giocano un ruolo cruciale nel controllo della crescita e dell’attività di altre cellule del sistema immunitario e delle cellule...

Scopri l’Importanza dei Prodotti Naturali nel Migliorare la Salute Umana

I metaboliti secondari sono definiti come un gruppo eterogeneo di prodotti metabolici naturali che non sono essenziali per la crescita vegetativa degli organismi produttori,...

Evoluzione delle Monoammine: Implicazioni per la Neurobiologia e Nuovi Ambiti di Ricerca

Le monoammine, conosciute anche come ammine biogene, sono neurotrasmettitori che contengono un gruppo amminico collegato a un anello aromatico tramite una catena a due...