BAZ KARIŞIMLARININ VOLUMETRİK ANALİZİ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "BAZ KARIŞIMLARININ VOLUMETRİK ANALİZİ"

Emine Dalman
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 BAZ KARIŞIMLARININ VOLUMETRİK ANALİZİ NaOH-Na2CO3 Tayini Alkali ve toprak alkali metallerin hidroksitleri kuvvetli nem çekici özelliğe sahiptirler. Bu nedenle katı haldeki bu hidroksitlerin dış yüzeyleri bir anlamda doymuş hidroksit çözeltileri gibi davranırlar ve havanın karbondioksiti ile yüzeyde metal karbonatlar oluştururlar. Örneğin laboratuvarda veya endüstride kullanılacak sodyum hidroksit bile, yaklaşık %1-2 oranında sodyum karbonat içerir. Bu nedenle laboratuvarda veya endüstride kullanılacak olan sodyum hidroksit içerisindeki sodyum karbonat miktarının bilinmesi gerekir. Bu miktarlar derişimi bilinen asit çözeltisi ile titre edilerek bulunabilirler. Metot A (Aynı kapta) Bu amaçla analizi yapılmak üzere balon jojede size verilen örnek 100 ml ye karbondioksiti giderilmiş saf suyla çözülerek seyreltilip belirli bir hacme tamamlanır ve ana örnek çözeltisi hazırlanmış olunur. Ana çözeltiden 25 ml örnek alınır ve ml dolayına seyreltilir. Birkaç damla fenolftalein indikatörü ilave edilir. Ayarlı 0,1 N HCl çözeltisi ile fenolftaleinin pembe rengi kayboluncaya kadar titre edilir (ph=8,3). Bu sırada tüketilen HCl çözeltisi hacmi S ff : OH - + H + H2O reaksiyonu için S OH ve, CO H + HCO3 - reaksiyonu için S CO3 sarfiyatlarının toplamına eşittir. S ff = S OH + S CO3 (1) Fenolfthalein rengi gittikten sonra ortama birkaç damla metil oranj (ph=3,1-4,4) katılırsa çözelti turuncu-sarı renk alır. Metil oranjın rengi kırmızıya dönene kadar asitle titrasyona devam edilirse HCO3 - + H + H2O + CO2 reaksiyonu gerçekleşir. Bu titrasyonda tüketilen asit hacmi S mo ile simgelenirse S mo = S CO3 (2) olur. Çünkü son titrasyonda reaksiyona giren HCO3 -, ilk titrasyon sonunda karbonattan oluşan hidrojen karbonattır. (2) eşitliği (1) eşitliğinden çıkarılırsa 1

2 S ff S mo = S OH (3) bulunur. Metil oranj indikatörlüğünde tüketilen asitten çözeltideki sodyum karbonat, fenolftalein ile metil oranj indikatörlüklerinde tüketilen asit hacimleri farkından sodyum hidroksit miktarı hesaplanır. Bu titrasyonların yürüyüşü Şekil 1 de şematik olarak gösterilmiştir. Şekil 1. Sodyum hidroksit sodyum karbonat karışımının titrasyon şeması Metot B (Farklı kaplarda) Eğer titrasyonunun ilk kısmı bittiğinde, yani indikatör karışımının rengi sarı olduğunda, ortama metil oranj katılarak titrasyona devam edilirse, metil oranjın kırmızıya dönüşünü görmek çok zorlaşır. Çünkü indikatör renginin sarı rengi ile metil oranjın kırmızı rengi karışarak turuncu renk alır. Bu sakıncayı gidermek için ana örnek çözeltisinden alınan eşit hacimli iki kısımdan biri fenolftalaein biri metil oranj indikatörlüğünde titre edilerek de tayin yapılabilir. Ana çözeltiden alınan eşit hacimli iki kısımdan birinin, fenolftalein indikatörlüğünde titrasyonu sırasında tüketilen S ff ml asit eşitlik 1 de yazılmış ve bu titrasyon esnasında gerçekleşen reaksiyonlar Şekil 1 de gösterilmiştir. Diğer kapta bulunan eşit hacimde bulunan kısım ise, aynı asit çözeltisi ile metil oranj indikatörlüğünde titre edildiğinde, tüketilen S mo asit çözeltisi OH - + H + H2O CO H + HCO3 - HCO3 - + H + H2O +CO2 2

3 reaksiyonlarında kullanılmıştır. Ana çözeltiden alınan hacimler eşit olduğu için, yukarıda verilen üç reaksiyondan, son ikisinin her birinde tüketilen asit çözeltisi hacmi, S CO3, ml olur. Bu durumda bu titrasyonda tüketilen asit çözeltileri hacimleri için S mo = S OH + S CO3 + S CO3 (4) eşitliği geçerli olur. (4) eşitliğinden (2) eşitliği çıkarılırsa S mo S ff = S CO3 (5) eşitliği elde edilir. (2) eşitliğinden (5) eşitliği çıkarılırsa S ff (S mo S ff ) = 2S ff S mo = S OH (6) Buna göre NaOH in titrasyonu için S OH = 2S ff S mo ml ve Na2CO3 ün titrasyonu için S Na2 CO 3 = 2(S mo S ff ) ml HCl sarf edilmiştir. Ana çözeltiden alınan eşit hacimli iki kısım yerine, farklı hacimde iki kısım alınarakta titrasyon yapılabilir. Ancak bu durumda hesap yapılırken öncelikli aynı hacim için tüketilecek asit çözeltisi hacimleri bulunmalıdır. Şekil 2 de iki ayrı kapta yapılan titrasyonun şematik gösterimi yer almaktadır. Şekil 2. Farklı kaplarda sodyum hidroksit-sodyum karbonat karışımının titrasyon şeması Örnek 1. Bir sodyum hidroksit örneğinin 0,20 gramı suda çözüldükten sonra 0,1 molar klorür asidi çözeltisi ile, fenolftalein indikatörlüğünde, titre ediliyor ve 46,5 ml asit tüketiliyor. Fenolftaleinin rengi gittikten sonra ortama metil oranj katılarak titrasyona devam ediliyor ve 3

4 1,5 ml daha asit tüketiliyor. Örnekteki sodyum hidroksit ve sodyum karbonat yüzdeleri nelerdir? Çözüm 1. Metil oranj indikatörlüğünde tüketilen 1,5 ml asit karbonattan oluşan hidrojen karbonatın titrasyonunda kullanılmıştır. HCl: 0,1 x 1,5= 0,15 mmol Na2CO3: 0,15 mmol 106 x 0,15 = 15,9 mg % Na2CO3 = 15,9 x 100 = 7, Fenolftalein indikatörlüğünde tüketilen 46,5 ml asidin 1,5 ml si karbonatı hidrojen karbonata dönüştürmekte kullanılıştır. NaOH için kullanılan HCl: 0,1 x (46,5-1,5) = 4,5 mmol NaOH= 4,5 mmol 40 x 4,5 = 180 mg %NaOH = 180 x 100 = 90 Örnek 2. Bir sodyum hidroksit örneğinin 0,5 gramı, karbondioksiti giderilmiş suda çözülerek 500 ml ye tamamlanıyor. Bu çözeltiden alından 100 ml, fenolftalaein indikatörlüğünde 0,1 molar klorür asidi çözeltisi ile titre ediliyor ve 23 ml asit tüketiliyor. Ana çözeltiden alınan 50 ml ise aynı asit çözeltisi ile, metil oranj indikatörlüğünde, titre ediliyor ve 11,8 ml asit tüketiliyor. Örnekteki sodyum hidroksit ve sodyum karbonat yüzdeleri nedir? Çözüm ml örnek çözeltisi için tüketilecek asit miktarı; Metil oranj indikatörlüğünde: 11,8 x500 = 118 ml HCl 50 Fenolftalaein indikatörlüğünde: 23 x500 = 115 ml HCl 100 Na2CO3: 0,1 x ( ) = 0,3 mmol 106 x 0,3 = 31,8 mg % Na2CO3 = 31, x 100 = 6,36 Fenolftalein indikatörlüğünde tüketilen asidin mmol sayısı, örnekte bulunan sodyum hidroksit ve karbonatın mmol sayısına eşittir. HCl: 0,1 x115 = 11,5 mmol (Na2CO3 + NaOH): 11,5 mmol NaOH: 11,5 0,3 = 11,2 mmol 40 x 11,2 = 448 mg % NaOH = x 100 = 89,6 4

5 ASİT KARIŞIMLARINININ VOLUMETRİK ANALİZİ H3PO4-NaH2PO4 Tayini o-fasfat asidi içerisinde üretimden kaynaklanan dihidrojen fosfat bulunabilir. Bu nedenle laboratuvarda veya endüstride kullanılacak olan o-fosfat asidi içerisindeki dihidrojen fosfat miktarının bilinmesi gerekir. Bu tür bir örneğin belirli bir miktarı, su ile belirli bir hacme tamamlandıktan sonra, bu çözeltiden alınan iki kısım sodyum hidroksit çözeltisi ile titre edilerek bileşenler tayin edilebilir. Bu amaçla analizi yapılmak üzere balon jojede size verilen örnek 100 ml ye karbondioksiti giderilmiş saf suyla çözülerek seyreltilip belirli bir hacme tamamlanır ve ana örnek çözeltisi hazırlanmış olunur. Ana çözeltiden 25 ml lik iki örnek alınarak bunlardan biri metil oranj (ph = 3,1-4,4), diğeri fenolftalein (ph= 8,2 10,0) indikatörlüğünde ayarlı 0,1 N NaOH çözeltisi ile titre edilir. Metil oranj indikatörlüğünde tüketilen baz hacmi, H3PO4 + OH - H2PO4 - + H2O reaksiyonu için S mo = S 1 ml Fenolftalein indikatörlüğünde tüketilen baz hacmi, H3PO4 + OH - H2PO4 - + OH - H3PO4 + 2OH - H2PO4 - + H2O HPO H2O HPO H2O ml ise NaH2PO4 + OH - HPO H2O + Na + reaksiyonları için S ff = S 2 H3PO4 için sarfiyat S H3 PO 4 = 2S 1, H2PO4 - için sarfiyat S NaH2 PO 4 = S 2 2S 1 olur. 5

6 Şekil 3. Farklı kaplarda o-fosfat asidi/dihidrojen fosfat karışımının titrasyon şeması Örnek 3. Sodyum dihidrojen fosfat içeren 0-fosfat asidinden alınan 1mL su ile 500 ml ye tamamlanıyor. Bu çözeltiden alınan 50 ml 0,1 molar sodyum hidroksit çözeltisi ile, metil oranj indikatörlüğünde titre ediliyor ve 16,9 ml baz tüketiliyor. Ana çözeltiden alınan 25 ml lik başka bir kısım, aynı sodyum hidroksit çözeltisi ile, fenolftalein indikatörlüğünde, titre ediliyor ve 17,3 ml baz tüketiliyor. Analizi yapılan 0-fosfat asidinin yoğunluğu 1,8 g/ml olduğuna göre, örnekteki o-fosfat asidi ve sodyum dihidrojen fosfat yüzdeleri nelerdir? Çözüm 3: Formül tartıları: H3PO4 = 98 g/mol, NaH2PO4= 120 g/mol 500 ml ana çözelti için tüketiliecek NaOH çözeltisi: Metil oranj indikatörlüğünde: 16,9 x 500 = 169 ml 50 Fenolftaleien indikatörlüğünde: 17,3 x 500 = 346 ml 25 Metil oranj indikatörlüğünde yalnızca o-fosfat asidi titre olacağından, o-fosfat asidi = T H3 PO 4 = NOH x Smo x 98 mg 0,1 x 169 x 98 = 1656,2 mg/500 ml Fenol ftalein indikatörlüğünde ise o-fosfat asidi H3PO4 + 2OH - HPO H2O reaksiyonuna göre titre olacağından 2x 169 = 338 ml sodyum hidroksit çözeltisi tüketilecektir = 8 ml 6

7 sodyum hidroksit çözeltisi ise NaH2PO4 + OH - HPO H2O + Na + reaksiyonu için tüketilecektir. Bu durumda, sodyum dihidrojen fosfat = T NaH2 PO 4 = NOH x (S ff 2S mo ) x 120 0,1 x 8 x 120 = 96 mg/500 ml olacaktır. 1 ml o-fosfat asidi örneği 1,8 g/ml olduğuna göre %H3PO4 = 1656, x 100 = 92,01 % NaH2PO4 = x 100 = 5,33 7

Benzer belgeler

ALKALİNİTE. 1 ) Hidroksitler 2 ) Karbonatlar 3 ) Bikarbonatlar

ALKALİNİTE. 1 ) Hidroksitler 2 ) Karbonatlar 3 ) Bikarbonatlar ALKALİNİTE Bir suyun alkalinitesi, o suyun asitleri nötralize edebilme kapasitesi olarak tanımlanır. Doğal suların alkalinitesi, zayıf asitlerin tuzlarından ileri gelir. Bunların başında yer alan bikarbonatlar,