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Inicio Química Patrón primario: características y ejemplos


PATRÓN PRIMARIO: CARACTERÍSTICAS Y EJEMPLOS

Por
Gabriel Bolívar

Un patrón primario o estándar primario es un reactivo de alta pureza que se
utiliza para calibrar o estandarizar otras soluciones mediante el procedimiento
de titulación. Esta técnica de análisis consiste en la colocación del patrón
primario en una bureta, actuando como titulante, y haciéndolo reaccionar
lentamente con la solución a estandarizar.



Se añade un indicador de pH o de otra función a la solución calibrada que
permita la determinación de la concentración de una sustancia determinada. La
solución calibrada de esta forma recibe el nombre de patrón secundario o
estándar secundario.

Los patrones primarios permiten estandarizar las soluciones titulantes que se
utilizan en las titulaciones o análisis volumétricos. Fuente: UCL Mathematical &
Physical Sciences vía Flickr (https://www.flickr.com/photos/uclmaps/8559902400/)

Para ser usado como patrón o estándar primario, un reactivo debe cumplir con una
serie de requisitos, los cuales incluye, entre otros, una pureza superior al
99.9 % y que no sea reactivo con el agua, el oxígeno y el dióxido de carbono
presentes en el aire.



Pocos reactivos cumplen con estos requisitos, por lo que los reactivos que
pueden ser usados como patrones primarios son escasos. En una escala de
jerarquía de los estándares: los estándares primarios ocupan el primer nivel;
los estándares secundarios, el segundo, mientras el último nivel corresponde a
las soluciones de trabajo.

Índice del artículo [Mostrar]

 * 1 Características de un patrón primario
   * 1.1 Alta pureza
   * 1.2 Estable
   * 1.3 Alto peso equivalente
   * 1.4 Otras
 * 2 Diferencias con el patrón secundario
   * 2.1 Primera
   * 2.2 Segunda
   * 2.3 Tercera
 * 3 Ejemplos
   * 3.1 Titulaciones ácido-base
   * 3.2 Reacciones redox
   * 3.3 Reacciones de precipitación
   * 3.4 Formación de complejos
 * 4 Referencias


CARACTERÍSTICAS DE UN PATRÓN PRIMARIO

Un patrón o estándar primario debe cumplir con un conjunto de requisitos que
permitan su uso en esta función. Estos requisitos pueden ser resumidos en forma
siguiente:


ALTA PUREZA

Un reactivo para ser usado como patrón primario debe tener una pureza superior
al 99.9 %, indicando que la concentración de impurezas permitidas debe oscilar
entre un 0.01 % y un 0.02 %. La concentración de las impurezas debe ser
determinada mediante métodos analíticos.


ESTABLE

El patrón primario debe ser químicamente estable y no ser reactivo. Las
sustancias reactivas durante su almacenamiento se combinan principalmente con
componentes del aire; tales como el vapor de agua, el dióxido de carbono y el
oxígeno, pudiéndose alterar por lo tanto el peso neto del reactivo.

Esto provoca que el peso real de la sustancia sea menor que el peso calculado o
teórico; lo cual, incapacita su uso como patrón primario. Por esta razón el
hidróxido de sodio, una sustancia higroscópica, no puede utilizarse como patrón
primario en la estandarización de las soluciones ácidas.


ALTO PESO EQUIVALENTE

Es conveniente que la sustancia usada como patrón primario tenga un peso
equivalente elevado. Esto minimiza el error que pueda cometerse al pesar la
sustancia.




OTRAS

Se han señalado otras características deseables en una sustancia usada como
patrón primario, pero de menor importancia, como el que estas sustancias no sean
muy costosas y tengan poca toxicidad.


DIFERENCIAS CON EL PATRÓN SECUNDARIO


PRIMERA

Una solución del patrón primario se prepara con una sustancia que cumple con los
requisitos antes señalados. Mientras, una solución de un patrón secundario se
prepara a una concentración aproximada, debiéndose estandarizarse mediante el
uso de una solución del patrón primario.

La estandarización de la solución del patrón secundario se realiza mediante la
titulación de la solución del patrón secundario, usando como titulante la
solución del patrón primario. Esto permite preparar con la exactitud deseada la
concentración de la solución de un patrón secundario.


SEGUNDA

El patrón secundario se prepara mediante una titulación usando como titulante un
patrón primario; mientras que el uso del patrón secundario como titulante
produce una solución de trabajo.


TERCERA

En la salud pública el concepto de estándares primarios y secundarios tiene otra
connotación. Los estándares primarios están dirigidos para proteger la salud
pública, mientras los estándares secundarios están dirigidos a lo estético.


EJEMPLOS

Hay cuatro titulaciones utilizadas para las preparaciones de soluciones de
patrones secundarios. Ellas son: titulaciones ácido-base, redox, por
precipitación y por formación de complejos.


TITULACIONES ÁCIDO-BASE

ÁCIDOS

En esta titulación se emplean como patrones primarios el carbonato de sodio,
Na2CO3, el cual tiene un peso molecular de 105.99 g/mol, y el
Tris(hidroximetil)aminometano (TRIS o THAM), teniendo un peso molecular de
121.14 g/mol.

El hidróxido de sodio no puede utilizarse por ser una sustancia higroscópica,
por lo que es difícil obtener una pesada exacta de esta sustancia.

BASES O ÁLCALIS

En la titulación de las bases se utilizan como patrones primarios el ftalato
hidrógeno de potasio o ftalato ácido de potasio, el cual se abrevia como KHP, y
cuya fórmula química es C8H5KO4, con un peso molecular de 204.23 g/mol. Este es
el patrón primario por excelencia para estandarizar.

Asimismo, se utilizan el yodato de hidrógeno de potasio, de fórmula química
KH(IO3)2 y de peso molecular 389.92 g/mol; y el ácido benzoico, de fórmula
química C7H6O2, con un peso molecular de 122.12 g/mol.

Otro patrón primario bastante usado, en ausencia del KHP, es el ácido oxálico;
específicamente su hidrato, C2O4·2H2O.

No se usan el ácido clorhídrico ni el ácido sulfúrico por no tenerse una
información exacta acerca de sus concentraciones. El ácido nítrico presenta el
mismo problema, pero además contiene trazas de ácido nitroso (HNO2), el cual
actúa sobre algunos indicadores de pH, provocando su alteración.

Como indicador ácido-base casi siempre se utiliza la fenolftaleína, pues ofrece
un punto final bastante notorio, y su uso es bastante simple.


REACCIONES REDOX

Se utilizan varios estándares o patrones primarios para los reactivos redox. El
trióxido de arsénico, As2O3, se usa como patrón primario en la titulación del
permanganato de potasio, KMnO4 y el yodo molecular, I2.

El hierro con estado de oxidación +2, se utiliza como patrón primario en la
titulación del permanganato de potasio, el sulfato de cerio, Ce(SO4)2, y el
dicromato de potasio, K2Cr2O7. El K2Cr2O7 se utiliza como patrón primario en la
titulación del tiosulfato de sodio, Na2S2O3, reactivo esencial para las
determinaciones yodométricas.

Por otro lado, el cobre se utiliza como patrón primario en la titulación del
tiosulfato de sodio.


REACCIONES DE PRECIPITACIÓN

La plata en solución precipita en presencia de los iones X–:

Ag+ + X– → AgX (s) (precipitado)

X– representa al cloruro, bromuro, yoduro o el ion tiocianato, SCN–. Así y por
ejemplo, el cloruro de sodio se emplea como titulante o patrón primario para la
estandarización de las soluciones de nitrato de plata, AgNO3.


FORMACIÓN DE COMPLEJOS

El EDTA (etilendiaminatetracetato) es estandarizado con una solución de
carbonato de calcio, CaCO3, que actúa como estándar primario.

Ca2+ + EDTA4- → CaEDTA2-


REFERENCIAS

 1. Day, R., & Underwood, A. (1986). Química Analítica Cuantitativa (quinta
    ed.). PEARSON Prentice Hall.
 2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (26 de agosto de 2020). What Is a Primary
    Standard in Chemistry? Recuperado de: thoughtco.com
 3. Wikipedia. (2020). Primary standard. Recuperado de: en.wikipedia.org
 4. Dr. Doug Stewart. (2020). Definition of Primary Standars. Recuperado de:
    chemicool.com
 5. Kevin Beck. (04 de marzo de 2020). Four Characteristics of a Primary
    Standard Substance. Recuperado de: sciencing.com
 6. Elsevier B.V. (2020). Primary Reference Standard. ScienceDirect. Recuperado
    de: sciencedirect.com

APA
Bolívar, Gabriel. (12 de noviembre de 2020). Patrón primario: características y
ejemplos. Lifeder. Recuperado de https://www.lifeder.com/patron-primario/.Copiar
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Gabriel Bolívar
Licenciado en química de la Universidad de Carabobo. Amante y aprendiz de las
letras. Siento enorme interés por la química supramolecular, la nanotecnología,
y los compuestos organometálicos. En general, me gusta comparar la funcionalidad
de una estructura molecular no sólo con elementos dinámicos, como las máquinas,
sino también con una catedral, o un campanario.





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