PDA

Orijinalini görmek için tıklayınız : gravimetriye giriş



semasagir
10-02-2012, 19:44
1.1. Gravimetriye Giriş
Nicel (antitatif) analiz, bir numune içindeki bileşenlerin her birinin miktarını bulmak
için yapılan analizdir. Nicel analiz;
 Gravimetrik (kütle ölçümü)
 Volümetrik (hacim ölçümü)
 Enstrümental (aletli) analiz yöntemleri ile yapılmaktadır.
Aranan maddenin diğer maddelerden ayrılarak saf element veya saf bileşiği halinde
tartılması amacıyla yapılan nicel analize gravimetrik analiz denir.
Gravimetrik analizde;
 Numune, uygun bir çözücüde çözdürülerek çözünürlüğü az olan bir bileşik
halinde çöktürülür.
 Çökelek süzülüp ayrıldıktan sonra kurutularak veya kızdırılarak sabit tartıma
getirilir ve tartılır.
 Tartım sonunda bulunan çökelek kütlesi gravimetrik faktör (çöken maddenin 1
gramında aranan madde miktarı) adı verilen belli bir faktör ile çarpılarak
numunedeki aranan madde miktarı Bir çözeltideki;
 Demir iyonlarının Fe(OH)3
 Klorür iyonlarının AgCl
 Sülfat iyonlarının BaSO4 halinde çöktürülerek tayin edilmeleri, gravimetrik
analizlere örnek olarak verilebilir.
Bazı durumlarda iki tartım farkı alınarak nem ve uçucu madde tayinleri de gravimetrik
yöntemle yapılabilir.
Gravimetrik analizde aranan maddeyi diğerlerinden ayırmak için en çok çöktürme
yöntemi kullanılır. Bu modülde bu yöntem üzerinde durulacaktır.
1.2. Gravimetrik İşlemler
Gravimetrik analizlerde başlıca işlem basamakları şunlardır.
 Numunenin analize hazırlanması
 Çöktürme ve olgunlaştırma (dinlendirme)
 Süzme ve yıkama
 Kurutma ve yakma (sabit tartıma getirme)
 Analiz sonucunun hesaplanması
1.2.1. Numunenin Analize Hazırlanması
 Numune alma: Analiz edilecek maddenin bileşimini tanımlayabilmek için
analiz edilen madde miktarının bilinmesi ve bu maddenin bütün numuneyi
temsil etmesi gerekir.
Sıvı ve gazlar homojen karışım olduklarından, bunların belli hacimleri numuneyi
temsil edebilir. Ancak katılar homojen bir dağılım göstermediği için numuneyi temsil edecek
şekilde numune alınması gerekir. Bunun için :
 Ana yığının değişik yerlerinden azar azar numune alınır.
 Alınan bu numuneler iyice karıştırılır.
 Karıştırılan numune analizde kullanılmak üzere toz haline getirilir.
 Numunenin kurutulması : Birçok madde yüzeylerinde tutunmuş olarak
(absorblanmış) veya moleküle bağlı olarak su içerir. Bu suyun miktarı sabit
olmayıp havanın nemliliğine veya başka etkenlere bağlı olarak değişir. Örneğin;
aynı madde farklı zamanlarda tartılırsa farklı sonuçlar elde edilir. Bu da analiz
onucunun hatalı çıkmasına neden olur. Bu nedenle analize başlamadan önce
numuneyi kurutarak yani suyunu uzaklaştırarak sabit tartıma getirmek gerekir.
 Kurutma işlemi: Genellikle toz haline getirilen numuneden belli bir miktar (5-
6 g) alınır. Numune bir tartım kabına alınarak etüvde 105-1100C’ de sabitbulunur.
tartıma gelinceye kadar ısıtılır. Numune bu sıcaklıkta bozuluyorsa daha düşük
sıcaklıkta vakumda kurutulmalıdır. Kurutulan numune desikatörde saklanır.
 Numunenin çözülmesi : Numune çoğunlukla bir çözeltiye alınarak analiz
edilir. Yani numunenin çözeltisi elde edilmelidir. Numunenin çözeltiye
alınmasında kullanılan maddeye çözücü denir. Seçilecek çözücünün numuneyi
kısa sürede ve tamamen çözebilmesi, daha sonraki aşamalarda analizi olumsuz
yönde etkilememesi gerekir.
Numuneyi çözmek için sırası ile;
 Saf su
 Seyreltik mineral asitler
 Derişik mineral asitler
 Derişik mineral asit karışımları (HNO3 + HCl veya HClO4 + H2SO4)
Ayrıca zor çözünen numuneler için;
 Asidik eritişler (katı çözücüler: Na2 S2 O7 ve Na2 S2 O8)
 Bazik eritişler (Na2 CO3, veya Na2 CO3 + Na2 O2 gibi) çözücüler
kullanılır.
Kurutularak sabit tartıma getirilen katı numuneden belli bir miktar (yaklaşık 0.1 – 1 g)
alınır, numune analiz edilmek üzere uygun bir kapta yukarıdaki çözücülerden biri ile
çözdürülür. Çözdürmede genellikle saf su kullanılır. Daha iyi çözünme için gerekiyorsa
asidik ortam yaratılır. Asidik ortam çoğunlukla HCl ile sağlanır. Asidik ortam yaratmak için
yaklaşık 1 ml asit eklenir. Numune sıvı ise iyice karıştırıldıktan sonra belli bir miktar
alınarak uygun bir çözücüde çözdürülür.
Analiz sonuçlarının güvenilir olabilmesi için en az 3 numune ile paralel çalışma
yapılması ve sonuçların birbirine yakın olması gerekir.
1.2.2. Çöktürme ve Olgunlaştırma (Dinlendirme)
Gravimetrik analizlere özgü işlemlerin birincisi olan çöktürme işlemi, iki çözeltinin
tepkimeye girmesi sonucunda istenilen maddenin çöktürülmesi esasına dayanır. Bu işlem
sırasında oluşan katıya çökelek (çökelti), işleme de çöktürme denir.
Gravimetrik analiz için her çökelekten yararlanılmaz. Yararlanılacak çökeleklerde
aranılan başlıca özellikler şunlardır:
 Çökeleğin çözünürlüğü az olmalıdır.
 Çökelek belirli bir bileşimde olmalı, süzülüp yıkandıktan sonra sabit tartıma
getirilebilmelidir.
 Çökelek saf olmalı veya kolaylıkla saflaştırılabilmelidir.
 Çökelek, basit süzme işlemi ile çözeltiden kolaylıkla ayrılabilmelidir.
 Çökelek havada ve işlemler sırasında özelliğini korumalıdır.
 Çökeleğin formül kütlesi, çöktürülen iyonun (aranan maddenin) iyon gram
kütlesinden büyük olmalıdır.
Çöktürmede amaç; çözünürlüğü olabildiğince az, saf ve iri taneli çökeleklerin elde
edilmesidir.
Aranan maddenin özelliğine göre 10 ml – 50 ml arası çöktürücü reaktif kullanılır.
Reaktif çözeltiler numune çözeltisi ile tepkime veren çözeltilerdir. Reaktif çözelti numune
çözeltisi üzerine büret veya pipet yardımı ile damla damla ilave edilir ve sürekli karıştırılarak
çöktürme işlemi gerçekleştirilir. Karıştırma işlemi yapılmazsa reaktif, çözeltinin bazı
yerlerinde dağılmadan kalır ve bu kısımlarda derişik bir ortam oluşur. Böyle bir ortamda
meydana gelen çökelek daha küçük kristalli olur ve fazlaca yabancı madde absorbe eder.
Çöktürmede kullanılan reaktif, sadece aranan madde ile çökelek vermelidir.
Ayrıca küçük kristalli çökelekler fazla çözünür. Bu nedenle iri taneli, iyi süzülüp
yıkanabilen ve az miktarda yabancı madde içeren bir çökeleğin elde edilebilmesi için işlemin
çok dikkatli yapılması gerekir.
Gravimetrik analizlerde iri taneli çökelek elde etmek için;
 Çöktürme yavaş yapılmalıdır.
 Çöktürmede seyreltik çözeltiler (HCl gibi) kullanılmalıdır.
 Çöktürücünün yavaş eklenmesi ve sürekli karıştırılması gereklidir.
 Çöktürme işlemi daha asitli ortamda yapılmalıdır.
 Çöktürücüyü doğrudan eklemek yerine, çöktürücü çözelti ortamında meydana
getirmelidir.
 Sıcak çözelti ile çöktürme yapılmalıdır.
 Çökeleğin olgunlaştırılması gereklidir.
Çöktürme işlemi aksi belirtilmemişse yüksek ısıda, kaynatmadan yapılır. Bu sayede
elde edilen kristaller daha büyük olur. Bu da süzmeyi kolaylaştırır.
 Kontrol denemesi ( çöktürme kontrolü ) : Kontrol denemesi, çöktürmenin
tam olarak yapılıp yapılmadığını anlamak için yapılır. Bunun için çöktürme
yapıldıktan sonra;
 Çökeleğin dibe çökmesi beklenir.
 Üstte berrak bir çözeltinin oluşması sağlanır.
 Berrak çözeltiden birkaç damla saat camına alınır.
 Üzerine çöktürücü reaktiften birkaç damla eklenir.
 Eğer çözeltide bir bulanma veya tepkime olmuşsa çöktürme işleminin
tamamlanmadığı anlaşılır ve bu durumda ana çözeltiye reaktif eklemeye
devam edilir. Saat camındaki çözelti de ana çözeltiye ilave edilmelidir.
Bulanma olmamışsa çöktürme tam olarak gerçekleştirilmiştir.
Çöktürücü reaktif, gerekenden % 1-5 arasında fazla eklenirse çökelmenin tam
olması sağlanabilir.
 Olgunlaştırma (özümleme) : Çöktürme işleminden sonra çökelek ve çözelti
karışımı su banyosunda kaynama noktasının altında veya oda sıcaklığında bir
süre bekletilir. Bu olaya olgunlaştırma denir. Bu şekilde kolay süzülebilir
irilikte ve saf bir çökelek elde edilir.
Kontrol denemesi yapılan çökelek, su banyosunda kaynama noktasına yakın bir
sıcaklıkta (50-60
0
C ) ya da oda sıcaklığında ağzı kapalı olarak bekletilir.
Bekletme sırasında çökelekteki diğer maddelerin miktarında azalma olur. Ayrıca iri
kristaller oluşarak süzme işlemi kolaylaşır. Bazı maddelerde ise bekletmek, sonradan
çökmeye neden olacağı için sakıncalı olabilir. Bu maddeler bekletilmeden hemen
süzülmelidir.
Gravimetrik analizlerde saf çökelek elde etmek de önemlidir. Bunun için;
 Olgunlaştırma (özümleme) yaparak çökelek yüzeyinde tutunmuş bulunan
iyonları ortamdan uzaklaştırmak gerekir.
 Yıkama ile çökelek yüzeyinde tutunmuş bulunan iyonları ortamdan
uzaklaştırmak gerekir.
 Birlikte çökme (çökelek büyümesi sırasında yabancı iyonların çökelek içinde
kalması) ile oluşan kirlilikleri gidermek için ise çökeleği bir asitte çözüp tekrar
çöktürme yapmak gerekir. Bu konuya süzme ve yıkama konusunda
değinilecektir.