ในเคมีวิเคราะห์สารละลายมาตรฐาน ( ไทเทรนต์หรือไทเทรเตอร์ ) คือสารละลาย ที่มี ความเข้มข้นที่ทราบอย่างแม่นยำโดยทั่วไปแล้ว สารละลายมาตรฐานจะเตรียมได้โดยการละลายตัวถูกละลายที่มีมวลที่ทราบลงในตัวทำละลายจนถึงปริมาตรที่แม่นยำ หรือโดยการเจือจางสารละลายที่มีความเข้มข้นที่ทราบด้วยตัวทำละลายเพิ่มเติม^{[ 1 ]}สารละลายมาตรฐานในอุดมคติควรมีความบริสุทธิ์สูงและมีความเสถียรเพียงพอที่จะสามารถวัดความเข้มข้นได้อย่างแม่นยำหลังจากเก็บรักษาไว้เป็นเวลานาน^{[ 2 ]}

การเตรียมสารละลายมาตรฐานต้องใส่ใจรายละเอียดอย่างมากเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนที่อาจลดความแม่นยำของความเข้มข้น ด้วยเหตุนี้จึงใช้เครื่องแก้วที่มีความแม่นยำสูง เช่นขวดวัดปริมาตร หลอดดูดปริมาตรไมโครปิเปต และปิเปตอัตโนมัติ ในขั้นตอนการเตรียม ตัวทำละลายที่ใช้ต้องบริสุทธิ์และสามารถละลายสารละลายให้เป็นเนื้อเดียวกันได้อย่างง่ายดาย^{[ 2 ]}

สารละลายมาตรฐานใช้สำหรับกระบวนการวัดปริมาตรต่างๆ เช่น การหาความเข้มข้นของสารละลายที่มีความเข้มข้นไม่ทราบค่าในการไทเทรตความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานมักแสดงในหน่วยโมลต่อลิตร (mol/L ซึ่งมักย่อเป็น M สำหรับความเข้มข้นโมลาร์ ) โมลต่อลูกบาศก์เดซิเมตร (mol/dm³ ⁾กิโลโมลต่อลูกบาศก์เมตร (kmol/m³ ⁾กรัมต่อมิลลิลิตร (g/mL) หรือในหน่วยที่เกี่ยวข้องกับที่ใช้ในการไทเทรตเฉพาะ (เช่นไทเทรต )

สารละลายมาตรฐานสามารถแบ่งประเภทได้ตามชนิดของสารวิเคราะห์ที่ใช้ในการเตรียม สารละลายมาตรฐานเหล่านี้อาจเป็นสารมาตรฐานปฐมภูมิหรือสารมาตรฐานทุติยภูมิก็ได้

สารมาตรฐานปฐมภูมิคือสารประกอบที่มีสัดส่วนทางเคมี ที่ทราบแน่ชัด มีความบริสุทธิ์สูง และมีความเสถียรสูงภายใต้สภาวะมาตรฐาน สารประกอบนั้นต้องไม่ดูดความชื้นเพื่อให้มีมวลที่แสดงจำนวนโมลที่แน่นอนเมื่อชั่งน้ำหนัก คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้สารมาตรฐานปฐมภูมิมีความน่าเชื่อถือสำหรับการเตรียมสารละลายมาตรฐานที่มีความเข้มข้นที่แม่นยำโดยเพียงแค่ทราบปริมาณของสารประกอบและตัวทำละลายที่ใช้ สารละลายมาตรฐานปฐมภูมิมักใช้ในการกำหนดความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานทุติยภูมิผ่านการไทเทรตตัวอย่างของสารมาตรฐานปฐมภูมิคือโพแทสเซียมไดโครเมต^{[ 3 ]}

มาตรฐานรองไม่ตรงตามข้อกำหนดของมาตรฐานหลัก^{[ 4 ]}สารละลายมาตรฐานที่สร้างจากมาตรฐานรองไม่สามารถทราบความเข้มข้นได้อย่างแม่นยำหากไม่มีการวิเคราะห์เชิงปริมาณเทียบกับมาตรฐานหลัก ตัวอย่างของมาตรฐานรองคือโซเดียมไฮด รอกไซด์ ซึ่งเป็นสารประกอบที่ดูดความชื้นและมีปฏิกิริยาสูงกับสิ่งแวดล้อม ความเข้มข้นของสารละลายมาตรฐานที่ทำจากโซเดียมไฮดรอกไซด์อาจผันผวนเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากความไม่เสถียรของสารประกอบ จึงจำเป็นต้องสอบเทียบโดยใช้มาตรฐานหลักก่อนใช้งาน^{[ 3 ] [ 5 ]}

โดยทั่วไปแล้ว สารละลายมาตรฐานมักใช้ในกระบวนการกำหนดมาตรฐานในการวิเคราะห์เชิงปริมาณ เพื่อลดข้อผิดพลาดและรักษาความถูกต้องแม่นยำของผลลัพธ์

นี่เป็นวิธีการมาตรฐานที่พบได้บ่อยที่สุด ซึ่งต้องใช้สารมาตรฐานหนึ่งตัวหรือหลายตัว โดยแต่ละตัวมีสารวิเคราะห์ ที่มีความเข้มข้นที่ทราบแล้ว สารมาตรฐานภายนอกจะถูกวิเคราะห์แยกต่างหากจากตัวอย่าง ซึ่งแตกต่างจากวิธีการมาตรฐานอื่นๆ จึงเรียกว่า "ภายนอก" เมื่อนำความเข้มข้นของสารละลายภายนอกหลายๆ ตัวมาพล็อตเทียบกับค่าที่วัดได้ เช่น ค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายภายนอกแต่ละตัว จะได้ เส้นโค้งการสอบเทียบ ปกติ จากนั้นสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างหลายๆ ตัวอย่างที่มีความเข้มข้นไม่ทราบค่าได้โดยใช้เส้นโค้งการสอบเทียบนี้ ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ วิธีการมาตรฐานภายนอกอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่กำหนดได้ หากเมทริกซ์ของสารละลายที่ไม่ทราบค่าแตกต่างจากสารมาตรฐานภายนอกอย่างมาก ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการจำลองเมทริกซ์ของสารละลายที่ไม่ทราบค่าในสารมาตรฐานภายนอกด้วยกระบวนการที่เรียกว่า "การจับคู่เมทริกซ์" ^{[ 3 ] [ 6 ]}

ชุดสารมาตรฐานภายในประกอบด้วยสารเคมีที่เรียกว่าสารมาตรฐานภายในที่มีความเข้มข้นเท่ากัน และสารที่ต้องการวิเคราะห์ที่มีความเข้มข้นต่างกัน สารมาตรฐานภายในควรมีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายคลึงกับสารที่ต้องการวิเคราะห์ เพื่อให้ทั้งสองได้รับการปฏิบัติอย่างเท่าเทียมกันในระหว่างการวัด สารมาตรฐานภายในใช้เพื่อแก้ไขการสูญเสียสารที่ต้องการวิเคราะห์ในระหว่างการเตรียมตัวอย่าง เช่น เมื่อสารที่ต้องการวิเคราะห์อยู่ในตัวทำละลายระเหยง่าย หากทั้งสารมาตรฐานภายในและสารที่ต้องการวิเคราะห์สูญเสียตัวทำละลายในสัดส่วนที่เท่ากัน สัญญาณของทั้งสองจะยังคงเหมือนกัน และสามารถวัดอัตราส่วนของสัญญาณได้

การพล็อตอัตราส่วนของสัญญาณของสารวิเคราะห์ต่อสัญญาณของสารมาตรฐานภายในเทียบกับความเข้มข้นของสารวิเคราะห์จะได้เส้นโค้งการสอบเทียบ เช่นเดียวกับเส้นโค้งการสอบเทียบภายนอก เส้นโค้งการสอบเทียบภายในยังช่วยให้สามารถคำนวณความเข้มข้นของสารวิเคราะห์ในตัวอย่างที่ไม่ทราบค่าได้^{[ 7 ]}

ในวิธีการเติมสารมาตรฐาน จะมีการเติมสารมาตรฐาน (โดยปกติอยู่ในรูปของสารละลาย) ที่มีความเข้มข้นที่ทราบแล้ว ในปริมาณที่เพิ่มขึ้นลงในชุดสารละลายที่มีสารวิเคราะห์ที่ไม่ทราบชนิดเดียวกัน เมทริกซ์ของสารละลายเหล่านี้เหมือนกัน ซึ่งช่วยขจัดผลกระทบของเมทริกซ์ที่อาจทำให้สัญญาณของสารวิเคราะห์เปลี่ยนแปลงไปเมื่อทำการวัด ด้วยเหตุนี้ กราฟจึงมีความชันเป็นเส้นตรงเมื่อพล็อตเส้นโค้งสอบเทียบ จากนั้นจึงสามารถวัดความเข้มข้นของสารวิเคราะห์ที่ไม่ทราบชนิดได้หลังจากกำหนดค่าจุดตัดแกน x แล้ว^{[ 8 ]}

ในการไทเทรตความเข้มข้นของสารวิเคราะห์ในสารละลายสามารถกำหนดได้โดยการไทเทรตสารละลายมาตรฐานกับสารละลายสารวิเคราะห์เพื่อกำหนดเกณฑ์การทำให้เป็นกลาง^{[ 9 ]}ตัวอย่างเช่น ในการคำนวณความเข้มข้นของไฮโดรเจนคลอไรด์จะใช้สารละลายมาตรฐานที่มีความเข้มข้นที่ทราบ เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ 0.5 M ไทเทรตกับสารละลายไฮโดรเจนคลอไรด์

โดยทั่วไปแล้วจะใช้สารละลายมาตรฐานเพื่อกำหนดความเข้มข้นของสารวิเคราะห์โดยใช้เส้นโค้งสอบเทียบ เส้นโค้งสอบเทียบได้มาจากการวัดสารละลายมาตรฐานที่มีความเข้มข้นที่ทราบค่า ซึ่งสามารถใช้กำหนดความเข้มข้นของตัวอย่างที่ไม่ทราบค่าโดยใช้การวิเคราะห์การถดถอยเชิงเส้น [ ^{10 ] ตัวอย่าง}เช่น โดยการเปรียบเทียบ ค่า การดูดกลืนแสงของสารละลายที่มีความเข้มข้นที่ไม่ทราบค่ากับสารละลายมาตรฐานที่มีความเข้มข้นต่างกัน จะสามารถกำหนดความเข้มข้นของตัวอย่างที่ไม่ทราบค่าได้โดยใช้กฎของเบียร์

สามารถใช้ สเปกโทรสโกปีรูปแบบใดก็ได้ในลักษณะนี้ ตราบใดที่สารที่ต้องการวิเคราะห์มีการดูดกลืนแสงในสเปกตรัมอย่างมีนัยสำคัญ สารละลายมาตรฐานใช้เป็นแนวทางอ้างอิงเพื่อหาความเข้มข้นโมลาร์ของสารที่ไม่ทราบชนิด

ผลกระทบจากเมทริกซ์อาจส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของเส้นโค้งการสอบเทียบเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างเมทริกซ์และการตอบสนองของสารวิเคราะห์ ผลกระทบจากเมทริกซ์สามารถลดลงได้โดยการเพิ่มสารมาตรฐานภายในลงในสารละลายมาตรฐาน หรือโดยการใช้วิธีการเพิ่มสารมาตรฐาน^{[ 11 ]}

สารมาตรฐานภายในใช้ใน GC/MS และ LC/MS เพื่อควบคุมความแปรปรวนที่เกิดจากการฉีด การเตรียมตัวอย่าง และผลกระทบจากเมทริกซ์อื่นๆ อัตราส่วนของพื้นที่พีคระหว่างสารมาตรฐานภายในและสารวิเคราะห์จะถูกคำนวณเพื่อกำหนดความเข้มข้นของสารวิเคราะห์^{[ 12 ]}สารมาตรฐานภายในประเภททั่วไปคืออะนาล็อกของสารวิเคราะห์ที่มีการติดฉลากไอโซโทป ซึ่งประกอบด้วยอะตอมอย่างน้อยหนึ่งอะตอมของ² H, ¹³ C, ¹⁵ N และ¹⁸ O เข้าไปในโครงสร้าง^{[ 13 ]}

สมมติว่า ต้องการวัด ความเข้มข้นของกลูตามีน ในตัวอย่างที่ไม่ทราบค่า ในการทำเช่นนั้น จะต้องเตรียมสารละลายมาตรฐานที่มีกลูตามีนหลายระดับเพื่อสร้างกราฟสอบเทียบ ตารางสรุปวิธีการเตรียมสารละลายเหล่านี้แสดงไว้ด้านล่าง:

ในขั้น ตอนนี้ จะมีการเติมสารละลายกลูตามีนเข้มข้นลงไปทีละน้อยโดยใช้เครื่องมือที่มีความแม่นยำสูง แล้วเจือจางให้มีปริมาตรเท่ากันในขวดวัดปริมาตรผลลัพธ์ที่ได้คือสารละลายมาตรฐาน 4 ชนิดที่มีความเข้มข้นแตกต่างกัน (รวมถึงสารละลายเปล่าสำหรับสอบเทียบเครื่องมือ) ความเข้มข้นสุดท้ายในแต่ละสารละลายจะคำนวณโดยใช้สูตรความเข้มข้นโมลาร์