Gravimetrik Analiz-II Prof Dr. Mustafa DEMİR M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 1
GRAVİMETRİK ANALİZLERDE İŞLEM BASAMAKLARI 1. Çözme, 2. çöktürme, 3. özümleme, 4. süzme, 5. yıkama, 6. kurutma, 7. yakma 8. hesaplama M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 2
Çöktürme Çöktürme, gravimetrik analizlere özgü işlemlerin ilkini meydana getirir. Burada amaç çözünürlüğü olabildiği kadar az, saf ve iri taneli çökeleğin elde edilmesidir. Çökelek oluşumu ile kolay süzülebilir ve olabildiğince az kirlilik içeren bir çöktürme için, bundan önceki bölümlerde gerekli bilgiler verilmiştir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 3
Özümleme Özümlemede amaç çökelek içindeki safsızlıkların azaltılması ve çökelek iriliğinin arttırılmasıdır. Özümleme işlemi kaynama noktasına yakın bir sıcaklıkta; fakat mutlaka kaynatmadan, yapılan analizin niteliğine göre 10-30 dakika bekletmek şeklinde yapılır. Bazı analizlerde çökeleğin bir süre dinlendirilmesi çökelek iriliğinin sağlanması için yeterli olabilir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 4
Süzme Süzmenin çökelek saflığına bir katkısı yoktur. Bir başka deyişle yalnız başına süzme ile çökelek kirliliğinin giderilmesi söz konusu değildir. Süzme için çökeleğin özelliklerine göre farklı süzgeçler kullanılır. Örneğin; indirgenebilir çökelekler kâğıt süzgeçler ile süzülemez. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 5
Çünkü kızdırma sırasında kâğıt yanacağından, karbon çökeleği indirgeyebilir. İri taneli çökelekler kâğıt süzgeçlerden veya cam krozelerden süzülebilir. Peltemsi çökelekler kâğıt süzgeçlerden emmesiz, doğrudan süzülmelidir. Küçük taneli çökeleklerin emme ile süzülmesi doğru değildir. Bir kısmı kolloidal parçacıklar hâlinde süzgeçten geçebilir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 6
Yıkama Gerek çökelek yüzeyine tutunmuş olan ve gerekse çökelek içine hapsedilmiş olan kirlilikleri bu şekilde giderilemez. Ancak, iyi bir yıkama ile buradan gelen hata en aza indirilebilir. Çabuk çöken bir çökelek durultma ile yıkanabilir. Çabuk çökmeyen çökelekleri ise süzgeç üzerinde yıkamak gerekir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 7
Saf su ile yıkanan birçok çökelekte peptitleşme olur. Bir başka deyişle yıkama saf su ile yapıldığında çoğu kez çökeleğin bir kısmı kolloidal hâle geçerek süzgeçten geçer. AgCl(kolloidal) pelteleşme peptitleşme AgCl(k) Ag (kolloidal) Böylece çökelekte bir miktar azalma olur. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 8
Yıkama seyreltik elektrolit çözeltisi ile yapılırsa karşı iyon katmanlarında tutunan iyonlarla yıkama çözeltisindeki iyonlar yer değiştirir. Böylece yük dengesi bozulmadan temizlenme olur, peptitleşme olmaz. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 9
Yıkama çözeltisine eklenecek elektrolit rastgele seçilmez, bazı koşulları sağlaması gerekir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 10
1. Yıkama çözeltisine elektrolit olarak eklenecek iyon kızdırma sırasında buharlaşarak uçacak özellikte olmalı, artık bırakmamalıdır. Örneğin; gümüş klorür çökeleği seyreltik nitrik asit çözeltisi ile yıkanabilir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 11
AgCl AgCl : : Ag + M HNO anyon (k) + HNO 3 3 yıkama AgCl : HNO kurutma (k) AgCl(k) + HNO 3 (g) 3 (k) + Ag + + anyon M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 12
Klorür tayini için çöktürülen gümüş klorürde birincil tutunan iyon gümüş iyonları, karşı iyon katmanı ise çözeltide bulunan anyonlardır. Bu çökelti seyreltik nitrik asitli su ile yıkandığında, birincil tutulan ve karşı iyon katmanları ile nitrik asit molekülleri yer değiştirir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 13
Böylece kirlilik olarak bulunan gümüş iyonları ve anyonlar uzaklaşırlar. Çökelek 100 o C dolayında kurutulduğunda, nitrik asit molekülleri uçucu olduğundan gaz hâlinde ayrılır. Yukarıdaki yıkama nitrik asit yerine sodyum nitrat kullanarak yapılırsa aynı sonucu vermez. Çünkü sodyum nitrat ısıtıldığında kolaylıkla buharlaşmaz. Geride artık bırakır. Yıkamalar sırasında genellikle nitrik asit, hidroklorik asit, amonyum tuzları veya bir başka uçucu bileşik kullanılır. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 14
2. Eğer çökeleğin çözünürlüğü önemli ölçüde fazla ise, yıkama sırasındaki çözünürlüğü azalmak için yıkama çözeltisine iyonlardan biri eklenmelidir. Ancak, eklenecek bu iyon şüphesiz aranan iyon değil, çöktürücü iyon olmalıdır. Örneğin; klorür analizinde yıkama çözeltisinde HCl kullanılmaz. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 15
3. Çökelek için zararlı olmadığı müddetçe yıkama sıcak ortamda yapılmalıdır. Suyun akışkanlığı sıcaklıkla arttığından süzgeçten daha kolay akar. Ayrıca safsızlık olarak bulunan katılar sıcak suda daha kolay çözünürler. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 16
Kurutma, Yakma (sabit tartıma getirme) Süzülüp yıkanan çökelek ıslak olduğundan hemen tartılamaz, kurutulması gerekir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 17
Çökelekte su, birçok şekillerde bulunur. Örneğin; ıslaklık olarak bilinen serbest su hâlinde, çökelek yüzeyine tutunmuş su hâlinde, çökelek aralarına hapsedilmiş su hâlinde veya kimyasal yapının içinde olan kristal suyu hâlinde olabilir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 18
Bunlardan ilki yani nem şeklinde bulunan su 100 o C dolayında ısıtma ile veya bu sıcaklığın çökeleğe zarar vermesi hâlinde aseton, alkol veya eter gibi uçucu bir organik bileşik ile yıkanması ile giderilebilir. Bu işleme, yani serbest hâlde bulunan ve nem adı verilen suyun giderilmesi işlemine kurutma denir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 19
Çökeleğin 100-150 o C de ısıtılması ile yüzeyinde tutunan suyun bir kısmı giderilebilir. Ancak tamamını gidermek için çoğu kez daha yüksek sıcaklıklarda ısıtmak gerekir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 20
Aynı şekilde çökeleğin içinde hapsedilmiş olan suyun giderilmesi için, alüminyum ve demirin hidroksitlerinde olduğu gibi, daha yüksek sıcaklıklarda ısıtmak gerekir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 21
Çökeleğin ısıtılmasında amaç çeşitli şekillerde bulunan suyun giderilmesi olabileceği gibi yıkama sırasında veya önceden tutunmuş olan uçucu bileşiklerin uzaklaştırılması da olabilir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 22
Bazen çökelek, daha kararlı veya yapısı daha iyi bilinen bir başka şekline dönüştürmek amacıyla da ısıtılabilir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 23
Kızdırma sıcaklığı çökeleğin özelliğine göre değişir. Örneğin; gümüş klorür çökeleğini bir etüvde 110 o C dolayında ısıtmak yeterli iken Magnezyum amonyum fosfat çökeleğinin elektrik fırınlarında 900 o C dolayında kızdırılması gerekir. 2MgNH 4PO4 Mg2P2O7 + 2NH3 + H2O M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 24
Çökeleklerin hangi sıcaklıklara kadar ısıtılabileceği birçok denemeler sonunda bulunmuş ve analitik kimya ile ilgili kaynaklarda verilmiştir. Kalsiyum okzalat için böyle bir eğri aşağıdaki şekilde verilmiştir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 25
Kalsiyum okzalatın sıcaklığa göre bozunma eğrisi M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 26
M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 27
Çökeleğin ısıtılması sırasında bozunmaya karşı çok dikkatli olunmalıdır. Örneğin; baryum sülfat yüksek sıcaklığa kadar ısıtılırsa bir miktarı bozunarak baryum oksite dönüşür. Bu durumda çökelek, ne tam baryum sülfat ne de tam olarak baryum oksittir. Böyle bir durumda baryum oksitin tekrar baryum sülfata dönüştürülmesi gerekir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 28
Öte yandan kalsiyum okzalatta, hesaplamaya temel olacak bileşik, kızdırma sıcaklığına göre farklıdır. Örneğin; 500-600 o Carasında dikkatle ısıtılırsa kalsiyum karbonat, 900-1000 o Carasında ısıtılırsa ise kalsiyum oksit meydana gelir. Dolayısıyla kızdırma sıcaklığına göre farklı bileşikleri temel almak gerekir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 29
Kâğıt süzgeç kullanıldığında dikkat edilmesi gereken bir başka nokta da kâğıdın yakılarak uzaklaştırılması sırasında kâğıt karbonunun veya açığa çıkan karbon monoksitin, çökeleği indirgeyip indirgemeyeceğidir. İndirgeme ihtimali büyük olduğundan kâğıt süzgeç kullanmamak gerekir. M.DEMİR 18-GRAVİMETRİK ANALİZ-II 30