bÖlÜm 12 gravİmetrİk analİz...
TRANSCRIPT
BÖLÜM 6 GRAVİMETRİK ANALİZ YÖNTEMLERİ
Kütle ölçülerek yapılan analizler gravimetrik analizler olarak
bilinir.
Çöktürme gravimetrisi
Çözeltide analizi yapılacak madde bir reaktif ile
çöktürülüp elde edilen çökeltinin süzme, yıkama,
yakma/kurutma ve tartım işlemlerinden oluşur.
Ba2+(ç) + SO4
2- (ç) BaSO4(k)
Uçuculaştırma gravimetrisi
Karbonat veya bikarbonat H2SO4 ile reaksiyona girmesi ile uçucu CO2 oluşur ve CaSO4+NaOH içeren tüpte adsorplanır . İlk ve son
tartım arasındaki CO2 miktarını verir.
Gravimetrik titrimetri
Titrasyon yapılarak harcanan çözeltinin ağırlığı ölçülür.
Elektrogravimetri
Bir çözeltide metal iyonları elektroliz edilerek katotta
biritirilir ve katot elektrodu tartılarak analiz yapılır.
Termogravimetri
Termal analiz cihazlarında madde hem ısıtılırken hem de
tartımı alınır.
Kütle spektrokopisi
Maddeler kütle/ yük oranına göre ayrılarak analiz yapılır.
Çöktürme Gravimetrisi
NH3 + H2C2O4 2NH4+ + C2O4
2-
Ca2+ + C2O4
2- CaC2O4 (k) çöktürme
CaC2O4 (k) CaO(g) + CO(g) + CO2(g) Yakma
BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 (k) çöktürme
BaSO4 (k) BaSO4 (k) Yakma
Çökeltilerin/Çöktürücülerin özellikleri
İdeal durumda;
Reaktif + analit = spesifik (özgün) olmalı, fakat çok
nadirdir.
Çöktürme ürünü
1. Kolayca süzülmeli ve yıkanabilmeli
2. Çözünürlüğü düşük olmalı
3. Kurutma ve yıkama sonrasında bilinen bileşime sahip olmalı
Çökeltilerin tanecik boyutu
Çökelti: 10-4 cm den daha büyük katı tanecikler.
Kolloit: 10-4 cm dan küçük tanecikli katı, kararlı
yapıdadır, homojen dağılım,
Çözelti:
Kolloidal süspansiyon:
Çökeltilerin tanecik boyutunu etkileyen faktörler
Bağıl aşırı doymuşluk = (Q-S)/S
Q: Anlık konsantrasyon
S:Çözünürlük
Bağıl aşırı doymuşluk yüksek => kolloidal
Bağıl aşırı doymuşluk düşük => kristal katı
Çökelti oluşum mekanizması
1. Çekirdekleşme
2. Tanecik büyümesi
Tanecik büyümesi
S’ artırmak :
Kaynama sıcaklığı, pH kontrol etmek
Q’yı azaltmak:
Sey çözelti kullanmak
Yavaş yavaş ilave etmek
Çözeltiyi karıştırmak
Kolloidal çökeltiler Kristal Çökeltiler
Süzmesi zordur.
Kararlıdır.
Kolloidal yapıları bozmak için
iyonik şiddet artırılabilir
veya sıcaklık artırılabilir.
Kolay süzülür
Daha saf çökeltiler oluşur.
Gravimetrik analizde kristal
çökelti oluşması istenir.
Birlikte Çökme:
Normalde çökmeyen fakat başka bir çökme ile çökelti oluşturan
durumlardır.
Yüzey adsorpsiyonu:
Karışık kristal oluşumu
Hapsetme
Mekanik sürükleme
Yeniden Çöktürme: daha saf çökelti elde etmek için bazen
gerekebilir.
Çöktürme gravimetrisi (Gravimetrik analiz) İşlemleri:
Çözeltiden çöktürme :
Analitin eklenen çöktürücü madde ile katı faz oluşturmasıdır.
Olgunlaştırma:
Kristal büyümesi, Kolloidal çökeltilerin oluşmaması
Su banyosunda ısıtma
Süzme ve yıkama:
Katı fazdaki safsızlıkları gidermek için çökelti saf su ile
veya uygun çözelti ile yıkanır.
Kurutma veya yakma
Tartım
Sabit Tartım: Gravimetrik analizde hem boş kroze ve hem de
madde dolu kroze sabit tartıma getirilmelidir. Bir krozenin
sabit tartıma getirilmesinde şu şekilde yol izlenmektedir.
Önce iyice temizlenmiş kroze, hangi sıcaklıkta kızdırma
yapılacak ise, o sıcaklıkta bir saat kadar fırında tutularak
maşa ile desikatöre alınır ve soğutulur. Desikatörde soğuması
için gereken süre genellikle 15-20 dakikalık süre yeterli
olmaktadır. Fırından yüksek sıcaklıkta çıkartılan kroze hemen
desikatöre alınmaz. Bir iki dakika dışarıda bekletildikten
sonra desikatöre konulur. Tartım alınır (T1). Bu tartımın
doğruluğu ve ağırlığın artık sabit olup olmadığını öğrenmek
için işlemler ikinci kez yapılır. İkinci kez 30 dakika etüv
veya fırında ısıtılır tekrar desikatörde soğutulur ve tartılır
(T2). Bu iki tartım arasındaki fark yoksa kroze sabit tartıma
gelmiş demektir. Bazen 0,2 mg (0,0002 g) fark kabul
edilebilir. Eğer fark daha büyük ise sabit tartım elde
edinceye kadar ısıtma ve tartım işlemlerine devam edilir
(T3,T4,..). Birbirinin aynısı olan tartımlar alınarak
kaydedilir.
Hesaplama
Gravimetrik Faktör: aranan/bulunan
Gravimetrik faktör =
4
2
4
BaSO
SO
=233
96= 0,4120
Örnek: 100 mL bir su numunesinde gravimetrik sülfat analizi
yapılmış ve 0,0465 g BaSO4 elde edilmiştir. Sülfat
konsantrasyonunu g/100 mL olarak hesaplayınız.
Çözüm:
SO42- miktarı = Gravimetrik Faktör x BaSO4 tartımı
= 0,4120 x 0,0465 g = 0,0192 g SO42-
SO42-konsantrasyonu = 0,0192 g/100 mL
Örnek :
Verilen numune balonjojede 100 mL’ye tamamlanarak 20 mL alınır
ve bunda SO4-2 tayini yapılmıştır. Boş krozenin sabit tartımı
27,9541 g gelirken çalışma sonunda dolu tartımı 28,3121 g
gelmiştir. Buna göre SO4-2 ün konsantrasyonunu mg/L olarak
bulunuz.
Çözüm: BaSO4 =233 SO42- =96
Çökelti miktarı : Dolu kroze – Boş kroze = 28,3121- 27,9541 =
0,358 g
Bir mol BaSO4 bir mol SO42- iyonuna eşdeğerdir.
SO42- miktarı : (96/233).0,358 = 0,1475 g
Litredeki SO42- miktarı : (0,1475/20).1000 = 7,375 g/L
SO42- = 7375 mg/L
Örnek :
200 mL su numunesinde CaC2O4 şeklinde çöktürme yapılıyor. Boş
kütlesi 26,6002 g olan bir krozede CaO olarak tartım alınıyor.
Son tartım 26,7134 g’dır. Ca2+ derişimini g/100 mL ve molar
olarak bulunuz.
Ca2+ + C2O4
2- CaC2O4.H2O(k) kristal çökelti
CaC2O4.H2O(k) CaC2O4 (k) + H2O
CaC2O4 CaCO3 + CO
CaCO3 CaO + CO2
CaO = 26,7134 - 26,6002 =0,1132 g
Ca2+ => (0,1132/56 ) = 2,02x10
-3 mol CaO = 2,02x10
-3 mol Ca
2+
[Ca2+]= (2,02x10
-3/200 mL)x100 mL = 1,01x10
-3 mol/100 mL
[Ca2+]= 1,01x10
-3 mol x 56 g/mol = 0,05656 g /100 mL
[Ca2+]= (2,02x10
-3mol/0,200L) = 0,0101 mol/L = 0,0101 M
Örnek :
Bir demir cevherinin 1,1324 gramı derişik HCl çözeltisinde
çözülerek gravimetrik analiz yapılıyor. Elde edilen çözeltide
NH3 ile Fe3+ iyonları Fe(OH)3 olarak çöktürülüyor. Daha sonra
800 0C’de yakılarak 0,5349 g Fe2O3 tartılıyor.
a) %Fe miktarını
b) %Fe3O4 miktarını hesaplayınız.
a)
1 mol Fe2O3 = 2 mol Fe
160 g Fe2O3 = 2 x56 g Fe = 112 g Fe
Fe miktarı = (112/160)x 0,5349 = 0,37443 g Fe
%Fe= (0,37443/1,1324)x100 = 33,06
b)
% Fe3O4= ?
3 mol Fe2O3 = 2 mol Fe304 (3Fe2O3 =2Fe304)
3x 160 g/mol Fe2O3 = 2 x232 g/mol Fe304
480 g Fe2O3 = 464 g Fe304
Fe304 = (464/480)x 0,5349 = 0,51707 g
% Fe304 = (0,51707/1,1324)x100 = 45,66
x + y = 0,2356
nNaCl + 2x nBaCl2 = nAgCl
(NaCl)Ma
x+ 2
(BaCl2)Ma
x-0,2356=
(AgCl)Ma
0,4637
x= 0,12960 g NaCl
% NaCl = (0,12960/o,2356)x100 = 55,1
12-11.
Saf olmayan bir amonyum aluminyum sülfat numunesinin 1,940
gramındaki Al gravimetrik olarak analiz ediliyor. 0,2001 g
Al2O3 tartımı alındığına göre,
a) % NH4Al(SO4)2
b) %Al2O3 %Al2O3=(0,2001/1,940)x100= 10,31 %
c) %Al ?
12-27.
NaBr ve KBr içeren bir karışımdan 0,8720 g alınıyor ve 1,505
gram AgBr elde ediliyor.
% NaBr ve KBr ?
Soru :
Gravimetrik olarak fosfat tayininde 0,1969 g numune çözülerek
(NH4)3PO4.12MoO3 şeklinde çöktürülüyor. Çökelti süzüldükten
sonra asitte çözülüyor. Pb2+ ile tekrar çöktürülüp 0,1554 g
PbMoO3 halinde kızdırılıp tartım alınıyor. % P205 miktarını
hesaplayınız.
N:14; H:1; P:31; Mo:96; Pb:207; O:16
P205 (NH4)3PO4.12MoO3 PbMoO3
Gravimetrik faktörden çözününüz
Çözüm :
P2O5 miktarı =12MoO3(NH4)3PO4.2x
P2O5x
PbMoO324x
.12MoO3 2x(NH4)3PO4 = g P2O5
Faktör =3
52
PbMoO24x
OP =
3x(16)) 96 (207 24
5x16 2x31
=
8424
142= 0,01686
P2O5 miktarı = 0,01686 x 0,1554 = 0,00262 g P2O5
% P2O5 miktarı = (0,00262 g /0,1969) x100 = % 1,33 P2O5