Analitik Kimya Laboratuvarı E-kitap okumak için

Transkript

T.C. ANADOLU ÜN‹VERS‹TES‹ YAYINI NO: 1956
AÇIKÖ⁄RET‹M FAKÜLTES‹ YAYINI NO: 1036
ANAL‹T‹K K‹MYA
LABORATUVARI
Yazarlar
Yrd.Doç.Dr. Ayça At›l›r ÖZCAN (Ünite 1)
Prof.Dr. Yücel fiAH‹N (Ünite 2)
Yrd. Doç.Dr. Mutlu fiAH‹N (Ünite 3)
Yrd.Doç.Dr. Sibel EM‹R D‹LTEM‹Z (Ünite 4)
Doç.Dr. Arzu ERSÖZ (Ünite 5)
Prof.Dr. R›dvan SAY (Ünite 6)
Doç.Dr. Adnan ÖZCAN (Ünite 7)
Doç.Dr. Ülkü Dilek UYSAL (Ünite 8)
Editör
Yrd.Doç.Dr. Ayça At›l›r ÖZCAN
ANADOLU ÜN‹VERS‹TES‹
Bu kitab›n bas›m, yay›m ve sat›fl haklar› Anadolu Üniversitesine aittir.
“Uzaktan Ö¤retim” tekni¤ine uygun olarak haz›rlanan bu kitab›n bütün haklar› sakl›d›r.
‹lgili kurulufltan izin almadan kitab›n tümü ya da bölümleri mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik kay›t
veya baflka flekillerde ço¤alt›lamaz, bas›lamaz ve da¤›t›lamaz.
Copyright © 2009 by Anadolu University
All rights reserved
No part of this book may be reproduced or stored in a retrieval system, or transmitted
in any form or by any means mechanical, electronic, photocopy, magnetic, tape or otherwise, without
permission in writing from the University.
UZAKTAN Ö⁄RET‹M TASARIM B‹R‹M‹
Genel Koordinatör
Prof.Dr. Levend K›l›ç
Genel Koordinatör Yard›mc›s›
Doç.Dr. Müjgan Bozkaya
Ö¤retim Tasar›mc›s›
Yrd.Doç.Dr. Hasan Çal›flkan
Grafik Tasar›m Yönetmenleri
Prof. Tevfik Fikret Uçar
Ö¤r.Gör. Cemalettin Y›ld›z
Ö¤r.Gör. Nilgün Salur
Ölçme De¤erlendirme Sorumlusu
Ö¤r.Gör. Nurcan Tepecik
Kitap Koordinasyon Birimi
Yrd.Doç.Dr. Feyyaz Bodur
Uzm. Nermin Özgür
Kapak Düzeni
Prof. Tevfik Fikret Uçar
Dizgi
Aç›kö¤retim Fakültesi Dizgi Ekibi
Analitik Kimya Laboratuvar›
ISBN
978-975-06-0644-1
1. Bask›
Bu kitap ANADOLU ÜN‹VERS‹TES‹ Web-Ofset Tesislerinde 350 adet bas›lm›flt›r.
ESK‹fiEH‹R, Eylül 2009
iii
‹çindekiler
‹çindekiler
Önsöz ............................................................................................................
ix
Analitik Kimya Laboratuvar›na Girifl ....................................
2
GENEL B‹LG‹.................................................................................................
NUMUNE ALMA VE NUMUNEN‹N TARTILMASI ........................................
Numunenin Al›nmas› ....................................................................................
Numunenin Tart›m› .......................................................................................
Tart›m ‹fllemindeki Hata Kaynaklar› ......................................................
NUMUNELER‹N ÇÖZÜNMES‹ VE ÇÖZÜNÜRLEfiT‹R‹LMES‹ .....................
YARI M‹KRO N‹TEL ANAL‹Z........................................................................
Yar›-Mikro Boyutta Nitel Analizde Yap›lan Temel ‹fllemler .......................
Kar›flt›rma.................................................................................................
Çöktürme .................................................................................................
Çökele¤in Çözeltiden Ayr›lmas› .............................................................
Çökele¤in Y›kanmas› ..............................................................................
Çökele¤in Aktar›lmas› .............................................................................
Çözeltinin Is›t›lmas› .................................................................................
Buharlaflt›rma...........................................................................................
N‹CEL ANAL‹Z...............................................................................................
ANAL‹T‹K K‹MYA LABORATUVARLARINDA
UYULMASI GEREKEN KURALLAR ...............................................................
Özet ...............................................................................................................
Kendimizi S›nayal›m .....................................................................................
Yaflam›n ‹çinden ...........................................................................................
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› ..............................................................................
Yararlan›lan ve Baflvurulabilecek Kaynaklar ...............................................
3
4
4
4
5
5
7
8
8
8
9
9
10
10
10
10
12
15
16
17
17
18
18
Katyonlar›n Sistematik Analizi............................................... 20
G‹R‹fi ..............................................................................................................
Katyonlar›n Sistematik Analizi ......................................................................
I.GRUP KATYONLAR ....................................................................................
I. Grup Katyonlar›n Ön Denemeleri ............................................................
Gümüfl (I) ‹yonu (Ag+)...........................................................................
Civa (I) ‹yonu (Hg22+) ............................................................................
Kurflun (II) ‹yonu (Pb2+) ........................................................................
I. Grup Katyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas›.....................................
I. Grup Katyonlar›n Analizine Ait Notlar .....................................................
II. GRUP KATYONLAR .................................................................................
II. Grup Katyonlar›n Ön Denemeleri...........................................................
Civa (II) ‹yonu (Hg2+) ............................................................................
Kurflun (II) ‹yonu (Pb2+) ........................................................................
Bizmut (III) ‹yonu (Bi3+) ........................................................................
Bak›r (II) ‹yonu (Cu2+) ...........................................................................
Kadmiyum (II) ‹yonu (Cd2+) ..................................................................
Kalay (II) ‹yonu (Sn2+) ...........................................................................
II. Grup Katyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas›....................................
1. ÜN‹TE
21
22
24
24
24
25
25
26
27
28
29
29
30
30
30
31
31
31
2. ÜN‹TE
iv
‹çindekiler
II. Grup Katyonlar›n Çöktürülmesi ve
Alt Gruplar›n Ayr›lmas›na Ait Notlar............................................................
II-A Grubu Katyonlar›n›n Analizi .................................................................
II-A Grubu Katyonlar›n›n Analizine Ait Notlar............................................
II-B Grubu Katyonlar›n›n Analizi .................................................................
II-B Grubu Katyonlar›n›n Analizine Ait Notlar............................................
III. GRUP KATYONLAR ................................................................................
III. Grup Katyonlar›n Ön Denemeleri .........................................................
Aluminyum (III) ‹yonu (Al3+).................................................................
Krom (III) ‹yonu (Cr3+) ..........................................................................
Çinko (II) ‹yonu (Zn2+) ..........................................................................
Mangan (II) ‹yonu (Mn2+) ......................................................................
Demir (III) ‹yonu (Fe3+) .........................................................................
Kobalt (II) ‹yonu (Co2+) .........................................................................
Nikel (II) ‹yonu (Ni2+) ............................................................................
III. Grup Katyonlar›n Analizi ........................................................................
III-A Grubu Katyonlar›n›n Analizi ................................................................
III-B Grubu Katyonlar›n›n Analizi ................................................................
III. Grup Katyonlar›n›n Analizine Ait Notlar ...............................................
IV. GRUP KATYONLAR ................................................................................
Alev Denemesinin Yap›lmas› .................................................................
IV. Grup Katyonlar›n Ön Denemeleri .........................................................
Baryum (II) ‹yonu (Ba2+) .......................................................................
Stronsiyum (II) ‹yonu (Sr2+) ...................................................................
Kalsiyum (II) ‹yonu (Ca2+) .....................................................................
Magnezyum (II) ‹yonu (Mg2+) ...............................................................
IV. Grup Katyonlar›n›n Analizi.....................................................................
IV. Grup Katyonlar›n›n Analizine Ait Notlar ...............................................
V. GRUP KATYONLAR .................................................................................
V. Grup Katyonlar›n Ön Denemeleri...........................................................
Amonyum ‹yonu (NH4+) ........................................................................
Potasayum ‹yonu (K+) ............................................................................
Sodyum ‹yonu (Na+)...............................................................................
V. Grup Katyonlar›n Analizleriyle ‹lgili Notlar ............................................
Özet ...............................................................................................................
Yaflam›n ‹çinden ...........................................................................................
Yararlan›lan Kaynaklar..................................................................................
3. ÜN‹TE
32
33
33
34
34
35
35
35
35
36
36
36
36
37
37
38
38
38
39
39
39
39
40
40
40
41
42
42
43
43
43
43
44
45
46
47
47
48
48
Anyonlar›n Sistematik Analizi................................................ 50
G‹R‹fi ..............................................................................................................
I. GRUP ANYONLAR.....................................................................................
I. Grup Anyonlar›n Ön Denemeleri ...........................................................
Karbonat ‹yonu (CO32-)..........................................................................
Sülfit ‹yonu (SO32-) .................................................................................
Fosfat ‹yonu (PO42-) ...............................................................................
Okzalat ‹yonu (C2O42-)...........................................................................
51
52
53
53
53
54
54
v
‹çindekiler
Arsenit ‹yonu (AsO2-) .............................................................................
Arsenat ‹yonu (AsO43-) ...........................................................................
I. Grup Anyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas›......................................
II. GRUP ANYONLAR ...................................................................................
II. Grup Anyonlar›n Ön Denemeleri ..........................................................
Sülfat ‹yonu (SO42-) ................................................................................
Kromat ‹yonu (CrO42-) ...........................................................................
II. Grup Anyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas› ....................................
III. GRUP ANYONLAR ..................................................................................
III. Grup Anyonlar›n Ön Denemeleri ..........................................................
Sülfür ‹yonu (S2-) ....................................................................................
Ferrosiyanür ‹yonu (Fe(CN)64-)..............................................................
Ferrisiyanür ‹yonu (Fe(CN)63-) ...............................................................
III. Grup Anyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas› ...................................
IV. GRUP ANYONLAR ..................................................................................
IV. Grup Anyonlar›n Ön Denemeleri ..........................................................
Tiyosülfat ‹yonu (S2O32-)........................................................................
Klorür ‹yonu (Cl-) ...................................................................................
Tiyosiyanat ‹yonu (SCN-)........................................................................
Bromür ‹yonu (Br-) .................................................................................
‹yodür ‹yonu (I-) .....................................................................................
IV. Grup Anyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas› ...................................
V. GRUP ANYONLAR ...................................................................................
V. Grup Anyonlar›n Ön Denemeleri............................................................
Klorat ‹yonu (ClO3-) ...............................................................................
Borat ‹yonu (BO2-) .................................................................................
Nitrit ‹yonu (NO2-) ..................................................................................
Nitrat ‹yonu (NO3-) .................................................................................
V. Grup Anyonlar›n Analizi ..........................................................................
Özet................................................................................................................
Kendimizi S›nayal›m......................................................................................
Yaflam›n ‹çinden............................................................................................
55
55
56
58
59
59
59
59
60
60
60
60
61
61
62
63
63
64
65
65
66
66
68
69
69
69
69
69
70
72
73
74
74
75
75
Gravimetrik Analiz Laboratuvar Uygulamalar› ................... 76
G‹R‹fi ..............................................................................................................
TEMEL KAVRAMLAR.....................................................................................
Analit ..............................................................................................................
Çökelek ..........................................................................................................
Kolloidal Çökelekler .....................................................................................
Kristal Çökelekler ..........................................................................................
TEMEL ‹fiLEMLER ..........................................................................................
Süzme.............................................................................................................
Süzgeç Ka¤›d› ..........................................................................................
Gooch Krozesi.........................................................................................
Çökele¤in Y›kanmas› ....................................................................................
Çökele¤in Kurutulmas› ve Yak›lmas› ...........................................................
Sabit Tart›m .............................................................................................
77
78
78
78
78
78
79
79
79
80
81
81
82
4. ÜN‹TE
vi
‹çindekiler
Desikatör..................................................................................................
Desikant Maddeler ..................................................................................
GRAV‹METR‹K SÜLFAT TAY‹N‹...................................................................
ÇÖZÜNEB‹L‹R B‹R NUMUNEDE DEM‹R M‹KTAR TAY‹N‹........................
ÇEL‹KTE N‹KEL M‹KTAR TAY‹N‹ ................................................................
Özet ...............................................................................................................
Yaflam›n ‹çinden ...........................................................................................
5. ÜN‹TE
Nötralleflme Titrasyonlar› ve Laboratuvar Uygulamalar›... 92
GENEL B‹LG‹.................................................................................................
VOLUMETR‹K ANAL‹Z..................................................................................
NÖTRALLEfiME T‹TRASYONLARI ................................................................
NÖTRALLEfiME T‹TRASYONLARINDA DENEYSEL ÇALIfiMALAR..............
Ayarl› NaOH Çözeltisiyle HCl Miktar Tayini ...............................................
Yaklafl›k 0,1 M NaOH Çözeltisinin Haz›rlanmas›..................................
Okzalik Asit dihidrat ( H2C2O4.2H2O) ile 0,1 M NaOH
Çözeltisinin Ayarlanmas›.........................................................................
Örnek Çözeltide HCl MiktarTayini.........................................................
Ayarl› HCl Çözeltisiyle Karbonat-Bikarbonat Kar›fl›m›nda
Karbonat-Bikarbonat Miktar Tayini..............................................................
0,1 M HCl Çözeltisinin Haz›rlanmas› ve Ayarlanmas›...........................
Örnek Çözeltide Karbonat (CO32-) ve Bikarbonat (HCO3-)
Miktar Tayini ...........................................................................................
Nötralleflme Titrasyonuyla Asidite Tayini ....................................................
Metil Oranj Asiditesi................................................................................
Fenolftalein Asiditesi ...............................................................................
Nötralleflme Titrasyonuyla Alkalinite Tayini ................................................
Özet ...............................................................................................................
Yaflam›n ‹çinden ...........................................................................................
6. ÜN‹TE
82
83
83
84
85
86
87
88
89
89
90
93
93
97
98
98
99
99
100
100
100
101
102
102
102
103
104
105
106
107
107
107
Çöktürme Titrasyonlar› ve Laboratuvar Uygulamalar› ...... 108
GENEL B‹LG‹.................................................................................................
Çöktürme Titrasyonlar›nda Kullan›lan Belirteçler ......................................
Renkli Kompleks Oluflumu ...................................................................
Renkli Çökelek Oluflumu........................................................................
Belirtecin Çökelek Taraf›ndan Adsorpsiyonu........................................
VOLHARD YÖNTEM‹YLE KLORÜR M‹KTAR TAY‹N‹ ................................
Analiz Çözeltilerinin Haz›rlanmas› ...............................................................
Standart 0,1 M AgNO3 Çözeltisinin Haz›rlanmas› .................................
0,1 M Potasyum Tiyosiyanat (KSCN) Çözeltisinin
Haz›rlanmas› ve Ayarlanmas› ................................................................
Deney S›ras›nda Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar .................................
109
110
110
110
111
111
111
111
112
112
vii
‹çindekiler
Deneyin Yap›l›fl› ............................................................................................
MOHR YÖNTEM‹YLE BROMÜR M‹KTAR TAY‹N‹......................................
Standart 0,1 M AgNO3 Çözeltisinin Haz›rlanmas› ................................
%5’lik Potasyum Kromat (K2CrO4) Çözeltisinin Haz›rlanmas› .............
Deney S›ras›nda Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar ..................................
Deneyin Yap›l›fl› ............................................................................................
FAJANS YÖNTEM‹YLE ‹YODÜR M‹KTAR TAY‹N‹ .....................................
Standart 0,1 M AgNO3 Çözeltisinin Haz›rlanmas› ................................
‹ndikatör Çözeltisinin Haz›rlanmas› .......................................................
Deneyin Yap›l›fl› ......................................................................................
Özet ...............................................................................................................
Yaflam›n ‹çinden ...........................................................................................
112
113
114
114
114
114
114
115
115
115
115
115
117
118
119
119
120
120
Kompleks Oluflum Titrasyonlar› ve
Laboratuvar Uygulamalar› .................................................... 122
TEMEL KAVRAMLAR.....................................................................................
KOMPLEKS OLUfiUM T‹TRASYONLARI ......................................................
EDTA ile Kompleks Oluflum Titrasyonlar›nda Eflde¤erlik Noktas› ve
Kullan›lan Belirteçler.....................................................................................
KOMPLEKS OLUfiUM T‹TRASYONLARININ UYGULAMALARI..................
Do¤rudan Titrasyon ......................................................................................
Dolayl› Titrasyon ...........................................................................................
Geri Titrasyon................................................................................................
Yer De¤ifltirme Titrasyonu............................................................................
Alkalimetrik Titrasyon ...................................................................................
Sularda Sertlik Tayini ....................................................................................
SU SERTL‹⁄‹ VE TOPLAM KALS‹YUM VE MAGNEZYUM
M‹KTARLARININ TAY‹N‹..............................................................................
Deneyin Yap›l›fl› ............................................................................................
Standart 0,0l M EDTA Çözeltisinin Haz›rlanmas› ..................................
Erikrom Siyah›-T Belirteç Çözeltisinin Haz›rlanmas›.............................
Tampon Çözeltinin (pH=10) Haz›rlanmas›............................................
Sertlik Tayini............................................................................................
EDTA ‹LE P‹R‹NÇTE Ç‹NKO M‹KTAR TAY‹N‹ ..........................................
Deneyin Yap›l›fl› ............................................................................................
Özet................................................................................................................
Kendimizi S›nayal›m......................................................................................
Yaflam›n ‹çinden............................................................................................
123
125
127
128
128
128
128
129
129
129
130
131
131
131
131
131
133
133
134
135
136
137
137
138
7. ÜN‹TE
viii
8. ÜN‹TE
‹çindekiler
Yükseltgenme-‹ndirgenme (Redoks) Titrasyonlar› ve
Laboratuvar Uygulamalar›...................................................... 140
GENEL B‹LG‹LER .........................................................................................
Yard›mc› Reaktifler........................................................................................
Yard›mc› Yükseltgen Reaktifler ..............................................................
Yükseltgenme-‹ndirgenme Titrasyonu Belirteçleri ......................................
Titrant Belirteçler ...................................................................................
Analit veya Titrant›n Yükseltgenme Basamaklar›ndan Biri ile Renkli
Bileflik Oluflturan Belirteçler...................................................................
‹ndirgenmifl Rengi ile Yükseltgenmifl Rengi Farkl› Olan Belirteçler....
PERMANGANAT ÇÖZELT‹S‹YLE YAPILAN (MANGANOMETR‹K)
T‹TRASYONLAR ............................................................................................
Potasyum Permanganat Çözeltisinin Haz›rlanmas› .....................................
Potasyum Permanganat Çözeltisinin Sodyum OkzalataKarfl› Ayarlanmas›
Permanganat Çözeltisiyle Demir Tayini.......................................................
POTASYUM D‹KROMAT ÇÖZELT‹S‹ ‹LE YAPILAN T‹TRASYONLAR ....
Potasyum Dikromat Çözeltisinin Haz›rlanmas› ...........................................
Potasyum Dikromat Çözeltisiyle Demir Filizinde Demir Tayini.................
Demir Filizindeki Demirin Eritifl Yoluyla Çözünürlefltirilmesi..............
Demir Filizinde Potasyum Dikromat ile Demir Tayini .........................
‹YOT ‹LE YAPILAN T‹TRASYONLAR ........................................................
‹yodimetri .....................................................................................................
‹yot Çözeltisinin Haz›rlanmas› ve Ayarlanmas› .....................................
‹yodimetrik Yöntem ile Meyve Sular›nda Askorbik Asit Tayini...........
‹yodometri ....................................................................................................
Na2S2O3 Çözeltisinin Haz›rlanmas› ........................................................
Na2S2O3 Çözeltisinin KIO3 ile Ayarlanmas› ..........................................
‹yodometrik Yöntem ile Bak›r Tayini...................................................
Özet ...............................................................................................................
Yaflam›n ‹çinden ...........................................................................................
Ek-1 ................................................................................................................
Ek-2 ................................................................................................................
Ek-3 ................................................................................................................
141
142
142
143
143
143
144
145
145
146
146
148
148
148
149
149
150
151
151
153
153
154
154
154
156
157
158
159
159
160
161
162
163
Sözlük ................................................................................... 165
Dizin ...................................................................................... 167
Önsöz
Önsöz
Analitik Kimya Laboratuvar Kitab›, ö¤rencilerimizin Analitik Kimya dersinde
ö¤rendikleri temel prensipleri, uygulamalar›yla birlikte daha iyi bir flekilde kavramalar› için haz›rlanm›flt›r. Kitab›n 1. ünitesinde Analitik Kimya Laboratuvar›’na bir
girifl yap›larak baz› temel ifllemler anlat›lm›fl ve laboratuvar kurallar› s›ralanm›flt›r.
2. ve 3. ünitelerde nitel analiz, 4-8. ünitelerde ise nicel analiz uygulamalar› verilmifltir. Bu ders ile edinilen temel bilgi ve beceriler ileride ö¤rencilerimizin modern
analiz cihazlar›n›n iflleyiflini anlama ve kullanmas›nda da faydal› olacakt›r.
Analitik Kimya Laboratuvar› Kitab› konular›nda uzman, son derece genifl bir
Akademik kadro ile oluflturulmufltur. Ünitelerde sadece uygulamaya yönelik bilgilerin verilmesi yerine, bir uygulama için gerekli kuramsal bilgiler de mümkün oldu¤unca verilmeye çal›fl›lm›flt›r. Bu nedenle Analitik Kimya Laboratuvar Kitab›
yaln›zca bir deney kitab› olmaktan ç›km›fl, ö¤rencinin ihtiyaç duydu¤u anda faydalanabilece¤i bir kaynak kitap olmufltur. Kitapla paralel olarak haz›rlanan ancak
çok daha fazla görsel ö¤eyi bir arada bulunduran e-derslerin de ö¤rencilere son
derece faydal› olaca¤›n› düflünmekteyiz.
Kitapta yer alan Ünitelerin bafllar›nda s›ralanan Amaçlar›m›z ile ö¤rencilerin
kazanmas› gereken bilgi ve beceriler özetlenmifltir. Üniteler az önce de ifade edildi¤i gibi uygulamaya yönelik özet kuramsal bilgiler ve konuyla ilgili deneylerden
oluflmufltur. Ünite içerisindeki S›ra Sizde çal›flmalar› ile ö¤rencinin konulara hakimiyeti sorgulanmaktad›r. Dikkat sütunlar› ile özellikle deneylerde dikkat edilmesi
gerekli noktalar belirtilmifltir. Üniteler içinde yan sütunlarda, ifllenen konu aç›s›ndan önemli kavramlar vurgulanm›flt›r. Ünitelerin bitiminde yer alan Yaflam›n ‹çinden bölümünde Ünite ile ilgili günlük yaflamdan ilgi çekici konular sunulmaya çal›fl›lm›flt›r. Kendimizi S›nayal›m bölümünde ise ö¤rencilerin kendilerini de¤erlendirmelerine yönelik sorular yer alm›flt›r. Kitab›n sonunda yer alan Sözlük ile önemli kavramlar topluca verilmifltir.
Kitab›n yaz›larak bas›ma haz›rlanmas› Editör, Yazarlar, Ö¤retim Tasar›mc›lar›
ve Grafik Tasar›mc›lar›ndan oluflan genifl bir ekiple gerçeklefltirilmifltir. Bu çal›flman›n tamamlanmas› için her türlü imkân› seferber eden Anadolu Üniversitesi
Rektörü Fevzi Sürmeli’ye, Üniteleri zaman›nda yetifltirebilmek için canla baflla çal›flan tüm Yazar hocalar›ma, Genel Koordinatör Prof. Dr. Levend K›l›ç’a, Ö¤retim
Tasar›mc›lar› Yard. Doç. Dr. Hasan Çal›flkan ve özellikle Uzm. Orkun fien’e, Grafik Tasar›m ekibine, Arafl. Gör. Ali Özcan’a ve eme¤i geçen tüm Anadolu Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü elemanlar›na teflekkür eder, ö¤rencilerimize
baflar›lar dilerim.
Temmuz 2009
Editör
Yard.Doç.Dr. Ayça At›l›r ÖZCAN
ix
1
ANAL‹T‹K K‹MYA LABORATUVARI
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
N
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
Analitik kimya laboratuvarlar›nda gerçeklefltirilen analiz türlerini tan›mlayabilecek
Bir numune al›rken ve tartarken nelere dikkat edilmesi gerekti¤ini s›ralayabilecek
Bir analiz için gerekli numune haz›rlama tekniklerini aç›klayabilecek
Yar›-mikro nitel analizlerde kullan›lan temel ifllemleri uygulayabilecek
Nicel analizin önemini ve hata kaynaklar›n› aç›klayabilecek
Laboratuvarlarda do¤ru çal›flmak için gereken kurallar› s›ralayabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Nitel Analiz
• Nicel Analiz
• Numune Haz›rlama
• Eritifl
• Çözünürlefltirme
• Tart›m
‹çerik Haritas›
Analitik Kimya
Laboratuvar›
Analitik Kimya
Laboratuvar›na
Girifl
• GENEL B‹LG‹
• NUMUNE ALMA VE NUMUNEN‹N
TARTILMASI
• NUMUNELER‹N ÇÖZÜNMES‹ VE
ÇÖZÜNÜRLEfiT‹R‹LMES‹
• YARI-M‹KRO N‹TEL ANAL‹Z
• N‹CEL ANAL‹Z
• ANAL‹T‹K K‹MYA
LABORATUVARLARINDA
UYULMASI GEREKEN KURALLAR
Analitik Kimya
Laboratuvar›na Girifl
GENEL B‹LG‹
Analitik kimya bilim dal›, bir maddenin hangi bileflenlerden ve ne oranlarda olufltu¤unu inceleyen, analiz a¤›rl›kl› bir bilim dal›d›r. Bu nedenle oldukça fazla laboratuvar deneyimi gerektirmektedir. Analitik kimya laboratuvarlar›nda iki ana grupta analiz yap›l›r:
Nitel (kalitatif) analiz
Nicel (kantitatif) analiz
Nitel analiz bir numunedeki bileflenlerin tayini, nicel analiz ise bileflenlerin
miktarlar›n›n tayinidir. Bir numunenin tam analizi için önce nitel analiz daha sonra ise belirlenen bileflenlere göre nicel analiz ifllemi gerçeklefltirilmelidir.
Bir analiz için uygulanacak analiz yöntemi madde miktar›na ba¤l› olarak de¤iflir. 50 mg’dan daha fazla madde miktar› ile yap›lan analize makro analiz, 10-50 mg
aras›ndaki miktarla yap›lan analize yar›-mikro analiz, 1-10 mg aras›ndaki miktarla
yap›lan analize mikro analiz, 0,001-1 mg aras›ndaki miktarla yap›lan analize ultramikro analiz ve 0,001 mg’›n alt›nda kalan miktarlarla yap›lan analize de sub-mikro
analiz denir. Geliflen teknolojiler günümüzde çok küçük madde miktarlar›yla (submikro) çal›flma imkan› verse de, bu dersin ö¤retim sürecinde daha çok yar›-mikro
analiz ifllemlerini tercih edece¤iz. Çünkü yar› mikro analiz ifllemlerinde, mikro analizlerde kullan›lan baz› özel donan›mlara gerek yoktur.
SIRA S‹ZDE
Kimyasal bir analize bafllarken, öncelikle uygun temsili numunelerin ve tekrar
numunelerinin al›nmas›, tart›lmas› ve çözünürlefltirilerek laboratuvar numuneleriD Ü fi Ü N E L ‹ M
nin haz›rlanmas› gereklidir. Haz›rlanan numuneye daha sonra s›ras›yla nitel analiz
ve nicel analiz ifllemleri uygulan›r. Bu ünitede k›saca bu ifllemlere de¤inilecek daO R U sunulacakt›r.
ha sonraki ünitelerde ise uygulamalar›yla birlikte daha genifl birS bilgi
Analiz: Bir numunenin
bileflenlerini ve miktarlar›n›
bulmak için yap›lan
ifllemlerin tamam›na denir.
Analit, bir numune içinde aranan maddedir. Numune, analiz edilir, analit
D ‹ K ise
K A Tbelli bir özelli¤i ölçülerek tayin edilir (fiekil 1.1).
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
D Ü fi Ü N E L ‹ M
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
4
fiekil 1.1
Ölçüm
NUMUNE
Analit
özelli¤i
ANAL‹T
Analiz, tayin ve
ölçüm terimlerinin
flematik gösterimi
Tayin
Analiz
SIRA S‹ZDE
1
Sizden bir havuzun
suyunda klorür (Cl-) tayini yapman›z isteniyor. Burada, numune, anaSIRA S‹ZDE
lit ve yap›lan analiz türünü (nitel-nicel) s›ralay›n›z.
D Ü fi Ü NALMA
EL‹M
NUMUNE
VE NUMUNEN‹N TARTILMASI
S O R U
Bir kimyasal analize bafllamadan önce numune toplama ve numune miktarlar›n›n
belirlenmesiSifllemlerinin
do¤ru bir flekilde yap›lmas› oldukça önemlidir.
O R U
D‹KKAT
Numunenin
Al›nmas›
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Analizi yap›lacak numune al›n›rken, al›nan numunenin kimyasal bilefliminin, ana
numunenin özelliklerini tafl›yor olmas›na dikkat edilmesi gerekir. Ana numunenin
SIRA S‹ZDE
büyük miktarlarda
oldu¤u durumlarda, önce ana numunenin de¤iflik yerlerinden
yine oldukça büyük miktarlarda numuneler al›n›r. Daha sonra bu numuneler birlefltirilerek homojen hale getirilir ve laboratuvar flartlar› için gerekli olan numune
AMAÇLARIMIZ
miktar›na azalt›l›r. Numunenin homojenlefltirilmesi için numunenin parçalanmas›,
ö¤ütülmesi ve iyice kar›flt›r›lmas› gerekir.
Toz, filizK gibi
‹ T kat›
A P veya deniz suyu, ya¤ gibi s›v› numunelerden analiz numunesi
haz›rlayabilmek için farkl› yöntemler vard›r. Örne¤in, metal ve alafl›mlar›n yüzeyleri ile iç k›s›mlar›n›n bileflimleri farkl› olabilir. Bu nedenle d›fl yüzeylerden ve iç
k›s›mlardan
al›nan numuneler birlefltirilir ve iyice kar›flt›r›l›r. Bu ifllemden sonra nuTELEV‹ZYON
mune büyüklü¤ü laboratuvar boyutuna indirgenir.
N N
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Resim 1.1
Laboratuvarlarda
‹ NKullan›lan
TERNET
Bir
Analitik Terazi
Numunenin Tart›m›
‹NTERNET
Tart›m ifllemi bir analizin en önemli basama¤›d›r. Çünkü gerek standart çözelti
haz›rlamada, gerekse madde miktar›n›n
yüzdesinin saptanmas›nda, elde edilen
tart›m sonuçlar› kullan›lmaktad›r. Analitik kimyada birkaç gram, miligram veya
daha da küçük tart›mlarla çal›fl›l›r. Bu
nedenle tart›m aletleri hem çok hassas,
hem de çok kesin olmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
1. Ünite - Analitik Kimya Laboratuvar›na Girifl
S O R U
S O R U
D ‹ K K A T de¤iflmez bir
Genellikle kütle, a¤›rl›k olarak ifade edilir. Ancak kütle madde miktar›n›n
ölçüsüdür. Bir nesnenin a¤›rl›¤› ise yerçekimi kuvvetinin etkisiyle de¤iflebilir. Örne¤in bir
insan›n Antalya’daki a¤›rl›¤› Eskiflehir’deki a¤›rl›¤›ndan daha fazlad›r.
analitik
SIRAKullan›lan
S‹ZDE
terazilerde belli bir kütleye karfl› numunenin kütlesi ölçülür.
Tart›m ‹fllemindeki Hata Kaynaklar›
AMAÇLARIMIZ
D‹KKAT
N N
Tart›m iflleminde s›f›r noktas› kaymas›, a¤›rl›k limitlerine uymama, s›cakl›k de¤iflimi ve numunelerin s›cak tart›lmas› hata kaynaklar›n›n en önemlileridir.
K ‹ T A P Analitik teraziyle tart›m yaparken dikkat edilmesi gereken noktalar afla¤›da verilmektedir:
• Tart›m oda s›cakl›¤›nda yap›larak hava ak›mlar›ndan etkilenmemesi sa¤lanmal›d›r. Bunun için tart›m yaparken terazinin yan kapaklar›
kapal›
T E L E V ‹ Zmutlaka
YON
tutulmal›d›r.
• Parmaklar ile tart›lacak numuneye dokunulmamal› ve numunenin aktar›lmas› için spatül veya temiz bir ka¤›t kullan›lmal›d›r. Ancak
‹ N T E Rnem
N E T kapan numuneler ka¤›tla aktar›lmamal›d›r.
• Tart›m yap›lacak kimyasal madde direkt olarak analitik teraziye yerlefltirilmemelidir. Bunun yerine tart›m, tart›m fliflesi, tart›m kab› veya uygun bir ka¤›t ile
teraziye yerlefltirilmelidir. Dökülen kimyasallar tart›m yap›ld›ktan sonra daima
yumuflak bir f›rça ile temizlenmelidir. Tart›lan madde terazi içinde uzun süre
bekletilmemeli ve terazi yeni bir tart›ma haz›r flekilde b›rak›lmal›d›r.
• Terazinin konumu tart›m ifllemi öncesi ve sonras› kontrol edilmeli, tart›m yaparken el ve kol yaslanarak terazinin hassas ayar› bozulmamal›d›r.
Bölgenizde bulunan bir akarsuda kurflun tayini yapman›z istendi¤inde
öncelikli olarak
SIRA S‹ZDE
akarsudan numune alman›z gerekmektedir, su numunelerinizi toplarken nelere dikkat etmeniz gerekti¤ini aç›klay›n›z.
NUMUNELER‹N ÇÖZÜNMES‹ VE
ÇÖZÜNÜRLEfiT‹R‹LMES‹
5
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
2
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
Analizler genellikle çözelti haline getirilmifl numunelerle yap›l›r. Baz› numuneler
suda veya baflka bir çözücüde kolayl›kla çözünebilir, ancak baz›D numuneler
ise bu
‹KKAT
ifllem sonucunda çözünmezler. Bu tip numuneleri çözünür hale getirmek için asit
kullan›m› ve ›s›tma gibi daha zorlay›c› koflullar gerekir. Yap›lanSIRA
bu tip
ifllemlere çöS‹ZDE
zünürlefltirme denir. ‹yi bir çözünürlefltirilme için ilk kural numunenin tamam›n›
çözebilecek bir çözücü bulmakt›r. Metal oksitleri çözmek için hidroklorik asit
AMAÇLARIMIZ
(HCl), alüminyum (Al) ve krom (Cr) d›fl›ndaki metalleri çözmek
için nitrik asit
(HNO3), yine metal alafl›mlar› çözmek için sülfirik asit (H2SO4) ve perklorik asit
(HClO4), silikat içeren kaya ve mineralleri çözmek için de hidroflorik
asit (HF) s›kK ‹ T A P
l›kla kullan›lmaktad›r. Ancak bu ifllemler s›ras›nda fliddetli reaksiyonlar olabilece¤inden son derece dikkatli çal›fl›lmal›d›r. Afla¤›daki Çizelge 1.1.’de hangi tür çözücülerin hangi tür maddeleri çözmek için kullan›labilece¤i görülmektedir.
TELEV‹ZYON
N N
‹NTERNET
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
6
Çizelge 1.1
Kimyasal
Tepkimenin Oldu¤u
ve Olmad›¤›
Çözünme Olaylar›
Kaynak: Atefl, S.,
Özyörük, G., Salih,
B. (1991). Analitik
Kimya Laboratuvar›
Nicel Analiz
Uygulamalar›.
Ankara: Hacettepe
Üniversitesi
Kimyasal Tepkimenin Olmad›¤› Çözünme Olaylar›
Çözücü
Çözünen Bileflikler
Su
‹yonik bileflikler
Alkol
Polar organik bileflikler
Keton
Ester
Halojenli hidrokarbonlar
(CCl4, kloroform, iyodoform gibi)
Eter
Aromatikler (benzen, toluen vb)
Hidrokarbonlar (hekzan vb)
Polar olmayan organik bileflikler
Kimyasal Tepkimenin Oldu¤u Çözünme Olaylar›*
Çözücü
Kral suyu, üç hacim deriflik
HCl ve bir hacim deriflik
HNO3 kar›flt›r›larak
haz›rlan›r. Oldukça kuvvetli
bir yükseltgen olan bu
kar›fl›m hem cam
malzemelerin temizli¤inde
hem de çözünürlefltirme
ifllemlerinde kullan›l›r.
Çözünen Bileflikler
Su
‹yonik bileflikler
HCl
Metaller, Oksitler, Karbonatlar, Sülfürler, Fosfatlar
HNO3
Kral suyu
H2SO4
Organik bilefliler
HClO4
Organik bilefliler
HF
Silikatlar
NaOH
Amfoter oksitler
NH3
Amfoter oksitler
Zn+ H2SO4
Güç çözünen halojenürler
Komplekslefltiriciler
Soy metal bileflikler
(NaCN, KCN)
* Her çözücü so¤uk-s›cak ve seyreltik-deriflik s›ras›na göre denenir. Çözünmeyen numuneler için eritifl
ifllemleri uygulan›r.
Silikatlar, baz› mineral oksitleri ve demir alafl›mlar› gibi normal s›v› reaktiflerde
yavafl çözünen numunelerin analize haz›r hale getirilmesinde ise eritifl denilen teknik uygulan›r. Bu teknikte numune, eritici olarak kullan›lan madde ile 300-1000 °C
aras›nda tepkimeye sokulur. Bu ifllem için numunenin on kat› kadar eritici madde,
numuneye eklenerek bir kroze içinde yüksek s›cakl›klara ›s›t›l›r ve maddenin çeflitli çözücülerde kolayl›kla çözünebildi¤i bir eriyik elde edilir. Ancak eritifl ile çözünürlefltirmenin baz› sak›ncalar› vard›r. Eklenen eritici madde miktar›n›n fazla olmas› ve yüksek s›cakl›k nedeniyle kullan›lan krozenin neden olabilece¤i kirlilikler,
numunede safs›zl›¤a neden olabilir. Bu durumu önlemek için numuneye do¤rudan eritifl uygulanmas› yerine, öncelikle çözünebilen k›sm›n s›v› çözücüyle çözünürlefltirilmesi daha sonra çözünmeden kalan k›sm›na eritifl uygulanmas› tavsiye
edilir. So¤uduktan sonra bu k›s›m da çözülerek ana numune çözeltisine eklenir.
Eritifl yap›l›rken s›çramalar› önlemek için kroze kapa¤› kapat›lmal›d›r ve bu ifllem
s›ras›nda mutlaka koruyucu gözlük tak›lmal›d›r. Sabit bir s›cakl›¤a ayarlanm›fl f›r›-
7
na krozeyi koymadan önce bek alevinde yavafl bir ön ›s›tma yap›lmal›d›r. Böylece
ani s›cakl›k fark›ndan do¤acak madde s›çramalar› ve kayb› önlenir. Eritifl berrak bir
çözelti k›vam›na gelince ›s›tma sonland›r›l›r ve kroze f›r›ndan al›narak desikatöre
yerlefltirilir. Kroze içindeki kütle yavafl yavafl so¤urken, kat›laflma bafllamadan hemen önce, kendi etraf›nda döndürülerek numunenin kroze çeperlerinde ince bir
tabaka halinde kat›laflmas› sa¤lan›r. Oda s›cakl›¤›na gelen kroze dikkatlice çözücü
ile y›kanarak çözünürlefltirme ifllemi tamamlan›r.
Eritifl iflleminde eritici madde olarak en çok alkali metal bileflikleri kullan›l›r.
Asidik yap›daki numuneler için sodyum karbonat, kalsiyum karbonat, sodyum
hidroksit, potasyum hidroksit ve potasyum peroksit gibi bazik özellik tafl›yan eriticiler, bazik yap›daki numuneler için ise potasyum pirosülfat, florürler ve borik asit
gibi asidik özellik tafl›yan eriticiler kullan›l›r. Çeflitli n›umunelerin eritifli için gerekli bilgiler Çizelge 1.2’de verilmifltir.
Çizelge 1.2
Eritifl Türleri
Eritici Madde
Eritifl için Kullan›lan Parçalanarak Çözünen
Kroze
Numune Yap›s›
Na2CO3
Pt
Na2CO3 + KNO3 +
KClO3, veya Na2O2
gibi yükseltgenler
Pt
Yükseltgen bir ortam gerektiren S, As, Sb, Cr,
(Na2O2 ile kullan›lmaz) v.b. içeren numuneler
Ni içeren numuneler SIRA S‹ZDE
NaOH veya KOH
Au, Ag, Ni
Silikat, silisyum karbür ve baz› mineralleri içeren
numuneler
Na2O2
Fe, Ni
Sülfür içeren numuneler, Fe, Ni, Cr, Mo,W, Li
içeren ve asitte çözünmeyen
Cr, Sn,
S O Ralafl›mlar;
U
Zr mineralleri
Silikat ve silisyum,
Alumina,
Az çözünen fosfat ve sülfat içeren numuneler
K2S2O7
Pt, porselen
Az çözünür oksitler ve oksit içeren numuneler
B2O3
Pt
Alkali metallerin tayin edilece¤i, silikat ve
oksitlerin parçalanmas› için asidik eriticidir.
CaCO3 + NH4Cl
Ni
Eriticinin ›s›t›lmas› ile CaO ve CaCl2 kar›fl›m›
oluflur; alkali metallerin tayini için silikatlar›n
parçalanmas›nda kullan›l›r.
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
N N
Filiz ve alafl›m tayinleri ve eritifl ile ilgili daha ayr›nt›l› bilgiyi TurgutK Gündüz’ün
Kantitatif
‹ T A P
Analiz Laboratuvar Kitab› (Ankara: Gazi Büro Kitabevi, 1999)’ndan bulabilirsiniz.
Silisyum içerdi¤i bilinen bir toprak numunesini analize nas›l haz›rlars›n›z?
T SIRA
E L E V S‹ZDE
‹ZYON
YARI M‹KRO N‹TEL ANAL‹Z
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
3
Do¤ada bulunan ya da yapay olarak üretilen maddelerin içeri¤inin
ne oldu¤u her
‹NTERNET
zaman önemli bir problem olmufltur. Bu problemi çözmede en önemli rolü ise
S O Rtafl›mas›
U
maddeleri oluflturan bilefliklerin farkl› fiziksel ve kimyasal özellikler
üstlenmifltir. Kimyac›lar bu özelliklerden yararlanarak sistematik analiz metotlar›n› oluflturmufllard›r. Maddelerin organik ya da inorganik olmas›na göre bu metotlar farkl›D‹KKAT
l›k göstermektedir. Analitik kimya laboratuvarlar›nda daha çok inorganik maddeleri oluflturan katyon ve anyonlar›n sistematik analizleri gerçeklefltirilmektedir. Bu
SIRA S‹ZDE
T ESIRA
L E V ‹S‹ZDE
ZYON
‹NTERNET
S O R U
Ca2+, Na+ gibi pozitif yüklü
‹ K-,KCO
A 3T2iyonlara katyon,D Cl
gibi negatif yüklü iyonlara
ise anyon denir.
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
8
sistematik metotlar katyonlar›n ve anyonlar›n tek tek ya da grup halinde özel
tepkimeler vermeleri esas›na dayanarak oluflturulmufltur. Anyon ve katyonlar›n sistematik analizleri 2. ve 3. ünitelerde ayr›nt›l› bir flekilde aç›klanmaktad›r.
Yar›-Mikro Boyutta Nitel Analizde Yap›lan Temel ‹fllemler
Yar›-mikro boyutta yap›lan nitel analizlerde gerçeklefltirilen temel ifllemler;
kar›flt›rma, çöktürme, çökele¤in çözeltiden ayr›lmas›, çökele¤in y›kanmas› ve
aktar›lmas›, çözeltinin ›s›t›lmas› ve buharlaflt›r›lmalar›d›r.
Kar›flt›rma
Bir çok durumda bir kimyasal di¤erinin üzerine eklendi¤inde tepkimenin h›zl› ve
homojen bir flekilde yürüyebilmesi için bagetle iyi bir kar›flt›rma yapmak gerekir.
Çöktürme
Elektrolit: Elektrik iletimini
sa¤layabilen maddelere
verilen add›r.
Kolloit: Çaplar› 10-4 cm’den
daha küçük olan ve çözeltide
as›l› halde bulunan
taneciklerdir.
Resim 1.2
Santrifüj Tüpünde
Çöktürülmüfl
Kurflun Sülfat
(PbSO4) Çökele¤i
‹ki çözeltinin tepkimeye girmesi sonucu ortamda çözünmeyen kat› bir madde olufluyorsa bu ifllem s›ras›nda oluflan kat›ya çökelek, yap›lan iflleme de çöktürme denir. Yar›-mikro analizlerde çöktürme ifllemi deney tüplerinde gerçeklefltirilir.
Çöktürme iflleminin yavafl olmas›, elde edilen maddenin daha saf olmas›n› sa¤lar. Çöktürme çözeltisi bir pipet yard›m› ile ve yavaflça eklenmelidir. Bu arada kap
devaml› kar›flt›r›larak tepkimenin bölgesel olmamas› sa¤lan›r. Bu flekilde elde edilen çökelek miktar› daha fazla olur. Bu ifllem yüksek ›s›da yap›ld›¤› takdirde kristaller daha büyük olur. Çöktürme s›ras›nda yap›lan ›s›tma tanecik oluflum h›z›n›
artt›r›r. Bu da süzülmeyi kolaylaflt›r›r.
Çöktürme iflleminde çökmenin tamamlanmas› için yeteri miktarda çöktürücü
kimyasal eklenmeli ancak çöktürücünün afl›r›s›ndan kaç›n›lmal›d›r. Afl›r› ekleme
kompleks oluflumu ile çözünürlü¤ü artt›rabilir.
Çökelek oluflmas› s›ras›nda çözelti ortam›nda NaCl, NH4Cl gibi bir elektrolitin
bulunmas› kolloit oluflumunu önler.
Çöktürme iflleminden sonra, çökmenin tam olup olmad›¤›n› anlamak için çözeltiden bir kaç damla al›narak saat cam›na koyulur ve üzerine çöktürücü kimyasaldan bir kaç damla eklenir. E¤er çözeltide bir bulanma gözlenirse çökme iflleminin tamamlanmad›¤› anlafl›l›r. Ana çözeltiye çöktürücü kimyasal eklenmeye devam
edilir. Daha sonra bir süre bekletilerek süzme ifllemine geçilir. Bekletme s›ras›nda
çökelekteki di¤er maddelerin (kirliliklerin) miktar›nda azalma olur. Ayr›ca iri kristaller oluflarak süzülme ifllemi kolaylafl›r. Baz› maddelerde ise bekletmek sak›ncal› olabilir ve hemen süzülmesi gerekir.
9
Çökele¤in Çözeltiden Ayr›lmas›
Bir çökele¤i çözeltisinden ay›rmak için süzme, aktarma (dekantasyon) ve santrifüjleme yöntemleri kullan›l›r. Yar›-mikro analiz ifllemlerinde çökelek tüplerde
olufltu¤undan süzme yerine aktarma ve santrifüjleme yöntemleri daha çok tercih
edilir. Süzme yöntemleri hakk›nda genifl bilgi gravimetrik analiz uygulamalar›nda
verilecektir.
Aktarma, iri tanecikli çökeleklerin ayr›lmas›nda kullan›lan en basit yoldur.
Çökmenin gerçekleflti¤i kab›n hafifçe yana e¤ilerek çözeltisinin baflka bir tübe
al›nmas›yla yap›l›r. Bu ifllemden sonra tüpte kalan çökelek üzerine y›kama suyu
konarak kar›flt›r›l›r, beklenir ve çözelti tekrar aktar›l›r.
Santrifüjleme merkezkaç kuvvetinden yararlanarak yo¤unluklar› farkl› iki maddeyi birbirinden ay›rma metodudur. Santrifüj cihazlar› h›zl› bir dönme hareketi ile
yerçekiminden daha etkin bir kuvvet sa¤larlar ve bu kuvvet daha yo¤un olan çökele¤in santrifüj tüpü ad› verilen özel deney tüplerinin dibinde s›k›flm›fl halde toplanmas›n› sa¤lar. Bu ifllem sonunda tüp hafifçe e¤ilerek çökele¤in üzerinde kalan
çözelti bir damlal›k yard›m›yla al›n›r. Bu ifllem s›ras›nda oldukça dikkatli olunmal›
ve çökele¤e zarar verilmemelidir. Santrifüjleme ifllemi s›ras›nda dikkat edilmesi gereken baz› noktalar vard›r. Örne¤in kullan›lan tüpler ayn› boyutta olmal›d›r. Santrifüje yerlefltirilen tüpün tam karfl›s›na eflit hacimde çözelti içeren baflka bir tüp
yerlefltirilerek denge sa¤lanmal›d›r (Resim 1.3). Santrifüj tüpleri a¤z›na kadar doldurulmamal›d›r ve santrifüj çal›fl›rken elle müdahalede bulunulmamal›d›r.
Resim 1.3
b
a
Santrifüj Aletine Tüplerin a) Do¤ru b) Yanl›fl Yerleflimi
Çökele¤in Y›kanmas›
Bir çökelek çözeltisinden ayr›ld›ktan sonra üstünde bir miktar bu çözeltiden kalan
istenmeyen kirlilikler tutunmufl olabilir. Bu nedenle hangi ay›rma yöntemi uygulan›rsa uygulans›n çökele¤in mutlaka en az iki kere y›kanmas› gerekir. Y›kama suyu
olarak seçilecek çözeltinin, çökele¤i çözmemesi, çökele¤e tutunmufl kirlilikleri
10
çözmesi gerekir. Nitel analizde bu amaç için genellikle saf su kullan›l›r. Santrifüj
tüpündeki bir çökele¤i y›kamak için üzerine bir miktar y›kama suyu eklenir ve bagetle iyice kar›flt›r›l›r, daha sonra tekrar santrifüj ifllemi uygulanarak y›kama çözeltisi uzaklaflt›r›l›r. Kolloidal oluflumlar›n, y›kanmas› da zor olaca¤›ndan y›kama çözeltisi içine bir miktar elektrolit kat›lmal›d›r.
Çökele¤in Aktar›lmas›
Bir çökele¤in bölünerek farkl› tüplere aktar›lmas› ifllemi oldukça zor bir ifllemdir.
Bunun için çökelek ›s›t›larak, nemi mümkün oldu¤u kadar uzaklaflt›r›l›r. Daha sonra bir spatül yard›m› ile çökele¤in bir k›sm› ç›kar›l›r. Di¤er bir yöntemde ise çökele¤in üzerine saf su eklenerek kar›flt›r›l›r ve çökelek süspansiyon haline getirilir.
Süspansiyon, bir damlal›k yard›m› ile di¤er tüplere mümkün oldu¤unca homojen
bir flekilde aktar›l›r.
Çözeltinin Is›t›lmas›
Bir tüpteki çözeltiyi ›s›tmak için do¤rudan bek alevine tutmak, s›çrama ve çatlamalara neden olabilece¤inden su banyolar›n›n kullan›lmas› daha emniyetlidir.
Su banyosunun olmad›¤› durumlarda dörtte üçü su ile doldurulmufl beherler
kullan›labilir.
Buharlaflt›rma
Buharlaflt›rma ifllemi çözeltinin hacmini azaltmak ya da kuru hale getirmek için
yap›l›r. Bu ifllemin su banyosunda yap›lmas› fazla vakit alaca¤›ndan s›v›lar genellikle porselen kapsüllerde aç›k alev üzerinde buharlaflt›r›l›r. Buharlaflt›rma yap›l›rken kab›n üzerine uygun çapl› bir saat cam› konularak s›çrama ya da d›flardan
yabanc› madde girme olas›l›¤› engellenmifl olur. S›çraman›n azalt›lmas› için yüksek ›s›dan kaç›n›lmal›d›r. Çözeltinin suyu tamamen buharlaflt›r›lacaksa ifllemin
sonuna do¤ru ›s› iyice azalt›lmal›d›r. Çok az miktardaki s›v›lar için tüplerde yap›lan buharlaflt›rma ifllemi s›ras›nda tüpü devaml› sallamak ve kaynamaya engel olmak gerekir.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
4
Bir reaksiyonun
iri tanecikli bir çökelek elde etmek için nelere dikkat etmeniz
SIRA sonunda
S‹ZDE
gerekti¤ini s›ralay›n›z.
N‹CEL ANAL‹Z
Tam bir analiz iflleminde numunenin hangi bileflenlerden olufltu¤unu belirledikten sonra s›ra
hangi miktarlarda bulundu¤unu belirlemeye gelir. Bu
S Oo Rbileflenlerin
U
tip analizler oldukça önemlidir ve son derece hassas yap›lmas› gerekir. Örne¤in,
uçak endüstrisinde hafifli¤i nedeniyle genelde alüminyumlu alafl›mlar kullan›l›r
D‹KKAT
ve alafl›mdaki alüminyum yüzdesi 95, bak›r yüzdesi 4, magnezyum yüzdesi 1 olmak zorundad›r. Alafl›m›n nicel analizinde yap›lacak olan en ufak bir hata geri
SIRA S‹ZDE
dönüflü olmayan
sonuçlara yol açabilir. Yine birçok hastal›¤›n teflhisi vücut s›v›lar›nda bulunan çeflitli bilefliklerin miktarlar›n›n farkl›laflmas›yla tespit edilmektedir
ve bu miktarlar›n do¤ru bir flekilde belirlenmesi hayati önem tafl›maktad›r. ÖrneAMAÇLARIMIZ
¤in demirin kanda fazla miktarda ç›kmas› akdeniz anemisi hastal›¤›n›n bir göstergesi say›labilir.
Nicel analiz,
K ‹ T klasik
A P ve modern yöntemler olmak üzere ikiye ayr›l›r. Klasik yöntemler maddenin kütle ve hacim özelliklerine dayanan yöntemlerdir. Maddenin
kütlesine dayal› yap›lan analize gravimetrik, hacmine dayal› yap›lana da volumet-
N N
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
11
rik analiz denir. Bu iki metot da kullan›lan tekni¤e göre kendi içlerinde çeflitli
gruplara ayr›l›r. Gravimetrik analiz, çöktürme ve uçucu hale getirme metotlar› olmak üzere iki çeflittir. Volumetrik yöntemler ise kullan›lan tepkime türüne göre
dörde ayr›l›r. Bunlar
• Nötralleflme titrasyonlar›,
• Çöktürme titrasyonlar›,
• Kompleks oluflum titrasyonlar›,
• Yükseltgenme-indirgenme (redoks) titrasyonlar›d›r.
Bahsedilen bu metotlara ait deneysel uygulamalar ayr› ayr› ünitelerde incelenecektir. Gravimetrik ve volumetrik analizlerin her ikisi de günümüzde halen bafl vurulan yöntemlerdir.
Modern yöntemlere enstrümantal veya aletli analiz yöntemleri de denilmekte
olup, 1930 y›l›ndan sonra h›zl› olarak geliflmeye bafllam›flt›r. Bu yöntemler, maddenin ›fl›k absorbsiyonu ve emisyonu, elektrik, magnetik, radyoaktiflik gibi özelliklerine dayanmaktad›r ve bu konuda gelifltirilmifl çok çeflitli cihazlar vard›r. Enstrümantal analiz klasik analize göre daha hassas, daha kesin ve daha az zaman al›c› olmakla beraber, analizlerin yap›lmas› ve sonuçlar›n›n de¤erlendirilmesi bak›m›ndan uzman analitik kimyac›lara ihtiyaç gösterir.
Gravimetrik ve volumetrik türde yap›lacak klasik analizlere bafllamadan önce
kütle ve hacim ölçümleri gibi baz› temel ifllemleri nas›l gerçeklefltirece¤inize dair
bilgi edinmeniz gerekmektedir. Tart›m ve süzme gibi ifllemler için ayr›nt›l› bilgiyi
Ünite 4’te, hacim ölçümü için gerekli cam malzemeler, temizlikleri, hacim okuma,
titrasyon gibi ifllemler için ayr›nt›l› bilgiyi ise Ünite 5’te bulabilirsiniz.
Klasik nicel analiz sonuçlar›n›n oldukça hassas belirlenmesi gerekti¤ini belirtmifltik. Nicel analiz s›ras›nda oluflabilecek hata kaynaklar›n› bilirsek, önlemlerini
almak ve çal›flmalar›m›zda daha dikkatli davranmak mümkün olabilir. Nicel analiz
s›ras›nda oluflabilecek hata kaynaklar›n› afla¤›daki gibi s›ralayabiliriz:
• Kullan›lan alet ve kimyasallardan gelen hatalar (volumetrik kaplar›n hatal›
ayarlanmas›, kimyasallarda mevcut olan safs›zl›klar vb.)
• Çal›flma hatalar› (Is›tma s›ras›nda oluflan s›çramalar, maddelerin aktar›m› s›ras›nda oluflan kay›plar, tam çöktürme yap›lamamas›, tart›m kurallar›na
uyulmamas›, kullan›lan kaplardaki kirlilik vb.)
• Kiflisel hatalar (analizcinin dikkatsizli¤i, bilgisizli¤i ve göz kusuru gibi fiziksel bozukluklar›)
• Yöntem hatalar› (Tepkimenin tamamlanmamas›, çökele¤in ›s›tma s›ras›nda
bozunmas› veya y›kama s›ras›nda çözünmesi vb.)
Do¤ru yöntemin seçilmesi ve titiz bir çal›flma ile bu hatalar en aza indirgenebilir.
Bir kireç tafl›nda kalsiyum tayinini titrimetrik olarak gerçeklefltiriyor
sonuçlar› yüzde
SIRAveS‹ZDE
CaO olarak buluyorsunuz. Ancak ayn› numunenin ardarda dört analizi sonucunda elde etti¤iniz de¤erler s›ras›yla %26, %31, %28 ve %22 olarak ç›k›yor. Yöntemle ilgili bir hata olD Ü fi Ü N E L ‹ M
mad›¤›na kesin olarak eminseniz, analiz sonuçlar›ndaki bu tutars›zl›¤›n
kaynaklar› neler
olabilir, aç›klay›n›z.
5
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
12
ANAL‹T‹K K‹MYA LABORATUVARLARINDA
UYULMASI GEREKEN KURALLAR
Bir önceki üniteyi bitirirken hata olas›l›¤›n› azaltmak için dikkatli bir çal›flma gerekti¤ini söylemifltik. Afla¤›da s›ralanan kurallara uyuldu¤u takdirde, laboratuvar
çal›flmas› kaliteli ve sorunsuz bir flekilde tamamlanabilecektir.
• Çal›flmalarda dikkat ve itina ön planda tutulmal›d›r.
• Laboratuvarda, çal›flma bankolar›n›n üzerinde çanta, palto, h›rka, mont ve
gereksiz malzeme bulunmamal›d›r.
• Laboratuvarda mutlaka laboratuvar önlü¤ü ile çal›fl›lmal›d›r. Laboratuvar
önlü¤ü tercihen yanmayan kumafltan, normal uzunlukta ve uygun bedende olmal›d›r.
• Uzun saçlar toplanmal›, ya da topuz yap›lmal›d›r. Ayakkab›lar laboratuvarda çal›flmaya uygun olmal›, burnu aç›k ayakkab› giyilmemelidir.
• Laboratuvarda herhangi bir fley yenilip içilmemeli (özellikle sigara), çal›fl›rken eller yüze sürülmemeli, a¤za herhangi bir fley al›nmamal›d›r.
• Kullan›ld›ktan sonra her bir eflya, alet veya cihaz belli ve yöntemine uygun
biçimde temizlenerek yerlerine kald›r›lmal›d›r.
• At›lacak kat› maddeler at›k madde kaplar›nda toplanmal›d›r. ‹fli bitmifl, içinde s›v› bulunan beher, erlen ve tüp gibi temizlenecek cam kaplar masa üzerinde b›rak›lmamal›d›r.
• Su, gaz musluklar› ve elektrik dü¤meleri, çal›fl›lmad›¤› hallerde kapat›lmal›d›r.
• Laboratuvarda baflkalar›n›n da çal›flt›¤› düflünülerek gürültü yap›lmamal›d›r.
Asla flaka yap›lmamal›d›r.
• Kat› haldeki maddeler fliflelerden daima temiz bir spatül veya kafl›kla al›nmal›d›r. Ayn› spatül temizlenmeden kullan›lmamal›d›r. fiifle kapaklar› hiçbir
zaman alt taraflar› ile masa üzerine konulmamal›d›r. Aksi takdirde, kapak
yabanc› maddelerle kirlenece¤i için tekrar flifleye yerlefltirilince bu yabanc›
maddeler flifle içindeki saf madde veya çözelti ile temas edip, onu bozabilir.
Resim 1.4
Laboratuvarlarda
Kullan›lan Baz›
Spatül ve Pensler
13
• Kimyasal fliflelerinden s›v› ak›t›l›rken etiket taraf› yukar› gelecek flekilde tutulmal›d›r. Aksi halde fliflenin a¤z›ndan akan damlalar etiketi ve üzerindeki
yaz›y› bozar. fiiflenin a¤z›nda kalan son damlalar›n da fliflenin kendi kapa¤›
ile al›nmas› en uygun flekildir.
• Kimyasal maddeler gelifligüzel birbirine kar›flt›r›lmamal›d›r, çok büyük tehlike yaratabilir.
• Geçimsiz kimyasal maddeler her zaman ayr› ayr› yerlerde muhafaza edilmelidir.
• fiiflelerin kapak veya t›palar› de¤ifltirilmemelidir. Çözelti fliflelere doldurulurken dörtte bir kadar k›s›m geniflleme pay› olarak b›rak›l›r.
• Tart›m veya titrasyon sonuçlar› küçük ka¤›tlara yaz›lmamal›d›r. Bu ka¤›tlar
kaybolabilir ve analizin tekrarlanmas› zorunlulu¤u ortaya ç›kabilir
• Etiketsiz bir flifleye veya kaba, kimyasal madde konulmaz. Ayr›ca bofl kaba
kimyasal bir madde koyunca hemen etiketi yap›flt›r›lmal›d›r. Hem sizin hem
arkadafllar›n›z›n çal›flmas›n› kolaylaflt›rmas› için bütün flifleler etiketli olmal›d›r. Üzerinde etiketi olmayan fliflelerdeki kimyasal maddeler, deneylerin
sa¤l›kl› yürümesi için kesinlikle kullan›lmamal›d›r.
• Laboratuvarda çal›flmalar için özel bir defter tutulmal›d›r. Yap›lan çal›flma ve
gözlemler mutlaka kaydedilmelidir
• Tüp içinde bulunan bir s›v› ›s›t›laca¤› zaman tüp, üst k›s›mdan afla¤›ya do¤ru yavafl yavafl ›s›t›lmal› ve tüp çok hafif flekilde devaml› sallanmal›d›r. Tüpün a¤z› kendinize veya yan›n›zda çal›flan kifliye do¤ru tutulmamal› ve yüze s›çrama tehlikesi nedeniyle asla üzerine e¤ilip yukar›dan afla¤›ya do¤ru
bak›lmamal›d›r. Bu ifllem s›ras›nda mutlaka gözlük tak›lmal›d›r.
Geçimsiz Kimyasal
Maddeler: Birbirleriyle
tepkimeye girerek fliddetli
patlama ya da yang›na
neden olan ya da zehirli
ürünler oluflturan
kimyasallard›r.
Resim 1.5
Deney Tüpünde
Is›tma ‹flleminin
Yap›lmas›
• Zehirli ve yak›c› çözeltiler, pipetten a¤›z yolu ile çekilmemelidir. Bu ifllem
için vakum ya da puar kullan›lmal›d›r.
• Genel olarak zehirli olmad›¤› bilinen kimyasal maddeler bile, a¤za al›n›p
tad›na bak›lmamal›d›r.
• Sülfürik asit (H2SO4), nitrik asit (HNO3), hidroklorik asit (HCl), hidroflorik
asit (HF) gibi asitlerle brom (Br2), hidrojen sülfür (H2S), hidrojen siyanür
(HCN), klor (Cl2) gibi zehirli gazlar içeren maddeler ile çeker ocakta çal›fl›lmal›d›r.
14
• Tüm asitler ve alkaliler suland›r›l›rken daima suyun üzerine ve yavafl yavafl
dökülmeli, asla tersi yap›lmamal›d›r.
• Civa herhangi bir flekilde yere dökülürse vakum kayna¤› ya da köpük tipi
sentetik süngerlerle toplanmal›d›r. E¤er toplanmayacak kadar eser miktarda
ise üzerine toz kükürt serpilmeli ve bu yolla sülfür bilefli¤i haline getirilerek
zarars›z hale sokulmal›d›r.
• Kimyasallar tafl›n›rken iki el kullan›lmal›, bir el kapaktan s›k›ca tutarken, di¤eri ile fliflenin alt›ndan kavranmal›d›r. Desikatör tafl›n›rken mutlaka kapak
ve ana k›s›m birlikte tutulmal›d›r. Desikatör kapaklar› ara s›ra vazelin ile
ya¤lanmal›d›r.
• Laboratuvar terk edilirken bulafl›klar y›kanmal›, tüm kimyasallar güvenlik alt›na al›nmal›, gaz musluklar› ana musluktan kapat›lmal›d›r.
• Gözler, hassas terazide tartma gibi ifllemler d›fl›nda daima korunmal›d›r. Emniyet gözlükleri takmak yararl›d›r. Gözlerin gazlardan dolay› herhangi bir
tahrifline engel olmak için s›k s›k gözleri so¤uk su ile y›kamak veya bol su
ak›tmak gereklidir.
• Çal›flma bittikten sonra eller sabunlu su ve gerekti¤inde antiseptik bir s›v› ile
y›kanmal›d›r.
15
Özet
N
A M A Ç
1
N
AM A Ç
2
Analitik kimya laboratuvarlar›nda gerçeklefltirilen analiz türlerini tan›mlamak
Analitik kimya laboratuvarlar›nda yap›lan analizleri iki ana grupta toplayabiliriz:
1. Nitel analiz: Bir numunedeki bileflenleri bulma (tür tayini)
2. Nicel analiz: Bileflenlerin ba¤›l miktarlar›n›
bulma (miktar tayini)
Bir numune al›rken ve tartarken nelere dikkat
edilmesi gerekti¤ini s›ralamak
Bir analize bafllamadan önce o analizin gerçeklefltirilece¤i örne¤i do¤ru bir flekilde toplamak ve
miktar›n› belirlemek gerekir. Bu amaçla büyük
miktarlardaki ana numunenin farkl› yerlerinden
numuneler toplanmas› ve homojenlefltirilmesine
dikkat edilmelidir. Yine tart›m ifllemini yaparken
de dikkat edilmesi gereken baz› kurallar vard›r.
• Tart›m oda s›cakl›¤›nda yap›lmal› ve hava
ak›mlar›ndan etkilenmemesi sa¤lanmal›d›r.
• Parmaklar ile tart›lacak numuneye dokunulmamal› ve numunenin aktar›lmas› için spatül
kullan›lmal›d›r.
• Tart›m yap›lacak kimyasal madde direkt olarak
analitik teraziye yerlefltirilmemelidir. Bunun
yerine tart›m, tart›m fliflesi, tart›m kab› veya uygun bir ka¤›t ile teraziye yerlefltirilmelidir.
• Terazinin konumu tart›m ifllemi öncesi ve sonras› kontrol edilmeli, tart›m yaparken el ve
kol yaslanarak terazinin hassas ayar› bozulmamal›d›r.
N
AM A Ç
3
N
A M A Ç
4
N
A M A Ç
5
N
A M A Ç
6
Bir analiz için gerekli numune haz›rlama tekniklerini aç›klamak
Kat› halde gelen numunelerin analizini yapabilmek için öncelikle onlar› çözelti haline getirmek
gerekir. Bunun için ya çeflitli çözücülerle çözünürlefltirme ifllemi yap›l›r ya da çözünmeyen türler için eritifl ifllemi uygulan›r.
Yar›-mikro nitel analizlerde kullan›lan temel ifllemleri uygulamak
• Kar›flt›rma
• Çöktürme
• Çökele¤in çözeltiden ayr›lmas›
• Çökele¤in y›kanmas›
• Çökele¤in aktar›lmas›
• Çözeltinin ›s›t›lmas›
• Buharlaflt›rma
Nicel analizin önemini aç›klamak
Nicel analizde, bir numunede bulunan bileflenlerin ba¤›l miktarlar› tayin edilir. Endüstri, sa¤l›k
ve krimonoloji gibi birçok alanda oldukça s›k yap›lan analizlerdendir. Bu nedenle nicel analizde
oldukça hassas çal›fl›lmal› ve oluflabilecek hata
kaynaklar›ndan kaç›n›lmal›d›r.
Laboratuvarlarda dikkat edilmesi gereken kurallar› s›ralamak
Laboratuvarda çal›fl›rken dikkat edilmesi gereken kurallara uyuldu¤unda hata kaynaklar› en
aza indirgenmifl olur. Bu kurallar ünitenin sonunda s›ralanm›flt›r.
16
Kendimizi S›nayal›m
1. Afla¤›dakilerden hangisi nitel ve nicel analizin birlikte yer ald›¤› bir analize örnektir?
a. ‹drarda ürik asit tayini
b. Nehir suyu analizi
c. Havada bulunan SO2 miktar›n›n belirlenmesi
d. Etkili bir gübreleme yap›labilmesi için bir tar›m
arazisindeki elementlerin belirlenmesi
e. Undaki protein miktar›n›n belirlenmesi
6. Afla¤›da verilen çözücü-çözünen çiftlerinden hangisinde çözünme esnas›nda bir kimyasal tepkime meydana gelmektedir?
a. Alkol-polar organik bileflikler
b. Eter-polar organik bileflikler
c. Hidrokarbonlar-polar olmayan organik bileflikler
d. Aromatikler-polar organik bileflikler
e. Kral suyu-karbonatlar
2. Afla¤›dakilerden hangisi bir kimyasal analize bafllarken yap›lmas› gerekenlerden biri de¤ildir?
a. Temsili numunelerin al›nmas›
b. Numunenin tart›lmas›
c. Numunenin çözünürlefltirilmesi
d. Tekrar örneklerinin haz›rlanmas›
e. Numunelerin yak›lmas›
7. Afla¤›daki maddelerden hangisi asidik özellik tafl›yan örneklerin eritifli için kullan›lamaz?
a. Sodyum karbonat
b. Kalsiyum karbonat
c. Potasyum peroksit
d. Kalsiyum florür
e. Potasyum hidroksit
3. 0,005 g’l›k numune ile gerçeklefltirilen bir analiz afla¤›dakilerden hangisi ile adland›r›labilir?
a. Makro analiz
b. Yar›-mikro analiz
c. Mikro analiz
d. Ultra-mikro analiz
e. Sub-mikro analiz
8. Afla¤›dakilerden hangisi yar›-mikro nitel analiz esnas›nda kullan›lan temel ifllemlerden biri de¤ildir?
a. Çöktürme
b. Çökele¤in çözeltiden ayr›lmas›
c. Çökele¤in y›kanmas›
d. Çökele¤in aktar›lmas›
e. Çökele¤in yak›lmas›
4. Afla¤›dakilerden hangisi tart›m esnas›nda oluflabilecek hata kaynaklar›ndan biridir?
a. Tart›m iflleminin oda s›cakl›¤›nda yap›lmas›
b. Örne¤in aktar›lmas› için spatül veya temiz bir
ka¤›t kullan›lmas›
c. Tart›m yap›lacak kimyasal›n do¤rudan analitik
teraziye yerlefltirilmesi
d. Terazinin konumunun tart›m ifllemi öncesi ve
sonras› kontrol edilmesi
e. Tart›m esnas›nda terazinin yan kapaklar›n›n kapal› tutulmas›
9. Afla¤›daki ifadelerden hangisi santrifüj ifllemini tan›mlamaktad›r?
a. Merkezkaç kuvvetinden yararlanarak yo¤unluklar› farkl› iki maddeyi birbirinden ay›rma
yöntemidir.
b. Merkezkaç kuvvetinden yararlanarak kütleleri
farkl› iki maddeyi birbirinden ay›rma yöntemidir.
c. Yerçekimi kuvvetinden yararlanarak hacimleri
farkl› iki maddeyi birbirinden ay›rma yöntemidir.
d. Yerçekimi kuvvetinden yararlanarak iki maddeyi birbirinden ay›rma yöntemidir.
e. Merkezkaç kuvvetinden yararlanarak s›v› kar›fl›mlar›n›n ayr›lmas›d›r.
5. Afla¤›daki maddelerden hangisi için çözünürlefltirme
ifllemi uygulanmal›d›r?
a. Akarsudan al›nm›fl numune
b. Deterjan
c. Metal alafl›m
d. Tuz
e. Meyve suyu
10. Afla¤›dakilerden hangisi klasik nicel analizde oluflabilecek bir hata kayna¤› de¤ildir?
a. Kullan›lan reaktiflerin safs›zl›k içermesi
b. Analiz yapan kiflinin renk körü olmas›
c. Çökele¤in y›kama esnas›nda çözünmesi
d. Kullan›lan araç ve gerecin ayarl› olmas›
e. Çökele¤in yakma esnas›nda bozunmas›
“
17
Yaflam›n ‹çinden
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
Sürücülerde Alkol Testi
Trafik kazalar›n›n büyük bir k›sm› sarhofl sürücülerden
kaynaklanmaktad›r. Bu nedenle pek çok polis arac›nda
ve flehir koruma araçlar›nda nefes analiz kitleri
bulunmaktad›r. Bu nefes analizörleri, sarhofl oldu¤undan flüphelenilen sürücülerin kanlar›ndaki alkol düzeylerinin tahmin edilmesi amac›yla kullan›l›r. Bunun yan›nda sarhofl gibi görünmeyen sürücülerin bile kan alkol düzeyleri normal s›n›rlar›n üstünde olabilir. Otoyollarda kan numunelerinin al›nmas› pratik olarak imkans›z olmas›na karfl›n araflt›rmalar nefesdeki etanol miktar› ile kandaki deriflimi aras›nda bir iliflki oldu¤unu göstermifltir. Pek çok topluluk flimdi yasal s›n›r olarak %
0.08’ i belirlemifllerdir (Bu 100 mL kanda 0.08 g etanol
bulunabilece¤i anlam›na gelmektedir). Gerçekten de
uzmanlar bir kiflinin araç kullanma yetene¤inin % 0.05
etanol seviyesinde bozulaca¤›n› belirtmifllerdir.
Nefes analiz testlerini gerçeklefltirebilmek için pek çok
analitik cihaz bulunmaktad›r. Bunlardan birinde tafl›nabilir infrared spektrofotometre kullan›l›rken di¤erinde
bir yak›t hücresi kullan›lmaktad›r. En yayg›n, plastik ve
cam tüpler ile baz› genel kimyasal maddeler kullan›lmaktad›r. Bu nefes analiz yönteminde, test yap›lan kifli
nefesini, içinde sülfirik asit (H2SO4), potasyum dikromat (K2CrO7), su ve gümüfl nitrat (AgNO3) bulunan bir
tüp boyunca üfler. Nefes içinde bulunan alkolün yükseltgenmesi sonucunda dikromat iyonlar› (Cr2O72-),
krom(III) iyonlar›na indirgenir. Bunun sonucunda da
çözeltinin renginde portakaldan yeflile bir de¤iflim meydana gelir. Fotosel içeren bir elektriksel araç çözeltinin
rengini standart çözelti rengi ile k›yaslayarak alkol miktar›n› belirler. Bu test çabuk ve tekrarlanabilir bir flekilde bir kiflinin nefesindeki alkol miktar›n›n belirlenmesini sa¤lar. Buradan yola ç›k›larak da kan alkol seviyesi
belirlenir. Kimyasal bir test kullan›lmas› kiflisel olarak
ay›kl›k görüflünün verilmesini önler ve mahkeme sürecinde güvenilir bir delil oluflturur. Bu test e¤itim görmüfl güvenlik güçleri taraf›ndan h›zl› bir flekilde kolayca uygulanabilir fakat cihaz›n kalibrasyonunu ve do¤ruluk testlerini adli kimyac›lar yapar.
1. b
Kaynak: http://www.chemistryetxplained.com/FeGe/Forensic-Chemistry.html Eriflim Tarihi: 27/02/09
2. e
3. b
4. c
5. c
6. e
7. d
8. e
9. a
10. d
”
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Genel Bilgi” bölümünü
tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Numune Alma ve Tartma”
bölümünü tekrar gözden geçiriniz
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Numunelerin Çözünmesi
ve Çözünürlefltirilmesi” bölümünü tekrar
gözden geçiriniz
gözden geçiriniz.
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Yar›-mikro Nitel Analiz”
bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Yar›-mikro Nitel Analiz”
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Nicel Analiz” bölümünü
18
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
Yararlan›lan Kaynaklar
S›ra Sizde 1
Burada numune havuz suyu, analit klorür, yap›lacak
analiz ise nicel analizdir.
Atefl, S., Özyörük, G., Salih, B. (1991). Analitik Kimya
Laboratuvar› Nicel Analiz Uygulamalar›. Ankara:
Hacettepe Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi.
Gündüz, T. (1999). Yar›-Mikro Kalitatif Analiz.
Ankara: Gazi Büro Kitabevi.
Gündüz, T. (1999). Kantitatif Analiz Laboratuvar
Kitab›. Ankara: Gazi Büro Kitabevi.
Somer, G., Türker, A.R., Hasdemir, E., fiendil, O., fiansal,
Ü., Karacan, M.S., Arslan, H., Tunçeli, A. (1997).
Kalitatif Analiz. Ankara: Gazi Üniversitesi Kimya
Bölümü.
S›ra Sizde 2
Numune al›rken ya akarsuyun farkl› yerlerinden (debisi yüksek ve az olan ya da kirlenmenin yüksek ve az oldu¤u yerlerden) numune alarak birlefltirilmeli, ya da
analizler bölge bölge gerçeklefltirilmelidir.
S›ra Sizde 3
Silisyum içeren toprak numunesi al›n›r ve öncelikle tart›l›r, daha sonra çözünürlefltirilebilmesi için eritifl ifllemi
uygulan›r. Eritifl iflleminde Na2CO3 eritici madde olarak
kullan›l›r ve ifllem Pt krozede gerçeklefltirilir.
S›ra Sizde 4
Çöktürücü kimyasal yavafl eklenmeli, devaml› bir kar›flt›rma ifllemi yap›lmal› ve gerekiyorsa çözelti ›s›t›lmal›d›r.
S›ra Sizde 5
Kullan›lan alet ve kimyasallardan gelen hatalar, çal›flma
s›ras›nda oluflan hatalar, deneyi yapandan kaynaklanan
kiflisel hatalar bu sonuçlara yol açm›fl olabilir.
2
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
N
Katyonlar›n oluflumlar› ve özelliklerini tan›mlayabilecek ve grup reaktifleri
ile oluflturduklar› çökeleklerin çözünürlük farklar›na göre katyonlar› s›n›fland›rabilecek,
I. grup katyonlar›n sistematik analizlerini yapabilecek,
II. grup katyonlar›n sistematik analizlerini yapabilecek,
III. grup katyonlar›n sistematik analizlerini yapabilecek,
IV. grup katyonlar›n sistematik analizlerini yapabilecek,
V. grup katyonlar›n sistematik analizlerini yapabilecek,
bilgi ve beceriler kazanabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Nitel analiz
• Katyon
• Sistematik Analiz
• Grup Reaktifi
• Ön Deneme
Analitik Kimya
Laboratuvar›
Katyonlar›n
Sistematik Analizi
•
•
•
•
•
•
G‹R‹fi
I. GRUP KATYONLAR
II. GRUP KATYONLAR
III. GRUP KATYONLAR
IV. GRUP KATYONLAR
V. GRUP KATYONLAR
Katyonlar›n Sistematik
Analizi
G‹R‹fi
Bir elementin en d›fl orbitaline de¤erlik orbitali ve buradaki elektronlara da de¤erlik elektronlar› ad› verilir. Bu elektronlar çekirdekten en uzak pozisyonda olduklar›ndan çekirde¤in bu elektronlar› çekim gücü daha azd›r ve kopar›lmas› daha kolayd›r. Bir elementin elektron eksikli¤i (elektron kaybetmesi) “+”, elektron
fazlal›¤› (elektron almas›) ise “-” de¤erlik ile ifade edilir. Yan›na yaz›lan say›sal de¤er de kaç tane elektron eksikli¤i veya fazlal›¤› oldu¤unu gösterir. Örne¤in, “2+”
iki elektron eksikli¤ini, “3-” üç elektron fazlal›¤›n› gösterir. + de¤erlikli iyonlar katyon, - de¤erlikli iyonlar ise anyon olarak adland›r›l›r.
Anorganik tuzlar›n büyük bir k›sm› su içerisinde iyonlar›na (katyon ve anyon)
ayr›flarak çözünürler. Örne¤in; sodyum klorür (sofra tuzu), su içerisinde çözündü¤ünde Na+ katyonu ile Cl- anyonu oluflmaktad›r:
De¤erlik orbitali: Bir
elementin en d›fl orbitalidir.
De¤erlik elektronlar›:
De¤erlik orbitalinde yer alan
elektronlard›r.
NaCl + H2O → Na+ + ClBaz› organik bileflikler de çözündüklerinde iyonik hale dönüflebilir. Genel olarak elektron eksikli¤i olan organik iyona “karbokatyon”, elektron fazlal›¤› olan
organik iyona ise “karbanyon” ad› verilir.
Bir baflka katyon oluflturma yöntemi, metallerin elektrokimyasal olarak gerilim veya ak›m kontrol edilerek yükseltgenmeleridir:
Cu → Cu+ + e veya Cu → Cu2+ + 2 e
Kitab›m›z›n bu bölümünde, sulu çözeltilerde tamamen iyonik karakterli tepkimeler sonucunda oluflan anorganik katyonlar›n nitel analizleri anlat›lacakt›r.
Anorganik katyonlar, klasik (yafl) ve aletli (modern) analiz yöntemleriyle belirlenebilir. Klasik yöntem ile yap›lan katyon analizleri s›ras›nda belirgin bir fiziksel
de¤iflimin olmas› gerekmektedir. Bu de¤iflim genellikle: (a) Bir çökelek oluflumu,
(b) Asidik, bazik veya nötral bir gaz ç›k›fl›, (c) Çözeltideki renk de¤iflimi ve (d) Faz
fark› oluflumu olarak özetlenebilir.
Saf haldeki maddelerin nitel analizi kar›fl›mlara göre çok daha kolay olmaktad›r. Kar›fl›mdaki bileflen say›s› artt›kça analiz daha karmafl›k hale gelebilir. Katyonlar›n bulundu¤u bir kar›fl›m›n bir flema yard›m›yla sistematik analizi Frensenius’un
1840 y›l›nda yay›mlad›¤› “Qualitative Analysis” adl› kitapta gerçeklefltirilmifltir.
Frensenius taraf›ndan önerilen ve daha sonra modifiye edilerek gelifltirilen flema,
Karbokatyon, yap›s›nda
elektron eksikli¤i olan
organik iyona (katyona)
verilen isimdir.
Karbanyon, yap›s›nda
elektron fazlal›¤› olan
organik iyona (anyona)
verilen isimdir.
22
Grup reaktifi: Bir grup
katyonu (veya anyonu)
çöktürmek için kullan›lan
maddelere verilen genel bir
isimdir.
bilinen tüm katyonlar›n analizini de¤il sadece en s›k rastlanan katyonlar›n nitel
analizine yöneliktir. Yaklafl›k 20 katyon için sistematik analiz flemas› haz›rlanm›fl
ve baflar›yla uygulanm›flt›r. Ay›rma ve tan›mlama aflamas›nda kimyasal olarak benzer davran›flta bulunan katyonlar ayn› grup içerisinde yer al›r. Bir katyonun çökebilmesi için uygun bir karfl› anyon içeren reaktif ile tepkimeye girmesi gerekir. Bu
reaktife grup reaktifi denir. Tepkime sonucunda oluflan çökele¤in çözünürlü¤ünün mümkün oldu¤unca az olmas› yani çöktükten sonra ayn› ortamda çözünmemesi istenir. Genel grupland›rma, katyonlar›n klorür (Cl-), sülfür (S2-), hidroksit
(OH-), karbonat (CO32-) ve fosfat (PO43-) gibi 4 farkl› reaktifle oluflturduklar› tuzlar›n çözünürlük de¤erlerinin farkl› olmas› esas›na dayan›r. Yukar›daki reaktifler
ile çöktürülemeyen baz› katyonlar farkl› bir grupta yer al›r. Sodyum (Na+), potasyum (K+) ve amonyum (NH4+) katyonlar›n› içeren bu gruba genel olarak “çözünen grup” ad› verilir. Bunlar›n belirli bir grup reaktifi olmay›p kendilerine özgü
tepkimeler ile analizleri gerçeklefltirilir.
Hemen hemen her bir katyon için yüksek seçicilik gösteren reaktiflerin sentezlenmesi ve aletli analiz yöntemlerindeki teknolojik geliflmeler sistematik katyon
analizlerinin yerini alm›flt›r. Bunun yan›nda kimya e¤itiminin temel yap›tafllar›ndan
biri olan laboratuvar e¤itiminde el becerisinin kazand›r›lmas›, pratik düflüncenin
gelifltirilmesi ve kimyasal tepkimelerin öneminin kavran›lmas› aç›s›ndan katyonlar›n sistematik analizi laboratuvarlar›n vazgeçilmezidir. Ay›rma (grup reaktifi ile
çöktürme vb.), saflaflt›rma (çökele¤in y›kanmas› vb.) ve tan›mlama (katyonlar›n
teflhisi vb.) gibi 3 önemli ifllem bu analizlerde kullan›lmaktad›r. Yap›lan bu ifllemler kimya endüstrisinin birçok alan›nda uygulanmaktad›r.
Katyonlar›n Sistematik Analizi
Farkl› gruplardan katyonlar› içeren kar›fl›k çözeltilerin nitel analizine bafllamadan
önce her bir katyon grubu ayr› ayr› çal›fl›larak dikkat edilmesi gereken noktalar laboratuvar defterine kaydedilir. Bu tür çal›flmalara “ön deneme” ad› verilir. Gruplarda her bir katyon önce grup reaktifleriyle daha sonra di¤er reaktiflerle tepkimeye
sokularak gerçekleflen fiziksel de¤iflmeler not edilir. Bu bilgiler I-V grup katyonlar›n› içeren çözeltilerin analizlerinde oldukça önemlidir.
Her bir grup katyon için ön denemeler yap›ld›ktan sonra katyonlar›n sistematik analizlerine geçilebilir. Sistematik analizlerde verilen çözelti homojen olabildi¤i
gibi çökelek de içerebilir. Analizlere bafllamadan önce yap›lacak olan temel ifllem
çözeltiyi iyice kar›flt›rmakt›r. Özellikle bafllang›ç çözeltisinde çözünmeden kalan
kat› var ise bunun tamamen kar›flt›r›ld›¤›ndan emin olunmal›d›r. Deneylerde verilen çözeltinin tamam› kullan›lmay›p, hata yap›lma ihtimaline karfl› birkaç mililitresi saklanmal›d›r. Al›nan çözelti I-V grup katyonlar›n›n tamam›n› veya bir k›sm›n›
içerebilir. Ayn› gruptaki katyonlar çözünürlük çarp›m› (Kçç) gibi baz› benzer kimyasal özelliklere sahiptirler. Bir katyon grubunun di¤er gruplardan tam olarak ayr›labilmesi, gruptaki katyonlar›n grup reaktifi ile yapt›¤› bilefliklerin çözünürlük
çarp›m de¤erlerine ba¤l›d›r. Katyon üzerine grup reaktifi eklendi¤inde herhangi
bir çökelek elde edilip edilemeyece¤ini katyon ve anyonun ortamdaki deriflimleri
belirler. Yani her reaktif ekleme ile çökelek oluflmayabilir. Analiz ortam›nda katyon ile eklenen reaktifin molar deriflimleri çarp›m› çözünürlük çarp›m› de¤erinden
büyük ise çökelme gerçekleflir.
[Katyon][Anyon] ≥ Kçç
23
2. Ünite - Katyonlar›n Sistematik Analizi
Sistematik katyon analizinde, çözelti üzerine öncelikle I. Grup katyon reaktifi
olan seyreltik HCl eklenerek katyonlar›n klorürleri fleklinde çökmesi sa¤lan›r. Santrifüj cihaz› yard›m›yla çökelek tüpün dibinde, çözelti ise üst k›s›mda kal›r. Çözelti bir
damlal›k yard›m›yla baflka bir santrifüj tüpüne al›n›r. Bu ifllem sonucunda I. grup katyonlar çökelek, II-V grup katyonlar ise çözelti ortam›nda birbirlerinden ayr›l›rlar. Çökelek üzerinden I. grup katyonlar için saflaflt›rma ve teflhis ifllemleri gerçeklefltirilir.
II-V grup katyonlar›n› içerdi¤inden flüphelenilen çözelti üzerine II. grup katyonlar›
çöktürmek için grup reaktifi eklenir ve sistematik analize bu flekilde devam edilir.
Grup
Grup Reaktifi
Katyonlar
Katyonlar
II. Grup Katyonlar
I. Grup
Ad›
Çökelek Formülü
Ay›rt Edici Özellikler
ve Rengi
Seyreltik HCl
Ag+
AgCl (beyaz)
Klorür tuzlar› so¤uk
çözeltisi
Pb2+
PbCl2 (beyaz)
seyreltik HCl
Hg22+
Hg2Cl2 (beyaz)
çözeltisinde
çözünmezler
Asidik ortamda S2-
II A
çözeltisi
Hg2+
II B
HgS (siyah),
Sülfür tuzlar›
CuS (siyah)
seyreltik HCl
Cu2+
As3+
CdS (sar›)
çözeltisinde
Cd2+
Sb3+
PbS (siyah)
çözünmezler
Pb2+
Sn2+
Bi3+
Çizelge 2.1
I-V Grup Katyon
Analiz fiemas›
Kaynak:
Bekaro¤lu, Ö.
(1988). Kalitatif
Analizde Deneysel
‹fllemler, ‹stanbul,
‹TÜ Vakf› Matbaa
Teknisyenleri
Bas›mevi
Bi2S3 (kahve-siyah)
As2S3 (sar›)
Sb2S3 (turuncu)
Katyonlar
V. Grup
IV. Grup Katyonlar
III. Grup Katyonlar
SnS (kahverengi)
Bazik ortamda S2-
III A
III B
Al(OH)3 (beyaz)
Hidroksitler, NH4Cl' lü
çözeltisi
Al3+
Ni2+
Cr(OH)3 (yeflil)
ortamda NH3 çözeltisi
Cr3+
Mn2+
ZnS (beyaz)
ile çökerler
Zn2+
Co2+
NiS (siyah)
Fe3+
MnS (aç›k pembe)
Sülfürler, NH4Cl ve
CoS (siyah)
seyreltik NH3 çözeltisi
FeS (siyah)
ile çökerler
1.YÖNTEM
Ba2+
BaCO3 (beyaz)
Karbonatlar, seyreltik
Zay›f bazik
Ca2+
CaCO3 (beyaz)
NH3' lü ortamda
ortamda (NH4)2CO3
Sr2+
SrCO3 (beyaz)
(NH4)2CO3 çözeltisi ile
çözeltisi
Mg2+
MgCO3 (beyaz)
çökerler
2.YÖNTEM
Ba2+
Ba3(PO4)2 (beyaz)
Fosfatlar, deriflik NH3' lü
Bazik ortamda
Ca2+
Ca3(PO4)2 (beyaz)
ortamda (NH4)2 HPO4
(NH4)2HPO4
Sr2+
Sr3(PO4)2 (beyaz)
çözeltisi ile çökerler
çözeltisi
Mg2+
MgNH4PO4.6H2O (beyaz)
Belirli bir çöktürücü
Na+
‹lk dört grupta
reaktifi yoktur
K+
çökmeyen katyonlar
NH4+
Katyonlar›n sistematik analizleri için yap›lan grupland›rmalarda genel
SIRA olarak
S‹ZDE hangi grup
reaktifleri kullan›l›r?
1
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
24
I.GRUP KATYONLAR
Disproporsiyon: Ayn›
iyonlardan biri
yükseltgenirken di¤erinin
indirgenmesine denir.
Sistematik katyon analizinin birinci grubunu, sulu çözeltilerinde Ag+, Hg22+, Pb2+
katyonlar› halinde bulunan gümüfl (I), civa (I) ve kurflun (II) oluflturur. Bu katyonlar periyodik tablonun farkl› grup ve periyotlar›nda bulunmakla birlikte bunlar›n
ortak kimyasal özelli¤i, klorür iyonu ile suda çözünmeyen çökelek oluflturmalar›d›r. Böylece I. grup katyonlar seyreltik asidik ortamda klorürleri halinde çöktürülerek di¤er katyon gruplar›ndan ayr›l›rlar.
Civa (I) katyonunu di¤er katyonlardan ay›ran özel bir durumu vard›r. Bu katyon sulu çözeltilerinde tek bafl›na karars›z oldu¤undan dolay› dimerik yap›
(Hg+:Hg+) gösterir. Hg22+ iyonu, sadece düflük pH’larda kararl› olup yüksek pH’larda disproporsiyona u¤rar. Yani ayn› cins iyonlardan biri yükseltgenirken di¤eri
indirgenir.
Hg22+ + 2 OH-
? Hg + HgO + H2O
I. grup katyonlar, seyreltik hidroklorik asitli ortamda çözünürlü¤ü çok az olan
beyaz renkli klorür bileflikleri halinde çökerler. Bu klorür bileflikleri gümüfl klorür
(AgCl), kurflun klorür (PbCl2) ve civa klorürdür (Hg2Cl2). AgCl, PbCl2 ve Hg2Cl2
tuzlar› suda, nitrik ve seyreltik sülfürik asitte çözünmezler. Bu tuzlar›n Çizelge
2.2’de verilen çözünürlük çarp›m de¤erlerine bak›ld›¤›nda, gümüfl (I) ve civa (I)
iyonlar›n›n tam çöktürülebilece¤i, ancak kurflun (II) iyonunun tam olarak çöktürülmesinin mümkün olmayaca¤› görülür. Bu nedenle kurflun (II) iyonunun bir k›sm›
klorürleri fleklinde çökmeyip çözelti ortam›nda kalarak ikinci gruba geçer ve ikinci
grup katyonlar› ile birlikte kurflun sülfür fleklinde ayr›lmas› sa¤lan›r.
Çizelge 2.2
I. grup katyon klorürlerinin oda s›cakl›¤›nda çözünürlük
çarp›m ve çözünürlük de¤erleri
Çözünürlük
Bileflikler
Kçç
(Çözünürlük çarp›m›)
(g L-1)
(mol L-1)
PbCl2
1,7 x 10-5
4,5
1,6 x 10-2
AgCl
1,8 x 10-10
1,9 x 10-3
1,3 x 10-5
Hg2Cl2
1,1 x 10-18
3,1 x 10-4
6,5 x 10-7
I. Grup Katyonlar›n Ön Denemeleri
Gümüfl (I) ‹yonu (Ag+)
a) HCl (grup reaktifi)
2-3 damla Ag+ (0,1 M AgNO3) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 1
damla 0,1 M HCl çözeltisi eklenir. Oluflan çökelek santrifüjlenerek çözeltiden ayr›l›r. Çözelti k›sm› at›ld›ktan sonra çökelek ikiye ayr›l›r (bu ifllem için Ünite 1’e tekrar göz at›n›z). Çökele¤in bir k›sm›na afl›r› miktarda HCl ilave edilir. Di¤er k›sm› ise
s›cak su banyosunda bekletilir.
? AgCl
AgCl + Cl- ? [AgCl2]-
Ag+ + Cl-
b) NH3
2-3 damla Ag+ (0,1 M AgNO3) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 1
damla 0,1 M HCl çözeltisi eklenir. Oluflan çökelek santrifüjlenerek çözeltiden ayr›l›r ve üzerine 4-5 damla 3 M NH3 eklenir.
AgCl + 2 NH3
? [Ag(NH3)2]+ + Cl-
Civa (I) ‹yonu (Hg22+)
2-3 damla Hg22+ (0,05 M Hg2(NO3)2) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek
üzerine 1 damla 0,1 M HCl çözeltisi eklenir. Oluflan beyaz Hg2Cl2 çökele¤i santrifüjlenerek çözeltiden ayr›l›r. Çözelti k›sm› at›ld›ktan sonra çökelek ikiye ayr›l›r. Çökele¤in bir k›sm›n›n s›cak suda di¤er k›sm›n›n ise s›cak kral suyunda (1 hacim
HNO3 + 3 hacim deriflik HCl) çözünürlü¤ü incelenir.
Hg22+ + 2Cl-
? Hg2Cl2
3Hg2Cl2 + 4NO3- + 16H+
? 6Hg2+ + 4NO + 3Cl2 + 8H2O
b) NH3
2-3 damla Hg22+ çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 1 damla 0,1 M
HCl çözeltisi eklenir. Oluflan Hg2Cl2 çökele¤i santrifüjlenerek çözeltiden ayr›l›r ve
üzerine 2 damla 3 M NH3 eklenir. Tepkime sonucu oluflan çökelek santrifüjlenerek ayr›l›r ve kral suyundaki çözünürlü¤ü araflt›r›l›r.
? Hg(NH2)Cl + Hg + NH4+ + ClHg2Cl2 + 2NH3 + H2O ? Hg2O + 2NH4+ + 2Cl-
Hg2Cl2 + 2NH3
c) SnCl2
1-2 damla Hg22+ çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 1-2 damla 0,1
M SnCl2 çözeltisi eklenir.
Hg22+ + SnCl2 + 2HCl
? 2Hg + SnCl4 + 2H+
Kurflun (II) ‹yonu (Pb2+)
2-3 damla Pb2+ (0,1 M Pb(NO3)2 veya 0,1 M Pb(CH3COO)2) çözeltisi yaklafl›k
0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine 1 damla 3 M HCl çözeltisi eklenir. Oluflan beyaz
PbCl2 çökele¤i birkaç dakika ›s›t›l›r ve tekrar so¤utulur.
Pb2+ + 2Cl-
? PbCl2
PbCl2 çökele¤ine afl›r› miktarda HCl çözeltisi eklenir. Daha sonra ayn› çözelti
saf su ile seyreltilerek çözünmesi sa¤lan›r. Oluflan çözelti saf su ile seyreltilerek
kurflun klorürün tekrar çökmesi sa¤lan›r.
? [PbCl3]PbCl2 + 2Cl- ? [PbCl4]2-
PbCl2 + Cl-
25
26
b) CrO4 22-3 damla Pb2+ çözeltisi yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine 2-3 damla 0,1
M CrO42- çözeltisi eklenir. Oluflan sar› renkli PbCrO4 çökele¤i santrifüjlenerek çözeltiden ayr›l›r. Çözelti k›sm› at›ld›ktan sonra çökelek ikiye ayr›l›r. Çökele¤in bir
k›sm›na 1-2 damla 6 M NaOH, di¤er k›sm›na da 1-2 damla 6 M HNO3 eklenerek
çözünürlükleri incelenir.
? PbCrO4
PbCrO4 +4OH- ? PbO2 2- + CrO42- + 2H2O
2PbCrO4 + 2 H+ ? Pb2++ Cr2O72- + H2O
Pb2+ + CrO42-
I. Grup Katyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas›
‹fllem 1. I. Grup Katyonlar›n Çöktürülmesi: Analizi yap›lacak olan çözelti I, II, III, IV ve V.
Grup katyonlar›n hepsini içerebilir (NOT 1). 50 damla analiz çözeltisi bir santrifüj tüpüne al›n›r, üzerine 4 damla 3 M HCl çözeltisi ilave edilir (NOT 2) ve baget ile kar›flt›r›ld›ktan sonra
santrifüjlenir. Çökmenin tam olup olmad›¤›n› anlamak için üstteki çözeltiye 1 damla 3 M HCl eklenir. Bir çökelek oluflmas› durumunda tekrar santrifüjlenir. Çözelti, çökele¤e zarar vermeden
bir damlal›k yard›m›yla al›n›rak bir santrifüj tüpüne boflalt›l›r (II-V grup katyonlar›n›n analizleri için saklan›r). Çökelek, 1 damla 3 M HCl içeren 10 damla so¤uk su ile y›kan›r ve tekrar
santrifüjlenir (NOT 3). Y›kama suyu at›l›r.
‹fllem 2. PbCl2’nin Ayr›lmas›: HCl çözeltisi eklenmesiyle elde edilen beyaz çökelek PbCl2,
AgCl ve Hg2Cl2 içerebilir. PbCl2’nin çözünmesi için çökelek üzerine 6-7 damla s›cak su ilave edilir, kar›flt›r›larak 3-4 dakika s›cak su banyosunda bekletilir ve hemen santrifüjlenir. Çözelti s›cakken (so¤umufl ise çökelek sars›lmadan ›s›t›l›r) bir tüpe al›n›r (NOT 4). Çökelek tekrar s›cak su
ile y›kan›r, santrifüjlenir ve iki çözelti birlefltirilirek Pb2+ iyonlar›n›n analizi için kullan›l›r.
Çökelekte PbCl2 olup olmad›¤›n› anlamak için çökelek s›cak su ile y›kan›r. Y›kama suyundan al›nan 1 damla çözelti 1 M K2CrO4 ile muamele edilir. Sar› bir çökelek gözlenirse y›kama ifllemine
çökelek oluflmay›ncaya kadar devam edilir.
Çökelek AgCl ve Hg2Cl2 içerebilir. Çökelek, içerisinde bulanabilecek kurflun klorür kal›nt›lar›n› uzaklaflt›rmak için s›cak su
ile 2 defa y›kan›r ve santrifüjlenerek y›kama sular› at›l›r. Çökele¤e 5 damla deriflik NH3 ilave edilir (NOT 5), kar›flt›r›l›r ve
santrifüjlenir.
Çökelek Hg, HgNH2Cl veya
Hg2O içerebilir. Bu kar›fl›m›n
siyah rengi C‹VA (I) ‹YONU
varl›¤›n› gösterir.
Çözelti Ag(NH3)2+ içerebilir.
Çözelti üzerine asidik olana kadar damla damla 3 M HNO3 ilave edilir (NOT 6). Beyaz renkli çökelek GÜMÜfi (I) ‹YONU varl›¤›n› gösterir.
Çözelti Pb2+ iyonlar›n› içerebilir. Çözelti üzerine 4 damla 1 M K2CrO4 ilave edilir. Sar› çökelek KURfiUN (II)
‹YONU varl›¤›n› gösterir.
I. Grup Katyonlar›n Analizine Ait Notlar
Not 1. I-V grup katyonlar›n sistematik analizinin yap›lmas› için al›nan çözelti baz› durumlarda homojen olmay›p çökelek de içerebilir. Çözelti içerisinde
beyaz bir çökelek olabilir. Bu çökelek, I. grup katyonlar›n›n az çözünen
klorür tuzlar›ndan veya antimon ve bizmutun oksiklorürlerinden kaynaklan›yor olabilir. Çökele¤in hangi iyonlara ait oldu¤unu anlamak için; çökelekten al›nan bir parça üzerine 1 damla deriflik HCl ilave edilir ve s›cak
su banyosunda ›s›t›l›r. I. grup katyon klorürleri çözünmezken antimon ve
bizmutun oksiklorürleri çözünerek çözelti faz›na geçerler.
BiOCl + 2H3O+
? Bi3+ + Cl- + 3H2O
Not 2. Eklenen fazla miktardaki Cl- iyonu AgCl’nin tam çökmesini sa¤lamakla
birlikte oluflan AgCl ile tepkimeye girerek suda çözünebilen bir kompleks
oluflturur. Fakat bunun yan›nda afl›r› HCl eklenmesi antimon ve bizmut
oksiklorürlerinin oluflumunu yukar›daki tepkimeye göre engeller. I.grup
katyonlar›n sa¤l›kl› analizleri için çökme tamamland›ktan sonra afl›r› HCl
reaktifi eklenmesinden kaç›n›lmal›d›r.
? AgCl2PbCl2 + 2Cl- ? PbCl42-
AgCl + Cl-
Not 3. Kurflun klorürün s›cak suda çözünürlü¤ünün artt›¤› so¤uk suda ise tekrar
çöktü¤ü düflünüldü¤ünde, kurflun iyonlar›nda herhangi bir kay›p olmamas› için çökelek so¤uk su ile y›kan›r. Ayr›ca ortak iyon etkisi ile kurflun klorürün çözünürlü¤ünü azaltmak için çökelek HCl içeren su ile y›kan›r.
Not 4. Kurflun klorürün tekrar çökmemesi için ay›rma iflleminde çözeltinin s›cak
olmas›na dikkat edilir. Çözeltiyi aktarmak için kullan›lacak olan santrifüj
tüpü s›cak su banyosunda önceden ›s›t›lmal›d›r.
Not 5. AgCl, amonyak (NH3) ile diamin kompleksi oluflturarak çözünürken
Hg2Cl2 ise civa (II) amino klorür ve metalik civaya dönüflür.
? [Ag(NH3)2]+ + ClHg2Cl2 + 2NH3 ? Hg(NH2)Cl + Hg + NH4+ + Cl-
AgCl + 2 NH3
Burada çökelek üzerine eklenecek olan NH3 miktar› önemlidir. Özellikle
civa (I) iyonunun NH3 ile gerçeklefltirdi¤i tepkime sonucunda siyah renkli bir çökelek oluflur. Yeterince NH3 eklenmedi¤inde, NH3 sadece Hg2Cl2
ile tepkimeye girer ve AgCl çözünmeden ortamda kal›r. Bunu önlemek
için NH3 eklenmesi ard arda iki kez yap›lmal›d›r.
E¤er NH3 çözeltisi çökelekte uzun süre bekletilirse, çözünen gümüfl kompleksi metalik civa ile afla¤›daki gibi yer de¤ifltirme tepkimesine girer:
2 Hg + 2 Ag(NH3)2+
? Hg22+ + 2 Ag + 4 NH3
Bu tepkimede görüldü¤ü gibi gümüfl iyonu metalik gümüfle dönüflmüfltür.
Metalik gümüflü tekrar geri kazanmak için kral suyu ile y›kayarak AgCl
fleklinde çökmesi sa¤lan›r. Çökelek süzülür, y›kan›r ve son olarak NH3 ve
HNO3 ile gümüfl aramas› gerçeklefltirilir.
27
28
Not 6. Ag(NH3)2+ kompleksinin AgCl fleklinde çökebilmesi için ortam›n asidik
olmas› gerekmektedir. Yeterince asidik olmayan çözeltilerde gümüfl iyonu
olmas›na ra¤men beyaz renkli çökelek elde edilemez. Çözeltinin asidik
olup olmad›¤› turnusol ka¤›d› ile kontrol edilir.
Katyonlar›n sistematik analizlerini gerçeklefltirirken ifllemlerde kolayl›k olmas›
aç›s›ndan gruplara ait analizin aflamalar›n› k›saca gösteren ak›m flemalar› çizilir.
Örne¤in, I. grup katyonlara ait ak›m flemas› fiekil 2.1’ deki gibi gösterilebilir.
fiekil 2.1
1. Grup
Katyonlar›n
Sistematik
Analizini
Gösteren Ak›m
fiemas›
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
2
S‹ZDE flüphelenilen bir çözeltiden bu katyonlar›n birbirlerinden ayr›larak
Pb2+ ve Ag+ SIRA
içerdi¤inden
tan›nmalar› için yap›lmas› gereken ifllemleri bir ak›m flemas› çizerek üzerinde gösteriniz.
II. GRUP
KATYONLAR
II. grup katyonlar Cu2+, Hg2+, Cd2+, Pb2+, Bi3+, As3+, Sb3+ ve Sn2+ iyonlar›ndan
S OBu
R Ugrup katyonlar›n ortak kimyasal özelli¤i, asidik ortamda (0,3 M
oluflmaktad›r.
2HCl) sülfür (S ) iyonu ile suda çözünmeyen renkli çökelek vermeleridir. III. grup
katyonlar› daD ‹sülfürleri
fleklinde çöktürülmektedir, ancak buradaki en önemli fark
KKAT
ortam›n pH de¤eridir. III. grup katyonlar bazik ortamda bir tampon kullan›larak
çöktürülür. Her iki gruptaki metal sülfürlerin çözünürlükleri birbirinden çok farkl›
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
29
oldu¤u için iki grubu birbirinden ay›rmak mümkündür. II. ve III. grup katyonlar›n
sülfürlerinin çözünürlük çarp›mlar› Çizelge 2.3.’de verilmifltir.
II. Grup Katyon Sülfürleri
III. Grup Katyon Sülfürleri
Formül
Kçç
Formül
Kçç
HgS
1,6 x10-52
ZnS
1,2 x10-23
CuS
6,0 x10-36
CoS
5,0 x10-22
Bi2S3
1,0 x10-97
NiS
3,0 x10-21
PbS
7,0 x10-28
FeS
6,0 x10-18
CdS
2,0 x10-28
MnS
5,1 x10-15
Sb2S3
1,7 x10-93
SnS
1,2 x10-27
As2S3
Bilinmiyor (fakat çok küçük)
Çizelge 2.3
II. ve III. Grup
Katyonlar›n
Sülfürlerinin
Çözünürlük Çarp›m
Sabitleri
II. grup katyonlarda grup reaktifi olarak tiyoasetamid kullan›l›r. Tiyoasetamitin
so¤uk ve nötral çözeltisi kararl›d›r. Is›t›ld›¤›nda H2S vermeye bafllar ve bu da çözeltideki katyonlarla tepkimeye girerek çökelek oluflmas›na neden olur. H2S oluflum h›z›, katyonla çökelek verme h›z›ndan daha küçük oldu¤u için çökelek daha
homojen, daha saf, daha büyük ve daha kolay santrifüjlenebilir özelliktedir.
Tiyoasetamitin hidroliz denklemleri afla¤›da verilmektedir. Hidrolizlenme h›z›
asidik ve bazik çözeltilerde, nötral çözeltiye göre daha h›zl›d›r.
Nötral çözeltide:
CH3CSNH2 + 2H2O
Asidik çözeltide:
CH3CSNH2 + H2O
? CH3COO- + NH4+ + H2S
? CH3CONH2 + H2S
Bazik çözeltide:
CH3CSNH2 + 3OH-
? CH3COO- + NH3 + S2- + H2O
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
Kurflun (II) iyonu I. grupta tam olarak çöktürülemedi¤i için II. gruptaDda
ç›kar. Bu‹ K Kortaya
AT
S O R U
nun nedeni PbCl2’nin çözünürlü¤ünün PbS’ye göre daha büyük olmas›d›r.
SIRA S‹ZDE
N N
N N
2+
I. grupta incelenen civa, +1 de¤erli Hg22+ iyonudur. II. grupta ise +2 de¤erlikli
D ‹ K K A T Hg iyonu
incelenmektedir ve herhangi bir kar›flma söz konusu de¤ildir.
II. Grup Katyonlar›n Ön Denemeleri
Civa (II) ‹yonu (Hg2+)
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
a) S21-2 damla Hg 2+ (0,1 M civa (II) nitrat) çözeltisi yaklafl›k T1KE LmL’ye
‹E VT ‹ ZAY OPseyreltilerek
N
üzerine 1-2 damla 0,1 M tiyoasetamit çözeltisi eklenir. Kar›fl›m su banyosunda 4-5
dakika ›s›t›l›r. Oluflan siyah HgS çökele¤i santrifüjlenerek çözeltiden ayr›l›r ve kral
suyunda çözünürlü¤ü test edilir1.
TELEV‹ZYON
D‹KKAT
S O R U
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
T EK L E‹ VT‹ ZAY OPN
‹NTERNET
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
‹NTERNET
30
Hg
2+
+ S2-
? HgS
3HgS + 2HNO3 + 6HCl + 6Cl-
? 3S + 2NO + 4H2O + 3[HgCl4]2-
(1) Elde edilen HgS çökele¤i asitlere ve bazlara karfl› dayan›kl› olmakla birlikte
s›cak kral suyunda çözünür.
b) SnCl2
1-2 damla Hg2+ (0,1 M civa (II) nitrat) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek
üzerine damla damla kalay(II) klorür çözeltisi eklenir2.
? Sn4+ + Hg2Cl2
Hg2Cl2 + SnCl2 ? 2Hg + SnCl4
2Hg2++ SnCl2
(2) Önce beyaz sonra gri-siyah renkli çökelek oluflur.
Kurflun (II) ‹yonu (Pb2+)
Kurflun (II) iyonu ile ilgili ön denemeler I. grup katyonlar bölümünde verilmifltir.
Bizmut (III) ‹yonu (Bi3+)
a) S22-3 damla Bi3+ çözeltisi (0,1 M bizmut (III) nitrat) çözeltisi yaklafl›k 0,5 mL’ye
seyreltilerek üzerine 3-4 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir. Çökelek su banyosunda 5 dakika ›s›t›l›r, üzerine 3 M HNO3 ilave edilerek tekrar ›s›t›l›r.
? Bi2S3
Bi2S3 + 2NO3- + 8H+ ? 2Bi3+ + 3S + 4H2O + 2 NO (g)
2Bi3+ + 3S2-
b) Sodyum stannit (NaHSnO2)
Süzgeç ka¤›d›na bir damla Bi3+ çözeltisi damlat›l›r, üzerine 1 damla 1 M NaOH
çözeltisi ve 1 damla yeni haz›rlanm›fl sodyum stannit çözeltisi (2 damla 0,1 M SnCl2
üzerine oluflan çökelek çözünene kadar 6 M NaOH) eklenir.
Bi3+ + 3OH-
? BiOOH + H2O
2BiOOH + 3HSnO2- + 3OH- + 5H2O
? 2Bi + 3Sn(OH)62-
Bak›r (II) ‹yonu (Cu2+)
a) S21-2 damla Cu2+ çözeltisi (0,1 M CuSO4) çözeltisi yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine 3-4 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir.
Cu
2+
+ S2-
? CuS
b) K4[Fe(CN)6]
1-2 damla Cu2+ çözeltisi çözeltisi yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine 1-2
damla 0,1 M potasyumferrosiyanür çözeltisi eklenir. Çökelek iki k›sma ayr›l›r. Birine 0,1 M HCl, di¤erine 0,1 M NH3 ilave edilir.
2 Cu2+ + K4[Fe(CN)6]
? Cu2[Fe(CN)6] + 4 K+
Kadmiyum (II) ‹yonu (Cd2+)
a) S22-3 damla Cd2+ çözeltisi (0,1 M Cd(NO3)2) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek
üzerine 1-2 damla 3 M HCl ve 1-2 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir ve su banyosunda 5 dakika ›s›t›l›r. Daha sonra üzerine 3 M HNO3 ilave edilerek ›s›tma ifllemi tekrarlan›r. Çökelek ikiye ayr›l›r. Birinci k›sma 1 M H2SO4, ikincisine 2 M HNO3 eklenir.
Cd2+ + S2-
? CdS
? Cd2+ + SO42- + H2S
3CdS + 8H+ + 2NO3- ? 3Cd2+ + 3S + 2NO + 4H2O
CdS + 2H+ + SO42-
Kalay (II) ‹yonu (Sn2+)
a) S21-2 damla Sn2+ çözeltisi (0,1 M SnCl2) 0,3 M HCl ile 0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine 1-2 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir ve su banyosunda 5 dakika ›s›t›l›r.
Sn2+ + S2-
? SnS
b) HgCl2
2-3 damla Sn2+ çözeltisi 0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine 1-2 damla 0,1 M HgCl2
çözeltisi eklenir. Çökele¤in üzerine 4-5 damla SnCl2 ilave edilir ve ›s›t›l›r.
? Sn4+ + Hg2Cl2 + 2ClHg2Cl2 + Sn2+ ? Sn4+ + 2Hg + 2ClSn2+ + 2HgCl2
II. Grup Katyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas›
‹fllem 3. II. Grup Katyonlar›n Çöktürülmesi: I. grup katyonlar›ndan ayr›lan çözelti, II-V grup
katyonlar›n› içerebilir. I. grup katyonlar›n›n ayr›lmas›ndan sonra elde edilen çözeltinin 1 mL’si üzerine 2 damla 3 M HNO3 (Not 1) ilave edilir ve s›cak su banyosunda 3 dak. ›s›t›l›r. Hafifçe bazik olana
kadar 3 M NH3 ve daha sonra asidik olana kadar damla damla 3 M HCl ilave edilir (Not 2). Çözelti bir behere al›narak 1 mL kalana kadar buharlaflt›r›l›r ve bir tüpe al›n›r. 2 damla der. HCl ve 5 damla tiyoasetemit ilave edilir. S›cak su banyosunda 5 dk. ›s›t›l›r (Not 3). Üzerine 1 mL dam›t›k su ve
çökme tamamlanana kadar damla damla tiyoasetamit eklenir. S›cak su banyosunda tekrar 5 dak. ›s›t›l›r, (Not 4) (Not 5) santrifüjlenir. Çözelti ve çökelek birbirinden ayr›l›r.
Çözelti: III-V grup katyonlar›n› içerebilir. Çözelti kaynat›larak H2S uçurulur (Not 6) ve III-V grup
katyon analizi için saklan›r.
Çökelek: II. grup katyonlar›n sülfürlerini içerir.
Bu sülfürler, CuS (siyah), HgS (siyah), PbS (siyah),
CdS (sar›), Bi2S3 (kahverengi-siyah), As2S3 (sar›),
Sb2S3 (turuncu-k›rm›z›) ve SnS (kahverengi) olabilir. Bütün bu sülfürlerin kar›fl›m› siyah renkli olabilir. Çökelek ifllem 4’e göre analizlenir.
‹fllem 4. II A ve II B Gruplar›n›n Ayr›lmas›: ‹fllem 3’den elde edilen sülfür çökelekleri 1 damla
tiyoasetemit ve 1 damla doymufl NH4Cl içeren 10 damla su ile y›kan›r (Not 7). Santrifüjlenir ve y›kama suyu at›l›r. Çökele¤e 8 damla 3 M KOH ilave edilir ve s›cak su banyosunda kar›flt›r›larak 3 dk.
Is›t›l›r. Santrifüjlenerek çökelek ve çözelti birbirinden ayr›l›r. Bu çökele¤e tekrar 8 damla 3 M KOH
eklenir. Santrifüjlenir ve her iki çözelti birlefltirilir.
Çökelek: HgS, CuS, Bi2S3, CdS, PbS gibi II A grubu sülfürlerini ve az miktarda elementel sülfür içerebilir (Not 8). Çökelek ifllem 5’e göre analizlenir.
Çözelti: Arsenik, antimon ve kalay›n çözünebilir
kompleks iyonlar›n› içerebilir (II B grup katyonlar›). Süzüntü ifllem 6’ya göre analizlenir.
31
32
II. Grup Katyonlar›n Çöktürülmesi ve Alt Gruplar›n
Ayr›lmas›na Ait Notlar
Not 1. 3 M HNO3 ilavesiyle kalay (II) iyonlar› kalay (IV) iyonlar›na yükseltgenir.
Bu tepkime gerçekleflmez ise kalay tayin edilemez. Çünkü SnS, 3 M
KOH’de çözünmezken, SnS2 çözünür.
3Sn2+ + 18Cl- + 8H+ + 2NO3-
? 3SnCl62- + 2NO + 4H2O
Not 2. Çökelek ilk olarak amonyak ile baziklefltirilir. Çünkü amonyak ilave etmeden do¤rudan do¤ruya HCl ilave edilirse çökelek çözünür. Çözelti bazik
duruma getirilirken çökmeler olabilir, fakat HCl ilavesiyle bunlar›n bir k›sm› tekrar çözünür. Bu çözünmenin tam olmas› sülfür çöktürmelerinde çok
önemli de¤ildir, ancak HCl’nin fazlas›ndan kaç›n›lmal›d›r.
Not 3. Tiyoasetamit hidroliz olarak H2S gaz› meydana getirir.
? CH3COO- + NH4+ + H2S
CH3COO- + H3O+ ? CH3COOH + H2O
CH3CSNH2 + 2H2O
Not 4.
Not 5.
Not 6.
Not 7.
Not 8.
Ortam›n ›s›t›lmas› ve asidik yap›lmas› ise; arseni¤in sülfür ile çökmesini
sa¤lamak içindir. So¤ukta ve düflük hidronyum iyonu derifliminde arsenik, suda çözünen AsS2- kompleksini verir.
Çözelti seyreltilip, asitlendirilerek hidronyum iyonu deriflimi 0,3 M olacak
flekilde ayarlan›r. Bu deriflim II. ve III. grup katyonlar›n›n birbirlerinden
ayr›lmas› için önemlidir. Çözelti yeterince asidik olmad›¤›nda III. grup katyonlar›ndan çinko, nikel ve kobalt gibi katyonlar da II. grupla birlikte çökerler. Çözelti fazla asidik oldu¤unda II. gruptan kalay, kurflun ve kadmiyum gibi katyonlar›n çökmeyip III. gruba kar›flma durumlar› vard›r.
Çökele¤in rengi siyah ise civa, bizmut, bak›r ve kurflun iyonlar›ndan birini veya bu iyonlar›n kar›fl›m›n› içerir. Çok ender durumlarda k›rm›z› HgS
çöker. Sar› çökelek arsenik, kadmiyum ve kalay iyonlar›n› veya üçünü birlikte içerir. Turuncu çökelek antimon varl›¤›n›, beyazdan siyaha dönüflen
çökelek civa varl›¤›n› gösterir.
Tiyoasetamit ilavesiyle oluflan beyaz süspansiyon, nitrat iyonlar›n›n sülfür
iyonlar›n› elementel kükürde yükseltgemesinden kaynaklan›r. Bu flekilde
bir süspansiyon oluflursa analiz çözeltisinde II. grup katyonlar›n bulunmad›¤› anlafl›l›r.
Bafllang›çta renksiz olan kurflun asetat damlat›lm›fl süzgeç ka¤›d› tüpün
a¤z›na kapat›ld›¤›nda siyaha dönüflür. Bu renk dönüflümü çözeltideki sülfür iyonunun sülfat iyonuna yükseltgenmesinden (S2- → SO42-) kaynaklan›r. Ortamdaki sülfat iyonlar› ile IV. grup katyonlar› sülfatlar› fleklinde çöker. E¤er çözeltinin analizi hemen yap›l›rsa yükseltgenme gözlenmez. Çözeltide II. gruptan baflka katyon yoksa bu ifllem uygulanmaz.
Sülfür ve amonyum klorür içeren y›kama suyu, peptitleflmeyi ve kolloidal
da¤›l›m›n oluflmas›n› önlemek için ilave edilir.
Kal›c› beyaz çökelek elementel kükürtten, beyaz iken hemen siyaha dönen çökelek ise civadan kaynaklan›r. Bu da ortamda II. grup katyonlar›n›n (Hg2+ hariç) olmad›¤›n› gösterir.
II-A Grubu Katyonlar›n›n Analizi
‹fllem 5. IIA Grubu Katyonlar›n›n Ayr›lmas› ve Belirlenmesi Ortamdaki fazla KOH’i
uzaklaflt›rmak için çökelek, 10 damla dam›t›k su ile y›kan›r, santrifüjlenir ve y›kama suyu at›l›r. Çökelek üzerine 10 damla 3 M HNO3 (Not 1) ilave edildikten sonra s›cak su banyosunda kar›flt›rarak 3-4 dk. ›s›t›l›r ve santrifüjlenir. E¤er çok miktarda çökelek kal›rsa bu ifllem tekrarlan›r ve çözeltiler birlefltirilir. Çözeltinin yüzeyinde bulunan serbest kükürt baget yard›m›yla al›n›r ve at›l›r.
Çökelek: Elementel kükürt, siyah HgS veya beyaz Hg(NO3)2 .
2HgS içerebilir.
Çökelek, 4 damla kral suyunda
çözülür (Not 2)
ve 10 damla su
ilave edilerek
(Not 3) s›cak su
banyosunda 2
dk. ›s›t›l›r. Daha
sonra so¤utulur
ve çözeltiye 5
damla SnCl2 ilave edilir. Beyaz
çökelek Hg2Cl2
(kalomel) veya
gri çökelek Hg ve
Hg2Cl2, C‹VA
(II)
‹YONU
Çözelti: Kurflun, bizmut, bak›r ve kadmiyum iyonlar›n› içerebilir. 10 damla
deriflik amonyak ilave edilir, kar›flt›r›l›r ve santrifüjlenir (Not 4). Çözelti ve
çökelek birbirinden ayr›l›r.
Çökelek: Bizmut ve kurflunun bazik
tuzlar›n› içerebilir. 4 damla 3 M KOH
ilave edilir, kar›flt›r›l›r, su banyosunda
›s›t›l›r ve santrifüjlenir. Çökele¤e tekrar KOH eklenerek ayn› ifllemler tekrarlan›r ve süzüntüler birlefltirilir.
Çözelti: Çözünen bak›r-II tetraamin
Cu(NH3)42+ ve kadmiyum-II tetraamin Cd(NH3)42+ kompleks iyonlar›n›
içerebilir. Çözelti eflit olmayan iki k›sma ayr›l›r (1/4 ve 3/4 gibi).
Çözelti:
HPbO2- halinde
kurflun
ihtiva
edebilir.
3M
CH3COOH ile
asidik
yap›l›r
(Not 5). 2 damla 1M K2CrO4
ilave edilir. Sar›
çökelek KURfiUN (II) ‹YONU varl›¤›n› gösterir.
1/4’lük k›s›m:
Çökelek:
BiOOH olabilir.
5 damla su ile y›kan›r. Y›kama sular› at›l›r. 10 damla veya daha fazla
NaHSnO2 eklenir (Not 6). Ani
olarak siyahlaflmas› B‹ZMUT
(III) ‹YONU
Çözeltideki mavi
renk Cu2+ varl›¤›n› gösterir. 3 M
CH3COOH ile
asitlendirilir ve
K4[Fe(CN)6]
çözeltisi eklenir.
K›rm›z›-kahverengi
çökelek
BAKIR
(II)
‹YONU varl›¤›n›
gösterir.
3/4’lük k›s›m:
5 damla tiyoasetamit (Not 7) ilave
edilir ve 1 dk beklenir. Sar› çökelek
KADM‹YUM
(II) ‹YONU varl›¤›n›
gösterir
(Not 8).
II-A Grubu Katyonlar›n›n Analizine Ait Notlar
Not 1. HgS hariç di¤er II A grup sülfürleri (CuS, Bi2S3, CdS ve PbS) so¤uk seyreltik HNO3 çözeltisinde S2- iyonunun elementel kükürde yükseltgenmesi
nedeniyle çözünürler.
Not 2. Elementel kükürt kral suyunda çözünmezken HgS’yi iki flekilde çözer:
a. Sülfür iyonunu elementel kükürde yükseltger,
b. Klorür iyonlar› civa (II) iyonlar›n› sa¤lam [HgCl4]2- kompleks fleklinde
ba¤lar.
Not 3. Kral suyundan aç›¤a ç›kan klorürler, ortamdan uzaklaflt›r›lmazsa kalay-II
iyonlar›, kalay (IV) iyonlar›na yükseltgenir. Sadece kalay (II) iyonlar›, civa
iyonunun analizi için karakteristiktir.
Not 4. Kurflun ve bizmut beyaz bazik tuzlar› (Pb(OH)NO 3, BiONO3) fleklinde
çöktürülür. Bak›r ve kadmiyum iyonlar› da afl›r› amonyakla reaksiyona
girerek tetraamin kompleksleri ([Cu(NH 3)4]2+, [Cd(NH3)4]2+) fleklinde
çözünebilir.
33
34
Not 5. Kurflun, kromat halinde çöktürülürken ortama bir miktar asetik asit ilave
edilir. Aksi halde ortamda bulunmas› muhtemel bizmut, kromatla sar› bir
çökelek verir.
Not 6. Sodyum stannit çözeltisi haz›rlamak için 5 damla kalay (II) klorür (SnCl2)
çözeltisi üzerine damla damla 3 M NaOH çözeltisi eklenir. NaOH ilavesine,
jelatin görünümündeki bir çökele¤in oluflmas› ve bu çökele¤in tekrar çözünmesine kadar devam edilir. Burada gerçekleflen tepkimeler;
Sn2+ + 2OH- → Sn(OH)2
Sn(OH)2 + OH- → HSnO2- + H2O veya [Sn(OH)3]Not 7. Bu aflamada siyah çökelek oluflursa, ortamda Hg2+ bulunabilir. Oluflan siyah çökelek 5 damla su ile y›kan›r, santrifüjlenir ve y›kama suyu at›l›r.
Çökele¤in üzerine 10 damla 3 M H2SO4 ilave edilir, kar›flt›r›larak s›cak su
banyosunda 4 dk. ›s›t›l›r. Santrifüjlenerek çözelti k›sm› al›n›r ve üzerine
nötralleflene kadar deriflik amonyak ilave edilir ve daha sonra 3 M asetik
asit ile hafifçe asidik hale getirilir. 2-3 damla tiyoasetamit eklenir ve 3 dk.
s›cak su banyosunda ›s›t›l›r. Oluflan SARI ÇÖKELEK kadmiyum iyonunun
Not 8. Tiyoasetamit bazik ortamda ›s›t›lmadan sülfür iyonlar› vererek Cd(OH)2’nin
sar› renkli CdS fleklinde çökmesini sa¤lar.
II-B Grubu Katyonlar›n›n Analizi
‹fllem 6. II-B Grubu Katyonlar›n›n Ayr›lmas› ve Belirlenmesi Çözeltiye hafif asidik oluncaya kadar 3 M HCl ilave edilir (Not 1), santrifüjlenir ve çözelti at›l›r. Çökele¤e 10 damla der.
HCl ilave edilir, kar›flt›r›l›r ve s›cak su banyosunda 4-5 dakika ›s›t›l›r (Not 2), santrifüjlenir. Çökelek ve çözelti birbirinden ayr›l›r. Çökele¤e 8 damla su ve 4 damla der. HCl eklenir, tekrar santrifüj edilir ve çözelti önceki çözeltiyle birlefltirilir.
Çökelek: As2S3, As2S5 ve elementel kükürt içerebilir. Çökelek s›cak su ile 3 defa y›kan›r ve
y›kama sular› at›l›r. 4 damla der.
HNO3 eklenerek 5 dak. Su banyosunda ›s›t›l›r. 5 damla 0,5 M
gümüfl nitrat çözeltisi eklenir ve
kar›flt›r›l›r. Çözelti üzerine 2,5
M sodyum asetat eklenir. Oluflan k›rm›z›-kahverengi çökelek
ARSEN‹K varl›¤›n› gösterir.
Çözelti Kalay ve antimon iyonlar›n› içerebilir. Çözelti iki
k›sma ayr›l›r.
Birinci çözeltiye hacmi kadar
3 M HCl ilave edilir ve bir parça Mg flerit at›larak çözünene
kadar bekletilir (Not 3). Berrak çözeltiye 4 damla doymufl
HgCl2 ilave edilir. Beyaz veya gri
çökelek KALAY (II) ‹YONU
‹kinci çözeltiden 1-2
damla al›narak üzerine 1
damla tiyoasetamit eklenir
ve ›s›t›l›r. Oluflan turuncu
çökelek ANT‹MON (III)
II-B Grubu Katyonlar›n›n Analizine Ait Notlar
Not 1. Bazik çözelti, II-B grubu iyonlar›n›n çözünür kompleks anyonlar›n› içerebilir. Çözelti asidik yap›ld›¤›nda II-B grubu katyonlar› sülfürleri fleklinde
çöker.
Not 2. Tiyoasetamiti uzaklaflt›rmak için çözelti ›s›t›l›r. Uzaklaflt›r›lmad›¤› durumda
kalay ve antimon tekrar çöker. Çökelek aç›k sar› oluncaya kadar ›s›tmaya
devam edilir.
35
Not 3. Magnezyum metali, antimon iyonlar›n› metalik antimona ve kalay-IV’ü kalay-II’ye indirger. Kalay›n analizi s›ras›nda tüm magnezyum metali çözünmelidir.
S‹ZDE
Pb2+ katyonu hem I. hem de II. grup katyonlar›na dahil edilmifltir? SIRA
Neden?
III. GRUP KATYONLAR
3
III. grup katyonlar› Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn2+, Zn2+, Ni2+ ve Co2+ oluflturur. Bu katyonlar, amonyak-amonyum klorür tampon çözeltisinde (bazik ortam) sülfür iyonu
S OMn
R U2+, Zn2+, Ni2+
ile çökelek verirler. Bu iyonlardan Al3+, Fe3+ ve Cr3+ hidroksitleri,
ve Co2+ ise sülfürIeri halinde çökerler.
III. Grup Katyonlar›n›n Çökeleklerine ait Kçç de¤erleri:
D‹KKAT
MnS: 5,1x10-15
ZnS: 1,2x10-23
FeS: 6,0x10-18
Cr(OH)3: 6,7x10-31
SIRA S‹ZDE
NiS: 3,0x10-21
Al(OH)3: 1,9x10-33
CoS: 5,0x10-22
II. ve III. grup katyonlar› S2- iyonu ile çökelek verirler. III.
grup katyonlar›n›n
AMAÇLARIMIZ
Kçç de¤erleri II. grup katyonlar›n›n Kçç de¤erlerinden büyüktür. Bu sebepten dolay› S2- iyonu deriflimi ve pH kontrol edilerek iki grup birbirinden ayr›l›r. II. grup
katyonlar› pH= 3’de çökerken III. grup katyonlar› ise NH4Cl/NH
K ‹ 3T(pH>
A P 8) tamponunda çöker.
Tampon çözelti: Bir zay›f
baz ve onun konjuge asiti
veya bir zay›f asit ve onun
S Ooluflan
R U ve
konjuge baz›ndan
ortam pH’›n› sabit tutmaya
yarayan çözeltidir.
D‹KKAT
N N
III. Grup Katyonlar›n Ön Denemeleri
SIRA S‹ZDE
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Aluminyum (III) ‹yonu (Al3+)
a) S2‹NTERNET
3+
1-2 damla Al (0,1 M AlCl3) çözeltisi yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine
1-2 damla 3 M NH3 ve 1-2 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir.
2Al3+ + 3S2- + 6H20
? 2AI(OH)3 + 3H2S
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
b) Alüminon
1-2 damla Al3+ çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 6 M amonyum
asetat (NH4Ac) ve 2 damla alüminon (% 0,1’lik sulu çözeltisi) eklenir. Çözelti 3 M
S O R U
NH3 ile bazik yap›larak 2 dakika ›s›t›l›r.
Asetat iyonu (CH3COO-) bu kitab›n kapsam›nda ço¤unlukla Ac olarak ifade
D ‹ K K edilmifltir.
AT
Krom (III) ‹yonu (Cr3+)
SIRA S‹ZDE
N N
a) S2- (nötür veya bazik ortam)
1-2 damla Cr3+ (0,1 M KCr(S04)2.12H2O) çözeltisi yaklafl›kAMAÇLARIMIZ
0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine 1-2 damla 3 M NH3 ve 1-2 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir.
2Cr3+ +3S2- + 6H2O
? 2Cr(OH)3 + 3H2S
K ‹ T A P
b) H2O2
Bir süzgeç ka¤›d›na 2 damla 0,1 M K2CrO4 ve 2 damla 1 M HNO3 damlat›l›r.
TELEV‹ZYON
Üzerine 2 damla H2O2 eklenir.
‹NTERNET
‹NTERNET
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
36
Çinko (II) ‹yonu (Zn2+)
a) S21-2 damla Zn2+ (0,1 M ZnSO4) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine
1-2 damla 3 M asetik asit (HAc) ve 1-2 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir. Çözelti su banyosunda 5 dakika kar›flt›r›larak ›s›t›l›r.
? ZnS + 2H+
Zn2+ + H2S
b) K4 [Fe(CN)6]
1-2 damla Zn2+ (0,1 M ZnSO4) çözeltisi yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine
1-2 damla 0,1 M potasyum ferrosiyanür çözeltisi eklenir.
? Zn2 [(Fe(CN)6)] + 4K+
3Zn2 [Fe(CN)6] + K4 [Fe(CN)6] ? 2Zn3K2[Fe(CN)6]2
2Zn2++ K4 [Fe(CN)6]
Mangan (II) ‹yonu (Mn2+)
a) S 21-2 damla Mn2+ (0,1 M MnSO4) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine
2-3 damla 3 M NH3 ve 1-2 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir. Çözelti su banyosunda 1-2 dakika kar›flt›r›larak ›s›t›l›r.
Mn2+ + S2-
? MnS
b) PbO2 veya NaBiO3 (sodyum bizmutat)
1-2 damla Mn2+ çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine bir spatül ucu ile
PbO2 veya NaBiO3 ve 2-3 damla deriflik HNO3 eklenir. 1-2 dakika ç›plak alevde ›s›t›l›r ve 5 dakika beklenir (PbO2 veya NaBiO3’›n afl›r›s› ortamda bulunmal›d›r).
5 PbO2 + 2 Mn2+ + 6 H3O+
? 2 HMnO4- + 5 Pb2+ + 8 H2O
Demir (III) ‹yonu (Fe3+)
a) S 21-2 damla Fe3+ (0,1 M FeCl3.6H2O) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 2-3 damla 3 M NH3 ve 1-2 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir.
2Fe3+ + 3S2-
? 2FeS + S
b) SCN1 damla Fe3+ çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 1 damla 0,1 M
NH4SCN veya 1 damla 0,1 M KSCN çözeltisi eklenir.
? [Fe(SCN)]2+
[Fe(SCN)]2+ + SCN- + 6NaF ? FeF63- + 6Na+ + 2SCN-
Fe3+ + SCN-
Kobalt (II) ‹yonu (Co2+)
a) S 21-2 damla Co2+ (0,1 M Co(NO3)2 .6H2O) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek
üzerine 2-3 damla 3 M NH3 ve 1-2 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir. Çözelti su
banyosunda 1-2 dakika kar›flt›r›larak ›s›t›l›r.
Co2+ + S2-
? CoS
b) SCNAl›nan 2 deney tüpüne 1’er damla Co2+ çözeltisi ve 10’ar damla su eklenir. Birinci tüpe 1-2 damla 0,1 M NH4SCN ekleyip kar›flt›r›l›r. Di¤er tüpe bir spatül ucu
ile kat› NaF eklenir, daha sonra 1-2 damla alkollü SCN- çözeltisi iki s›v› birbirine
kar›flmayacak flekilde tüpün kenar›ndan yavaflça ak›t›l›r.
Co2+ + 4SCN-
? [Co(SCN)4]2-
Nikel (II) ‹yonu (Ni2+)
a) S 21-2 damla Ni2+ (0,1 M NiSO4. 6H2O) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek
üzerine 2-3 damla 3 M NH3 ve 1-2 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir. Çözelti su
banyosunda 1-2 dakika kar›flt›rarak ›s›t›l›r.
Ni
2++ S2-
? NiS
b) Dimetil glioksim
1 damla Ni2+ çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine hafif bazik olana
kadar 3 M NH3 ve 1-2 damla dimetil glioksim (alkoldeki % 1’lik çözeltisi) eklenir.
III. Grup Katyonlar›n Analizi
‹fllem 7. III.Grup Katyonlar›n Çöktürülmesi: II. grup katyonlardan kalan çözeltiden 1mL
al›n›r, bunun üzerine 4 damla doymufl NH4Cl ilave edilir, kar›flt›r›l›r ve daha sonra çözelti bazik
olana kadar damla damla deriflik NH3 ilave edilir. Çözelti bazik olduktan sonra 1 damla daha
NH3 kat›l›r (Not 1). 8-10 damla tiyoasetamit eklenir, kar›flt›r›l›r ve s›cak su banyosunda ›s›t›l›r
(Not 2). Santrifüjlenerek çökelek ve çözelti birbirinden ayr›l›r.
Çökelek
Çözelti: IV. ve V grup katyonlar› içerir. 3 M
III. grup katyonlar›n sülfür ve hidroksitlerini HCl ile asitlendirilir ve behere al›narak 2 mL
içerebilir.
kal›ncaya kadar buharlaflt›r›l›r (Not 3).
Bulan›kl›k varsa santrifüjlenir, oluflan çökelek
at›l›r ve çözelti IV. grup analizi için saklan›r
‹fllem 8. III A ve III B Gruplar›n›n Ayr›lmas›: Çökele¤in üzerine 5 damla der. HCl ilave
edilir, kar›flt›r›l›r ve üzerine 3 damla der. HNO3 ilave edilir. Su banyosunda homojen bir çözelti olana kadar ›s›t›l›r (Not 4). Çözeltiye kuvvetli bazik olana kadar 5 M KOH ilave edilir ve kar›flt›r›l›r. 0,2 g (spatül ucu ile) kat› Na2O2 ilave edilir ve s›cak su banyosunda 3 dakika bekletilir
(Not 5), santrifüjlenir. Çözelti ve çökelek birbirinden ayr›l›r. Çökelek, 10 damla s›cak su ile y›kan›r, santrifüjlenir ve y›kama suyu çözelti ile birlefltirilir.
Çözelti, AlO2-, CrO4-, HZnO2- gibi III-A gru- Çökelek Mangan dioksit ve demir, kobalt,
bu katyonlar›n› içerebilir.
nikel hidroksitlerini içerir. (III-B grubu katyonlar›)
37
38
III-A Grubu Katyonlar›n›n Analizi
‹fllem 9. III-A Grubu Katyonlar›n›n Ayr›lmas› ve Belirlenmesi bir önceki aflamadan elde
edilen çözeltiye 10 damla doymufl NH4Ac ve asidik olana kadar 3 M HAc eklenir. Daha sonra
hafifçe bazik olana kadar 3 M NH3 eklenir ve santrifüjlenir (Not 6).
Çökelek: Al(OH)3 olabilir.
10 damla su ile y›kan›r, y›kama suyu at›l›r. Çökelek çözünene kadar damla damla 3 M
HAc eklenir. 3 damla doymufl
NH4Ac ve 3 damla alüminon
ilavesinden sonra 3 M NH3 ile
hafif bazik yap›l›r. K›rm›z› çökelek ALÜM‹NYUM (III)
Çözelti: CrO42- ve [Zn(NH3)]2+ içerebilir (Not 7).
Çökme tam oluncaya kadar 1 M Ba(Ac)2 ilave edilir, kar›flt›r›l›r
ve santrifüjlenir.
Çökelek: BaCrO4 veya BaSO4
olabilir. 10 damla 3 M HCl eklenir ve su banyosunda 1 dak. ›s›t›l›r. Santrifüjlenir ve çökelek at›l›r. Çözeltiden 2 damla süzgeç
ka¤›d›na damlat›l›r, üzerine 2
damla H2O2 eklenir. Oluflan mavi renk KROM (III) ‹YONU
Çözelti: 3 M HAc ile asitlendirilir. Çözeltiden al›nan 2
damla üzerine 3-4 damla
K4[Fe(CN)6] kat›l›r. Beyaz çökelek Ç‹NKO (II) ‹YONU
III-B Grubu Katyonlar›n›n Analizi
‹fllem 10. III-B Grubu Katyonlar›n›n Ayr›lmas› ve Belirlenmesi Çökelek demir, kobalt,
nikel hidroksitleri ile mangandioksit içerebilir. 10 damla su ile y›kan›r, santrifüjlenir ve y›kama suyu at›l›r. Çökelek 2-3 damla der. HCl ile çözdündükten sonra asit kapsülde uçurulur. Kalan k›s›m so¤utulduktan sonra su ile 2 mL’ye tamamlanarak 4 eflit k›sma ayr›l›r.
1. K›s›m
2 damla 3 M
NH4SCN ilave
edilir. Koyu
k›rm›z› renk
DEM‹R (III)
‹YONU varl›¤›n› gösterir
(Not 2).
2. K›s›m
Çözünmeyen kat› kalana kadar NaF ilave edilir ve kar›flt›r›l›r. 10
damla alkollü NH4SCN
çözeltisi tüpün kenar›ndan, eklenir. ‹ki s›v›n›n
kesim noktas›ndaki mavi renk KOBALT (II)
3. K›s›m
Çözünmeyen k›s›m kalana kadar parça parça
kat› NaF eklenir. 3 M
NH3 ile bazik yap›larak
4 damla dimetilglioksim ilave edilir. Pembe
çökelek, N‹KEL (II)
4. K›s›m
Kaynar su banyosunda 1 dk.
›s›t›l›r. Ç›kar›ld›ktan sonra
üzerine 2-3 damla der.
HNO3 eklenir. Bir spatül
ucu ile PbO2 eklenir, 5 dk.
kaynat›l›r. çözeltinin mor
rengi MANGAN (II)
III. Grup Katyonlar›n›n Analizine Ait Notlar
Not 1. III. Grup katyonlar›n› sülfürleri fleklinde tam olarak çöktürebilmek için ortam›n bazik olmas› gerekir. Bununla birlikte, IV. Grupta yer alan magnezyum iyonunun hidroksiti fleklinde çökmesini önlemek için hidroksil iyonu deriflimi yeterince düflük olmal›d›r. Bu durumu sa¤lamak için
NH4Cl/NH3 tamponu kullan›l›r.
Not 2. Çökmenin tam olup olmad›¤›n› anlamak amac›yla elde edilen çözeltiye 1
damla daha tiyoasetamit eklenir ve 4-5 dakika su banyosunda ›s›t›l›r.
39
Not 3. Ortam, asidik hale getirilerek ve kaynat›larak sülfür iyonu uzaklaflt›r›lmaz
ise S2- iyonu SO42- iyonuna yükseltgenir. SO42- iyonu ise IV. gruptaki baz› katyonlar›n çökmelerine neden olur.
Not 4. Çökelek tamam›yla çözünürse Ni2+ ve Co2+ iyonlar›n›n bulunmad›¤› anlafl›l›r. HNO3 eklendi¤inde çözünen siyah çökelek Ni2+ veya Co2+’nin bulundu¤unu veya her ikisinin birlikte bulundu¤unu gösterir.
Not 5. Çok fazla miktarda Na2O2 eklemekten kaç›n›lmal›d›r. Çözeltiden yaklafl›k 1
dakika süreyle hava kabarc›¤› ç›kmaya yetecek kadar Na2O2 eklenmelidir.
Not 6. NH4Cl/NH3 tamponlanm›fl bir çözeltide Al(OH)3 hemen hemen tam çökerken Zn2+ iyonu hidroksiti fleklinde çökmeyip Zn(NH3)42+ fleklinde çözeltide kal›r.
Not 7. Cr2+ iyonu CrO42- halinde bulunuyor ise çözelti sar› renklidir.
III A ve III B grup katyonlar› hangi temel ilkeye göre ayr›l›r?
IV. GRUP KATYONLAR
SIRA S‹ZDE
4
IV. grup katyonlar› periyodik tablonun II A grubunda bulunan Ba2+, Mg2+, Sr2+ ve
Ca2+ gibi toprak alkali metal iyonlar›ndan oluflmaktad›r. Bu dört katyonun grup
R U
çöktürücü reaktifi olarak baz› kitaplar fosfat, baz›lar› karbonat veS Obaz›lar›
da bu ikisinin kar›fl›m›n› kullanmak gerekti¤ini vurgulam›flt›r. Bu kitapta, Mg2+ iyonundan
kaynaklanan bu kar›fl›kl›¤› gidermek amac›yla grup çöktürücü Dreaktifi
olarak fos‹KKAT
fat ve karbonat kar›fl›m›n› kullanmak uygun görülmüfltür. Mg2+ hariç di¤er katyonlar alev denemesinde karakteristik renk vermeleriyle de tan›n›rlar. IV. Grup katSIRA S‹ZDE
yonlar› grup reaktifleriyle verdi¤i az çözünür tuzlar›n çözünürlük
çarp›m de¤erleri
Çizelge 2.4.’de verilmifltir.
Bileflik
Kçç
Bileflik
BaCO3
5,1 x 10-9
MgCO3
Ba3(PO4)2
1,0 x 10-39
Mg3(PO4)2
CaCO3
4,8 x 10-9
SrCO3
Ca3(PO4)2
1,0 x 10-29
Sr3(PO4)2
AMAÇLARIMIZ
Kçç
1,0 x 10-5
3,0 x 10-13
1,0 x 10-9
T E L E V ‹ Z Y O-31
N
1,0 x 10
Alev Denemesinin Yap›lmas›
‹ N T E tel
R N Ederiflik
T
Bir cam bagetin ucuna tutturulan 3-4 cm uzunlu¤unda bir platin
HCl’e
dald›r›l›r. Daha sonra alev s›cakl›¤›n›n en düflük oldu¤u bölgeye tutulur. ‹flleme
alevde renk de¤iflmeyinceye kadar devam edilir. Daha sonra platin tel, alev denemesi yap›lacak HCl içeren çözeltiye dald›r›l›r. Gözlenen renk kaydedilir.
IV. Grup Katyonlar›n Ön Denemeleri
Baryum (II) ‹yonu (Ba2+)
a) HPO424 damla Ba2+ (0,1 M BaCl2) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 5-6
damla 0,5 M (NH4)2HPO4 eklenir ve ortam 3 M NH3 ile kuvvetli bazik yap›l›r.
3Ba2+ + 2HPO42- + 2NH3
? Ba3(PO4)2 + 2NH4+
Alev denemesi: Atom,
molekül veya iyonlar›n bir
gaz alevinde karakteristik
S O dayanan
R U
renk oluflturmas›na
nitel analiz yöntemidir.
D‹KKAT
N N
K ‹ T A P
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Çizelge 2.4
IV. grup
Katyonlar›n›n
Çöktürücüleriyle
K ‹ T A P
verdi¤i Çökeleklerin
Çözünürlük Çarp›m›
De¤erleri
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
40
b) CrO424 damla Ba2+ çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 1-2 damla 1 M
K2CrO4 eklenir.
Ba2+ + CrO42-
? BaCrO4
Stronsiyum (II) ‹yonu (Sr2+)
a) HPO424 damla Sr2+ (0,1 M SrCl2) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 5-6
3Sr2+ + 2HPO42- + 2NH3
? Sr3(PO4)2 + 2NH4+
b) SO424 damla Sr2+ çözeltisi yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine 2-3 damla 0,1 M
H2SO4 veya 1 M (NH4)2HPO4 çözeltisi eklenerek su banyosunda 2-3 dakika ›s›t›l›r.
Sr2+ + SO42-
? SrSO4
Kalsiyum (II) ‹yonu (Ca2+)
a) HPO424 damla Ca2+ (0,1 M CaCl2) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 5-6
3 Ca2+ + 2 HPO42- + 2 NH3
? Ca3(PO4)2 + 2 NH4+
b) C2O424 damla Ca2+ çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 2-3 damla 0,1 M
(NH4)2C2O4 çözeltisi eklenerek su banyosunda 2-3 dakika ›s›t›l›r.
Ca2+ + C2O42-
? CaC2O4
Magnezyum (II) ‹yonu (Mg2+)
a) HPO424 damla Mg2+ (0,1 M MgSO4) çözeltisi yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilerek üzerine 56 damla 0,5 M (NH4)2HPO4 eklenir ve ortam 3 M NH3 ile kuvvetli bazik yap›l›r.
Mg2+ + HPO42- + NH3 + 6H2O
? MgNH4PO4.6H2O
IV. Grup Katyonlar›n›n Analizi
‹fllem 11. IV grup Katyonlar›n Çöktürülmesi: III. grup katyonlardan kalan çözelti 2 mL kalana kadar buharlaflt›r›l›r, santrifüjlenir ve çökelek oluflursa at›l›r (NOT 1). Çözeltiye 10 damla 0,5
M (NH4)HPO4 ve 5 damla 2 M (NH4)2CO3 eklenir. Der. amonyak ile baziklefltirilir, bagetle kar›flt›r›l›r ve santrifüjlenir. Çökelek ve çözelti birbirinden ayr›l›r (NOT 2).
Çökelek: Ba, Sr, Ca ve Mg’un fosfat ve karbonatlar›n› içerebilir.
Çözelti V. grup katyonlar›n› içerebilir. Çözelti V. Grup katyon analizi için saklan›r
‹fllem 12. IV Grup Katyonlar›n›n Ayr›lmas› ve Belirlenmesi
Çökelek, 10 damla su ile y›kan›r ve y›kama suyu at›l›r. 10 damla der. HAc ile asidik yap›l›r ve kar›flt›rarak su banyosunda 2 dak. ›s›t›l›r (NOT 3). Sonra 10 damla su ve çözeltinin rengi hafif sar› oluncaya kadar 5-6 damla 1 M K2CrO4 çözeltisi eklenir, kar›flt›r›l›r ve santrifüjlenir. Çökmenin tam olup
olmad›¤› kontrol edilerek çökelek ve süzüntü birbirinden ayr›l›r.
Çökelek: Sar› çökelek
BaCrO4 olabilir. 6 damla
der. HCl eklenerek çözülür,
su banyosunda hacim yar›ya
indirilir ve alev testi yap›l›r
(NOT 4). Sar›-yeflil renk
BARYUM (II) ‹YONU
varl›¤›n› gösterir (NOT 5).
Çözelti:
Sr2+, Ca2+, Mg2+ ve CrO42- içerebilir. Çözeltiye 3 damla (NH4)2CO3
ve 5 damla (NH4)HPO4 ilave edilir. Çözelti deriflik NH3 ile kuvvetli
bazik yap›l›r. Ard›ndan çökelek ve süzüntü santrifüjlenerek ayr›l›r
(NOT 6).
Çökelek: Sr2+, Ca2+ ve Mg2+’un fosfatlar›
ve karbonatlar› olabilir. Çökelek 10 damla
der. HAc’de çözülür. 5 damla su ve 5 damla
1 M (NH4)2SO4 eklenir. S›cak su banyosunda ›s›t›l›r, so¤utulur ve santrifüjlenir. Çözeltiye 1 damla daha (NH4)2SO4 ilave edilerek
çökmenin tam olup olmad›¤› kontrol edilir.
Çökelek: SrSO4 olabilir (NOT 7). 3 defa
s›cak su ile y›kan›r ve
y›kama sular› at›l›r
(NOT 8). 3 damla
der. HCl eklenerek
alev testi yap›l›r. Koyu
k›rm›z› renk STRONS‹YUM (II) ‹YONU
Çözelti:
Kromat iyonlar›n›
içerebilir. At›l›r.
Çözelti: Kalsiyum ve magnezyum iyonlar›n› içerebilir. 5 damla 0,25 M (NH4)2C2O4
ilave edilir ve 1 dakika s›cak su banyosunda
›s›t›l›r (NOT 9). Daha sonra santrifüjlenerek çökelek ve çözelti birbirinden ayr›l›r.
Çökelek: Ca2+
olabilir (NOT 10).
2 damla der. HCl
ilave edilir ve alev
testi yap›l›r. Tu¤la
k›rm›z›s›
renk
KALS‹YUM (II)
‹YONU varl›¤›n›
gösterir.
Çözelti: Mg2+ içerebilir. 4-5 damla 0,5
M (NH4)2HPO4 eklenir, ortam 3 M
NH3 ile kuvvetli bazik yap›l›r. Beyaz çökelek MAGNEZYUM (II) ‹YONU
41
42
IV. Grup Katyonlar›n›n Analizine Ait Notlar
Not 1. Bu çökelek III. grup sülfürlerinin bir kal›nt›s› olabilir. Bu yüzden at›l›r.
Not 2. Kalsiyum, stronsiyum ve baryum fosfat ve karbonatlar›n›n kar›fl›m› jelatinimsi bir çökelek halinde hemen çökerler. Ayn› zamanda bu çökelek
magnezyumun da birlikte çökmesine neden olacakt›r. E¤er magnezyum
iyonlar› çözeltide yaln›z olarak bulunuyorsa, çökme bir süre bekledikten
sonra meydana gelebilir. Deney tüpünün çeperine bagetle sürtmek, magnezyum çökele¤inin oluflumunu h›zland›r›r.
Not 3. Kuvvetli asidik ortamda baryum kromat çöktürülemez. Bu nedenle daha
zay›f olan asetik asit kullan›l›r.
Not 4. Baryum kromat›n uçuculu¤u alev testine cevap verecek kadar olmad›¤› için deriflik HCl ortam›nda ›s›t›ld›¤›nda, CrO42- iyonu Cr3+ iyonuna
indirgenir.
2BaCrO4 + 16H+ + 6 Cl-
? 2Ba2+ + 2Cr3+ + 8H2O + 3Cl2
Not 5. Alev denemesi için kullan›lacak olan platin telin iyice temizlenmesi gerekir. Bunun için HCl ile renk vermeyinceye kadar birkaç kez der. HCl’e bat›r›l›p aleve tutulur.
Not 6. Burada amaç, ortama sar› renk vererek, beyaz SrSO4 ve CaC2O4’ün görünmesini zorlaflt›ran, kromat ve bikromat› uzaklaflt›rmakt›r.
Not 7. SrSO4’ün çöktürülmesi esnas›nda CaSO4 de beraber çökebilir. Ayr›ca
SrSO4’ün çözünürlük çarp›m› büyük oldu¤undan tamamen çökmez. Daha
sonraki aflamada Sr2+, C2O42- eklenmesiyle çöker.
Not 8. SrSO4 deriflik HCl’de çözünmemesine ra¤men alevde renk verecek kadar
klorürü oluflur.
Not 9. CaC2O4’ün çözünürlü¤ü az olmakla birlikte afl›r› doymufl çözelti verme
e¤ilimi göstermektedir. Çökmenin olabilmesi için çözeltinin ›s›t›lmas› ve
yeterince beklenmesi gerekmektedir.
Not 10. Beyaz renkli çökelek Ca2+ varl›¤›n› do¤rulamaz, burada SrC2O4 çökele¤i
oluflabilir.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
5
SIRA S‹ZDE
IV. Grup katyonlar›n
analizine ait ak›m flemas›n› çiziniz.
V. GRUP KATYONLAR
NH4+, Na+ ve K+ gibi di¤er grup reaktifleriyle çöktürülemeyen iyonlar V. Grup katyonlar› olufltururlar. Genel olarak bu katyonlar›n tuzlar› suda oldukça iyi çözünür.
S O R için
U
Bu özellik, grup
herhangi bir ortak çöktürücü olmamas›na neden olur.
Amonyak ve amonyum tuzlar› I-V grup katyonlar›n ayr›lmas›nda s›k s›k kullan›ld›¤› için V.
D ‹ Kgrup
K A T katyonlar›n›n tayini için ayr›lan çözeltide afl›r› miktarda NH4+
iyonlar› bulunur. Bu nedenle NH4+ iyonu tayini için bafllang›çta verilen orijinal çözelti kullan›l›r.
SIRA S‹ZDE
V. grubun di¤er üyeleri olan Na+ ve K+ iyonlar›n›n klorürleri yeterince uçucu
ve karakteristik bir alev rengine sahip oldu¤undan alev testi ile oldukça kolay taAMAÇLARIMIZ
n›n›rlar. Birkaç
saniye süren fliddetli sar› renk Na+, aç›k mor renk ise K+ iyonunun
N N
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
V. Grup Katyonlar›n Ön Denemeleri
Amonyum ‹yonu (NH4+)
a) NaOH
2-3 damla NH4+ (0,1 M NH4Cl) çözeltisi yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine 3-4 damla 3 M NaOH eklenir ve s›cak su banyosunda ›s›t›l›r.
NH4+ + OH-
? NH3 (g) + H2O (s)
• Deney tüpünden yay›lan amonyak kokusu,
• Islat›lm›fl k›rm›z› turnusol ka¤›d›n›n renginin mavileflmesi,
• 0,1 M Hg2(NO3)2 çözeltisiyle ›slat›lm›fl süzgeç ka¤›d›n›n, tüpün a¤z›na kapat›lmas›yla oluflan siyahlaflma amonyak ç›k›fl›n› gösterir.
Potasayum ‹yonu (K+)
a) Sodyum kobalt (III) hekzanitrit
3-4 damla K+ (0,1 M KCl) çözeltisi yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilerek üzerine 1-2
damla 0,3 M sodyum kobalt (III) hekzanitrit eklenir.
3K+ + [Co(NO2)6]3- → NH3 (g) + H2O (s)
b) Alev Denemesi
Platin tel alevde renk vermeyinceye kadar HCl ile temizlenir. 10 damla K+ çözeltisine 1-2 damla deriflik HCl ilave edilir ve platin tel bu çözeltiye dald›r›l›r ve aleve tutulur. Soluk eflatun renk potasyumun varl›¤›n› gösterir.
Sodyum ‹yonu (Na+)
a) Çinko uranil asetat
1-2 damla Na+ (0,1 M NaCl) çözeltisi yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilerek bir saat cam›na damlat›l›r. Üzerine çinko uranil asetat çözeltisinden 2-3 damla eklenir. Oluflan sar› çökelek sodyum varl›¤›n› gösterir.
b) Alev Denemesi
Platin tel alevde renk vermeyinceye kadar HCl ile temizlenir. 10 damla Na+ çözeltisine 1-2 damla deriflik HCl ilave edilir ve platin tel bu çözeltiye dald›r›ld›ktan
sonra aleve tutulur. Parlak sar› renk sodyumun varl›¤›n› gösterir.
NH4+ ‹yonunun Tan›nmas›
Bafllang›ç çözeltisinden bir tüpe 5 damla al›n›r, üzerine 5 damla su eklenir. Çözelti 3 damla 3 M
NaOH ile bazik duruma getirilir. Tüpün a¤z›na ›slat›lm›fl k›rm›z› turnusol ka¤›d› tutulur (Not 1).
Tüp s›cak su banyosunda ›s›t›l›r. Turnusoldaki k›rm›z›dan maviye dönüflme AMONYUM (I)
Sodyum ve Potasyumun Ayr›lmas›
IV. gruptan elde edilen çözelti kapsüle aktar›larak beyaz NH4Cl dumanlar› bitene kadar buharlaflt›r›l›r. Bunun üzerine 2 damla deriflik HCl ve 10 damla su eklenerek iki k›sma ayr›l›r. Birinci k›s›mda Na+, ikinci k›s›mda ise K+ aran›r.
43
44
Na+ Aranmas›
(a) 5 damla çözelti saat cam›na al›n›r. Üzerine 1-2 damla HCl eklenir. Alev denemesinde parlak
sar› renk SODYUM (I) ‹YONU varl›¤›n› gösterir (Not 2).
(b) 2 damla çözelti bir saat cam›na damlat›l›r. Üzerine çinko uranil asetat çözeltisinden 2-3 damla eklenir. Oluflan sar› çökelek sodyum varl›¤›n› gösterir.
K+ Aranmas›
(a) II. k›s›m çözeltiden 5 damla saat cam›na al›n›r. Üzerine 1 damla sodyum kobalt (III) hekzanitrit ilave edilir. Aç›k sar› çökelek POTASYUM (I) ‹YONU varl›¤›n› gösterir.
(b) Çözeltiden saat cam›na al›nan 5 damla üzerine 1-2 damla deriflik HCl eklenir. Aç›k eflatun
renk K+ varl›¤›n› gösterir (Not 3).
V. Grup Katyonlar›n Analizleriyle ‹lgili Notlar
Not 1. E¤er çözelti s›çramalar yapacak kadar ›s›t›lm›fl ise turnusol ka¤›d›n›n üzerinde mavi noktac›klar fleklinde görülür.
Not 2. Sodyum iyonu birçok reaktifte eser miktarda bulunabilece¤i gibi cam fliflelerde uzun zaman bekletilen çözeltiler sodyum iyonu içerebilir. Alev
testlerinde yap›lan ön denemeler oldukça önemlidir.
Not 3. Potasyum bileflikleri, sodyum bilefliklerinden daha uçucudur. Bu yüzden
potasyum iyonlar›n›n alev spektrumu sodyumdan elde edilene göre daha
k›sa sürer.
SIRA S‹ZDE
6
Alev denemesi
ve V. grup katyonlar›na uygulanabilirken neden di¤er grup katyonlaSIRAIV.
S‹ZDE
r›na uygulanmaz?
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
45
Özet
N
AM A Ç
1
N
AM A Ç
2
N
A M A Ç
3
Katyonlar›n oluflumlar› ve özelliklerini tan›mlayabilmek ve grup reaktifleri ile oluflturduklar› çökeleklerin çözünürlük farklar›na göre anyonlar›
s›n›fland›rmak,
Yap›s›ndan elektron uzaklaflmas›yla meydana gelen + yüklü iyona katyon denir. + yükün yan›na
yaz›lan say›sal de¤er, yap›da kaç tane elektron
eksikli¤i oldu¤unu gösterir. Anorganik tuzlar›n
büyük bir k›sm› su içerisinde iyonlar›na (katyon
ve anyon) ayr›flarak çözünürler. Ay›rma ve tan›mlama aflamas›nda kimyasal olarak benzer davran›flta bulunan katyonlar ayn› grup içerisinde
yer al›r. Bir katyonun çökebilmesi için uygun bir
karfl› anyon içeren reaktif ile tepkimeye girmesi
gerekir. Bu reaktife grup reaktifi denir. Katyonlar, klorür, sülfür, hidroksit, karbonat ve fosfat
gibi 4 farkl› reaktifle oluflturduklar› tuzlar›n çözünürlük de¤erlerinin farkl› olmas› esas›na göre
grupland›r›l›r. Yukar›daki reaktifler ile çöktürülemeyen baz› katyonlar farkl› bir grupta yer al›r.
Sodyum, potasyum ve amonyum katyonlar›n› içeren bu gruba genel olarak “çözünen grup” ad›
verilir. Bunlar›n belirli bir grup reaktifi olmay›p
kendilerine özgü tepkimeler ile analizleri gerçeklefltirilir.
I. grup katyonlar›n sistematik analizlerini yapmak,
Sistematik katyon analizinin birinci grubunu, sulu çözeltilerinde Ag+, Hg22+, Pb2+ katyonlar› halinde bulunan gümüfl (I), civa (I) ve kurflun (II)
oluflturur. Bu katyonlar periyodik tablonun farkl› grup ve periyotlar›nda bulunmakla birlikte bunlar›n ortak kimyasal özelli¤i, klorür iyonu ile suda çözünmeyen çökelek oluflturmalar›d›r. Böylece I. grup katyonlar seyreltik asidik ortamda klorürleri halinde çöktürülerek di¤er katyon gruplar›ndan ayr›l›rlar.
II. grup katyonlar›n sistematik analizlerini
yapmak,
II. grup katyonlar Cu2+, Hg2+, Cd2+, Pb2+, Bi3+,
As3+, Sb3+ ve Sn2+ iyonlar›ndan oluflmaktad›r. Bu
grup katyonlar›n ortak kimyasal özelli¤i, asidik
ortamda (0,3 M HCl) sülfür (S2-) iyonu ile suda
çözünmeyen renkli çökelek vermeleridir.
N
AM A Ç
4
N
AM A Ç
5
N
AM A Ç
6
III. grup katyonlar›n sistematik analizlerini
yapmak,
III. grup katyonlar› Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn2+, Zn2+,
Ni2+ ve Co2+ oluflturur. Bu katyonlar, amonyakamonyum klorür tampon çözeltisinde (bazik ortam) sülfür iyonu ile çökelek verirler. Bu iyonlardan Al3+, Fe3+ ve Cr3+ hidroksitleri, Mn2+, Zn2+,
Ni2+ ve Co2+ ise sülfürleri halinde çökerler.
IV. grup katyonlar›n sistematik analizlerini
yapmak,
IV. grup katyonlar› periyodik tablonun II A grubunda bulunan Ba2+, Mg2+, Sr2+ ve Ca2+ gibi toprak alkali metal iyonlar›ndan oluflmaktad›r. Bu
dört katyonun grup çöktürücü reaktifi olarak fosfat ve karbonat kar›fl›m› kullan›lmaktad›r.
V. katyonlar›n sistematik analizlerini yapmak,
NH4+, Na+ ve K+ gibi di¤er grup reaktifleriyle
çöktürülemeyen iyonlar V. grup katyonlar› olufltururlar. Genel olarak bu katyonlar›n tuzlar› suda
oldukça iyi çözündü¤ü için “çözünen grup” olarak da bilinir. Bunlar›n belirli bir grup reaktifi olmay›p kendilerine özgü tepkimeler ile analizleri
gerçeklefltirilir.
46
1. Afla¤›dakilerden hangisi I. grup katyonlar›n grup
reaktifidir?
a. (NH4)2HPO4
b. NH3
c. NaOH
d. Seyreltik HCl
e. Asidik ortamda Tiyoasetamit
2. Afla¤›dakilerden hangisi II. grup katyonlar›ndan
biri de¤ildir?
a. Cu2+
b. Bi3+
c. Sb3+
d. Hg2+
e. Hg22+
3. II. ve III. grup katyonlar›n birbirlerinden ayr›lmas›
ile ilgili afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r?
a. II. grup katyonlar asidik ortamda sülfürleri fleklinde çöker.
b. III. grup katyonlar bazik ortamda sülfürleri fleklinde çöker.
c. III. grup katyonlar›n çöktürülmesinde NH3/NH4Cl
tamponu kullan›l›r.
d. II. grup katyon sülfürlerinin çözünürlü¤ü, III.
grup katyon sülfürlerinden daha fazlad›r.
e. II. grup katyonlar›n çöktürülmesinde HAc/Actamponu kullan›l›r.
4. Afla¤›dakilerden hangisi III B grubu katyonlar›ndan
biridir?
a. Al3+
b. Zn2+
c. Co2+
d. Hg2+
e. Ba2+
5. I-V grup katyonlar›n sistematik analizi ile ilgili afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r?
a. IV. grup katyonlar periyodik tablonun IIA grubunda yer alan toprak alkali metal iyonlar›ndan
oluflmaktad›r.
b. I. grup katyonlar› klorürleri fleklinde çöker.
c. II. ve III. grup katyonlar› farkl› pH de¤erlerinde
sülfürleri fleklinde çöker.
d. Benzer kimyasal özellik gösteren katyonlar ayn›
grupta yer al›r.
e. I grupta yer alan Pb2+’n›n tam çöktürülebilmesi
için ortam s›cakl›¤› art›r›lmal›d›r.
6. I. grup katyonlar› çöktürülürken HCl’nin afl›r›s›ndan
sak›n›lmas›n›n nedeni afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Ortam pH’›n›n çok yükselmesi
b. Oluflan klorür bilefliklerinin tekrar çözünebilmesi
c. II. grup katyonlar›n çökebilmesi
d. Pb2+’n›n alev testinde gözlenmesini önlemesi
e. Na+’n›n I. grup katyonlar› ile birlikte çökmesine
neden olmas›
7. Afla¤›da Kçç de¤erleri verilen sülfür bilefliklerinden
hangisi önce çöker? (deriflimlerin eflit oldu¤unu varsayarak)
a. MnS (Kçç = 5,1x10-15)
b. FeS (Kçç = 6,0x10-18)
c. NiS (Kçç = 3,0x10-21)
d. CoS (Kçç = 5,0x10-22)
e. ZnS (Kçç = 1,2x10-23)
8. Afla¤›daki iyonlardan hangisi katyon analizinde bafllang›ç çözeltisinde aran›r?
a. Na+
b. K+
c. NH4+
d. Ni2+
e. Al3+
9. Alev testi afla¤›daki iyonlardan hangisine uygulan›r?
a. Hg22+
b. Pb2+
c. Ag+
d. Sr2+
e. Fe3+
10. Afla¤›dakilerden hangisi IV. grup katyonlar›n grup
reaktiflerindendir?
a. (NH4)2HPO4
b. Grup reaktifi yoktur
c. KOH
d. HCl
e. Tiyoasetamit
“
47
Ateflli Silah Kal›nt›lar›n›n Tespiti ve Laboratuvar
Yöntemlerindeki Baz› Geliflmeler:
E.P. Martin ve F. Sturzinger 1974 y›l›nda elde bulunma
ihtimali olan at›fl art›klar›n›n alkol veya suland›r›lm›fl
nitrik asitle ›slat›lm›fl hidrofil tipte bir pamuk parças› ile
al›p kurflun, bak›r, baryum, antimon gibi elementleri
emisyon spektroskopisi ile tespit etmeye çal›flarak, flüpheli kiflilerin ellerinde adam öldürme delillerini bulmak
için bir yöntem ileri sürmüfllerdir.
K.K.S. Pillay 1974 y›l›nda film tabakas› haline getirilmifl
saf selülozu barut veya ateflli silah art›klar› bulunmas›
muhtemel yüzeylere tatbik ederek bu numunelerde nötron aktivasyon analizi ile baryum, antimon ve bak›r›n
eser miktarlar›n› aram›fllard›r.
Ateflli silah patlama ürünlerini aramak için kullan›lan
bir di¤er yöntem de alevsiz atomik absorbsiyon spektrofotometri yöntemidir.
Giysilerde metallerin tayini için kurflun elementinin tespitine yarayan sodyum rodizonat testi uygulanm›flt›r.
S.S. Krishnan, eldeki ateflli silah art›klar›ndan kurflunu,
atomik absorbsiyon spektrofotometresi ile, baryum ve
antimonu ise nötron aktivasyon analizi ile nicel olarak
tayin edecek flekilde iki yöntemi bir arada kullanm›flt›r.
Bu yöntemle atefl eden bir el, atefl etmeyen bir elden
ayr›lm›flt›r.
V.R. Matricardi ve J.W. Kilty ateflli silah art›klar› patlama
ürünlerini tayin etmede, kapsül bilefliminde bulunan
baryum, antimon, kurflun gibi elementlerin miktarlar›n›
tespit etmenin bir sorun oldu¤una de¤inerek, bu elementlerin her birinin ayr› ayr› elde edilebilece¤i bir test
tan›mlam›fllard›r. Bu test “taramal› elektron mikroskopu
(SEM)” ve onunla birlikte X ›fl›n› analizinden ibarettir.
1. d
”
Kaynak: http://www.forumti.com/genel/46756-ateslisilahlar-ve-balistigin-tarihcesi.html
Eriflim tarihi: 21.04.2009
2. e
3. e
4. c
5. e
6. b
7. e
8. c
9. d
10. a
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “I. grup katyon analizleri”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “II. grup katyon analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “II. ve III. grup katyon analizleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “III. grup katyon analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “III. grup katyon analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “V. grup katyon analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “IV. grup katyon analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “IV. grup katyon analizleri”
48
S›ra Sizde 1
I.grup katyonlar için seyreltik HCl çözeltisi, II.grup katyonlar için asidik S2- çözeltisi, III.grup katyonlar için bazik S2- çözeltisi, IV.grup katyonlar için bazik (NH4)2CO3
veya (NH4)2HPO4 çözeltisi kullan›l›r. V.grup katyonlar
için belirli bir çöktürücü reaktif bulunmamaktad›r.
S›ra Sizde 5
S›ra Sizde 2
S›ra Sizde 3
PbCl2’nin çözünürlü¤ünün PbS’ye göre daha büyük olmas›ndan dolay› kurflun iyonu I. grupta tam olarak çöktürülemez ve II. grupta da ortaya ç›kar.
S›ra Sizde 4
Bazik ortamda Na2O2 eklenmesi ile III A grubu katyonlar› çözünürken, III B grubu katyonlar› hidroksitleri fleklinde çökerler.
S›ra Sizde 6
Di¤er grup katyonlar›n bileflikleri yeterince uçucu ve
karakteristik bir alev rengine sahip olmad›¤›ndan alev
testi ile tan›namazlar.
Bekaro¤lu, Ö. (1988). Kalitatif Analizde Deneysel ‹fllemler, ‹stanbul, ‹TÜ Vakf› Matbaa Teknisyenleri
Bas›mevi.
Gündüz, T. (1996). Kalitatif Analiz Ders Kitab›,
Ankara, Bilge Yay›nlar›.
3
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
N
Anyonlar›n oluflumlar› ve özelliklerini tan›mlayabilecek ve grup reaktifleri ile
oluflturduklar› çökeleklerin çözünürlük farklar›na göre anyonlar› s›n›fland›rabilecek,
I. grup anyonlar›n sistematik olarak analizini yapabilecek,
II. grup anyonlar›n sistematik olarak analizini yapabilecek,
III. grup anyonlar›n sistematik olarak analizini yapabilecek,
IV. grup anyonlar›n sistematik olarak analizini yapabilecek,
V. grup anyonlar›n sistematik olarak analizini yapabilecek
bilgi ve beceriye sahip olabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Anyon
• Sistematik Analiz
• Grup Reaktifi
• Ön Deneme
Analitik Kimya
Laboratuvar›
Anyonlar›n
Sistematik Analizi
•
•
•
•
•
•
G‹R‹fi
I. GRUP ANYONLAR
II. GRUP ANYONLAR
III. GRUP ANYONLAR
IV. GRUP ANYONLAR
V. GRUP ANYONLAR
Anyonlar›n Sistematik
Analizi
G‹R‹fi
Anyonlar da katyonlar gibi uygun grup reaktifleri kullan›larak gruplara ayr›labilen,
asit veya tuzlar›n iyonlaflmas› sonucu oluflan eksi (-) yüklü iyonlard›r. Anyonlar›n
s›n›fland›r›lmas› kalsiyum, baryum, kadmiyum ve gümüfl iyonlar›n›n anyonlarla
meydana getirdi¤i tuzlar›n çözünürlüklerinin farkl› olmas› prensibine dayan›r. Bu
yöntemle anyonlar›n tamam›na yak›n› tan›nabilir.
Anyonlar›n bir k›sm› farkl› grup reaktifleri ile çözünmeyen tuzlar verebildi¤inden, bunlar›n gruplara ayr›lmas› zorlaflmaktad›r. Örne¤in; sülfat (SO42-) iyonu I. ve
II. gruplarda CaSO4 ve BaSO4 olarak, borat (BO2-) iyonu ise I. ve II. gruplarda
Ca(BO2)2 ve Cd(BO2)2 olarak çökebilir. Analizler s›ras›nda tavsiye edilen deriflimler dikkate al›nd›¤›nda hemen hemen tüm anyonlar kolayl›kla ayr›l›p belirlenebilecektir. Çizelge 3.1’de sistematik anyon analizine yönelik genel bir bilgi verilmifltir.
Anyonlar›n gruplara ayr›lmas› hafif bazik çözelti ortam›nda mümkün oldu¤undan, analiz edilecek olan çözeltinin pH’› deney öncesinde mutlaka kontrol edilmelidir. Ayr›ca sodyum (Na+), potasyum (K+) ve amonyum (NH4+) d›fl›ndaki a¤›r metal katyonlar› çözelti ortam›nda bulunuyorsa, anyon analizlerinde sorunlara neden
olur. Bu istenmeyen katyonlar, ortama afl›r› miktarda sodyum karbonat çözeltisi
eklenmesiyle uzaklaflt›r›labilirler. Soda ekstrakt› olarakta bilinen bu ifllemle, hem
yukar›da bahsedilen a¤›r metal katyonlar›, çözünmeyen karbonatlar, bazik karbonatlar veya hidroksitler halinde çöktürülerek ayr›l›rlar hemde istenmeyen redoks
tepkimelerini önleyecek bazik ortam sa¤lanm›fl olur.
Soda ekstrakt›: Ortama afl›r›
miktarda sodyum karbonat
çözeltisi eklenmesiyle
sodyum, potasyum ve
amonyum d›fl›ndaki a¤›r
metal katyonlar›n› çözelti
ortam›ndan uzaklaflt›rmak
amac›yla yap›lan ifllemdir.
52
Çizelge 3.1
I-V Grup Anyon
Analiz fiemas›
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
S O R U
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
TKE L‹ ETV ‹ AZ YPO N
1
Grup No Grup Reaktifi
Anyonlar
Çökele¤in Formülü
Ay›rdedici
Özellikler
I
Ca(CH3COO)2
CO32-, SO32PO43-, C2O42-,
F-, AsO2-,
AsO43-
CaCO3, CaSO3
Ca3(PO4)2, CaF2
Ca(AsO2)2, Ca3(AsO4)2
(Hepsi beyaz)
Nötral ya da hafif
bazik ortamda
kalsiyum tuzlar›
fleklinde çökerler.
II
Ba(CH3COO)2
SO42-, CrO42-
BaSO4 (Beyaz), BaCrO4
(Sar›)
Hafif bazik
ortamda baryum
tuzlar› fleklinde
çökerler.
III
Cd(CH3COO)2
S2-, Fe(CN)64Fe(CN)63-
CdS (Sar›)
Nötral ya da hafif
Cd2[Fe(CN)6] (Krem)
bazik ortamda
Cd3[Fe(CN)6]2 (Kavuniçi) kadmiyum tuzlar›
IV
AgCH3COO
S2O32-, SCN-,
I-, Br-, Cl-
Ag2S2O3 (Beyaz)
AgSCN (Beyaz)
AgI (Sar›)
AgBr (Krem sar›-k›rm›z›)
AgCl (Beyaz)
Asidik çözeltide
gümüfl tuzlar›
V
————-
ClO3-, BO2-,
NO2-, NO3-
—————
‹lk dört grupta
çökmeyen
anyonlar.
Anyon analizlerini
gerçeklefltirmek üzere size verilen örnek çözeltinin içerisinde Pb2+ olSIRA S‹ZDE
mas› durumunda yapman›z gereken ön ifllemler nelerdir?
ÜANYONLAR
fi Ü NS‹ZDE
EL‹M
I. GRUPDSIRA
CO32-, SO32-, PO43-, C2O42-, F-, AsO2- ve AsO43- gibi nötral ya da hafif bazik orS O R U tuzlar› çözünmeyen anyonlar, I. grup anyonlar olarak s›n›flantamlarda kalsiyum
d›r›l›rlar. Bu anyonlar›n grup çöktürücüsü olarak kalsiyum asetat (Ca(CH3COO)2
veya CaAc2)Dçözeltisi
‹ K K A T kullan›l›r. Kalsiyum asetat›n tercih edilmesinin nedeni asetat
O R U
anyonunun Sdaha
sonraki ay›rma ifllemlerine bozucu etkisinin olmamas›d›r.
N N
N N
SIRA S‹ZDE
‹ K K A T baz› olan asetat anyonu CH3COO- k›saca Ac- ile gösterilebilir. Bu duAsetik Asitin Dkonjuge
rumda asetik asiti de HAc fleklinde yazmak tepkimelerde kolayl›k sa¤layacakt›r.
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
Analize bafllarken numunede Na+, K+ ve NH4+ d›fl›nda bulunabilecek katyonlar› uzaklaflt›rmak için sodyum karbonatla muamele ifllemi yap›lmal›d›r. Aksi takK ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
dirde di¤er katyonlar nötral ve bazik ortamda hidrolize u¤rayarak çökerler ve analizi bozarlar. Bu ifllem sonucu ortamda bol miktarda karbonat iyonu bulundu¤undan, analizTKEnumunesinde
I. grup anyonu bulunmasa bile CaCO3 fleklinde bir çöL‹E VT ‹ ZAY OP N
kelek oluflacakt›r. Bu nedenle CO32- iyonu, soda ekstrakt› ifllemi öncesinde bafllang›çta verilen numunede analiz edilmelidir.
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
‹NTERNET
3. Ünite - Anyonlar›n Sistematik Analizi
Bileflik
Çözünürlük, g/100 mL
Kçç
CaCO3
10-3
5x10-9
CaSO4
10-3
10-8
Ca(AsO2)2
-
-
Ca3(AsO4)2
10-2
10-20
Ca3(PO4)2
10-3
10-29
CaC2O4
10-3
10-9
CaF2
10-3
10-11
I. Grup Anyonlar›n Ön Denemeleri
Karbonat ‹yonu (CO32-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde karbonat iyonu kayna¤› olarak 0,5 M sodyum
karbonat (Na2CO3) çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) Ca(Ac)2
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla CO32- çözeltisine 1-2 damla 2M
Ca(CH3COO)2 eklenir. Oluflan beyaz CaCO3 çökele¤i üzerine damla damla 3 M
asetik asit ilave edilir. Asetik asitin CaCO3’› çözdü¤ünü göreceksiniz.
CO32− (aq ) + Ca 2+ (aq )  
→ CaCO 3( k )
CaCO3 ( k ) + 2 HAc(aq )  
→ Ca 2+ (aq ) + 2Ac− (aq ) + CO 2 ( g ) + H 2O(s)
b) HCl
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 2-3 damla CO32- çözeltisine 1-2 damla 3 M HCl
eklenir ve tüpün a¤z›na ucunda 1 damla 0,1 M Ca(OH)2 çözeltisi bulunan bir baget yaklaflt›r›l›r. HCl ilavesi ile ç›kan CO2 gaz› bagetin ucundaki kalsiyum ile beyaz
renkli kalsiyum karbonat› oluflturur.
CO32− (aq ) + 2HCl(aq )  
→ 2Cl− (aq ) + H 2O(s) + CO2 ( g )
Ca (OH )2 (aq ) + CO 2 ( g )  
→ CaCO3 ( k) + H 2O(s)
Sülfit ‹yonu (SO32-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde sülfit iyonu kayna¤› olarak yeni haz›rlanm›fl
olan 0,5 M sodyum sülfit çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) Ca(Ac)2
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla SO32- çözeltisine 1-2 damla 2 M
Ca(CH3COO)2 eklenir. Oluflan beyaz CaSO3 çökele¤i üzerine damla damla 3 M
CH3COOH ilave edilir. Asetik asitin CaSO3’i çözdü¤ünü göreceksiniz.
SO32− (aq ) + Ca 2+ (aq )  
→ CaSO3 ( k)
CaSO3 ( k ) + 3HAc(aq )  
→ Ca 2+ (aq ) + 3Ac− ( aq ) + SO32− (aq ) + 3H+ ( aq )
53
Çizelge 3.2
I. Grup Anyon
Tuzlar›n›n Oda
S›cakl›¤›nda
Çözünürlük ve
Sabiti De¤erleri
54
b) BaCl2
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla SO 32- çözeltisine 1-2 damla 0.1 M
BaCl2 çözeltisi eklenir. Oluflan beyaz BaSO3 çökele¤i üzerine damla damla 3 M
HCl ilave edilerek BaSO3’›n çözündü¤ünü göreceksiniz.
SO32− (aq ) + Ba 2+ (aq )  
→ BaSO 3( k )
BaSO3 ( k) + 2 H + (aq )  
→ Ba 2+ (aq ) SO 2 ( g ) H 2O(s)

+
+
Fosfat ‹yonu (PO42-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde fosfat iyonu kayna¤› olarak, 0,03 M disodyum
monohidrojen fosfat (Na2HPO4) çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) Ca(CH3COO)2
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla PO43- çözeltisine 1-2 damla 2 M
Ca(CH3COO)2 eklenir. Oluflan beyaz Ca3(PO4)2 çökele¤i üzerine damla damla 3 M
CH3COOH ilave edilir. Asetik asitin, Ca3(PO4)2’› çözdü¤ünü göreceksiniz.
2 PO34− (aq ) + 3Ca 2+ (aq )  
→ Ca 3 ( PO 4 ) 2 ( k )
−
Ca 3 ( PO4 )2 ( k) + 4 HAc(aq )
3Ca 2+ (aq ) 2 H 2 PO−
4 (aq ) 4Ac (aq )
+

→
+
+
b) Amonyum molibdat
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla PO43- çözeltisi üzerine 2-3 damla deriflik HNO3 ekledikten sonra, 4-5 damla amonyum molibdat çözeltisi ilave edilir ve
bagetle kar›flt›r›l›r. Gerekirse biraz ›s›t›l›r. Oluflan sar› kristaller fleklindeki çökelek
amonyum fosfomolibdat’a aittir.
2−
HPO24− (aq ) + 4 NH +
→
4 (aq ) + 12 MoO4 (aq ) + 17 HNO3 (aq )  
( NH 4 )3 ( POMo12 O36 ) + 17 NO−
3 ( aq ) + NH 4 NO3 ( aq ) + 9 H 2O
Okzalat ‹yonu (C2O42-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde okzalat iyonu kayna¤› olarak, 0,1 M sodyum
okzalat veya amonyum okzalat çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) Ca(Ac)2
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla C2O42- çözeltisi üzerine 1-2 damla 2 M
Ca(CH3COO)2 eklenir. Oluflan CaC2O4 çökele¤i üzerine damla damla 3 M CH3COOH
ilave edilir. CaC2O4’›n asetik asit ilavesi ile çözünmedi¤ini göreceksiniz.
C2O24− (aq ) + Ca 2+ (aq )  
→ CaC2O4 ( k )
b) KMnO4
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla C2O42- çözeltisine 4-5 damla 1,5 M
H2SO4 eklenir ve ›s›t›l›r. Çözelti s›cakken üzerine 1-2 damla 0,1 M KMnO4 çözeltisi eklenir. 60-70°C de gerçekleflen bu tepkime sonucu çözeltinin renksizleflti¤ini
göreceksiniz.
2−
+
2MnO−
→ 2 Mn 2+ (aq ) + 10CO2 ( g ) + 8H 2 O(s)
4 (aq ) + 5C2 O4 (aq ) + 16 H (aq )  
Arsenit ‹yonu (AsO2-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde 0,1 M sodyum metaarsenit (NaAsO2) çözeltisi
kullanabilirsiniz.
a) Ca(Ac)2
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla AsO2- çözeltisine 1-2 damla 2 M
Ca(CH3COO)2 eklenir. Oluflan Ca(AsO2)2 üzerine damla damla 3 M CH3COOH ilave edilir. Çökelek asetik asit ilavesi ile çözünecektir.
2+
2AsO−

→ Ca ( AsO2 )2 ( k)
2 (aq ) + Ca
Ca ( AsO2 )2 ( k ) + 2 HAc(aq )  
→ Ca 2+ 2 AsO33− (aq ) + 6 H+ (aq ) + 2 Ac− (aq )
b) S2Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla AsO2- çözeltisine 3-4 damla deriflik
HCl ve 3-4 damla 0,1 M sülfür çözeltisi eklenir. S›cak su banyosunda 5 dakika ›s›t›l›r. Sar› renkli bir çökelek oluflur. Çökelek santrifüjlenerek ayr›l›r. Bir kez saf su
ile y›kand›ktan sonra tekrar santrifüjlenir. Çökelek üç k›sma ayr›larak her bir k›sm› ayr› ayr›, 6 M HCl, deriflik HNO3 ve 6 M KOH ile muamele edilir. Çökele¤in
HNO3 ve KOH’de çözündü¤ü gözlenir. Daha sonra çözeltilerin her biri 3 M HCl
ile asitlendirilir.
2−
+
2AsO−
→ As2S3 ( k ) + 4 H 2 O(s)
2 (aq ) + 8H (aq ) + 3S (aq )  
→
3As2S3 ( k ) + 28HNO3 (aq ) + 4 H 2O(s)  
6 H 3AsO 4 (aq ) + 9 H 2SO4 ( ) + 28 ( )
NO g
−
− aq
3O
3−
( ) 
→
2 3( ) + 6
3 ( ) + sS3 (aq ) + 3H 2 O(s)
As S k
OH aq
AsO aq
A
AsO33− (aq ) + AsS33− (aq ) + 6 HCl(aq )  
→ As2S3 ( k ) + 6Cl− (aq ) + 3H 2 O(s)
Arsenat ‹yonu (AsO43-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde 0,1 M disodyum arsenat (Na2HAsO4) çözeltisi
kullanabilirsiniz.
a) Ca(Ac)2
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla AsO43- çözeltisine 1-2 damla 2 M
Ca(CH3COO)2 eklenir. Oluflan Ca3(AsO4)2 üzerine damla damla 3 M CH3COOH
ilave edilir.
b) KI
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla AsO43- çözeltisine 5-6 damla deriflik
HCl ve 1 damla 0,1 M KI çözeltisi eklendi¤inde kahverengi çözelti oluflur. Bu çözelti üzerine 1 mL karbontetraklorür (CCl4) veya kloroform (CHCl3) ilave edilerek
kar›flt›r›l›r.
AsO34− + 2 H + + 2 I−  
→ AsO33− + I 2 + H 2O
55
56
I. Grup Anyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas›
‹fllem 1. Karbonat ‹yonunun Belirlenmesi: Deney tüpüne 10 damla 3 M HCl ve 10 damla
su ilave edilir ve üzerine 0,1 g KClO3 eklenir (Not 1). Analiz edilecek çözeltiden 10 damla al›n›r
ve üzerine yukar›da haz›rlanan çözelti ilave edilir. Gaz ç›k›fl› KARBONAT iyonunun varl›¤›n›
gösterir.
‹fllem 2. A¤›r Metal ‹yonlar›n›n Ayr›lmas› (Soda ekstrakt›): Analiz edilecek çözeltiden 2
mL al›n›r, üzerine 2 mL su ilave edilir ve su banyosunda 2 dakika ›s›t›l›r. 2 mL 1,5 M Na2CO3
çözeltisi eklenerek kar›flt›r›l›r ve s›cak su banyosunda 10 dakika daha ›s›t›l›r, santrifüjlenir, çökelek
ve çözelti ayr›l›r. Çökelek a¤›r metal iyonlar›n›n karbonatlar›n› ve hidroksitlerini içerdi¤i için
at›l›r. Çözelti k›sm› ise anyonlar›n çözünebilir sodyum tuzlar›n› içerir ve ‹fllem 3’e göre analiz
edilir.
‹fllem 3. I. Grup Anyonlar›n Çöktürülmesi: ‹fllem 2’den elde edilen çözeltiye (Not 2)
damla damla çökme tamamlan›ncaya kadar 2M Ca(CH3COO)2 ilave edilir (Not 3) santrifüjlenir,
çökelek ve çözelti ayr›l›r.
Çökelek Karbonat, sülfit, arsenit, arsenat, Çözelti II-V Grup anyonlar› içerir, II-V grup
fosfat ve okzalat ve florür iyonlar›n›n kalsiyum anyonlar›n analizi için saklan›r.
tuzlar› olabilir. Çökelek üç defa dam›t›k su ile
y›kan›r, y›kama sular› at›l›r (Not 4). Çökelek
‹fllem 4’e göre analiz edilir.
‹fllem 4. I. Grup Anyonlar›n Alt Gruplara Ayr›lmas›: ‹fllem 3’den elde edilen çökelek
üzerine 15 damla 3 M CH3COOH (Not 5) ilave edilir, kar›flt›r›l›r ve santrifüjlenir.
Çözelti Sülfit, arsenit, arsenat ve fosfat iyonlar› Çökelek 3 M CH3COOH ile çözünmeyen
olabilir. I-A grubu anyonlar› ‹fllem 5’e göre CaC2O4 ve CaF2 olabilir. I-B grubu anyonlar›
analiz edilir.
‹fllem 6’ya göre analiz edilir.
‹fllem 5. I-A Grubu Anyonlar›n›n Belirlenmesi: ‹fllem 4’den elde edilen çözelti sülfit, fosfat,
arsenit ve arsenat iyonlar›n› içerebilir. Çözelti dört k›sma ayr›l›r (Not 6).
I. K›s›m 2 damla der.
HCl ve 5 damla 0,1 M
baryum asetat ilave
edilir, santrifüjlenir.
Çökelek
oluflursa
at›l›r. Berrak çözelti
üzerine 5 damla
%3’lük H2O2 ilave
edilir ve gerekirse
›s›t›l›r. Oluflan beyaz
çökelek
SÜLF‹T
iyonunun
varl›¤›n›
gösterir (Not 7).
II. K›s›m 5 damla der.
HNO3 ve 0,2 g kat›
tartarik asit ilave edilir
(Not 8) kar›flt›r›l›r ve
5 damla amonyum
molibdat çözeltisi ilave edilir, s›cak su banyosunda bir dakika ›s›t›l›r (Not 9). Sar› çökelek FOSFAT iyonunun varl›¤›n› gösterir (Not 10).
III. K›s›m 2 damla 3
M HCl ve 2 damla su
ilave edilir, s›cak su
banyosunda ›s›t›l›r ve
5 damla tiyoasetamid
ilave edilir, aniden
oluflan sar› çökelek
ARSEN‹T iyonunun
varl›¤›n› gösterir (Not
11).
IV. K›s›m 2 damla 3
M HCl eklenerek su
banyosunda 2 dakika
›s›t›l›r (Not 12) ve
üzerine bir spatül ucu
kat› KI ilave edilir. Çözeltinin kahve rengine
dönmesi ARSENAT
iyonunun varl›¤›n› gösterir.
‹fllem 6. I-B Anyonlar›n Belirlenmesi: ‹fllem 4’den elde edilen çökelek CaC2O4 ve CaF2 olabilir. Çökelek 2 defa su ile y›kan›r, y›kama sular› at›l›r (Not 13) ve çökelek iki k›s›ma ayr›l›r.
I. K›s›m 10 damla 1,5 M H2SO4 ilave edilir ve
kar›flt›r›larak s›cak su banyosunda 1 dakika bekletilir. 2 damla 0,01 M KMnO4 ilave edilir. Pembe rengin kaybolmas› OKZALAT iyonunun
varl›¤›n› gösterir (Not 14).
II. K›s›m Temiz bir saat cam› üzerine al›nan
çözelti su banyosu üzerinde kuruyana kadar
tutulur (Not 15). Kurutulan k›sm›n üzerine
bir damla deriflik H2SO4 damlat›larak su
banyosu üzerinde 3 saat daha bekletilir. Daha
sonra saat cam› y›kan›r ve camdaki oluflan
afl›nma FLORÜR iyonunun varl›¤›n› gösterir
(Not 16).
I. Grup Anyonlar›n Analizine Ait Notlar
Not 1: KClO3 ilavesiyle ortamda bulunabilecek sülfür, sülfit ve tiyosülfat iyonlar› asitli ortamda sülfat iyonuna ve serbest kükürde dönüflür. Aksi takdirde bu iyonlar asidik çözeltiden gaz ç›karaca¤›ndan karbonat denemesinde CO2 gaz› olarak düflünülüp yanl›fll›klara yol açabilir.
Not 2: E¤er analiz çözeltisi sodyum, potasyum ve amonyum tuzlar›n› içeriyorsa
‹fllem 2’deki sodyum karbonat ilavesi yap›lmaz. ‹fllem 3’den devam edilir.
Not 3: E¤er örnek çözeltisi ‹fllem 2’ye göre analiz edilirse ortamda bulunan afl›r›
karbonat iyonlar›ndan dolay› bu ad›mda beyaz jelatinimsi kalsiyum karbonat çöker. Jelatinimsi çökelek ›s›t›larak analize devam edilir.
Not 4: E¤er analiz çözeltisi sar› renkli ise CrO42- ve Fe(CN)63- iyonlar› çözeltide
olabilir. Çökelek renksiz olana kadar y›kan›r. E¤er CrO42- uzaklaflt›r›lmazsa AsO43- tayininde, AsO43- olmad›¤› halde CCl4 faz›nda pembe renk
gözlenir.
6I- + 2 CrO42- + 16 H+ → 2Cr3+ + 3 I2 + 8 H2O
E¤er analiz çözeltisi ‹fllem 2’ye göre analiz edilmiflse bu ad›mda 15 damladan daha fazla asetik asit ilave edilir. Asetik asit ilavesiyle çökele¤in bir
bölümü çözünmelidir.
Not 6: Bu grup hemen analiz edilmelidir. Aksi takdirde SO32- ve AsO2- iyonlar›
havan›n oksijeni ile SO42- ve AsO43- a yükseltgenebilirler.
Not 7: Hidrojen peroksit ilavesiyle sülfür iyonlar›, sülfat iyonlar›na yükseltgenir.
Asidik çözeltide sülfat iyonlar› BaSO4 fleklinde çöker.
Not 8: Kuvvetli asidik ortamda tartarik asit, arsenik ile kompleks yapar bu flekilde arsenat tutulmufl olur. Aksi halde arsenat, amonyum molibdat ile tepkimeye girerek fosfat analizini engeller. Arseni¤in bulunmad›¤› durumlarda tartarat ile muameleye gerek yoktur.
Not 9: Çözelti kaynat›lmaz, çünkü kaynat›l›nca tartarik asit ve arsenik aras›ndaki
kompleks, s›cakl›kla bozunabilir.
Not 10: Fosfat iyonu olmad›¤› zaman, s›kl›kla beyaz çökele¤e rastlan›r. Beyaz çökelek amonyum molibdat reaktifinin bozunmas›yla oluflur. Bu çökelek
at›l›r.
Not 11: E¤er hemen sar› çökelek oluflmazsa arsenit iyonu yoktur. Arsenat iyonu
ise 1 dakika veya daha fazla zamanda sar› pentasülfür halinde çöker.
Not 12: Çözelti içerisinde sülfit iyonu varsa, asidik ortamda ›s›t›larak uzaklaflt›r›lmal›d›r. Aksi takdirde arsenat aranmas› s›ras›nda oluflan iyot ile reaksiyona girer.
Not 13: Y›kama ile ortamda bulunan indirgeyici iyonlar (sülfit, arsenit) uzaklaflt›r›l›r. Çünkü bu iyonlar okzalat›n bulunmas›n› zorlaflt›r›r.
Not 14: Asidik çözeltide kalsiyum okzalat tepkimesinden oluflabilecek okzalik
asit, MnO4- (pembe) iyonunu Mn2+ (renksiz) iyonuna indirger.
Not 15: Ortamda su bulunmas› florür analizini engeller. Çünkü florür iyonlar› SiF4
ile çözünmeyen silisik asit oluflturur.
Not 16: Deriflik H2SO4, CaF2 ile reaksiyona girerek HF oluflturur ve saat cam› ile
reaksiyonundan gaz halde SiF4 uzaklafl›r. Bu deneme sadece florür iyonu için geçerlidir.
Anyonlar›n sistematik analizlerini gerçeklefltirirken ifllemlerde kolayl›k olmas›
aç›s›ndan gruplara ait analizin aflamalar›n› k›saca gösteren ak›m flemalar› çizilir.
Örne¤in, I. grup anyonlara ait ak›m flemas› fiekil 3.1’deki gibi gösterilebilir.
Not 5:
57
58
fiekil 3.1
I. Grup anyonlar›n
sistematik analizini
gösteren ak›m
flemas›
SIRA S‹ZDE
2
II. GRUP ANYONLAR
Bu grup sadece kromat (CrO42-) ve sülfat (SO42-) iyonlar›n› içerir ve baryum asetatla (Ba(CH3COO)2 veya BaAc2) hafif bazik çözeltide BaCrO4 ve BaSO4 fleklinde
O R U
çökerler. BuS anyonlar›n
çözünürlük çarp›mlar› Çizelge 3.3’de verilmifltir:
S O R U
Çizelge
D ‹ K K 3.3
AT
II. Grup Anyon
Tuzlar›n›n Oda
S›cakl›¤›nda
SIRA S‹ZDE
Çözünürlük ve
Sabiti De¤erleri
AMAÇLARIMIZ
SIRA
S‹ZDE hangi temele göre ayr›l›r?
I A ve I B grup
anyonlar›
Bileflik
D‹KKAT
BaCrO4
N N
BaSO4
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
Çözünürlük, g/100 mL
Kçç
10-4
2,1x10-10
10-4
1,1x10-10
59
II. Grup Anyonlar›n Ön Denemeleri
Sülfat ‹yonu (SO42-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde sülfat iyonu kayna¤› olarak 0,1 M sodyum sülfat (Na2SO4) çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) Ba(Ac)2
Yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilen 1-2 damla SO42- çözeltisi üzerine 1-2 damla 3 M
HCl ve 1-2 damla 0,1 M Ba(CH3COO)2 çözeltisi ilave edilir. Beyaz renkli BaSO4 çökele¤i olufltu¤unu göreceksiniz.
SO42- + Ba2+ → BaSO4(k)
Kromat ‹yonu (CrO42-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde kromat iyon kayna¤› olarak 0,1 M K2CrO4 çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) Ba(Ac)2
Yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilen 1-2 damla CrO 42- çözeltisine 1-2 damla 0,1M
Ba(CH3COO)2 çözeltisi ilave edilir. Sar› renkli BaCrO4 çökele¤i olufltu¤unu göreceksiniz.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
CrO42- + Ba2+ → BaCrO4(k)
D Ü fi Ü N Eçözündü¤ünü
L‹M
BaCrO4 çökele¤i üzerine 5 damla 3 M HCl ekleyerek çökele¤in
görebilirsiniz.
BaCrO4 +2 HCl → H2CrO4 + BaCl2
S O R U
S O R U
E¤er I. grup süzüntüsü renksizse kromat denemesi yap›lmayabilir. Fakat
sar›
D ‹ K Ksüzüntünün
AT
renkte olmas› kesin olarak kromat iyonunun varl›¤›n› göstermez. Çünkü III. grup anyonlar›ndan ferrosiyanür ve ferrisiyanür iyonlar› da çözeltinin sar› renkli
olmas›na neden
SIRA S‹ZDE
olabilirler.
II. Grup Anyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas›
AMAÇLARIMIZ
N N
‹fllem 7. II. Grup Anyonlar›n Çöktürülmesi: ‹fllem 3’den elde edilen çözelti II-V Grup
‹ T A2 Pilave edilir ve
anyonlar›n› içerebilir. Çözeltiye çökme tamamlan›ncaya kadar 1M Ba(CHK3COO)
santrifüjlenir.
Çökelek: BaSO4 ve BaCrO4 olabilir (Not
1), ‹fllem 8’e göre analiz edilir.
Çözelti: III-V. grup anyonlar›n› içerir, ‹fllem 9
TELEV‹ZYON
için saklan›r.
‹fllem 8. II Grup Anyonlar›n Ayr›lmas› ve Belirlenmesi: Çökelek 10 damla su ile y›kan›r,
y›kama sular› at›l›r. Çökelek üzerine 5 damla 3 M HCl ilave edilir, kar›flt›r›l›r ve santrifüjlenir
‹NTERNET
(Not 2).
Çökelek: BaSO4 olabilir. E¤er çökelek sar›
renkte ise renksiz olana kadar y›kan›r. 10 damla 3 M HCl ilave edilir (Not 3). Beyaz çökelek
SÜLFAT iyonunun varl›¤›n› gösterir.
Çözelti: Kromat iyonu olabilir. Çözelti üzerine 10 damla 2,5 M NaCH3COO ilave edilir
(Not 4). Sar› çökelek KROMAT iyonunun
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
60
II. Grup Anyonlar›n Analizine Ait Notlar
Not 1: E¤er çökelek beyaz renkli ise kromat iyonu yoktur.
Not 2: E¤er ortamda afl›r› kromat iyonu varsa baryum sülfat›n beyaz rengini maskeleyebilir. Bu nedenle çökele¤in sar› rengi giderilinceye kadar çökelek
3M HCl ile y›kan›r.
Not 3: ‹fllem 7’den elde edilen beyaz çökelek BaSO4’›n varl›¤›n› gösterir. HCl ilavesi ile ‹fllem 3’ten ayr›lamayan I. grup anyonlar çözünür.
Not 4: Sodyum asetat, çözelti pH’›n› BaCrO4’›n çökebilece¤i de¤erde sabit tutar.
SIRA S‹ZDE
3
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
III. GRUP ANYONLAR
fi Ü N E L ‹ M
Sülfür (S2-),D Üferrosiyanür
(Fe(CN)64-) ve ferrisiyanür (Fe(CN)63-) III. grup anyonlar
olarak s›n›fland›r›l›r. Bu anyonlar›n kalsiyum ve baryum tuzlar› nötral veya hafif
bazik ortamda
ra¤men, kadmiyum tuzlar› az çözünür. Bu nedenle
S O çözünmesine
R U
grup reaktifi olarak kadmiyum asetat (Cd(CH3COO)2 veya CdAc2) kullan›l›r.
S2- ve Fe(CN)63- iyonlar› çözeltide bir arada bulunamaz. Çünkü, Fe(CN)63- iyoD‹KKAT
nu S2- iyonunu serbest kükürde (S) yükseltger bu s›rada kendiside Fe(CN)64- e indirgenir. Bu durumda çözeltide sülfür veya ferrisiyanür iyonunun birisi oldu¤unSIRA
S‹ZDE
da, di¤erinin
bulunmad›¤›
anlafl›lmal›d›r.
III. grup anyonlar›n kadmiyum iyonu ile oluflturduklar› çökeleklere ait yaklafl›k
çözünürlükAMAÇLARIMIZ
çarp›m sabitleri Çizelge 3.4’de verilmifltir.
N N
Çizelge 3.4
III. Grup Anyon
Tuzlar›n›n
K ‹ T A P
Sabiti De¤erleri
TELEV‹ZYON
II. grup anyonlar›n
sistematik analizine ait bir ak›m flemas› oluflturunuz.
SIRA S‹ZDE
Kçç
Bileflik
CdS
K ‹ T A P
10-27
Cd2Fe(CN)6
10-17
Cd3[Fe(CN)6]2
10-19
TELEV‹ZYON
III. Grup Anyonlar›n Ön Denemeleri
‹NTERNET
‹NTERNET
Sülfür ‹yonu (S2-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde sülfür iyon kayna¤› olarak 0,1 M Na2S çözeltisi
kullanabilirsiniz.
a) Kurflun asetat ka¤›d› deneyi
Bir deney tüpü içerisine 2 damla S2- çözeltisi al›narak üzerine 1-2 damla dam›t›k su ve 1-2 damla 3 M HCl ekleyip, tüpün a¤z›na 0,5 M Pb(CH3COOH)2 çözeltisi damlat›lm›fl süzgeç ka¤›d› tutulur. Ka¤›t üzerinde kahve renginden siyaha do¤ru
de¤iflen renkte kurflun sülfür oluflumunu gözleyebilirsiniz.
Pb(CH3COO)2 + H2S → PbS + 2 CH3COOH
Ferrosiyanür ‹yonu (Fe(CN)64-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde 0,1 M K4[Fe(CN)6] çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) Turnbull mavisi
Yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilmifl 2-3 damla K4[Fe(CN)6] çözeltisi asitlendirilerek
üzerine 2-3 damla FeSO4 çözeltisi ilave edilir. Oluflan beyaz renkli çökelek
K2Fe[Fe(CN)6] oluflumunu gösterir. Çökelek bekletilirse havadaki oksijen sebebiyle Fe2+, Fe3+’e yükseltgenir ve çökelek Turnbull Mavisi rengini al›r.
4 K2Fe[Fe(CN)6] + O2 + 4 H+ → 4 KFe[Fe(CN)6] + 4 K+ + 2 H2O
b) FeCl3
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla Fe(CN)64- çözeltisi üzerine 1-2 damla
0,1 M FeCl3 çözeltisi ilave edilerek Prusya mavisi oluflumunu gözleyebilirsiniz.
Oluflan çökelek alkali hidroksitler ilave edildi¤inde çözünür.
Fe(CN)64- + FeCl3 → Fe[Fe(CN)6]- + 3 Cl3 KOH + Fe[Fe(CN)6]- → Fe(OH)3 + K3[Fe(CN)6]-
Ferrisiyanür ‹yonu (Fe(CN)63-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde 0,1 M K3[Fe(CN)6] çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) FeSO4
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilmifl 1-2 damla Fe(CN)63- çözeltisi üzerine 1-2 damla
0,1 M FeSO4 çözeltisi ilave edilerek Prusya mavisi oluflumunu gözleyebilirsiniz.
FeSO4 + Fe(CN)63- → Fe[Fe(CN)6]- + SO42-
III. Grup Anyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas›
‹fllem 9 ‹fllem 7’den ayr›lan çözeltiye çökme tamamlan›ncaya kadar 1 M Cd(CH3COO)2 ilave
edilir (Not 1) ve santrifüjlenir.
Çökelek: CdS, Cd3Fe(CN)6 ve Cd3[Fe(CN)6]2
içerebilir (Not 2). ‹ki kez s›cak su ile y›kan›r ve
y›kama sular› at›larak (Not 3) çökelek dört k›sma ayr›l›r.
Çözelti: IV. ve V. grup anyonlar›n analizi için
saklan›r.
1. K›s›m:
Çökelek bir deney
tüpüne al›narak üzerine 3 damla 3 M HCl
ilave edilir. Deney tüpünün a¤z›na 0,5 M
Pb(CH3COO)2 damlat›lm›fl süzgeç ka¤›d›
yaklaflt›r›l›r. Süzgeç
ka¤›d›ndaki oluflan
kahve veya siyah renk
SÜLFÜR iyonunun
3. K›s›m:
Çökelek 1 damla 3 M
HCl ile çözülerek.
üzerine 3 damla su ve
bir parça demir (II) sülfat kristali ilave edilir.
Oluflan koyu mavi çökelek (Not 6) FERR‹S‹YANÜR’ün varl›¤›n› gösterir.
2. K›s›m:
Bu k›s›m çökelek üzerine 1 damla 3 M HCl
(Not 4) ve 1 damla 1
M FeCl3 ilave edilir.
Oluflan koyu mavi çökelek (Not 5) FERROS‹YANÜR’ün
4. K›s›m:
Çökele¤in bu k›sm› 3
M HCl ile çözülerek
üzerine 3 damla 0,1 M
Cu(NO3)2 ilave edilir.
Oluflan k›rm›z›-kahverengi çökelek FERROS‹YANÜR, yeflilsar› çökelek FERR‹S‹YANÜR ve ›s›t›ld›¤›nda siyahlaflan çökelek ise SÜLFÜR varl›¤›n› gösterir.
61
62
III. Grup Anyonlar›n›n Analizine Ait Notlar
Not 1: Bu hafif bazik çözeltide, bir miktar Cd(OH)2 çöker. Genellikle renkli olan
çökelek III. grubun varl›¤›n› göstermektedir.
Not 2: CdS parlak sar›, Cd2[Fe(CN)6] aç›k sar› (krem rengi) ve Cd3[Fe(CN)6]2 kavuniçi (turuncu) renklidir.
Not 3: Çökelek iyice y›kanarak, S2O32- (IV. Grup) ortamdan uzaklaflt›r›l›r ve ferrosiyanürün tan›nmas›ndaki mavi renk görülebilecektir.
Not 4: HCl ilavesi dikkatlice yap›lmal›d›r. Çökelek tamamen çözünüp, çözelti
hafif asidik olunca fazla asit ilave edilmemelidir. Aksi takdirde kuvvetli
asidik çözeltide, çözünürlü¤ü nedeniyle mavi çökelek gözlenemeyebilir.
Not 5: Fe4[Fe(CN)6]3 koyu mavi çökele¤in formülüdür ve Prusya mavisi olarak
adland›r›l›r. FeCl3 çözeltisi ilave edildikten sonra yeflil bir çözelti elde ediliyorsa, bu ferrisiyanür iyonu varl›¤›n› gösterir.
Not 6: Koyu mavi çökelek Turnbull mavisi olarak adland›r›lm›fl (Fe(II) [Fe(III)
(CN)6]-) ve Prusya mavisinden (Fe(III) [Fe(II) (CN)6]-) farkl› oldu¤u düflünülmüfltür. Fakat sonra bu iki kompleksin ayn› oldu¤u anlafl›lm›fl ve her
iki komplekste Prusya mavisi olarak adland›r›lm›flt›r.
SIRA S‹ZDE
4
III. grup anyonlar›
hangileridir? Hangi ortamda, hangi reaktif ile çöktürülürler? Oluflan
SIRA S‹ZDE
çökelekleri renkleriyle birlikte yaz›n›z.
D Ü fi ÜANYONLAR
NEL‹M
IV. GRUP
IV. grup, tiyosülfat (S2O32-), tiyosiyanat (SCN-), klorür (Cl-), bromür (Br-) ve iyodür (I-) iyonlar›ndan
oluflur. Bu anyonlar›n ortak özellikleri, hafif asidik ortamda
S O R U
gümüfl iyonuyla çözünmeyen çökelek oluflturmalar›d›r. Çizelgede 3.5’te IV. Grup
anyonlar›n›n gümüfl iyonu ile oluflturduklar› çökelekler, oda s›cakl›¤›ndaki çözüD‹KKAT
nürlükleri ve çözünürlük çarp›m› sabitleri verilmifltir.
S O R U
D‹KKAT
N N
SIRA S‹ZDE
Çizelge
3.5
IV. Grup Anyon
Tuzlar›n›n Oda
S›cakl›¤›nda
AMAÇLARIMIZ
Çözünürlük ve
Sabiti De¤erleri
K ‹ T A P
Bileflik SIRA S‹ZDE
Çözünürlük, g/100mL
Kçç
Ag2S2O3
10-5
6x10-14
10-3
1,82x10-10
10-4
1,1x10-12
10-4
5,0x10-13
10-7
8,3x10-17
AgCl
AMAÇLARIMIZ
AgSCN
AgBr
K ‹ T A P
AgI
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
TELEV‹ZYON
Gümüfl tiyosülfat (Ag2S2O3) asidik çözelti içerisinde karars›zd›r ve çok çabuk
renk de¤ifltirerek analizi güçlefltirir. Ag2S2O3 oda s›cakl›¤›nda beyaz, sar›, turuncu,
kahverengi ve siyah gibi bir dizi renk de¤iflimi göstererek Ag2S’e parçalan›r ve
‹ N T E R Ns›ras›nda
ET
grup çöktürmesi
belirlenir.
Ag2S2O3 + 2H2O
? Ag2S + H3O+ + HSO4-
Kçç(Ag2S)= 6,0x10-50
E¤er amonyak çözeltisi yerine amonyakl› gümüfl nitrat (Miller reaktifi) çözeltisi
kullan›l›rsa, ortak iyon etkisiyle AgBr ve AgSCN’ün çözünmeleri engellenirken,
AgCl ancak tayin edilebilecek kadar çözünür.
AgCl + 2NH3
? [Ag(NH3)2]+ + Cl-
(çözünür kompleks)
Böylece IV. grup anyonlar›ndan Cl-, çözeltiye al›nm›fl olur ve grubun di¤er üyelerinden ayr›l›r.
Cl- iyonunun ayr›lmas›ndan sonra kalan çökelek AgSCN içeriyorsa üzerine
HCl ve FeCl3 çözeltileri ilave edildi¤inde Fe(SCN)2+ kompleksinin karakteristik
rengini gözleyebilirsiniz. AgSCN, HCl’li ortamda Cl- iyonunun deriflimine ba¤l›
olarak çözünür.
AgSCN + Cl-
? AgCl + SCN-
Ortaya ç›kan SCN- iyonu Fe3+ iyonu ile k›rm›z› renkli kompleks oluflturur.
Fe3+ + SCN-
? Fe(SCN)2+
(kan k›rm›z›s›)
Çözünmeyen gümüfl tuzlar› fleklindeki I- ve Br- anyonlar› hafif asidik çözeltide
çinko tozu ilave edilerek tepkimeye girer. Bu indirgenme-yükseltgenme tepkimesinde gümüfl iyonu metalik gümüfle indirgenirken, Zn yükseltgenerek komplekslerde gümüflün yerini al›r. Böylece I- ve Br- çözünmeyen gümüfl tuzlar›ndan çözünür çinko tuzlar›na dönüflür.
? 2Ag + 2Br- + Zn2+
? 2Ag + 2I- + Zn2+
2AgBr + Zn
2AgI + Zn
Ortamda bulunan Ag2S ve AgSCN de çinko tozu ile reaksiyon verir.
?
Ag2S + Zn + 2H3O+
Zn2+ + 2Ag + H2S + 2H2O
2 AgSCN + 3Zn + 6H3O+
3 Zn2+ + 2 Ag + 6 H2O + 2HCN + 2H2S
?
Çözeltideki Br- ve I- iyonlar› elementlerine yükseltgenerek kloroform faz›nda
oluflturduklar› karekteristik renkleriyle belirlenirler. Ancak bu ifllemle Br- ve I- anyonlar› birbirine giriflim yapar. Bu bozucu etki, nitröz asit (HNO2) kullan›larak giderilir. Nitröz asit I- iyonunu yükseltgerken Br- iyonuna etki etmez. I- ve Br- iyonlar›n› içeren çözeltiye NaNO2 ilavesi ile nitröz asit çözelti içinde oluflturulur.
? HNO2 + H2O
2HNO2 + 2 H3O+ + 2I- ? 2NO + I2 + 4H2O
NO2- + H3O+
Serbest iyot, çözelti renginin kahverengi olmas›na neden olur. Kloroform ile
ekstrakte edilen I2 organik fazda eflatun renk oluflturur.
I- anyonunun I2 halinde uzaklaflt›r›lmas› iflleminden sonra Br- iyonu deriflik
HNO3 ile serbest broma yükseltgenir ve kloroform ile ekstraksiyonu sonucu organik fazda sar› veya turuncu renk oluflturur.
6Br- + 2NO3- + 8 H3O+
? 3 Br2 + 2NO + 12 H2O
IV. Grup Anyonlar›n Ön Denemeleri
Tiyosülfat ‹yonu (S2O32-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde tiyosülfat iyonu kayna¤› olarak, 0,1 M Na2S2O3
çözeltisi kullanabilirsiniz.
63
64
a) AgAc
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilen 1-2 damla S2O32- çözeltisi üzerine 2-3 damla 0,1
M AgCH3COO çözeltisi ilave edilir ve bekletilir. ‹lk olarak çözünür ditiyosülfato
gümüfl (I) kompleksi oluflur.
2 S2O32- + Ag+
? [Ag(S2O3)2]3-
Oluflan kompleks üzerine Ag+ ilave edildi¤inde beyaz renkli karars›z Ag2S2O3
çökele¤i oluflur.
[Ag(S2O3)2]3- + Ag+
? Ag2S2O3 + S2O32-
Oluflan bu çökelek bekletildi¤inde Ag2S’e dönüflür ve çökele¤in rengi siyahlafl›r. Çökelek su banyosunda ›s›t›ld›¤›nda Ag2S oluflumu h›zlan›r.
+
2Ag 2S2 O3 + H 2O ısı
ur
u Ag2S + 2H + SO4
b) FeCl3
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilen 1-2 damla S2O32- çözeltisi üzerine damla damla
0,1 M FeCl3 çözeltisi ilave edilir ve çözeltide ditiyosülfato demir (III) kompleksinin
oluflumundan dolay› koyu mor bir renk gözlenir.
2 S2O32- + Fe3+ → [Fe(S2O3)2]Bu koyu mor renk, FeCl3 çözeltisi damlatmaya devam edildi¤inde tetratiyonat
ve demir (II) iyonlar›n›n oluflumu nedeniyle h›zla kaybolur.
[Fe(S2O3)2]- + Fe3+ → 2 Fe2+ + S4O62Toplam tepkimeyi, Fe (III) iyonunun S2O32- anyonu taraf›ndan indirgenmesi
olarak yazabiliriz.
2 S2O32- + 2 Fe3+ → S4O62- + 2 Fe2+
Klorür ‹yonu (Cl-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde 0,1 M NaCl çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) AgAc
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilen 3-4 damla Cl- çözeltisi üzerine 3-4 damla 0,1 M
AgCH3COO çözeltisi ilave edilir. Beyaz renkli AgCl çökele¤inin olufltu¤unu gözleyebilirsiniz.
Cl- + Ag+ → AgCl(k)
Elde edilen çökelek üç k›sma ayr›larak 1. k›s›ma deriflik HCl, 2. k›s›ma 6M NH3
ve 3. k›s›ma 0,1 M S2O32- çözeltisi ilave edilir. AgCl çökele¤i, çözünür kompleksler oluflturarak çözünür.
AgCl + Cl- → AgCl2AgCl + 2 NH3 → [Ag(NH3)2]+ + ClAgCl + 2 S2O32- → [Ag(S2O3)2]3- + Cl-
65
b) Cl- tan›mlanmas›
IV. grup anyonlar›n›n analizi s›ras›nda oluflan gümüfl amonyak kompleksi asitli ortamda bozunur ve ortamda Cl- anyonu varsa, gümüfl klorür tuzu çöker.
Ag(NH3)2+ + 2 H3O+ + Cl-
? AgCl + 2 NH4+ + 2 H2O
Tiyosiyanat ‹yonu (SCN-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde 0,1 M KSCN çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) AgAc
Yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilen 1-2 damla 0,1 M AgCH3COO çözeltisine 1-2 damla SCN- çözeltisi ilave edilir ve beyaz renkli AgSCN çökele¤i oluflur.
SCN- + Ag+ → AgSCN(k)
Oluflan AgSCN çökele¤i 2’ye ayr›l›r. 1. k›sm›na 6 M HNO3, 2. k›sm›na 6 M NH3
ilave edilir. AgSCN nitrik asit içerisinde çözünmez fakat amonyakl› ortamda kompleks oluflturarak çözünür.
AgSCN + 2 NH3 → [Ag(NH3)2]+ + SCN-
SIRA S‹ZDE
b) FeCl3 Çözeltisi
Yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilen 1-2 damla SCN- çözeltisine 1 damla 3 M HCl ve 1
damla 0,1 M FeCl3 çözeltisi ilave edilir.
Fe3+ + SCN- → Fe(SCN)2+
koyu k›rm›z› çözelti
S O R U
SIRA S‹ZDE
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde 0,1 M KBr çözeltisi kullanabilirsiniz.
S O R U
D‹KKAT
Tiyosiyanat iyonu baz› eski kitaplarda rodanür olarak da adland›r›lm›flt›r.
Bromür ‹yonu (Br-)
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
N N
a) AgAc
AMAÇLARIMIZ
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilen 2-3 damla Br- çözeltisine 2-3 damla 0,1 M
AgCH3COO çözeltisi ilave edilir. Bu tepkime sonucu aç›k sar› renkli AgBr çökele¤ini gözleyebilirsiniz.
K ‹ T A P
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
Br- + Ag+ → AgBr(k)
TELEV‹ZYON
b) Klorlu su
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilen 2-3 damla Br- çözeltisi üzerine 2 damla 3 M HCl
ve damla damla klorlu su ilave edilir (Klorlu suyun afl›r›s› ilave edildi¤inde sar›
renkli monoklorobrom veya renksiz bromik asit oluflabilir bu‹ N nedenle
T E R N E T dikkatlice
eklenmelidir). Br2 oluflumundan dolay› sar›-kavuniçi bir çözelti rengi görülür. Bu
çözeltiye 8-10 damla kloroform ilave edilip çalkalanarak iki faz›n ayr›lmas› beklenir. Br2’un, çözücü faz›nda da¤›lmas› sonucu organik fazda k›rm›z›ms› kahverengi
bir renk gözlenir.
2 Br- + Cl2 → Br2 + 2Cl-
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
66
Not: Klorlu suyun fazlas› ile afla¤›daki tepkimeler gerçekleflebilir.
Br2 + Cl2 → 2BrCl
6 H2O + Br2 + 5Cl2 → 2 HBrO3 + 10HCl
‹yodür ‹yonu (I-)
Afla¤›daki ön denemelerde 0,1 M KI çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) AgCH3COO
Yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilen 1-2 damla I- çözeltisine 1 damla 0,1 M AgCH3COO
ilave edilir. Sar› renkli AgI çökele¤ini gözlemleyebilirsiniz.
I- + Ag+ → AgI(k)
Oluflan AgI çökele¤i 2 k›s›ma ayr›larak birinci k›sm›na deriflik NH3, ikinci k›sm›na ise seyreltik HNO3 ilave edilir. AgI’ün deriflik NH3 çözeltisinde çok az çözündü¤ünü, seyreltik HNO3’te ise hiç çözünmedi¤ini gözlemleyebilirsiniz.
b) Klorlu su
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilen 2-3 damla I- çözeltisine 2-3 damla CCl4 (veya kloroform) ve birkaç damla klorlu su ilave edilerek çalkalan›r (klorlu suyun fazlas›ndan kaç›n›lmal›d›r). CCl4 faz›nda menekfle moru bir renk gözlemleyebilirsiniz.
IV. Grup Anyonlar›n Sistematik Analizde Ayr›lmas›
IV. Grup Ön Denemesi: III. Gruptan ayr›lan çözeltiden ayr› bir deney tüpüne 2 damla al›n›r
ve üzerine 5 damla doymufl AgCH3COO çözeltisi ilave edilerek 3 M HNO3 ile asitlendirilir
(Not 1). E¤er çökme olursa IV. grup anyonlar›n var oldu¤u anlafl›l›r. Çökelek oluflmazsa V. grubun aranmas›na geçilebilir.
Tiyosülfat ‹yonunun Tan›nmas›: IV. grup ön denemesinde veya grup çöktürülmesinde oluflan çökelek s›cak su banyosunda 2 dakika bekletilir. Beyazdan bafllamak üzere oluflan sar›, kavuniçi, kahverengi ve siyah renk T‹YOSÜLFAT iyonunun varl›¤›n› gösterir (Not 2).
IV. Grup Anyonlar›n Çöktürülmesi: Ön deneme iflleminde, IV. grup anyonlar›n varl›¤› tespit edildiyse, III. Gruptan elde edilen çözeltinin 1 mL’sine damla damla doymufl AgCH3COO
çözeltisi kar›flt›rarak eklenir (Not 3). 6M CH3COOH ile asitlendirilerek iyice kar›flt›r›l›r ve
santrifüj edilir.
Çökelek: Ag2S, AgCl, AgBr, AgI ve AgSCN
içerir (Not 4).
Çözelti: V. grup anyonlar›n analizi için
saklan›r.
IV. Grup Anyonlar›n Ayr›lmas› ve Tan›nmas›: Çökelek, içinde 3 M HNO3 bulunan dam›t›k su ile y›kanarak y›kama suyu at›l›r. Bu iflleme, y›kama suyu 3 M HCl ile çökelek vermeyinceye kadar devam edilir (Not 5). Daha sonra HNO3’i de ortamdan uzaklaflt›rmak amac›yla çökelek dam›t›k su ile y›kay›p y›kama suyu at›l›r. Çökelek üzerine 10 damla amonyakl› AgNO3 ekleyip, iyice kar›flt›r›l›r ve santrifüj edilir (Not 6).
Çökelek: Ag2S, AgSCN, AgI ve AgBr olabilir. Çökelek 1/3 ve 2/3’lük 2 k›s›ma ayr›l›r.
Çözelti: Klorür iyonu içerebilir. Çözeltiye, hafif asidik olana kadar damla damla 3 M HNO3
ilave edilir. Oluflan beyaz çökelek KLORÜR
iyonunun varl›¤›n› gösterir (Not 7).
1. K›s›m:
Çökele¤in 1/3’lük k›sm› üzerine, çözünene kadar 3M HCl ve 1 damla 1 M FeCl3 çözeltisi
eklenir. K›rm›z› renk T‹YOS‹YANAT iyonunu gösterir.
2. K›s›m:
Çökele¤in 2/3’lük k›sm› üzerine 10 damla su
ve asidik olana kadar damla damla 3 M
CH3COOH ilave edilir. Bunun üzerine bir
spatül ucu çinko tozu ilave edip 5 dakika kar›flt›r›larak santrifüjlenir (Not 8). Oluflan çökelek fazla miktarda Ag ve Zn içerdi¤i için at›l›r. Çözelti, Br- ve I- iyonlar›n› içerebilece¤inden üzerine 1-2 damla klorlu su ve biraz kloroform eklenerek çalkalan›r. Oluflan eflatun
renk ‹YODÜR iyonunu gösterir. 1-2 damla
fazladan eklenen klorlu su ile renk sar› olur.
Bu da çözeltide BROMÜR iyonunun varl›¤›n› gösterir. Çözeltide Br- yoksa kloroform tabakas› renksiz kal›r (Not 9).
IV. Grup Anyonlar›n Analiziyle ‹lgili Notlar
Not 1: Ön denemede çözelti asidik olmal›d›r (turnusol ka¤›d› ile kontrol edilir).
Not 2: Bu grubun reaktifi olan gümüfl asetat önce beyaz renkli Ag2S2O3 fleklinde çöker. Daha sonra h›zl› bir flekilde ve ›s›tman›nda etkisi ile hidroliz
olarak siyah renkli Ag2S oluflur.
Not 3: AgCH3COO’ün sudaki çözünürlü¤ü (Kçç=1,8x10-3) çok fazla olmad›¤›ndan IV. grup anyonlar›n› çöktürmek için gerekli olan reaktif miktar› daha
önceki gruplar için gerekenden 10 kat daha fazlad›r.
Not 4: Çökele¤in bileflimi renginden anlafl›labilir. Ag2S2O3’›n hidrolizi sonucu
oluflan Ag2S’in rengi siyaht›r. Beyaz çökelek oluflumu AgCl ve AgSCN’den
ileri gelir. AgBr aç›k sar›, AgI ise sar›d›r.
Not 5: Çökelekte bulunan fazla Ag+ iyonlar› AgCl’ün, amonyakl› gümüfl nitrat
içindeki çözünürlü¤ünü azalt›r.
Not 6: Amonyakl› AgNO3 (Miller reaktifi) çözeltisinin haz›rlan›fl›: 1,7 g AgNO3,
25 g KNO3 ve 17 ml deriflik NH3 kar›flt›r›larak balonjojede dam›t›k su ile
1 litreye tamamlan›r.
Not 7: Fazla miktarda Ag(NH3)2+ kompleksinin bulundu¤u ortamda AgI ve AgBr
çözünmez. AgSCN ise sulu amonyak çözeltisi içerisinde az miktarda çözünür. E¤er Cl- varsa tam bir çökelek vermelidir. Çözeltide meydana gelen bulan›kl›k dikkate al›nmamal›d›r.
Not 8: Çinko, AgBr ve AgI içindeki Ag+ iyonlar›n› metalik gümüfle indirger. I- ve
Br- iyonlar›n› çözeltiye geçirir. Tiyosiyanat iyonu ise bozunur.
Not 9: Çözeltide I- ve Br- iyonlar› elementlerine yükseltgenerek kloroform faz›nda oluflturduklar› karakteristik renkleri yard›m›yla belirlenirler. Ancak bu deneyler birbirine giriflim yapar. Bu bozucu etki, nitröz asit kullan›larak giderilir. Nitröz asit, I- iyonunu yükseltgerken Br- iyonuna etki
etmez. I- ve Br- iyonlar›n› içeren çözeltiye NaNO2 ilavesi ile nitröz asit
çözelti içinde oluflturulur.
67
68
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
5
SIRA S‹ZDE
IV. grup anyonlar›n
analizine ait ak›m flemas›n› çiziniz.
V. GRUP
ANYONLAR
‹lk dört grupta çöktürülemeyen NO2-, NO3-, ClO3- ve BO2- V. grup anyonlar olarak s›n›fland›r›l›rlar. Bu gruptaki anyonlar›n BO2- haricindeki di¤er tuzlar› suda koS O R U
lay çözündü¤ünden suda çözünür grup olarak da bilinir. Borat tuzlar› suda kolayl›kla çözünmedi¤i gibi, daha önceki gruplarda da tam olarak çöktürülemezler. ÖrD ‹ Kgruplarda
KAT
ne¤in I. ve III.
az miktarda Ca(BO2)2 ve Cd(BO2)2 halinde çökebilir. Fakat yine de BO2-, V. grupla birlikte sulu ortamda tayin edilebilir deriflimde bulunSIRA S‹ZDE
du¤u için suda
çözünür grup üyesi olarak kabul edilir.
Çözelti içerisinde yükseltgen maddeler varsa, V. grup katyonlar›n tayinleri s›ras›nda bozucu etki yaparlar. Bu nedenle grubun di¤er üyeleri ortamdan uzaklaflt›AMAÇLARIMIZ
r›lmal› veya parçalanmal›d›r. Bu ifllem deriflik H2SO4 ile ›s›t›larak yap›labilir. Is›tma
ile ClO3- iyonu buharlaflarak perklorik aside dönüflür.
N N
K ‹ T A P
3 HClO3
H2SO4 ile ›s›tma ifllemi sonucu NO2- iyonu, HNO2 flekline dönüflür ve hepsi
TELEV‹ZYON
uçucu olan
H2O, NO2 ve NO’ya parçalan›r.
2 HNO2
‹NTERNET
? HClO4 + 2 ClO2 + H2O
? H2O + NO2 + NO
T E R N E Tanalizi için IV. gruptan ayr›larak saklanan asidik çözelti içinde
V. grup‹ Nkatyon
bulunan ClO3- ve NO2- birbirine z›t iki anyon olmalar› sebebiyle afla¤›daki reaksiyonu verirler.
ClO3- + 3 NO2-
? Cl- + 3 NO3-
Buna göre ortamda NO2- ve ClO3- iyonlar›ndan birinin olmas› di¤erinin bulunmas›n› önler. HNO2’nin ClO3- üzerindeki etkisi, ClO3- iyonunun belirlenmesinde
kullan›l›r. ClO3-, Cl- iyonuna indirgenerek AgCl fleklinde çöktürülür. V. grubun di¤er bir üyesi olan NO2- iyonu ise CO(NH2)2 (üre) üzerindeki oksitleyici etkisiyle
belirlenebilir. Seyreltik HCl çözeltisi içindeki NO2- iyonunun CO(NH2)2 ile tepkimesi sonucunda N2 ve CO2 aç›¤a ç›kar.
CO(NH2)2 + 2NO2- + 2H3O → CO2 + 2N2 + 3H2O
V. grup anyonlar›ndan olan NO3- ’›n belirlenmesi için, NO2- iyonun yoklu¤unda kahverengi halka deneyi uygulanabilir. Ortamda CrO42-, Br-, I-, Fe(CN)63-,
Fe(CN)64-, SCN- ve ClO3- gibi anyonlar›n olmas› belirleme ifllemini zorlaflt›r›r. Bunun yan›s›ra, NO3- ve ClO3- d›fl›ndaki di¤er anyonlar I-IV. grup anyon analizlerinde çöktürüldüklerinden ortamdan uzaklaflt›r›lm›fl olurlar.
V. Grup Anyonlar›n Ön Denemeleri
Klorat ‹yonu (ClO3-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde 0,1 M KClO3 çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) NaNO2
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilen 3-4 damla ClO 3- çözeltisine 4-5 damla 0,1 M
HNO3 ve 1-2 damla 0,1 M AgNO3 çözeltisi ilave edilir. Herhangi bir çökelek gözlenmez. Berrak çözelti üzerine 1-2 tane NaNO2 kristali eklenir. Beyaz renkli AgCl
çökele¤inin olufltu¤unu gözlemleyebilirsiniz.
ClO3- + 3HNO2 + 3H2O → Cl- + 3 H3O+ + 3NO3Cl- + Ag+ → AgCl(k)
Borat ‹yonu (BO2-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde 0,1 M Na2B4O7 çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) H2SO4 + alkol
1-2 damla BO2- çözeltisi üzerine 1 mL deriflik H2SO4 ve 2-3 mL metanol eklenerek alevde hafifçe ›s›t›l›r. Tüpün a¤z› 1-2 sn aleve tutulur. Tüpün a¤z›ndan yeflil
renkli alev (metil borat) ç›kt›¤›n› gözleyebilirsiniz.
H3BO3 + 3 CH3OH → B(OCH3)3 + 3H2O
Nitrit ‹yonu (NO2-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde 0,1 M NaNO2 çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) CO(NH2)2 (Üre)
Yaklafl›k 0,5 mL’ye seyreltilen birkaç damla NO2- çözeltisi üzerine bir spatül
ucu ile CO(NH2)2 ilave edilerek iyice çalkalan›r ve 3 M HCl ile asitlendirilir. N2 ve
CO2 sebebiyle gaz ç›k›fl› gözlenir.
NO2- + HCl → Cl- + HNO2
2CO(NH2)2 + 4HNO2 → 4N2 + 2CO2 + 6H2O
Nitrat ‹yonu (NO3-)
Afla¤›daki ön deneme ifllemlerinde 0,1 M NaNO3 çözeltisi kullanabilirsiniz.
a) FeSO4 + H2SO4
Bu deneyi iki flekilde yapabilirsiniz.
1) Yaklafl›k 1 mL yeni haz›rlanm›fl doygun FeSO4 çözeltisi üzerine 4-5 damla
NO3- çözeltisi ilave edilerek üzerine 8-9 damla deriflik H2SO4 tüpün kenar›ndan akacak ve alt k›sm›nda bir tabaka oluflturacak flekilde eklenir.
2) Yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilen 2-3 damla NO3- çözeltisi üzerine 8-9 damla deriflik H2SO4 eklenerek iyice kar›flt›rarak içine so¤uk su koydu¤unuz bir beher içerisinde so¤uttuktan sonra birkaç damla 0,1 M FeSO4 çözeltisi tüpün
kenar›ndan yavaflça ilave edilir.
Her iki uygulamada da iki faz›n birleflti¤i k›s›mda kahverengi bir halka
göreceksiniz.
69
70
NaNO3 + H 2SO 4 → NaHSO 4 + HNO 3
+
3 Fe (H 2 O)62 + + NO−
3 Fe(H 2O)36+ + NO + 2H 2O
3 + 4H
+
2+
Fe (H 2 O)2+
+ H 2O
6 NO [Fe (H 2 O5 )NO]
Kahverengi Kompleks
b) α- Naftilamin
Yaklafl›k 1 mL’ye seyreltilen 1 damla NO3- çözeltisinden saat cam›na 1 damla al›n›r,
üzerine 2 damla H2SO4 ve 1 damla α-naftilamin ilave edilerek beklenir naftilamin
damlas›n›n çevresinde pembe renkli bir halkan›n olufltu¤unu gözleyebilirsiniz.
V. Grup Anyonlar›n Analizi
V. Grup Anyonlar›n Belirlenmesi: IV. gruptan elde edilerek saklanan çözelti ClO3-, BO2-,
NO2- ve NO3- içerebilir. Analiz için çözelti dört eflit k›sma ayr›l›r.
I. K›s›m
Bu k›sm›n üzerine 5
damla der. HNO3 eklenir ve 2 damla 0.5 M
AgNO3 ilave edilip
kar›flt›r›larak 2 dk
bekletilir ve santrifüjlenir. Çökelek oluflursa at›l›r. Berrak çözelti üzerine bir spatül
ucu NaNO2 kristali
ilave edilerek kar›flt›r›l›r (Not 1). Oluflan
beyaz çökelek KLORAT iyonunun varl›¤›n› gösterir.
II. K›s›m
Bu k›s›mda afla¤›daki
iki deneyden birini
yapabilirsiniz.
a) Çözelti kapsüle
al›narak 5 damla deriflik H2SO4 ilave edilir. Kuruyana kadar
buharlaflt›r›l›r (Not
2). So¤utulan kapsüle 3 damla karminik
asit ilave edilerek ›s›t›l›r. K›rm›z›dan mavi
menekfle rengine dönen çözelti BORAT
iyonunun varl›¤›n›
gösterir.
b) Al›nan çözelti deney tüpüne konur.
Üzerine 1 ml deriflik
H2SO4 ve 2-3 ml metanol ilave edilerek
tüpün a¤z› aleve tutulur. Oluflan yeflil renkli alev BORAT iyonunu gösterir.
III. K›s›m
Bu k›sma 2 damla 3M
HCl ve bir spatül ucu
üre ilave edilir. Gaz ç›k›fl› N‹TR‹T iyonunun varl›¤›n› gösterir
(Not 3).
IV. K›s›m
Nitrat iyonu için iki
deneme yapabilirsiniz.
a) Çözeltiden bir
damla saat cam› üzerine konur ve üzerine 2
damla deriflik H2SO4
eklenir. 1 damla α-naftilamin kar›fl›m üzerine ilave edilir ve 3 dk.
bekletilir. Damlan›n
etraf›ndaki pembe halka N‹TRAT iyonunun varl›¤›n› gösterir
(Not 4).
b) (Not 5). Saat cam›
üzerine bir parça demir-II sülfat kristali konur, 1 damla analiz çözeltisinden ve 1 damla
der. H2SO4 kristal
üzerine ilave edilir.
Kristallerin etraf›nda
oluflan kahverengi halka N‹TRAT iyonunun varl›¤›n› gösterir
(6).
V. Grup Anyonlar›n Analizine Ait Notlar
Not 1: Çok fazla NaNO2 kullan›lmas› durumunda beyaz AgNO2 tuzu çökebilir
ve klorat denemesini bozar.
71
Not 2:
Not 3:
Analiz çözeltisi deriflik sülfürik asit ile buharlaflt›r›larak klorat ve nitrat
iyonlar›n›n borat iyonu denemesine giriflim yapmas› önlenir.
Klorat ve nitrit iyonlar› bir arada bulunmazlar.
ClO3- + 3NO2- → Cl- + 3NO3-
Not 4:
Not 5:
Not 6:
Sülfürik asit içeren çözeltide α-naftilamin nitrat iyonlar› ile yükseltgenir
ve kal›c› olmayan bir renk verir.
Nitrit ve nitrat iyonlar› ayn› reaksiyonlar› verir. Bu nedenle nitrat iyonu
aranmadan önce nitrit iyonlar› ortamdan uzaklaflt›r›lmal›d›r. Uzaklaflt›rma
ifllemi için; analiz çözeltisi üzerine 3 damla 1,5 M H2SO4 ve 3 damla 1M
(NH4)2SO4 çözeltisi ilave edilerek küçük bir behere al›n›r ve çözelti buharlaflt›r›l›r. Çözelti kuruyana kadar buharlaflt›r›l›rsa nitratlar, nitrik asite
dönüflerek uzaklaflabilir. Çözelti so¤utulduktan sonra 10 damla su ilave
edilerek nitrat iyonu bu denemede tayin edilebilir.
Kromat, iyodür, bromür, ferrosiyanür, ferrisiyanür, tiyosülfat, klorat ve
nitrit iyonlar›, nitrat iyonunun tan›nmas›nda kullan›lan kahverengi halka
deneyinde yanl›fl sonuca sebep olurlar. Fakat nitrit ve klorat iyonlar›ndan
baflka anyonlar daha önceden çöktürülüp ortamdan uzaklaflt›r›lm›flt›r.
BO2- iyonu hangi özelli¤inden dolay› di¤er V. grup anyonlar›ndan SIRA
farkl›d›r?
S‹ZDE
6
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
72
Özet
N
A M A Ç
1
N
A M A Ç
2
N
A M A Ç
3
Anyonlar›n oluflumlar› ve özelliklerini tan›mlamak ve grup reaktifleri ile oluflturduklar› çökeleklerin çözünürlük farklar›na göre anyonlar›
s›n›fland›rmak
Anyonlar da katyonlar gibi uygun grup reaktifleri kullan›larak gruplara ayr›labilen, asit veya tuzlar›n iyonlaflmas› sonucu oluflan eksi (-) yüklü
iyonlard›r. Ay›rma ve tan›mlama aflamas›nda kimyasal olarak benzer davran›flta bulunan anyonlar
ayn› grup içerisinde yer al›r. Bir anyonun çökebilmesi için uygun bir karfl› katyon içeren reaktif
ile tepkimeye girmesi gerekir. Bu reaktife grup
reaktifi denir. Anyonlar›n s›n›fland›r›lmas› kalsiyum, baryum, kadmiyum ve gümüfl iyonlar›n›n
anyonlarla meydana getirdi¤i tuzlar›n çözünürlüklerinin farkl› olmas› prensibine dayan›r. Tepkime sonucunda oluflan çökele¤in çözünürlü¤ünün mümkün oldu¤unca az olmas› yani çöktükten sonra ayn› ortamda çözünmemesi istenir. Bir
anyon grubunun di¤er gruplardan tam olarak ayr›labilmesi, gruptaki anyonlar›n grup reaktifi ile
yapt›¤› bilefliklerin çözünürlük çarp›m› de¤erlerine ba¤l›d›r.
I. grup anyonlar›n sistematik olarak analizini
yapabilmek
CO32-, SO32-, PO43-, C2O42-, F-, AsO2- ve AsO43gibi nötral ya da hafif bazik ortamlarda kalsiyum
tuzlar› çözünmeyen anyonlar, I. grup anyonlar
olarak s›n›fland›r›l›rlar. Bu anyonlar›n grup çöktürücüsü olarak kalsiyum asetat çözeltisi kullan›l›r. Çünkü, asetat anyonunun daha sonraki ay›rma ifllemlerine bozucu etkisi yoktur.
II. grup anyonlar›n sistematik olarak analizini
yapabilmek
II. grup anyonlar CrO4- ve SO42- iyonlar›n› içerir ve grup çöktürücüleri olan baryum asetatla
hafif bazik çözeltide BaCrO4 ve BaSO4 fleklinde
çökerler.
N
AM A Ç
4
N
A M A Ç
5
N
AM A Ç
6
III. grup anyonlar›n sistematik olarak analizini
yapabilmek
S2-, Fe(CN6)4- ve Fe(CN)63- III. grup anyonlar
olarak s›n›fland›r›l›r. Bu anyonlar grup çöktürücüleri olan kadmiyum asetat ile nötral veya hafif bazik ortamda kadmiyum tuzlar› fleklinde
çöktürülürler.
IV. grup anyonlar›n sistematik olarak analizini
yapabilmek
IV. grup anyonlar›, S2O32-, SCN-, Cl-, Br- ve Iiyonlar›ndan oluflur. Bu anyonlar›n ortak özellikleri, hafif asidik ortamda gümüfl iyonuyla çözünmeyen çökelek oluflturmalar›d›r.
V. grup anyonlar›n sistematik olarak analizini
yapabilmek
‹lk dört grupta çöktürülemeyen NO2-, NO3-, ClO3ve BO2- V. grup anyonlar olarak s›n›fland›r›l›rlar.
Özel bir grup reaktifi yoktur. Bu gruptaki anyonlar›n BO2- haricindeki di¤er tuzlar› suda kolay çözündü¤ünden suda çözünür grup olarakta bilinir.
73
1. Afla¤›dakilerden hangisi I. grup anyonlar›n grup reaktifidir?
a. Ag(CH3COO)2
b. Ba(CH3COO)2
c. Ca(CH3COO)2
d. Cd(CH3COO)
e. Seyreltik NaOH
6. Afla¤›daki iyonlardan hangisi III. grup anyonudur?
a. Clb. SCNc. S2d. C2O42e. SO42-
2. Afla¤›daki iyon çiftlerinden hangisi bir arada bulunmaz?
a. SO32-/ClO4b. SO32-/C2O42c. AsO2-/CrO42d. CrO42-/PO43e. F-/AsO43-
7. α-naftilamin afla¤›daki iyonlardan hangisinin belirlenmesinde kullan›l›r?
a. BO2b. Fc. CIO3d. NO2e. NO3-
3. III. grup anyonlar çöktürüldükten sonra HCl’in afl›r›s›ndan sak›n›lmas›n›n nedeni afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Çözünürlü¤ü nedeniyle beyaz çökelek gözlenememesi
b. Tüpün a¤z›na tutulan süzgeç ka¤›d›nda siyah
rengin gözlenememesi
c. III. grup anyonlar›n tamam›n›n ayn› anda çökmesi
d. Sülfür iyonunun di¤er iyonlara giriflim yapmas›
e. Çözünürlü¤ü nedeniyle mavi çökelek gözlenememesi
8. Afla¤›daki anyonlardan hangisi bafllang›ç çözeltisinde aran›r?
a. NO3b. NO2c. Fd. CO32e. SO32-
4. Afla¤›dakilerden hangisi II. grup anyon analizi s›ras›nda çözeltiye sodyum asetat eklenmesinin amac›d›r?
a. Çözelti pH’›n› BaSO4’›n çökebilece¤i de¤erde
sabit tutmas›
b. Çözelti pH’›n› BaCrO4’›n çökebilece¤i de¤erde
sabit tutmas›
c. SO42- iyonunun aranmas› s›ras›nda çözeltinin sar› rengini gidermesi
d. Ortam› bazik yapmas›
e. BaSO 4 çökele¤ine ait beyaz renkli çökele¤i
görmeyi sa¤lamas›
9. IV. grup anyonlar›n›n analizinde kullan›lan çinkonun görevi afla¤›dakilerden hangisidir?
a. AgBr ve AgI içindeki Ag+ iyonlar›n› metalik gümüfle indirger.
b. I- ve Br- iyonlar›n› içeren çözeltiye ilavesi ile nitröz asit çözelti içinde oluflturulur.
c. Metalik haldeki gümüflü Ag+ iyonuna yükseltger.
d. AgCl’ün amonyakl› gümüfl nitrat içindeki çözünürlü¤ünü azalt›r.
e. Çözeltinin iki faza ayr›lmas›n› sa¤lar.
5. I-V grup anyonlar›n sistematik analizi ile ilgili afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r?
a. Klorat ve nitrat iyonlar›n›n borat iyonu denemesine giriflim yapmas›n› önlemek için analiz çözeltisi deriflik sülfürik asit ile buharlaflt›r›l›r.
b. IV. grup katyonlar› nötral ya da hafif bazik ortamda gümüfl tuzlar› fleklinde çökerler.
c. Nitrat iyonu aranmadan önce nitrit iyonlar› çözeltiden uzaklaflt›r›lmal›d›r.
d. Benzer kimyasal özellik gösteren katyonlar ayn›
grupta yer al›r.
e. II. grup anyonlar›n grup reaktifi ile çöktürülmesi sonucu oluflan çökelek beyaz renkli ise kromat iyonu yoktur.
10. Afla¤›dakilerden hangisi suda çözünür anyonlar grubundad›r?
a. NO3b. Brc. Id. SO42e. SCN-
74
1. c
“
Mars’ta karbonat bulundu
Amerikal› bilim adamlar›n›n Mars yüzeyinde karbonat
keflfetmeleri, K›z›l Gezegen’de geçmiflte bulundu¤u tahmin edilen suyun pek de asitli olmad›¤›n› ve yaflam›n
ortaya ç›kmas›na elveriflli bir ortam sa¤lad›¤›n› düflündürüyor.
Washington- Science dergisinde dün yay›mlanan makaleye göre, Amerikan Havac›l›k ve Uzay Kurumu’nun
(NASA) Mars’›n yörüngesinde bilimsel çal›flmalar›n› sürdüren Mars Yörünge Kaflifi’nin (Mars Reconnaissance
Orbiter-MRO) spektrometresi sayesinde yapt›¤› keflif,
bu gezegenin sular›n›n, 3,6 milyar y›ldan fazla zaman
önce mineraller oluflmaya bafllad›¤›nda, nötr bir pH’›
veya alkalini bulundu¤u gösteriyor.
Karbonat, Dünya yüzeyinde bolca bulunan ve asitte çabucak çözünen bir mineraldir. Bilim adamlar›, Mars yüzeyinde karbonat›n varl›¤›n›n, K›z›l Gezegen’in tarihinde asitli bir çevrenin egemen oldu¤u yönündeki yayg›n
teoriye ters düfltü¤üne iflaret ediyor.
Bu çal›flmaya kat›lan bilim adamlar›, Mars’ta karbonat›n
bulunmas›n›n, tersine, de¤iflik tipte nemli çevreler bulundu¤una iflaret etti¤ini ve bu çevrelerin çeflitlili¤i artt›kça, yaflam›n oluflmas› flans›n›n da artt›¤›n› belirtiyorlar.
Araflt›rman›n bafl›nda yer alan Johns Hopkins Üniversitesi uygulamal› fizik laboratuvar›ndan Scott Murchie,
çal›flmalar›n›n sonunda karbonat›n varl›¤›n› keflfettiklerini, bunun da kendilerine Mars’›n de¤iflik dönemleri
boyunca var olan koflullar konusunda daha fazla ayr›nt› sa¤lad›¤›n› söyledi.
Kaynak: Cumhuriyet Gazetesi, 20 Aral›k 2008.
”
2. b
3. e
4. b
5. b
6. c
7. e
8. d
9. a
10. a
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “I. Grup Anyon Analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “III. Grup Anyon Analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “II. Grup Anyon Analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “IV. Grup Anyon Analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “III. Grup Anyon Analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “V. Grup Anyon Analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “IV. Grup Anyon Analizleri”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “V. Grup Anyon Analizleri”
75
S›ra Sizde 1
Pb2+’nin örnek çözeltisinde bulunmas› anyon analizlerinde sorunlara yol açaca¤›ndan, çözelti ortam›na afl›r›
miktarda sodyum karbonat çözeltisi ekleyerek Pb2+ çöktürülerek ortamdan uzaklaflt›r›l›r (Soda ekstrakt›).
S›ra Sizde 5
S›ra Sizde 2
I. grup anyonlar grup reaktifleri ile çöktürüldükten sonra çökele¤e ilave edilen asetik asit ile IA grubu anyonlar› çözünürken, IB grubu anyonlar› kalsiyum tuzlar›
S›ra Sizde 3
S›ra Sizde 6
BO2- iyonunun oluflturdu¤u tuzlar, di¤er V. grup anyon
tuzlar›n›n aksine suda kolay çözünmezler. Fakat yine
de V. grup ile birlikte sulu ortamda tayin edilebilir deriflimdedir.
S›ra Sizde 4
S2-, Fe(CN)64-, Fe(CN)63- iyonlar› III. grup anyonlar›n›
oluflturur. Bu grup nötral ya da hafif bazik ortamda kadmiyum asetat ile CdS (Sar›), Cd2[Fe(CN)6] (krem rengi)
ve Cd3[Fe(CN)6]2 (Kavuniçi) fleklinde kadmiyum tuzlar›
halinde çöktürülürler.
Bekaro¤lu, Ö. (1988). Kalitatif Analizde Deneysel ‹fllemler, ‹stanbul, ‹TÜ Vakf› Matbaa Teknisyenleri
Bas›mevi.
Gündüz, T. (1996). Kalitatif Analiz Ders Kitab›, Ankara, Bilge Yay›nlar›.
4
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
Analitik kimya laboratuvarlar›nda gerçeklefltirilen gravimetrik analizi ve türlerini tan›mlayabilecek
Gravimetrik analiz için gerekli temel kavramlar› s›ralayabilecek ve yorumlayabilecek
Bir çökele¤in süzülmesi, y›kanmas›, kurutulmas› ve yak›lmas› gibi temel ifllemleri gerçeklefltirebilecek
Gravimetrik sülfat tayini, gravimetrik demir tayini ve çelikte nikel tayini deneylerini uygulayabilecek
bilgi ve beceriler kazanabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Gravimetrik analiz
• Çökelek
• Süzme
• Sabit tart›m
• Desikant madde
• Desikatör
Analitik Kimya
Laboratuvar›
Gravimetrik Analiz
Laboratuvar
Uygulamalar›
•
•
•
•
•
G‹R‹fi
TEMEL KAVRAMLAR
TEMEL ‹fiLEMLER
GRAV‹METR‹K SÜLFAT TAY‹N‹
ÇÖZÜNEB‹L‹R B‹R NUMUNEDE
DEM‹R M‹KTAR TAY‹N‹
• ÇEL‹KTE N‹KEL M‹KTAR TAY‹N‹
Gravimetrik Analiz
Laboratuvar Uygulamalar›
G‹R‹fi
Gravimetrik analiz; bir analitin, kütle ölçüm temeline dayanarak nicel (kantitatif)
olarak belirlendi¤i analitik yöntemdir. Analitik sinyal olarak kütle iki flekilde kullan›l›r. ‹lk yöntem do¤rudan analiz ad›n› al›r ve bir analitik terazi yard›m›yla analitin kütlesi belirlenir. Örne¤in; bir su numunesi içerisindeki çözünmemifl kat› taneciklerin toplam kütlesini tayin etmek için öncelikle, kat› maddenin uygun gözenek
büyüklü¤üne sahip ve kütlesi önceden bilinen bir süzgeç ka¤›d› kullan›larak süzülmesi ve ortamdan ayr›lmas› gerekir. Ard›ndan süzgeç ka¤›d› ve kat› madde kurutulur. Tekrar tart›ld›¤›nda süzgeç ka¤›d›n›n ilk ve son tart›mlar› aras›ndaki fark
kat› maddenin kütlesini verecektir. Böylece kat› madde miktar› belirlenmifl olacakt›r. Ancak analit kat› bir madde de¤ilse, çözelti ortam›nda çözünmüfl halde bulunan bir iyon ise, süzme ifllemi ile ayr›lmas› mümkün olmayacakt›r. Bu durumda
analitin kimyasal olarak uygun bileflimde bir kat›ya dönüfltürülmesi gerekir. Örne¤in; bir su numunesi içerisinde çözünmüfl halde bulunan Fe3+ iyonlar›n›n tayini
için ortama NH3 eklenerek Fe3+ iyonlar›n›n Fe(OH)3 halinde çöktürülmesi sa¤lan›r. Ard›ndan oluflan çökelek süzülür ve 900-1000°C s›cakl›kta yak›l›rsa Fe(OH)3
bilefli¤i Fe2O3 kat›s›na dönüflür. Oluflan kat›n›n kütlesi tart›larak ve stokiyometrik
oranlar kullan›larak bafllang›ç numunesindeki Fe3+ miktar› tayin edilir. Fe3+ iyonlar›n›n miktar›n›n bu flekilde belirlenmesi de do¤rudan analize bir örnektir, çünkü
tart›lan Fe2O3 kat›s› analiti içermektedir.
Analitin ortamdan ayr›larak veya bir bilefli¤ine dönüfltürülerek tayininin d›fl›nda, numunenin kütlesindeki de¤iflimin analitik sinyal olarak kullan›lmas›yla dolayl› analiz ad›n› verdi¤imiz gravimetrik analiz türü gerçeklefltirilmifl olur. Örne¤in; adsorplanm›fl yüzey suyu içeren bir tuz içerisindeki suyun miktar›n›n belirlenmesinde tuzun bafllang›ç kütlesi ve ›s›tma sonras› kütlesi aras›ndaki fark kullan›labilir. Kütleler aras›ndaki fark adsorplanan su miktar›n› verecektir. Tart›m için
analit veya analitin bir bilefli¤i kullan›lmad›¤› için bu yöntem dolayl› analiz ad›n›
almaktad›r.
Bir petrol numunesindeki hidrojen sülfürün (H2S) tayini için numuneye
klorür
SIRA kadmiyum
S‹ZDE
(CdCl2) çözeltisi ekleniyor ve CdS kat›s› çöktürülüyor. Oluflan kat› süzülüp yak›l›yor ve
CdSO4’a dönüfltürülüyor. Oluflan kat› tart›l›yor ve tart›m sonucu kullan›larak numunedeki
H2S miktar› belirleniyor. Yap›lan analizin türünü (do¤rudan / dolayl›
analiz) belirtiniz.
Adsorpsiyon: ‹yon veya
moleküllerin bir kat›n›n
yüzeyine tutunmas›d›r.
1
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
78
TEMEL KAVRAMLAR
Gravimetrik analizlerde en çok kullan›lan kavramlar; analit, çökelek, kolloidal çökelekler ve kristal çökeleklerdir.
Analit
Analit, bir numunedeki tayin edilecek bileflenlerin ortak ad›d›r. Analizi yap›lan numunede aran›lan anyon, katyon veya herhangi bir bileflik analit olarak adland›r›l›r ve gravimetri, volumetri veya aletli analiz yöntemlerinde, analit miktar› veya
yüzdesi bulunur.
Çökelek
Çökelek iki veya daha fazla çözünen türün biraraya gelmesiyle oluflan ve çözünmeyen kat›d›r.SIRA
Gravimetrik
analizde, çözünmüfl halde bulunan iyon, çözünürlü¤ü çok
S‹ZDE
az olan bir bilefli¤ine dönüfltürülerek çöktürülür. Çözünürlü¤ü çok olan çökeleklerin bir k›sm› çözünerek çözeltiye geçebilir veya hiç çökmez. Bu durumda çökeleD Ü fi Üy›kanmas›
NEL‹M
¤in süzülerek
s›ras›nda da madde kayb› artar ve negatif analiz hatalar›
büyür. Çökmenin tam olmas› için çöktürücünün yaklafl›k %1-5 fazlas› eklenmelidir.
Ancak çöktürücünün
fazlas›yla kompleks oluflum tepkimelerinin gerçekleflti¤i duS O R U
rumlarda dikkatli olunmal›d›r. Çökmenin tamamlan›p tamamlanmad›¤› çökelek
üzerinden al›nan duru çözeltiye birkaç damla daha çöktürücü eklenerek kontrol
D‹KKAT
edilmelidir.
Gravimetrik analizlerde süzülebilirliklerinin kolay olmas› ve safs›zl›klar›n y›kaSIRA S‹ZDE
ma ile kolayl›kla
uzaklaflt›r›labilmesi gibi avantajlar›ndan dolay› çökeleklerin büyük tanecikli olmas› istenir. Oluflan çökeleklerin tanecik boyutu; kat›n›n çözünürlü¤üne, s›cakl›¤a,
deriflime ve kar›flt›rma h›z›na ba¤l› olarak de¤iflir. Çökelekler taAMAÇLARIMIZ
necik boyutuna göre kolloidal ve kristal çökelekler olmak üzere iki çeflittir.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
Çökelek oluflum
ile ilgili daha genifl bilgi için Analitik Kimya Ders KitaK ‹ T mekanizmalar›
A P
b›n›zdaki Ünite 6’ya bak›n›z.
K ‹ T A P
Kolloidal
T E L EÇökelekler
V‹ZYON
TELEV‹ZYON
Kolloitler, çaplar› 10-4 cm’den daha küçük taneciklerden oluflan kat›lard›r. Kolloidal çökelekler çözeltide çökme e¤ilimi göstermezler ve kolayca süzülemezler. Bu
tanecikleri yakalamak için çok ince gözenekli süzgeç kâ¤›tlar› kullanmak gerekir,
NTERNET
çünkü adi ‹ süzgeç
ka¤›d› ile süzme yap›l›rsa yaklafl›k 1,0 mikrondan daha büyük
yar›çapl› tanecikler tutulaca¤›ndan, kolloidal yap›lar süzme ile tutulamaz. Uygun
ifllemler ile kolloidal çökelekler, süzülebilir kitlelere dönüfltürülebilir. Süzme ifllemlerinde kolloidal çökelek oluflumu istenmez.
‹NTERNET
Kristal Çökelekler
Kristal çökelekler çaplar› milimetrenin onda biri veya daha büyük olan çökeleklerdir. Kristal çökeleklerin kendili¤inden çökme e¤ilimi vard›r ve bu nedenle süzülerek ayr›lmalar› kolayd›r.
SIRA S‹ZDE
2
GravimetrikSIRA
analizde
S‹ZDEçökelek büyüklü¤ünün süzme ifllemi aç›s›ndan önemini aç›klay›n›z.
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
79
4. Ünite - Gravimetrik Analiz Laboratuvar Uygulamalar›
TEMEL ‹fiLEMLER
Gravimetrik analizlerde gerçeklefltirilen temel ifllemler; süzme, çökele¤in y›kanmas›, kurutulmas› ve yak›lmas›d›r.
Süzme
Süzme gravimetrinin en önemli ifllemlerinden biridir. Çökelek içinde bulundu¤u
çözeltiden süzme ifllemi ile nicel olarak ayr›l›r. Süzme ifllemi; süzgeç kâ¤›d›, Gooch
krozesi veya çeflitli tipte gözenekli yüzeyler (cam, porselen gibi) kullan›larak yap›labilir. Süzme iflleminin basamaklar› dekantasyon (aktarma) ve y›kamad›r. Dekantasyon iflleminde kab›n dibindeki çökeltiyi buland›rmadan h›zl› bir flekilde üsteki
s›v›n›n süzgeç kâ¤›d›ndan geçirilmesi gerekir. Dekantasyon h›zl› yap›lmal› ve süzgeç ka¤›d›n›n hava emmesi engellenmelidir. Çökele¤in üzerindeki çözeltide kat›
tanecik miktar› az oldu¤undan bu k›sm›n süzülmesi daha h›zl›d›r. Resim 4.1’de
gösterildi¤i gibi dekantasyon ifllemi s›ras›nda bir baget yard›m›yla s›v›n›n tam olarak süzgeç ka¤›d›na aktar›lmas› sa¤lanmal›d›r.
Mümkün oldu¤u kadar üstteki s›v› al›nd›ktan sonra behere y›kama s›v›s› eklenir ve iyice kar›flt›r›l›r. Kat›n›n dibe çökmesinden sonra üsteki s›v› tekrar süzgeç kâ¤›d›na aktar›l›r. Son olarak Resim 4.2’de gösterildi¤i gibi beher içerisinde kalan kat›n›n y›kama s›v›s› ile süzgeç kâ¤›d›na al›nmas› sa¤lan›r.
Resim 4.1
Dekantasyon
ifllemi.
Süzgeç Ka¤›d›
Ka¤›t, selüloz yap›s› nedeniyle süzme ifllemi için uygun bir malzemedir, ancak süzme ifllemi tamamland›ktan sonra kat›n›n tart›labilmesi için süzgeç ka¤›d›n›n yak›lmas› gerekir. Kantitatif süzgeç ka¤›d›n›n kül içeri¤i çok düflüktür ve yak›ld›¤› zaman kül içeri¤i 0,1 mg’› geçmez. Ayn› zamanda gözenek çaplar› da oldukça ufak
oldu¤undan daha küçük çapl› kat›lar›n süzülmesinde kullan›labilir. Genelde üç tür
kantitatif süzgeç ka¤›d› kullan›l›r.
Tanecik büyüklü¤ü;
4,1 mikrondan daha büyük olan tanecikler için siyah bant,
2,2 mikrondan daha büyük olan tanecikler için beyaz bant,
1,0 mikrondan daha büyük olan tanecikler için mavi bant
süzgeç ka¤›d› seçilmelidir.
Resim 4.2
Y›kama s›v›s›
ile çökele¤in
süzgeç
ka¤›d›na
al›nmas›.
80
Süzgeç ka¤›d› ile süzme ifllemi kantitatif huni kullan›larak yap›l›r. Süzgeç ka¤›d›n›n katlanmas› ve huniye yerlefltirilmesi Resim 4.3’de gösterilmektedir. Süzgeç
ka¤›d› önce tam ortadan ikiye katlan›r (a). Daha sonra dikine tekrar ikiye katlan›r,
ancak bu ikinci katlamada iki yüzey aras›nda 3-4° ’lik aç› kalmas›na dikkat edilir
(b). Ayr›ca katlardan birinin boyu di¤erine göre biraz k›sa tutulur. Ka¤›d›n huni çeperlerine iyi yap›flmas› için bu k›sa uçtan bir miktar kopar›l›r (c). Uzun olan taraftan kat aç›l›r, huniye yerlefltirilir (d), saf su ile ›slat›larak ka¤›d›n tamamen huni yüzeyine yap›flmas› sa¤lan›r (e). Süzgeç ka¤›d› huniye düzgünce yerlefltirildikten
sonra süzme ifllemine geçilir.
Resim 4.3
Süzgeç
ka¤›d›n›n
süzme ifllemi
için
haz›rlanmas›.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Gooch Krozesi
Gooch krozeleri gözenek boyutu normal süzme ifllemi ile süzmeye uygun olmayan
kat›lar›n h›zl› bir flekilde süzülmesi için kullan›lan laboratuvar malzemeleridir. Gooch krozesinde süzme ifllemi vakum uygulan›larak h›zland›r›l›r ve süzmenin k›sa
sürede tamamlanmas› sa¤lan›r. fiekil 4.1’de gösterildi¤i gibi su-trompu (a) veya vakum pompas› (b) kullan›larak süzme sistemine alttan vakum uygulan›r. Cam veya
porselenden yap›lm›fl olan sistemin a¤›z k›sm›nda rodajl› bir kroze vard›r. Kantitatif huniye benzeyen bu kroze içine baget yard›m›yla ak›t›lan çözelti ve çökelek,
h›zla alttan emdirilerek süzülür.
fiekil 4.1
Vakumda
süzme
düzenekleri.
(a)
(b)
81
Tanecik büyüklü¤ü 2,5 ile 3,8 mikron aras›nda olan bir çökele¤in süzülerek
SIRA S‹ZDEçözelti ortam›ndan ayr›lmas› için uygun süzgeç ka¤›d› hangisidir?
SIRA S‹ZDE
Çökele¤in Y›kanmas›
3
Baz› çökeleklerde bir veya birden fazla çözünebilir bileflik, çökelme s›ras›nda kat›
ile birlikte çökmüfl veya kat› yüzeyine adsorplanarak dibe sürüklenmifl
S O R U olabilir. Bu
safs›zl›klardan kurtulmak için çökele¤in uygun bir çözelti ile y›kanmas› gereklidir.
Y›kama için kullan›lan çözelti; çökele¤in yap›s›n› de¤ifltirmemeli, çökele¤i çözmeD‹KKAT
meli, ancak kirlilikleri iyi çözmeli ve çökelekten kolay uzaklaflt›r›labilir olmal›d›r.
Bu amaçla çökele¤in çözünürlü¤ü yeterince düflükse su veya elektrolit içeren çöSIRA
S‹ZDE
zeltiler kullan›lmal›d›r. Elektrolit kullan›m› özellikle p›ht›laflm›fl
(koagule)
kolloitlerin çözelti içerisinde da¤›lmas›n› (peptitleflme) önlemek için kullan›l›r.
Y›kama ifllemi süzme iflleminden sonra süzgeç ka¤›d›nda yap›lacaksa, y›kama
AMAÇLARIMIZ
çözeltisi çökelek üzerinden ak›t›l›r ve y›kama suyu tamamen süzüldükten sonra
ayn› flekilde ikinci ve üçüncü y›kama yap›l›r. Santrifüjlenmifl bir çökelek y›kanacaksa y›kama çözeltisi santrifüjlenmifl kat› üzerine boflalt›l›r veK bir
‹ Tbaget
A P yard›m›yla kar›flt›r›l›r. Böylece y›kama s›v›s›n›n tüm çökelek ile temas etmesi sa¤lan›r ve
tekrar santrifüj yap›larak çökelek ayr›l›r.
S O R U
D‹KKAT
P›ht›laflma: Kolloidal boyutlu
taneciklerin biraraya gelerek
daha kolay çöktürülebilir ve
SIRA S‹ZDE
süzülebilir kümeler
oluflturmas›d›r.
N N
Çökele¤in Kurutulmas› ve Yak›lmas›
TELEV‹ZYON
Peptitleflme: AMAÇLARIMIZ
P›ht›laflm›fl bir
kolloidin çözelti içerisinde
da¤›lmas›d›r.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Gravimetrik olarak tayini yap›lacak çökele¤in bilinen bir bileflime sahip olmas› gerekir. Bu nedenle çökelek süzülüp y›kand›ktan sonra tart›lmadan önce sabit bir biT E R N E ve
T çökele¤e
leflime getirilmelidir. Süzgeç ka¤›d›, içeri¤i ile birlikte krozeye‹ N al›n›r
kurutma veya yakma ifllemleri uygulan›r. Is›tma ifllemi s›ras›nda çökelek ile birlikte tafl›nm›fl olan çözücü ve uçucu kirlilikler çökelekten uzaklafl›r. Çökelek 250°C’nin
alt›nda ›s›t›l›rsa yap›lan ifllem kurutma, 250°C’nin üzerinde ›s›t›l›rsa yap›lan ifllem
yakma olarak tan›mlan›r. Yakma ifllemi; porselen, nikel veya platin krozede yap›l›r. Nikel krozeler sabit tart›ma getirme ifllemi için uygun olmad›¤›ndan platin krozeler ise pahal› olduklar›ndan laboratuvarlarda s›kl›kla porselen krozeler kullan›l›r.
Resim 4.4’de gösterildi¤i gibi içerisinde çökelek bulunan süzgeç ka¤›d› (a), huniden dikkatlice al›n›r (b), daha sonra köflelerinden bükülür (c), kenar› içe do¤ru
tekrar bükülür (d) ve ters olarak krozeye yerlefltirilir (e). Yavaflça bek alevinde ön
›s›tma yap›l›r (f) ve elektrikli f›r›na yerlefltirilerek yaklafl›k 900°C’de yak›l›r. Kurutma ifllemi ise 250°C’ye kadar s›cakl›¤› ayarlanabilen etüvlerde yap›l›r.
‹NTERNET
Resim 4.4
Süzgeç ka¤›d›
ve çökele¤in
krozeye
aktar›lmas›.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
82
Sabit Tart›m
Is›tma ve yakma ifllemleri için kullan›lan krozeler yüzeylerinde nem ve çeflitli gazlar› adsorbe ederler. Bu nedenle süzme ifllemi tamamland›ktan sonra numunenin
yak›lmas› için kullan›lacak krozenin sabit tart›ma getirilmesi gerekir. Yakma s›cakl›¤›nda, krozeler nem ve tutunmufl gazlar›n belirli bir k›sm›n› kaybederler. Bu nedenle oda s›cakl›¤›nda tart›lan bir kroze yakma s›cakl›¤›nda belirli bir süre tutulur
ve yeniden tart›l›rsa, ilk kütlesinin belirli bir kesrini kaybeder. Bu da deneylerde
belirli bir negatif hataya neden olur. Bu hatay› önlemek için bafllang›çta bofl ve temiz bir kroze al›n›r ve yakma s›cakl›¤›na ayarlanm›fl f›r›nda veya kurutma s›cakl›¤›na ayarlanm›fl etüvde uzunca bir süre tutulur, sonra desikatörde tutularak oda s›cakl›¤›na gelmesi beklenir ve yeniden tart›l›r. E¤er son tart›m ile bir önceki tart›m
aras›ndaki kütle fark› 0,5 mg veya daha küçükse iflleme son verilir. Bu flekilde kroze kütlesinin tayin edilmesine sabit tart›ma getirme denir. Kroze kütlesi, en son
tart›mda gözlemlenen kütlesidir. Sabit tart›ma gelmeyen krozeler için ayn› ifllem arka arkaya tekrarlan›r.
Sabit tart›m ifllemi numune yak›ld›ktan sonrada (örnek+ kroze için) tekrarlanmal›d›r. Numune içeren veya bofl kroze, ›s›t›ld›ktan sonra her defas›nda so¤umas›
için desikatörde bekletilmelidir. So¤utma aç›k havada yap›l›rsa, kroze yeniden havadan nem kapar ve sabit tart›ma gelmez.
SIRA S‹ZDE
Sabit tart›maSIRA
getirme
S‹ZDEiflleminin gravimetrik analizdeki önemini yorumlay›n›z.
4
D Ü fi Ü Nfiekil
E L ‹ M 4.2
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Desikatör
Nemi uçurulmufl kroze ve kurutulmufl maddelerin so¤utulurken tekrar
havadan nem kapmalar›n› engelleS O R U
mek için sakland›klar› cam kaba desikatör denir (fiekil 4.2). Desikatör
Kapak
D‹KKAT
nemsiz bir ortam sa¤lar. Normal ve
vakum desikatörü olmak üzere iki çeSIRA S‹ZDE
flidi vard›r. Uygulanan vakum ile desikatör içindeki havan›n büyük bir
T›rafll›
Desikatör
cam
k›sm› boflalt›larak nem miktar› azalt›plakas›
AMAÇLARIMIZ
yüzeyler
l›r. Desikatör içerisindeki maddeye
zarar vermemek ve desikatörün içerisine nem ve gaz giriflini engellemek
K ‹ T A P
için desikatörün kapa¤› kayd›r›larak
aç›l›p kapat›lmal›d›r.
Desikatöre s›cak maddeler konulTELEV‹ZYON
du¤unda içindeki hava ›s›narak bas›nc› artt›rabilir, desikatör kapa¤›n›
oynatabilir ve bazen f›rlatarak k›rabiKurutucu
‹NTERNET
lir. Bunu önlemek için belirli aral›klarla kapak aralanmal› ve s›cak hava
d›flar› at›lmal›d›r. Desikatörün kapa¤›na vazelin sürülerek hava s›zmas›
önlenebilir ve kapa¤›n rahat hareket etmesi sa¤lanabilir. Ayr›ca desikatörün tafl›nmas› durumunda her iki baflparmak ile kapak s›k›ca tutulmal›d›r.
Desikatör ve
S OBileflenleri
R U
D‹KKAT
N N
Desikant Maddeler
Desikatör içerisinde nemsiz ortam oluflturmak için kullan›lan maddelere desikant
maddeler denir. Desikantlar çok kolay nem çekici (hidroskopik) özelli¤e sahiptir.
Genellikle desikant olarak kullan›lan kat› maddeler; aliminyum oksit (Al2O3), baryum oksit (BaO), susuz kalsiyum klorür (CaCl2), kalsiyum oksit (CaO), difosfor
pentaoksit (P2O5), kalsiyum sülfat (CaSO4), silikajel ve potasyum hidroksit (KOH)
gibi maddelerdir.
GRAV‹METR‹K SÜLFAT TAY‹N‹
Gravimetrik sülfat tayini için numune hidroklorik asit (HCl) ilave edilerek zay›f
asidik yap›l›r. Ard›ndan çözelti ›s›t›larak deriflik baryum klorür (BaCl2) çözeltisi
eklenir ve sülfat iyonlar› baryum sülfat (BaSO4) olarak çöktürülür. Oluflan baryum sülfat›n kütlesinden numunedeki sülfat miktar› ve yüzdesi hesaplan›r. Baryum sülfat›n suda, oda s›cakl›¤›ndaki çözünürlü¤ü 3,0 mgL-1 kadard›r. Ancak baryum sülfat›n çözünürlü¤ü, bisülfat (HSO4-) iyonunun oluflumu yüzünden artar,
fakat oldukça fazla miktarda baryum iyonu varl›¤›nda ise çözünürlük azal›r. Baryum kromat (BaCr2O7), baryum karbonat (BaCO3) ve baryum fosfat [Ba3(PO4)2]
gibi baryum tuzlar›n›n çökmesini engellemek için ortam asitli¤inin iyi ayarlanmas› gerekir.
Deneyin Yap›l›fl›
0,3 g kat› (en az 0,05 g kükürt içeren numune) tart›l›r ve 400 mL’lik behere aktar›l›r. Numune yaklafl›k 20 mL suda çözülür ve 0,3-0,6 mL deriflik hidroklorik asit
eklenerek 200-250 mL’ye seyreltilir. Çözelti kaynama s›cakl›¤›na kadar ›s›t›l›r ve bir
pipet veya büret yard›m›yla % 5’lik (100 mL suda 5 gram BaCl 2.2H2O bulunan,
yaklafl›k 0,2 M) s›cak baryum klorür çözeltisinden 10-12 mL ilave edilir. Baryum
klorür eklenirken çözelti sürekli kar›flt›r›l›r ve çökele¤in oluflmas› ve çökmesi beklenir. Üstteki berrak çözeltiye birkaç damla daha BaCl2.2H2O eklenerek çökmenin
tamamlan›p tamamlanmad›¤› kontrol edilir. Çökelme tam de¤ilse 3,0 mL daha
BaCl2.2H2O çözeltisi ilave edilir. Çözeltinin toplam hacmi 150 mL’den daha az olmamal›d›r. Çökelek mavi bant süzgeç ka¤›d›ndan süzülür ve süzüntüye tekrar baryum klorür çözeltisi ilave edilerek çökmenin tam olup olmad›¤› kontrol edilir. Çökelek 5-6 kez s›cak suyla y›kan›r, süzme iflleminin tamamlanmas› beklenir. Süzgeç
ka¤›d›yla birlikte çökelek huniden al›n›r ve süzgeç ka¤›d› katlanarak daha önceden sabit tart›ma getirilmifl porselen krozeye yerlefltirilir. Bek alevinde önce kurulu¤a kadar ›s›t›l›r ve sonra yak›l›r. Çökelek beyaz olunca 10-15 dakika kroze akkor
halde tutulur. 700°C’ye ayarlanm›fl f›r›nda sabit tart›ma getirilir. Numunedeki sülfat
miktar› veya yüzdesi s›ras›yla Eflitlik 4.1 ve Eflitlik 4.2 kullan›larak hesaplan›r.
Hesaplama:
A: Tart›lan numunenin kütlesi
B: Tart›lan baryum sülfat›n kütlesi
C: Sülfat kütlesi = B x [ MA (SO42-) / MA (BaSO4) ]
% SO 2- = (C/A) x 100
4
(Eflitlik 4.1)
(Eflitlik 4.2)
83
84
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
5
0,25 gram numunenin
SIRA S‹ZDE sülfat içeri¤ini belirlemek için yap›lan bir gravimetrik analiz deneyinde 0,05 gram baryum sülfat çökele¤i elde edildi¤ine göre numunedeki sülfat yüzdesi ne
kadard›r, hesaplay›n›z.
ÇÖZÜNEB‹L‹R B‹R NUMUNEDE DEM‹R M‹KTAR
TAY‹N‹ S O R U
Çözünebilir bir numunede demir miktar›, demir (III) iyonlar›n›n demir (III) hidroksit (Fe(OH)3D) ‹fleklinde
çöktürülmesi ve yak›larak Fe2O3 halinde tart›lmas›yla tayin
KKAT
edilir. Tepkimelere ait denklemler afla¤›da verildi¤i gibidir.
N N
SIRA S‹ZDE
Fe3+ + 3NH3 + 3H2O $ Fe(OH)3 + 3NH4+
2Fe(OH)3(k) + ›s› $ Fe2O3(k) + 3H2O(g)
AMAÇLARIMIZ
Nitrik asit, numunedeki demirin tamam›n› Fe3+ iyonu haline dönüfltürmek için
kullan›l›r ve afla¤›da verilen tepkime gerçekleflir.
K ‹ T A P
3Fe2+ + NO3- + 4H+ $ 3Fe3+ + NO + 2H2O
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
TELEV‹ZYON
0,50 g numunenin tart›m› yap›l›r ve 600 mL lik bir behere aktar›l›r. (1:5) lik HCI
çözeltisinden 30 mL eklenerek numune tamamen çözülür ve üzerine 1-2 mL deriflik nitrik asit
‹ N Tilave
E R N E Tedilir. Yükseltgenmenin tamamlanmas› ve azot oksitlerin uzaklaflt›r›lmas› için çözelti kuvvetlice ›s›t›l›r. Daha sonra çözelti 100 mL’ye seyreltilir.
Çökelme tam oluncaya kadar, iyice kar›flt›rarak yavafl yavafl deriflik amonyak çözeltisi ilave edilir. Çözelti üzerinden amonyak kokusu gelene kadar deriflik amonyak çözeltisi eklenmesine devam edilir. Oluflan çökelek k›rm›z› kahverengi olmal›d›r. E¤er siyah çökelek gözlenirse, bu ortamdaki demir (II) nin varl›¤›n› gösterir,
bu durumda örnek at›l›r ve bu basama¤a kadar olan deney tekrarlan›r.
Çökelme tamamland›ktan sonra çökelek ve çözelti kar›fl›m› siyah bant süzgeç
ka¤›d›ndan süzülür ve süzüntü bir erlende toplan›r. Süzgeç ka¤›d›ndaki çökelek
birkaç kez yeni haz›rlanm›fl % 1’lik amonyum nitrat (NH4NO3) çözeltisiyle y›kan›r.
Y›kama ifllemi s›ras›nda kantitatif huninin ucundan saat cam›na al›nan süzüntü üzerine bir damla seyreltik nitrik asit (HNO3) ve bir damla gümüfl nitrat (AgNO3) çözeltisi ilave edilir. E¤er bu ifllemler sonucu saat cam›nda beyaz çökelek (AgCl) oluflursa ortamdaki Cl- iyonlar›n›n uzaklaflt›r›lmad›¤› sonucuna var›l›r ve beyaz çökelek
oluflmay›ncaya kadar amonyum nitrat çözeltisi ile y›kama ifllemine devam edilir.
Süzme ifllemi tamamland›ktan sonra süzgeç ka¤›d› çökelek ile iyice katlanarak
daha önce sabit tart›ma getirilen porselen krozeye ters flekilde yerlefltirilir. Önce
bek alevinde s›çrama olmayacak ve alev almayacak flekilde yavafl yavafl ›s›t›l›r. Çökelek kuruduktan sonra 900-1000°C’daki f›r›nda yak›larak sabit tart›ma getirilir. Numunedeki demir miktar› ve Fe2O3 yüzdesi Eflitlik 4.3 ve 4.4 kullan›larak hesaplan›r.
A = tart›lan numunenin kütlesi
B = Tart›lan Fe2O3’in kütlesi
% Fe2O3 = (B/A) x 100
(Eflitlik 4.3)
Fe’in kütlesi = 2B x [ MA (Fe) / MA (Fe2O3) ]
(Eflitlik 4.4)
85
Gravimetrik demir tayini deneyinde çökele¤in y›kanmas› için niçin amonyum
SIRA S‹ZDEnitrat çözeltisi kullan›ld›¤›n› aç›klay›n›z.
6
ÇEL‹KTE N‹KEL M‹KTAR TAY‹N‹
SIRA S‹ZDE
Çelik numunesindeki nikel miktar tayini, nikelin spesifik belirteci olan dimetilgliS O Rdimetilglioksim
U
oksimin kullan›lmas›yla gerçeklefltirilir. Çöktürücü kimyasal olan
ortama alkolde çözülerek eklenir ve çözünürlü¤ü az olan nikel dimetil glioksimato bilefli¤i oluflur. Ancak çöktürücü kimyasal›n afl›r›s› çökele¤in çözünürlü¤ünü
artD‹KKAT
t›r›r, bu nedenle dikkatli ilave edilmelidir.
S O R U
D‹KKAT
N N
SIRA S‹ZDE
Nikel tayini yap›lacak numune 100-150 ml’lik behere konulur. Seyreltik hidroklorik asit (HCl) kullanarak ve turnusol ka¤›d› ile kontrol edilerek,
ortam hafif asiAMAÇLARIMIZ
dik hale getirilir ve 25 ml’ye saf suyla seyreltilir. Çözelti su banyosunda 60-80°C
aras›nda ›s›t›l›r ve üzerine 10 ml %1’lik alkollü dimetilglioksim çözeltisinden ilave
edilir. Ortam hafif bazik olana kadar seyreltik amonyak çözeltisi
K ‹ damla
T A P damla eklenir. ‹yice kar›flt›rd›ktan sonra 20 dakika su banyosunda tutulur. Daha sonra oda
s›cakl›¤›nda 20 dakika kadar bekletilir. Sabit tart›ma getirilmifl Gooch krozesinden
süzülür ve çökelek serbest klorür iyonundan ar›nd›r›lana kadar
T E L Eso¤uk
V ‹ Z Y O Nsu ile y›kan›r. Çökmenin tam olup olmad›¤› az miktarda dimetilglioksim çözeltisi ile test edilir. Çökelek 100-120°C’da bir saat kadar kurutulur ve Ni(C4H7O2N2)2 olarak tart›l›r.
Çökelekteki nikelin kütlesi Eflitlik 4.5 kullan›larak hesaplan›r.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
A : Tart›lan Ni(C4H7O2N2)2 kütlesi,
B : Nikelin kütlesi = A x [ MA (Ni) / MA (Ni(C4H7O2N2)2) ]
(Eflitlik 4.5)
SIRA S‹ZDE
Çelikteki nikel miktar tayini deneyinde 0,0256 g Ni(C4H7O2N2)2 çökele¤i
elde edildi¤ine
göre örnekteki nikel’in kütlesini hesaplay›n›z.
7
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
86
Özet
N
A M A Ç
1
N
A M A Ç
2
Analitik kimya laboratuvarlar›nda gerçeklefltirilen gravimetrik analizi ve türlerini tan›mlamak
Gravimetrik analiz; bir analitin, kütle ölçüm temeline dayanarak nicel olarak belirlendi¤i analitik yöntemlerden birisidir. Do¤rudan ve dolayl›
gravimetrik analiz olmak üzere iki türü vard›r.
Do¤rudan analizde analit veya analiti içeren bir
bileflik çözelti ortam›ndan ayr›larak tart›l›r. Dolayl› analizde ise analitin ortamdan uzaklaflt›r›lmas› ile oluflan kütle fark› belirlenir.
Gravimetrik analiz için gerekli temel kavramlar›
s›ralayabilmek ve yorumlamak
Analizi yap›lan numunede aran›lan anyon, katyon veya herhangi bir bileflik analittir ve gravimetrik analizde analit, çözünürlü¤ü çok az olan
bir bilefli¤ine dönüfltürülerek çöktürülür. Oluflan
çökele¤in süzülebilirli¤inin kolay olmas› ve safs›zl›klar›n›n y›kama ile kolayl›kla uzaklaflt›r›labilmesi için büyük tanecikli olmas› istenir. Çökelekler tanecik boyutuna göre, kolloidal ve kristal
çökelekler olmak üzere ikiye ayr›l›rlar.
N
A M A Ç
3
N
AM A Ç
4
Bir çökele¤in süzülmesi, y›kanmas›, kurutulmas›
ve yak›lmas› gibi temel ifllemleri gerçeklefltirmek
Analitik kimya laboratuvar›nda gravimetrik bir
analizi gerçeklefltirmek için; süzme, çökele¤i y›kama, kurutma ve yakma gibi temel ifllemlerin
önemi ve nas›l gerçeklefltirilece¤i iyi bilinmelidir.
Süzme ifllemi için kullan›lacak süzgeç ka¤›tlar›
farkl› gözenek boyutlar›na sahip oldu¤undan
madde kayb›n› önlemek ve zaman tasarrufu aç›s›ndan çökele¤in tanecik boyutuna uygun süzgeç ka¤›d› veya Gooch krozesi kullan›lmal›d›r.
Safs›zl›klar›n uzaklaflt›r›lmas› amac›yla, çökele¤in y›kanmas› için kullan›lacak y›kama çözeltisinin özellikleri ve sabit bir bileflimde ürüne dönüfltürmek için yap›lan kurutma ve yakma ifllemlerinin basamaklar› do¤ru ve güvenilir bir analiz
gerçeklefltirmek için çok önemlidir.
Gravimetrik sülfat tayini, gravimetrik demir tayini ve çelikte nikel tayini deneylerini uygulamak
Bahsi geçen deneylerin laboratuvarda baflar›yla
uygulanabilmesi için, bu deneylere ait bölümlerin tamam›n›n dikkatle okunmas› gerekir.
87
1. Afla¤›daki ifllemlerden hangisi gravimetrik analize
örnek olarak verilebilir?
a. Bir büretten bir erlene tam 20,0 mL seyreltik asit
çözeltisinin boflalt›lmas›
b. Bir beher içerisindeki 50,0 mL suyun kaynat›lmas›
c. Bir çözeltideki kat›n›n süzülüp, kurutulup, tart›lmas›
d. Bir pipet ile 5,0 mL s›v›n›n çekilmesi
e. Bir beher içindeki 3,0 g kat›n›n çözülmesi
2. Afla¤›dakilerden hangisi kolloidal çökeleklerin özelliklerinden biri de¤ildir?
a. Çaplar› 10-4 cm’den daha küçük taneciklerden
oluflmas›
b. Çözeltide çökme meyli göstermemesi
c. Süzme ifllemlerinde kolloidal çökelek oluflumu
istenmemesi
d. Uygun ifllemlerle süzülebilir kitlelere dönüfltürülebilmesi
e. Adi süzgeç ka¤›d› ile süzülebilmesi
3. Afla¤›dakilerden hangisi tanecik büyüklü¤ü 2,3 ile
2,6 mikron aras›nda olan bir çökele¤in süzülmesi için
kullan›l›r?
a. Siyah bant süzgeç ka¤›d›
b. Beyaz bant süzgeç ka¤›d›
c. Mavi bant süzgeç ka¤›d›
d. Gooch krozesi
e. Adi süzgeç ka¤›d›
4. Afla¤›dakilerden hangisi çökele¤in krozeye yerlefltirilmesi ifllemlerinden biri de¤ildir?
a. Krozenin y›kan›p kurutulmas›
b. Çökele¤in süzgeç ka¤›d› ile huniden dikkatlice
al›nmas›
c. Süzgeç ka¤›d›n›n köflelerinden bükülmesi
d. Süzgeç ka¤›d›n›n kenarlar›n›n içe do¤ru bükülmesi
e. Süzgeç ka¤›d›n›n ters olarak krozeye yerlefltirilmesi
5. Sabit tart›m iflleminde son iki tart›m aras›ndaki fark
ne kadar oldu¤unda iflleme son verilir?
a. 0,5 mg veya daha küçük
b. 1,0 mg veya daha küçük
c. 2,5 mg veya daha küçük
d. 5,0 mg veya daha küçük
e. 7,5 mg veya daha küçük
6. Kimya laboratuvarlar›nda desikatör afla¤›daki ifllemlerden hangisi için kullan›l›r?
a. Çökele¤in ›s›t›lmas›
b. Çökele¤in yak›lmas›
c. Çökele¤in süzülmesi
d. Çökele¤in nemsiz ortamda so¤utulmas›
e. Çökele¤in y›kanmas›
7. Bir gravimetrik sülfat tayini deneyinde 0,275 g numune al›narak bir miktar suda çözülmüfl, deriflik HCl
ile asidik yap›lm›fl ve çökme tamamlanana kadar 0,2 M
BaCl2 çözeltisi eklenerek BaSO4 halinde çöktürülmüfltür. Çökelek süzülmüfl, y›kanm›fl ve yak›ld›ktan sonra
tart›ld›¤›nda 0,045 gram kat› elde edilmifltir. Buna göre örnekteki sülfat (SO 42-) yüzdesi afla¤›dakilerden
hangisidir?
a.
b.
c.
d.
e.
0,674
1,85
6,74
18,5
67,4
8. Çözünebilir bir numunede demir miktar tayini deneyinde ortama nitrik asit eklenmesinin amac› afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Numunenin çözünürlefltirilmesi
b. Ortam›n nötralize edilmesi
c. Demir (II) iyonlar›n›n demir (III) iyonlar›na yükseltgenmesi
d. Çökmenin tamamlan›p tamamlanmad›¤›n›n
kontrol edilmesi
e. Çökele¤in p›ht›laflmas›n› sa¤lamas›
88
“
9. Çözünebilir bir numunede demir miktar tayini deneyinde 0,55 g numune al›narak HCl çözeltisi ile çözülmüfl, deriflik HNO3 ilave edilmifl ve çökme tamamlan›ncaya kadar deriflik NH3 çözeltisi ilave edilerek Fe(OH)3
çökele¤i elde edilmifltir. Çökelek süzülerek ortamdan
ayr›lm›fl, y›kanm›fl ve yak›ld›ktan sonra 0,21 g Fe 2O3
kat›s› elde edilmifltir. Buna göre numunedeki demir
yüzdesi afla¤›dakilerden hangisidir?
a. 1,470
b. 2,673
c. 13,35
d. 14,70
e. 26,73
10. Çelikte nikel miktar tayini amac›yla al›nan numune
üzerine HCl asit çözeltisi eklenerek ortam hafif asidik
yap›lm›fl ve %1’lik alkollü dimetilglioksim çözeltisi ilave
edilerek 0,0845 g nikel dimetil glioksimato
(Ni(C4H7O2N2)2) çökele¤i elde edilmifltir. Buna göre
numunedeki nikel miktar› kaç g’d›r?
a. 0,0172
b. 0,0343
c. 0,172
d. 0,343
e. 1,720
Kolloidlerin Uygulama Alanlar›
Kolloidler günümüzde çok genifl uygulama alanlar› bulduklar› gibi, reaksiyon art›klar› veya bulafl›klar halinde,
istenmeyen veya zararl› sistemler olarak gözlenmektedirler. Bu nedenle, haz›rlanmalar›, kararl› duruma getirilmeleri ve istenmedikleri hallerde, kolayca bozulup,
özelliklerini kaybetmeleri için yeterli bir bilgi gerekir.
Örne¤in sis, hava ulafl›m›nda, zaman zaman, korkunç
kazalara neden olmaktad›r. Öte yandan, ayn› grup kolloidler içinde s›n›fland›r›lan aerosoller, ilaç etken maddelerin solunum yollar›na en uygun biçimde verilip solunum yolu hastal›klar›n›n iyilefltirilmesinde, gerçek bir
aflama niteli¤i tafl›maktad›rlar. Minerallerin, do¤ada bulunan bilefliklerinin ar›t›lmas›nda, flotasyon tekni¤i uygulanmas›nda devaml› bir köpük gerekirken, la¤›m sular›na kar›flan deterjanlar›n oluflturdu¤u köpüklerin giderilmesi, gerçek bir sorun do¤urmaktad›r. Dayan›kl›
emülsiyonlar, besin, kozmetik ve ilaç teknolojisi için
gerekli iken, ham petrolün su ile yapt›¤› ve ayr›lmas›
hemen hemen olanaks›z olan emülsiyon flekli, büyük
bir ekonomik kay›pt›r. Laboratuvarlarda gravimetrik
analizlerde normal süzme yöntemleri ile ayr›lamayan
kolloit kar›fl›mlar›n›n oluflmas› ne kadar istenmezse, baz› boyalar üretilirken özelliklerinin ayn› flekilde olmas›
da o kadar istenir.
Kaynak: TÜB‹TAK Bilim ve Teknik dergisinden al›nm›flt›r (fiubat 1977, say› 111).
”
89
1. c
S›ra Sizde 1
Yap›lan deneyde tart›lan CdSO4 miktar› analit olan
H2S’ün miktar›n›n belirlenmesi için kullan›lm›flt›r. Analit bir bilefli¤ine dönüfltürülerek tayin edilmifltir, dolay›s›yla yap›lan analizin türü do¤rudan analizdir.
2. e
3. b
4. a
5. a
6. d
7. c
8. c
9. e
10. a
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Genel Bilgi” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Kolloidal Çökelekler”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Süzgeç Ka¤›d›” konusunu
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Çökele¤in Kurutulmas› ve
Yak›lmas›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Sabit Tart›m” konusunu
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Desikatör” konusunu
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Gravimetrik Sülfat Tayini”
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Çözünebilir Bir Numunede
Demir Miktar Tayini” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Çözünebilir Bir Numunede
Demir Miktar Tayini” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Çelikte Nikel Miktar Tayini”
S›ra Sizde 2
Büyük tanecikli çökelekler süzülebilirliklerinin kolay
olmas› ve safs›zl›klar›n y›kama ile kolayl›kla uzaklaflt›r›labilmesi gibi avantajlara sahiptir. Kolloidal çökelekler
çökme e¤ilimi göstermezler ve süzme ifllemi için istenmezler. Kristal çökeleklerin ise süzülerek ortamdan
uzaklaflt›r›lmas› kolayd›r.
S›ra Sizde 3
Tanecik büyüklü¤ü 2,2 mikrondan daha büyük olan tanecikler için beyaz bant süzgeç ka¤›d› kullan›ld›¤› için
2,5 ile 3,8 mikron aras›nda tanecik büyüklü¤ündeki bir
çökele¤in süzülme iflleminde beyaz bant süzgeç ka¤›d›
kullan›lmal›d›r.
S›ra Sizde 4
Yüzeylerinde nem ve çeflitli gazlar› adsorbe eden krozeler sabit tart›ma getirilmezse, yakma s›cakl›¤›nda,
nem ve tutunmufl gazlar›n belirli bir k›sm›n› kaybederler. Bu da deneylerde belirli bir negatif hataya neden
olur. Bu hatay› önlemek için bafllang›çta bofl ve temiz
bir kroze al›n›r ve yakma s›cakl›¤›na ayarlanm›fl f›r›nda veya kurutma s›cakl›¤›na ayarlanm›fl etüvde uzunca
bir süre tutulur, sonra desikatörde so¤utularak yeniden tart›l›r. E¤er son tart›m ile bir önceki tart›m aras›ndaki kütle fark› 0,5 mg veya daha küçükse iflleme son
verilir.
90
S›ra Sizde 5
Gravimetrik sülfat tayini için kullan›lan Eflitlik 4.1 ve
4.2’de veriler yerine konulursa;
A: Tart›lan numune kütlesi
B: Tart›lan baryum sülfat a¤›rl›¤›
C: Sülfat kütlesi = B x [ MA (SO42-) / MA (BaSO4) ]
% SO 2- = (C/A) x 100
4
96, 064
Sülfat kütlesi = 0, 05 g BaSO4 x
233, 391
g SO42−
2−
mol
4
l SO 4
g BaSO
Atefl, S., Özyörük, G. ve Salih, B. (1991). Analitik Kimya Laboratuvar› Nicel Analiz Uygulamalar›. Ankara: Hacettepe Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi.
Gündüz, T. (1999). Yar›-Mikro Kalitatif Analiz. Ankara: Gazi Büro Kitabevi.
Gündüz, T. (1999). Kantitatif Analiz Laboratuvar Kitab›. Ankara: Gazi Büro Kitabevi.
Harvey, D. (2000). Modern Analytical Chemistry,
The McGraw-Hill Companies.
Skoog, D.A, West, D.M. ve Holler, F.J. (1996). Fundamentals of Analytical Chemistry, Orlando: 7th
ed. Saunders College Publishing.
4
mol BaSO
2−
4
= 0,0206 g SO
% SO42− =
0, 0206 g SO42−
0, 25 g numune
x 100
= % 8,24 SO42−
S›ra Sizde 6
Amonyum nitrat çözeltisi elektrolit çözelti oldu¤u için,
p›ht›laflm›fl Fe(OH)3 çökele¤inin da¤›lmas›n› önlemek
için kullan›l›r.
S›ra Sizde 7
Çelikte nikel miktar tayini deneyinde kullan›lan Eflitlik
4.5 ve 4.6’da veriler yerine konulursa;
A: Tart›lan Ni(C4H7O2N2)2 kütlesi,
B: Nikel kütlesi = A x [ MA (Ni) / MA (Ni(C4H7O2N2)2)]
Nikel kütlesi = 0, 0256 g Ni(C4 H7 O2 N 2 )2 ×
288, 917
Nikel kütlesi = 0,0052 g Ni vardır.
g Ni
mol Ni
g Ni (C4 H 7 O2 N 2 )2
58, 69
mol Ni (C4 H 7 O2 N 2 )2
5
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
Bir volumetrik analiz için önemli olan terimleri tan›mlayabilecek,
Nötralleflme titrasyonlar›n›n prensibi hakk›nda bilgi sahibi olabilecek,
Nötralleflme titrasyonu ile HCl tayini yapabilecek,
Nötralleflme titrasyonu ile karbonat-bikarbonat kar›fl›m›nda karbonat-bikarbonat miktar tayini yapabilecek,
Nötralleflme titrasyonu ile asidite ve alkalinite tayini yapabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
•
•
•
•
•
Titrimetri
Standart çözelti
Analit
Titrasyon
Titrasyon hatas›
•
•
•
•
Eflde¤erlik noktas›
Dönüm noktas›
Ayarlama
Geri titrasyon
Analitik Kimya
Laboratuvar›
Nötralleflme
Titrasyonlar› ve
Laboratuvar
Uygulamalar›
•
•
•
•
GENEL B‹LG‹
VOLUMETR‹K ANAL‹Z
NÖTRALLEfiME T‹TRASYONLARI
NÖTRALLEfiME
T‹TRASYONLARINDA DENEYSEL
ÇALIfiMALAR
Nötralleflme Titrasyonlar›
ve Laboratuvar
Uygulamalar›
GENEL B‹LG‹
Bu bölümde standart çözelti, analit, titrasyon, titrasyon e¤risi, titrasyon hatas›, birincil standart, ikincil standart, eflde¤erlik noktas›, dönüm noktas›, ayarlama ve geri titrasyon gibi volumetrik analiz için önemli terimler aç›klanacak ve nötralleflme
titrasyonlar›n›n uygulamalar›ndan örnekler verilecektir.
Volumetrik Analiz
(Titrimetri): Deriflimi bilinen
çözeltinin analit ile
tepkimeye giren miktar›n›n
ölçümüne dayanan
yöntemdir.
VOLUMETR‹K ANAL‹Z
Standart çözelti: Deriflimi
tam olarak bilinen çözeltidir.
Volumetrik Analiz (Titrimetri) bir standart çözeltinin (titrant) analit ile verdi¤i tepkime sonucu bu standart çözeltinin hacminin ölçülmesine ve bu de¤erin
nicel analiz tayininde kullan›lmas› temeline dayanan analiz yöntemidir. Analit ile
standart çözelti aras›nda oluflan tepkime türüne göre dört çeflit titrimetrik yöntem
vard›r: Asit-baz tepkimelerine dayanan “Nötralleflme Titrasyonlar›”; analit ve titrant›n tepkimesi sonucu çökelek oluflumuna dayanan “Çöktürme Titrasyonlar›”;
metal-ligand etkileflimine dayanan “Kompleks Oluflum Titrasyonlar›” ve indirgenme-yükseltgenme tepkimelerine dayanan “Redoks Titrasyonlar›”.
Bir titrasyon iflleminin gerçekleflebilmesi için analit ve titrant aras›ndaki tepkimenin stokiyometrik, h›zl› ve tam olmas› gerekir. Eklenen titrant miktar›n›n kimyasal olarak analit miktar›na eflit oldu¤u nokta eflde¤erlik noktas›d›r. Örne¤in hidroklorik asidin (HCl) sodyum hidroksit (NaOH) ile titrasyonunda her bir mol hidroklorik asit için bir mol sodyum hidroksit harcand›¤›nda eflde¤erlik noktas›na ulafl›lm›fl olunur. Baryum hidroksit (Ba(OH)2) gibi iki hidroksit iyonu içeren bir baz›n
titrasyonunda ise iki mol asit harcand›¤›nda eflde¤erlik noktas›na ulafl›l›r. Ancak;
bu tür tepkimelerin do¤rudan gözlemlenmesi olas› de¤ildir. Eflde¤erlik noktas›na
ulafl›ld›¤›nda renk de¤iflimi, gaz ç›k›fl›, çökelek oluflumu gibi birtak›m fiziksel de¤iflikliklerin gözlendi¤i nokta da dönüm noktas› olarak adland›r›l›r. Bu amaçla da
belirteç olarak bilinen birtak›m kimyasal reaktifler kullan›l›r.
Bir titrasyonda eflde¤erlik ve dönüm noktas› aras›ndaki fark› belirtiniz.
SIRA S‹ZDE
Eflde¤erlik noktas›na ulafl›lan nokta fiziksel de¤iflimin de gözlendi¤i nokta olD Ü fi Ü N E L ‹ M
du¤u için teorik olarak eflde¤erlik noktas›na ulaflmak için hesaplanan titrant hacmi (Vefl) ile dönüm noktas›na ulaflmak için harcanan titrant hacminin (Vdön) eflit ol-
Analit: Kan, toprak, su gibi
herhangi bir numune içinde
analitik yönden incelenen
türdür.
Titrasyon: Bir analit
çözeltisine, analit ile titrant
aras›ndaki tepkime
tamamlanana kadar titrant
ekleme ifllemidir.
Eflde¤erlik Noktas›: Analit
ve titrant›n stokiyometrik
olarak eflit oldu¤u teorik
noktad›r.
Dönüm Noktas›: Eflde¤erlik
noktas›na ulafl›ld›¤›nda
fiziksel bir de¤iflimin
gözlendi¤i pratik noktad›r.
Belirteç: Dönüm noktas›na
ulafl›ld›¤›nda fiziksel
de¤iflim gözlenmesini
sa¤layan kimyasal
reaktiflerdir.
1
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
94
Titrasyon Hatas›: Pratikte ve
teorikte eflde¤erlik ve dönüm
noktalar›n›n gözlenmesi için
gereken titrant hacimleri
aras›nda oluflan farkt›r.
mas› gerekir. Ancak, birtak›m deneysel hatalar nedeniyle arada az da olsa bir fark
oluflabilir. Bu fark titrasyon hatas› (Et) olarak adland›r›l›r ve
Birincil Standart: Titrimetrik
analizde referans olarak
kullan›lan maddelerdir.
‹kincil Standart: Safl›¤›
birincil standart kadar
yüksek olmayan bilefliklerdir.
SIRA S‹ZDE
Ayarlama: Deriflimi
bilinmeyen ve standart
S Oolarak
R U kullan›lacak
çözelti
olan çözeltinin deriflimini
tayin etmek amac›yla
yap›lan
D ‹ Ktitrasyon
K A T ifllemidir.
Geri Titrasyon: Titrasyon
iflleminde kullan›lan
SIRA S‹ZDE
standart
çözeltinin eklenen
fazlas›n›n baflka bir
standart çözelti ile titre
edilme ifllemidir.
AMAÇLARIMIZ
Et = Vefl - Vdön
fleklinde gösterilir.
Titrasyon iflleminde, titrant çözeltisini haz›rlamak ve yöntemin do¤rulu¤undan
emin olabilmek için birincil standartlar›n kullan›lmas› gerekir. Bir maddenin birincil standart olarak kullan›labilmesi için;
• safl›k derecesinin çok yüksek olmas›,
• bilefliminin tam olarak bilinmesi,
• do¤abilecek tart›m hatalar›n›n önüne geçebilmek için mol kütlesinin büyük
olmas›,
• çabuk bozunmamas› için havada kararl› olmas›,
• ucuz olmas› gerekir.
Fakat bu tür özelli¤e sahip seçici maddeler bulmak her zaman kolay olmamaktad›r. Bu nedenle bir analitin analizi için bu özelliklere sahip birincil standart bulunamad›¤› zaman safl›¤› çok yüksek olmayan ve safl›¤› bir kimyasal analiz yöntemiyle belirlenmifl bileflikler de standart olarak kullan›labilir. Bu tür bileflikler ikincil standart olarak adland›r›l›r.
Bir çözeltinin standart çözelti olarak kullan›labilmesi için;
• çözelti haz›rland›ktan sonra derifliminin uzun süre de¤iflmeden kalabilmesi,
• analitSIRA
ile S‹ZDE
tamamen tepkimeye girmesi,
• analit ile h›zl› tepkime vermesi,
• analit
D Üile
fi Ü Nseçici
E L ‹ M olarak tepkime vermesi gerekir.
Titrasyon iflleminin do¤rulu¤u kullan›lan standart çözeltinin derifliminin do¤rulu¤una ba¤l›d›r. Bu nedenle analit için uygun birincil standart bulunamad›¤› zaS O R U
man standart çözelti olarak seçilen bilefli¤in çözeltisi haz›rland›ktan sonra bu çözeltinin di¤er bir birincil standart kullan›larak veya baflka bir standart çözelti ile deD‹KKAT
rifliminin belirlenmesi
gerekir. Bu ifllem ayarlama olarak adland›r›l›r.
Analit ile standart çözelti aras›ndaki tepkimenin yavafl ve standart çözeltinin kaSIRA
S‹ZDE
rars›z olmas›
gibi
durumlarda titrasyon do¤rudan gerçeklefltirilemez. Bu durumda
standart çözeltinin fazlas› eklenir. Eklenen bu fazla standart çözelti baflka bir standart çözelti ile titre edilerek analit miktar› dolayl› yoldan hesaplanm›fl olur. Bu iflAMAÇLARIMIZ
lem geri titrasyon olarak adland›r›l›r.
N N
K ‹ T A P
Titrasyon
T E L E V ‹ ZE¤risi:
Y O N Eflde¤erlik
noktas›n› rahatl›kla
gözlemlememizi sa¤layan,
analit çözeltisinin herhangi
bir fonksiyonunun eklenen
titrant
‹ N T Ehacmine
R N E T karfl› çizilen
grafi¤idir.
Geri titrasyon
ile ilgili daha detayl› bilgiye Anadolu Üniversitesi AÖF AnaK ve
‹ Thesaplamalar›
A P
litik Kimya kitab› ünite 7 ‘den ulaflabilirsiniz.
Bir analitin
T E L E Vuygun
‹ Z Y O N bir standart çözelti ile titre edilmesi sonucu analit çözeltisinin
herhangi bir fonksiyonunun (nötralleflme titrasyonlar›nda pH, çöktürme titrasyonlar›nda pAg, kompleks oluflum titrasyonlar›nda pM ve yükseltgenme-indirgenme
titrasyonlar›nda potansiyel (V)) eklenen standart çözelti hacmine (mL) karfl› çizilen
‹NTERNET
grafi¤i titrasyon e¤risi (fiekil 5.1) olarak adland›r›l›r. Bu e¤ri dönüm noktas›n›
tam olarak alg›lamam›z› sa¤lar.
95
5. Ünite - Nötralleflme Titrasyonlar› ve Laboratuvar Uygulamalar›
fiekil 5.1
pH
14.00
Bir asit çözeltisinin
titrasyon e¤risi
12.00
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0
20
40
60
80
100
Titrant Hacmi (mL)
Bir asit baz titrasyonunda dönüm noktas›n›n keskinli¤i eflde¤erlik noktas›n›n
tam olarak gözlenebilmesi aç›s›ndan önem tafl›maktad›r. Böylesi keskin bir dönüm
noktas›n›n gözlenebilmesi için analit ile titrant aras›ndaki tepkimenin tam olmas›
gerekir. Asitlerin zay›fl›¤› artt›kça (Ka de¤eri düfltükçe) eflde¤erlik noktas›nda pH
SIRA S‹ZDE
de¤iflimi azalmaktad›r. Bu da analit ve titrant aras›ndaki tepkimenin
tamamlanmad›¤›n› göstermektedir. Dönüm noktas›n›n keskin olmas›na ikinci bir etken ise analit ve titrant deriflimleridir. Seyreltik analit ve titrant çözeltileriD Ükullan›ld›¤›
zaman
fi Ü N E L ‹ M
eflde¤erlik noktas›ndaki pH de¤iflimi daha az olmakta, dolay›s›yla dönüm noktas›
keskinli¤i azalmaktad›r.
SIRA
S O S‹ZDE
R U
Titrasyon e¤risi oluflturabilmek için gerekli olan hesaplamalarda
genel olarak;
• Bafllang›ç noktas›,
• Dönüm noktas› öncesi,
D ÜDfi‹ ÜK NKEALT‹ M
• Dönüm noktas›,
• Dönüm noktas› sonras›
SIRA
S O S‹ZDE
R U
olmak üzere dört nokta üzerinden pH hesaplamas› yap›l›r.
N N
SIRA S‹ZDE
Unutmamal›d›r ki gerçek bir çal›flmada bu dört nokta için hesap yap›lmas›
de¤ildir.
D ‹ K K yeterli
AT
AMAÇLARIMIZ
Özellikle dönüm noktas›na yaklafl›rken çok s›k noktada pH hesaplamas› yapmak gerekir.
D Ü fi ÜS‹ZDE
NEL‹M
SIRA
N N
Titrasyon e¤risi oluflturmak için gerekli hesaplamalar hakk›ndaK daha
bilgiyi
‹ T A detayl›
P
Anadolu Üniversitesi AÖF Analitik Kimya Kitab› 7. ünitede bulabilirsiniz.
S O R U
AMAÇLARIMIZ
pH ölçümleri için dijital voltmetreler de kullan›lmaktad›r. Bu
T E L Ecihazlar
V ‹ Z Y O N kullan›larak titrimetrik yöntemlere göre daha hassas bir flekilde ancak Ddaha
sürede
‹ K K A uzun
T
pH ölçümü gerçekleflmektedir.
K ‹ T A P
Bir titrasyon iflleminin gerçekleflebilmesi için temel olarak bir bürete ve erlene
SIRA
‹ N T E RS‹ZDE
NET
gereksinim vard›r. Standart çözelti haz›rlama s›ras›nda ise mutlaka
volumetrik
balonjoje kullan›lmas› gerekmektedir. Bunun d›fl›nda beher, baget,
T E L E Vmezur,
‹ Z Y O N huni, pipet ve tart›m ka¤›d› gibi malzemeler titrasyon ifllemi için gerekli
olan malzemelerAMAÇLARIMIZ
dir (fiekil 5.2).
N N
‹ N T E R N E TLaboratuvar
Kullan›lacak cam malzemelerin nas›l temizlenmesi gerekti¤ini AÖF
K ‹Kimya
T A P
Teknikleri Kitab› 2. ünite’de bulabilirsiniz.
SIRA S‹ZDE
SIRA
S O S‹ZDE
R U
D ÜDfi‹ÜKNKEAL T‹ M
SIRA
S O RS‹ZDE
U
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
DSIRA
Ü fi Ü NS‹ZDE
EL‹M
K ‹ T A P
S O R U
AMAÇLARIMIZ
TELEV‹ZYON
D‹KKAT
K ‹ T A P
‹SIRA
N T E RS‹ZDE
NET
TELEV‹ZYON
AMAÇLARIMIZ
‹NTERNET
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
96
fiekil 5.2
Titrasyon için
gerekli cam
malzemelere
örnekler
Büret
Huni
Beher
Mezür
Balon Joje
Erlen
Titrasyon ifllemi sonucunda büretten harcanan standart çözelti hacminin okunmas› gerekir. Okuma iflleminin en do¤ru flekilde yap›lmas› hesaplamalar›n do¤rulu¤u aç›s›ndan çok önemlidir. Bu nedenle renksiz çözeltilerde göz ile menisküs
(fiekil 5.3) ayn› hizaya gelmeli ve de¤er okunmal›d›r. Renkli çözeltilerde ise menisküs görülmeyece¤inden üst çözelti seviyesi göz ile ayn› hizaya getirilerek okuma
ifllemi gerçeklefltirilir.
fiekil 5.3
Büretten çözelti
hacminin
okunmas›
Göz hizas›
Renksiz çözeltilerde menisküsün
alt k›sm› dikkate alan›r
Göz hizas›
Renkli çözeltilerde menisküsün
üst k›sm› dikkate alan›r
Bir volumetrik analize bafllamadan önce yap›lacak ifllemler flöyle s›ralanabilir:
• Analizi yap›lacak numune her zaman çözelti olmayabilir. Bu nedenle kat›
numunelerin önce uygun bir çözücü kullanarak çözelti haline dönüfltürülmeleri gerekir.
• Uygulanacak titrasyon türüne ve tayin edilecek analit çözeltisine göre uygun
belirteç seçimi titrasyonun en önemli basamaklar›ndan birini oluflturur.
97
• Daha önce anlat›ld›¤› gibi birincil standart kullanarak standart çözelti haz›rlan›r. E¤er uygun birincil standart yoksa standart çözelti olarak kullan›lacak
çözeltinin ayarlama ifllemini yapmak ve deriflimini belirlemek gerekir.
• Son olarak; uygun çözücüde çözünmüfl olan analit çözeltisinden belirli bir
hacimde bir erlene al›nd›ktan sonra titrasyon için uygun pH aral›¤›nda seçilmifl belirteçden 2-3 damla bu analit çözeltisine eklenir ve çalkalan›r. Standart çözelti bürete doldurulur ve çözelti seviyesi s›f›rlanarak hizalan›r. Standart çözeltiden damla damla eklenerek titrasyona bafllan›r. Eflde¤erlik noktas›na ulafl›ld›¤›nda (renk de¤iflimi gözlendi¤inde) titrant eklenmesine son
verilir ve büretten eklenen hacim okunarak analit miktar›n› hesaplamada
kullan›l›r. fiekil 5.4’de eflde¤erlik noktas›na ulafl›lmadan önce renksiz olan
bir çözeltinin eflde¤erlik noktas›na ulafl›lmas›yla gözlenen renk de¤iflimi görülmektedir. Ayr›ca flekilden de görüldü¤ü gibi titrasyon ifllemi s›ras›nda erlen sa¤ el ile tutulmal› ve büretin muslu¤u ise sol el ile kontrol edilmelidir.
Büretten hacim okurken renksiz bir çözeltide dikkat edilmesi gereken
SIRAnokta
S‹ZDEnedir?
A. Eflde¤erlik
noktas› öncesi,
S O B.
R U
sonras› gerçekleflen
titrasyonlar.D C.
‹KKAT
Renk de¤iflimi
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
A
B
SIRA S‹ZDE
Ü fi Ü N E L ‹ M
fiekil D5.4
S O R U
SIRA S‹ZDE
2
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
C
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
NÖTRALLEfiME T‹TRASYONLARI
Bu bölümün bafl›nda da belirtildi¤i gibi dört çeflit titrasyon vard›r. Bu bölümde
‹ N Tbu
E R tür
N E T titrasyonladört titrasyondan biri olan nötralleflme titrasyonu anlat›lacak ve
r›n kullan›ld›¤› çeflitli analizlere örnekler verilecektir.
Nötralleflme tepkimeleri, bir asit ile bir baz›n tepkimesi sonucu bir tuzun ve suyun olufltu¤u tepkimelerdir. Nötralleflme titrasyonlar›nda analit asit ise standart çözelti olarak bir baz›n veya analit baz ise standart çözelti olarak bir asidin kullan›lmas› gerekir. Bu tür titrasyonlarda kullan›lan standart çözeltiler kuvvetli asitler veya
kuvvetli bazlard›r. Titrant olarak zay›f asit veya zay›f baz çözeltilerinin kullan›m› eflde¤erlik noktas›n›n pratik olarak gözlenmesini zorlaflt›rd›¤› için tercih edilmez.
Belirteç olarak ise asit-baz belirteçleri kullan›lmaktad›r. Bu belirteçler, dönüm
noktas›nda pH de¤iflimine ba¤l› olarak renk de¤ifltiren organik kökenli boyar maddelerdir. Her belirtecin renk de¤ifltirebilece¤i belirli bir pH aral›¤› bulunmaktad›r
(Çizelge 5.1).
‹NTERNET
98
Çizelge 5.1
Baz› Önemli AsitBaz Belirteçleri ve
pH Aral›klar›
SIRA S‹ZDE
S O R U
‹NTERNET
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Belirteç Tipi
8,0 - 9,6
Sar› - Mavi
Metil Sar›s›
2,9 - 4,0
K›rm›z› - Sar›
Baz Tipi
Metil Oranj
3,1 - 4,4
K›rm›z› - Turuncu
Baz Tipi
Bromkresol Yeflili
3,8 - 5,4
Sar› - Mavi
Asit Tipi
Metil K›rm›z›s›
4,2 - 6,3
Baz Tipi
BromkresolD ÜMoru
fi Ü N E L ‹ M
5,2 - 6,8
Sar› - Pembemsi Mor
Asit Tipi
Bromtimol Mavisi
6,2 - 7,6
Sar› - Mavi
Asit Tipi
Fenol K›rm›z›s›
6,8 - 8,4
Sar› - K›rm›z›
Asit Tipi
Krezol MoruD ‹ K K A T
7,6 - 9,2
Sar› - Pembemsi Mor
Asit Tipi
Fenolftalein
8,3 - 10,0
Renksiz - K›rm›z›
Asit Tipi
Timolftalein
9,3 - 10,5
Renksiz - Mavi
Asit Tipi
AMAÇLARIMIZ
Alizarin Sar›s›
10,0 - 12,0
Renksiz - Sar›
Baz Tipi
SIRA S‹ZDE
Asit Tipi
Asit-baz titrasyonlar›
K ‹ T A Phakk›nda daha detayl› bilgiyi Anadolu Üniversitesi AÖF Analitik Kimya Kitab› 7. ünitede bulabilirsiniz.
3
HNO3 ve NaOH
T ESIRA
L Earas›nda
V ‹S‹ZDE
Z Y O N oluflan tepkime ne tür bir tepkimedir? Oluflan ürünler nelerdir?
NÖTRALLEfiME T‹TRASYONLARINDA DENEYSEL
ÇALIfiMALAR
‹NTERNET
Nötralleflme titrasyonlar› ile ilgili olarak afla¤›daki uygulamalar incelenecektir;
O R U Çözeltisi ile HCl Miktar Tayini,
• Ayarl›SNaOH
• Ayarl› HCl Çözeltisiyle Karbonat-Bikarbonat Kar›fl›m›nda Karbonat-Bikarbonat Miktar
D ‹ K K ATayini,
T
• Asidite ve Alkalinite tayini
N N
SIRA S‹ZDE
Ayarl› NaOH Çözeltisiyle HCl Miktar Tayini
NaOH ve KOH gibi nötralleflme titrasyonlar›nda titrant olarak s›kl›kla kullan›lan bileflenler buAMAÇLARIMIZ
bölümün bafl›nda anlat›lan birincil standart özelliklerini tafl›mad›klar›
için, bu bileflenlerin kullan›lmas›yla haz›rlanan çözeltilerin ayarlanmas› gerekir. Bu
amaçla genellikle kullan›lan birincil standartlar okzalik asit dihidrat (H2C2O4.2H2O)
K ‹ T A P
ve potasyum
hidrojen fitalat (KHC8H4O4)’d›r. NaOH ve KOH gibi bileflenlerin birincil standart olarak kullan›lamamas›n›n nedeni; bazik çözeltilerin atmosferden etkilenerek havada bulunan CO2 ile tepkimeye girmesi ve afla¤›da verilen eflitlik geTELEV‹ZYON
re¤ince karbonat oluflturmas›d›r:
2OH- + CO2(g)
‹NTERNET
Renk De¤iflimi
N N
K ‹ T A P
T SIRA
E L E V S‹ZDE
‹ZYON
Geçifl Aral›¤›
1,2 - 2,8
S O R U
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
Timol Mavisi
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Yayg›n Ad›
‹NTERNET
CO32- + H2O
99
Ayarlanma s›ras›nda kullan›lan asit, asit aral›¤›na sahip bir belirteç kullan›larak
titre edildi¤inde her bir CO32- iyonu iki H3O+ iyonu ile (Eflitlik (1)), bazik aral›¤a
sahip bir belirteç kullan›ld›¤›nda ise her bir CO32- iyonu bir H3O+ iyonu ile (Eflitlik (2)) tepkime vererek H2CO3 ve HCO3- oluflturur:
CO32- + 2H3O+
H2CO3 + 2H2O
(1)
CO32- + H3O+
HCO3- + H2O
(2)
Bu durum baz›n etkin deriflimini azalt›r ve oluflan tampon eflde¤erlik noktas›n›n rahatl›kla görülmesini engeller. Sistematik bir hataya neden olan bu olay karbonat hatas› olarak adland›r›l›r.
NaOH çözeltisi haz›rlan›rken karbonat hatas›n› minimize etmek için kaynat›l›p-so¤utulmufl ve böylece CO2’i uzaklaflt›r›lm›fl saf su kullan›lmas› gerekmektedir. NaOH
çözeltisi haz›rland›ktan sonra NaOH’in cam ile tepkimeye girerek silikat oluflturmas›
nedeniyle cam malzeme yerine polietilen fliflelerde saklanmas› gerekir.
Yaklafl›k 0,1 M NaOH Çözeltisinin Haz›rlanmas›
NaOH çözeltisinin haz›rlanmas› için yaklafl›k 0,50 g pelet NaOH porselen kapsülde tart›l›r. Maddeyi örtecek kadar saf su eklenir, çalkalan›r ve bu su dokülür. Y›kama ifllemi az miktar su ile birkaç kez daha tekrarlan›r. Y›kaman›n amac›, kat›
SIRA S‹ZDE
NaOH tanecikleri üzerinde oluflmufl olan CO32- tabakas›n› uzaklaflt›rmakt›r.
Bu flekilde temizlenmifl olan NaOH, 100 mL’lik bir behere aktar›l›r, önceden kaynat›larak so¤utulmufl dolay›s›yla CO2’i giderilmifl 50 mL saf suda çözülür.
Çözelti oda
s›cakl›¤›na geldikten sonra, 100 mL’lik balonjojeye dikkatlice aktar›l›r. Beher kaynat›larak so¤utulmufl saf su ile y›kan›r, bu su da balonjojeye eklenir ve ayn›
S O R U
CO2’siz su ile 100 mL’ye tamamlan›r.
Y›kama ifllemi s›ras›nda NaOH peletlerinin çözünmesini önlemek için Dy›kama
‹ K K A T ifllemini h›zl› ve olabildi¤ince az su ile yapmak gerekir.
SIRA S‹ZDE
N N
Okzalik Asit dihidrat ( H2C2O4.2H2O) ile 0,1 M NaOH Çözeltisinin
Ayarlanmas›
Primer standart, H2C2O4.2H2O, kat›s›ndan 0,25 g kadar (Ws) AMAÇLARIMIZ
hassas tart›m al›n›r ve
250 mL’lik bir erlene aktar›l›r. Erlene CO2’i giderilmifl 50 mL saf su koyularak kat›
çözülür. Bu çözeltiye belirteç olarak 2-3 damla fenolftalein çözeltisi damlat›l›r. Bü‹ T A P
rete NaOH çözeltisi doldurulur ve erlendeki çözelti titre edilir.K Bafllang›çta
renksiz
olan çözelti dönüm noktas›nda pembeleflir (fiekil 5.4). ‹lk pembe renk görüldü¤ü
anda NaOH eklenmesi durdurulur. Erlen yavaflca çalkalan›r. Oluflan pembe renk
30 saniye kal›c› olmal›d›r. Renk daha k›sa sürede kaybolursa,T erlenin
saf su
E L E V ‹ Z Y çeperi
ON
ile y›kanarak 1-2 damla daha NaOH eklenmelidir. Dönüm noktas›na kadar harcanan NaOH çözelti hacmi not edilir.
Titrasyon tepkimesi afla¤›da verildi¤i gibi gerçekleflmektedir:
‹NTERNET
H2C2O4 + 2 NaOH $ Na2C2O4 + 2 H2O
M titrant =
Ws, mg
-1
126,070 mg mmol
H 2C2 O4 ×
2mmol NaOH
1
×
1mmol H 2C2O 4 Vtitrant , mL
Mtitrant = NaOH çözeltisinin molaritesi,
Vtitrant = Dönüm noktas›na kadar harcanan NaOH hacmi, mL
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
100
Ws = H2C2O4 . 2H2O’nun tart›lan kütlesi, mg
H2C2O4 . 2H2O’nun molekül kütlesi=126,070 gmol-1
Örnek Çözeltide HCl MiktarTayini
Verilen örnek çözeltisi üzerine 50 mL kadar saf su ve 2-3 damla fenolftalein belirteç
çözeltisi eklenir. Bu çözelti ayarl› NaOH çözeltisiyle yukar›da anlat›ld›¤› flekilde
pembe renk 30 saniye kal›c› oluncaya kadar titre edilir. Harcanan hacim not edilir.
HCl + NaOH
NaCI + H2O
WHCl = 36,5 × Mtitrant × Vtitrant
WHCl = HCl ’in numunedeki miktar›, mg
Mtitrant = NaOH çözeltisinin molaritesi
Vtitrant = Dönüm noktas›na kadar harcanan NaOH hacmi, mL
HCl ‘in molekül kütlesi = 36,5 gmol-1
SIRA S‹ZDE
4
20,0 mL lik bir
çözeltisinin titrasyonunda fenolftalein dönüm noktas›na kadar 25,0 mL
SIRAHCl
S‹ZDE
0,1120 M NaOH harcan›yorsa, çözeltideki HCl miktar› nedir?
D Ü fi Ü N EÇözeltisiyle
L‹M
Ayarl› HCl
Karbonat-Bikarbonat Kar›fl›m›nda
Karbonat-Bikarbonat Miktar Tayini
S O R U
Karbonat-Bikarbonat
kar›fl›m›n›n analizinin yap›labilmesi için öncelikle yaklafl›k
S O R U
0,1 M HCl çözeltisinin haz›rlanmas› ve primer standart bir maddeye karfl› ayarlanmas› gerekmektedir.
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
D‹KKAT
0,1 M HCl Çözeltisinin Haz›rlanmas› ve Ayarlanmas›
N N
S‹ZDE
Deriflik HClSIRA
çözeltisinden
0,8-0,9 mL al›narak 250 mL’ye saf suyla seyreltilir ve bürete doldurulur. Yaklafl›k 0,1 M olan bu HCl çözeltisinin ayarlanmas› için saf
Na2CO3 primer standart olarak kullan›l›r. Na2CO3’›n asitle titrasyonunda iki dönüm
AMAÇLARIMIZ
noktas› gözlenir.
Titrasyon tepkimeleri afla¤›da verildi¤i gibi gerçekleflmektedir:
T +A P
CO32- +KH‹3O
" HCO3- + H2O " pH = 8,4
+
HCO3 + H3O " H2CO3 + H2O " pH = 4,0
Ayarlama
pH de¤ifliminin daha fazla oldu¤u ikinci dönüm noktas›
T E L Eiflleminde
V‹ZYON
kullan›l›r. Kesin bir dönüm noktas› gözlemek için belirtecin ilk asit renginin görüldü¤ü yere kadar Na2CO3, HCl ile titre edilir. Bu anda çözeltide HCO3-/H2CO3 tamponu oluflur. Tamponun yok edilmesi için çözelti kaynat›l›r. Afla¤›da verilen tepki‹NTERNET
me gere¤ince H2CO3, CO2 ve H2O’ya parçalan›r.
H2CO3 → CO2 + H2O
Çözeltinin pH’s›, HCO3- iyonundan dolay› bazik bir de¤ere kayar, belirtecin
tekrar baz rengi görülür. Çözelti so¤uduktan sonra damla damla asit eklenerek titrasyona devam edilir. Son bir damla asit eklenmesiyle çözeltide büyük bir pH de¤iflimi olur ve kesin bir dönüm noktas› elde edilir.
101
Saf Na2CO3, deney öncesi 110 oC’da 2 saat kurutulur ve desikatörde bekletilir.
0,05-0,1g aras›nda (Ws) hassas tart›m› al›narak 250 mL’lik erlene aktar›l›r. Yaklafl›k
50 mL saf suda çözülür, üzerine belirteç olarak 3 damla bromkresol yeflili damlat›l›r. Çözeltinin rengi maviden yeflile ilk döndü¤ü noktaya kadar bürete koyulan HCl
ile titre edilir. Çözelti birkaç dakika kaynat›l›r. Rengin yeniden maviye dönmesi gerekir. Çözelti so¤uduktan sonra renk yeflil oluncaya kadar tekrar HCl eklenerek titrasyon tamamlan›r. Harcanan asit hacmi not edilir (V1). Is›tma sonunda renk maviye dönmezse, bafllang›çta asidin fazlas› kat›lm›flt›r. Bu durumda örnek at›lmal› ve
yeni bir örnekle titrasyon tekrarlanmal›d›r.
Belirteç düzeltmesini bulmak için yaklafl›k 100 mL 0,05 M NaCl çözeltisine 3
damla bromkresol yeflili damlat›l›r ve HCl ile titre edilir. Bu bofl deneme için harcanan titrant hacmi (V2) de not edilir. Na2CO3 çözeltisi için harcanan gerçek titrant
hacmi;
Vtitrant= V1-V2 den bulunur.
Asit çözeltisinin gerçek deriflimi hesaplanarak ayarlama ifllemi tamamlan›r.
Na2CO3 + 2HCl $
M titrant =
H2CO3 + 2NaCl
Ws, mg
-1
106 mg mmol
Na 2CO3
1
2 mmol HCl
×
1 mmol Na 2 CO3 Vtitrant , mL
Mtitrant = HCl çözeltisinin molaritesi
Vtitrant = Dönüm noktas›na kadar harcanan HCl hacmi (V1-V2), mL
Ws = Na2CO3’›n tart›lan kütlesi, mg
Na2CO3’›n molekül kütlesi= 106,0 g mol-1
Asit ayarlamas› s›ras›nda Na2CO3’›n eflde¤erlik noktas› civar›nda kaynat›lmas›n›n
nedeni
SIRA S‹ZDE
nedir?
5
D Ü fi Ü N E-L)‹ MMiktar
Örnek Çözeltide Karbonat (CO32-) ve Bikarbonat (HCO
3
Tayini
Karbonat ve bikarbonat içeren bir kar›fl›m›n analizi iki basamakta
S O Rgerçeklefltirilir.
U
Örnek çözeltisi iki k›sma ayr›l›r ve biri her iki bileflenin gram miktar›n› saptamak
için, di¤eri de HCO3- gram miktar›n› saptamak için kullan›l›r.
D‹KKAT
CO32- ve HCO3- iyonlar›n›n toplam miktar›n› saptamak için örnek çözeltisine 2
damla bromkresol yeflili belirteç olarak damlat›l›r ve ilk yeflil rengin görüldü¤ü ana
S‹ZDE so¤utulur
kadar ayarl› HCl çözeltisi ile titre edilir. Çözelti birkaç dakika SIRA
kaynat›l›r,
ve yeniden oluflan mavi renk yeflile dönene kadar HCl çözeltisi eklemeye devam
edilir (V1). E¤er kaynamadan sonra mavi renk oluflmazsa, örnek at›l›r veya ayarl›
AMAÇLARIMIZ
baz çözeltisi ile geri titre edilir.
HCO3- iyonunun miktar›n› bulmak için ikinci k›s›m örnek çözeltisine dikkatlice hacmi ölçülmüfl (ayars›z) 0,1 M NaOH çözeltisinin afl›r›s› (20
EkleK ‹mL)
T A eklenir.
P
nen NaOH çözelti hacminin kesin olarak bilinmesi çok önemlidir ve bu hacim
(VNaOH) not edilir. NaOH eklenmesi hassas olarak yap›lmal›d›r. Bu ekleme ile afla¤›da verilen tepkime gerçekleflir:
TELEV‹ZYON
N N
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
102
HCO3- + OHH2O + CO32Bu ifllemle örnekteki HCO3- iyonunun tamam› CO32- iyonuna dönüflür ve ortamda NaOH’›n fazlas› kal›r. Daha sonra çözeltiye 10 mL % 10’luk BaCl2 çözeltisi
eklenir ve afla¤›da verilen tepkime ile karbonat iyonlar› çöktürülür;
CO32- + Ba2+ $
BaCO3
Ortamdaki NaOH’›n fazlas›, fenolftalein belirtecinden birkaç damla eklenerek
ayarl› HCl çözeltisiyle pembe rengin kayboldu¤u ana kadar titre edilir. Titrasyon
dönüm noktas›na do¤ru asit eklemeleri yavafl ve damla damla yap›l›r. Harcanan
HCl asit hacmi (V2) not edilir.
Bir baflka bofl erlende 25 mL su, 10 mL % 10’luk BaCl2 çözeltisi ve örnekte kullan›lan VNaOH hacmine eflit NaOH içeren bofl çözelti haz›rlan›r ve birkaç damla fenolftalein belirteci eklenerek ayarl› HCl çözeltisi ile pembe renk kaybolana kadar
titre edilir. Dönüm noktas›na kadar harcanm›fl olan asit hacmi (V3) not edilir. Örnekteki CO32- ve HCO3- miktarlar› afla¤›da verildi¤i gibi hesaplan›r.
Örnekteki NaHCO3 kütlesi (mg) = (V3 - V2 ) × M HCl ×
1 mmo
3×
3
ol NaHCO 84,0 mg NaHCO
3
1 mmol HCl
1 mmol NaHCO
1 mmol Na 2CO 3 106,0 mg Na 2CO 3
Örnekteki Na 2CO3 kütlesi (mg) =  V1 - (V3 - V2 ) × M HCl ×
×


2 mmol HCl
1 mmol Na CO
2
3
HCO3- için harcanan asit hacmi= V3 - V2, mL
CO32- için harcanan asit hacmi = V1 - (V3 - V2), mL
MHCl = Ayarl› HCl çözeltisinin molaritesi,
Na2CO3’›n mol kütlesi = 106,0 gmol-1
NaHCO3’›n mol kütlesi = 84,0 gmol-1
Nötralleflme Titrasyonuyla Asidite Tayini
Nötralleflme titrasyonuyla iki tür asidite tayini yapmak olas›d›r. pH’› 4,5-8,3 aras›nda
olan sular›n asiditesine fenolftalein, pH’› 4,5’den küçük olan sular›n asiditesine ise
metil oranj asiditesi denir.
Metil Oranj Asiditesi
50 mL numune bir erlene al›n›r. Üzerine 2 damla metil oranj belirteci ilave edilir.
Yukar›da anlat›ld›¤› gibi ayarlanm›fl 0,020 M NaOH çözeltisi ile renk aç›k portakala dönünceye kadar titre edilir (pH = 4,5)
Fenolftalein Asiditesi
50 mL numune üzerine 3-4 damla fenolftalein belirteci ilave edilir. Numune ›s›t›l›r
ve s›cakl›k kaynama noktas›na getirilir. 2 dakika bekletilir. Daha sonra s›cak numunede pembe renk elde edinceye kadar 0,020 M NaOH çözeltisi ile titre edilir.
Asidite (mg CaCO 3 L-1 ) =
(Harcanan standart baz miktarı, mL) (Standart baz
SIRAderişimi,
S‹ZDE M) (50000)
m
mL, numune
Nötralleflme Titrasyonuyla Alkalinite TayiniD Ü fi Ü N E L ‹ M
SIRA S‹ZDE
50 mL numune al›n›r ve standart 0,05 M H2SO4 çözeltisi ile önce fenolftalein belirS O R Uasit hacmi feteci ile k›rm›z› renkten renksiz oluncaya kadar titre edilir. Harcanan
nolftalein alkalinite sarfiyat› olarak kaydedilir. E¤er fenolftalein belirteci ilave edildi¤inde renk dönüflümü olmuyorsa, numunede fenolftalein alkalinitesi
yok deD‹KKAT
mektir. Bu kez ayn› kar›fl›m üzerine metil oranj belirteci eklenerek bürette kalan
yerden titrasyona devam edilir. Portakal renginden k›rm›z›ya dönünceye kadar titSIRA S‹ZDE
re edilir ve sonuç toplam alkalinite sarfiyat› olarak kaydedilir.
Alkalinite (mg CaCO3 L-1 ) =
103
N N
asit derişimi, M) (50
(Harcanan standart asit miktarı, mL) (StandartAMAÇLARIMIZ
0000)
mL, numune
K ‹AÖF
T A Analitik
P
Asidite ve alkalinite hakk›nda ki detayl› bilgiyi Anadolu Üniversitesi
Kimya
kitab› ünite 8’de bulabilirsiniz.
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
104
Özet
N
A M A Ç
1
N
AM A Ç
2
Bir volumetrik analiz için önemli olan terimleri
tan›mlamak;
Volumetrik Analiz (Titrimetri) bir standart çözeltinin (titrant) analit ile verdi¤i tepkime sonucu
bu standart çözeltinin hacminin ölçülmesine ve
bu de¤erin nicel analiz tayininde kullan›lmas› temeline dayanan analiz yöntemidir. Titrant miktar›n›n kimyasal olarak analit miktar›na eflit oldu¤u
nokta eflde¤erlik noktas›d›r. Eflde¤erlik noktas›na ulafl›ld›¤›nda renk de¤iflimi, gaz ç›k›fl›, çökelek oluflumu gibi birtak›m fiziksel de¤iflikliklerin
gözlendi¤i nokta da dönüm noktas› olarak adland›r›l›r. Bu amaçla da belirteç olarak bilinen
birtak›m kimyasal reaktifler kullan›l›r. Titrasyon
iflleminde, titrant çözeltisini haz›rlamak ve yöntemin do¤rulu¤undan emin olabilmek için birincil
standartlar›n kullan›lmas› gerekir. Analit için uygun birincil standart bulunamad›¤› zaman standart çözelti olarak seçilen bilefli¤in çözeltisi haz›rland›ktan sonra bu çözeltinin di¤er bir birincil
standart kullan›larak veya baflka bir standart çözelti ile derifliminin belirlenmesi ifllemine ayarlama denir.
Nötralleflme titrasyonlar›n›n prensibi hakk›nda
bilgi sahibi olmak;
Nötralleflme tepkimeleri, bir asit ile bir baz›n tepkimesi sonucu bir tuzun ve suyun olufltu¤u tepkimelerdir. Nötralleflme titrasyonlar›nda analit
asit ise standart çözelti olarak bir baz›n veya analit baz ise standart çözelti olarak bir asidin kullan›lmas› gerekir. Bu tür titrasyonlarda kullan›lan
standart çözeltiler kuvvetli asitler veya kuvvetli
bazlard›r. Belirteç olarak ise asit-baz belirteçleri
kullan›lmaktad›r. Bu belirteçler, dönüm noktas›nda pH de¤iflimine ba¤l› olarak renk de¤ifltiren
organik kökenli boyar maddelerdir.
N
A M A Ç
3
N
A M A Ç
4
N
AM A Ç
5
Nötralleflme titrasyonu ile HCl tayini yapmak;
NaOH ve KOH gibi bileflenler birincil standart
olarak kullan›lamazlar. Bunun nedeni; bazik çözeltilerin atmosferden etkilenerek havada bulunan CO2 ile tepkimeye girmesi ve baz›n etkin
molaritesini azaltarak karbonat hatas› denilen bir
hataya neden olmas›d›r. Primer standart olarak
okzalik asit dihidrat (H2C2O4.2H2O) ve belirteç
olarak da fenolftalein kullan›l›r.
Nötralleflme titrasyonu ile karbonat-bikarbonat
kar›fl›m›nda karbonat-bikarbonat miktar tayini
yapmak;
Karbonat-bikarbonat kar›fl›mlar›n›n bulundu¤u
bir çözeltide fenolftalein ve bromkresol yeflili belirteci olmak üzere iki tür belirteç kullan›larak
miktar tayini yapmak olas›d›r. Bu deneyin baflar›yla yürütülebilmesi için deneye ait bölümün tamam›n›n dikkatle okunmas› gerekmektedir.
Nötralleflme titrasyonu ile asidite ve alkalinite tayini yapmak;
Alkalinite, suyun asidi nötrallefltirme kapasitesinin, asidite ise suyun baz› nötrallefltirme kapasitesinin bir ölçüsüdür. Metil oranj ve fenolftalein
belirteçleri kullan›larak asidite ve alkalinite tayinleri gerçeklefltirilmektedir.
105
1. Afla¤›dakilerden hangisi birincil standart maddenin
sahip olmas› gereken özelliklerden biri de¤ildir?
a. Bilefliminin tam olarak bilinmesi
b. Ucuz olmas›
c. Safl›k derecesinin yüksek olmas›
d. Mol kütlesinin küçük olmas›
e. Havada kararl› olmas›
2. Afla¤›daki durumlardan hangisinde geri titrasyon uygulamak gerekir?
a. Analit ile standart çözelti aras›ndaki tepkimenin
yavafl oldu¤u durumda
b. Analit ile standart çözelti aras›ndaki tepkimenin
h›zl› oldu¤u durumda
c. Standart çözeltinin yeteri kadar kararl› oldu¤u
durumda
d. Analit çözeltisinin yeteri kadar kararl› oldu¤u
durumda
e. Analit ile belirteç aras›ndaki tepkimenin h›zl› oldu¤u durumda
3. Karbonat hatas› ile ilgili afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r?
a. Bazik çözeltiler atmosferden etkilenerek CO2 ile
tepkime verirler.
b. Karbonat hatas› asidin etkin molaritesini azalt›r.
c. Karbonat hatas›n› minimize etmek için CO2’i
uzaklaflt›r›lm›fl su kullan›l›r.
d. Karbonat hatas›n› minimize etmek için kat› NaOH
üzerindeki CO2 tabakas› y›kanarak uzaklaflt›r›l›r.
e. Karbonat hatas›n› minimize etmek için haz›rlanan NaOH çözeltisinin polietilen fliflelerde saklanmas› gerekir.
4. Afla¤›daki ifadelerden hangisi dönüm noktas›n›n keskinli¤i aç›s›ndan önem tafl›maz?
a. Analit ve titrant aras›ndaki tepkimenin tam olmas›
b. Analit deriflimi
c. Titrant deriflimi
d. Denge sabiti de¤erleri
e. Eflde¤erlik noktas›
5. Volumetrik analiz ile ilgili afla¤›daki ifadelerden
hangisi yanl›flt›r?
a. Analit kat› ise uygun bir çözücüde çözülerek çözeltisi haz›rlan›r.
b. Analit çözeltisine ve titrasyon türüne uygun bir
belirteç seçilir.
c. Birincil standart kullan›larak standart çözelti haz›rlan›r.
d. Analit çözeltisi bürete doldurulur.
e. Analit derifliminin hesaplanabilmesi için büretten harcanan çözelti miktar› okunur.
6. Kat› Na2CO3’dan 0,050 M, 100 mL Na2CO3 çözeltisi
haz›rlamak için kaç g tartmak gerekir?
a. 0,53
b. 0,60
c. 0,68
d. 0,75
e. 0,92
7. 10,00 mL 0,200 M NaOH’in 25,00 mL H2SO4 ile tepkimesi sonucu hesaplanan H2SO4 deriflimi (M) nedir?
a. 0,02
b. 0,03
c. 0,04
d. 0,05
e. 0,06
8. 0,500 g potasyum hidrojen ftalat›n (primer standart)
titrasyonu için 30,00 mL Ba(OH)2 gerekmektedir. Bu
bilgilere göre Ba(OH)2 çözeltisinin molar deriflimi
kaçt›r?
a. 0,035
b. 0,041
c. 0,056
d. 0,070
e. 0,110
9. CO32- ve HCO3- içeren bir çözeltiden al›nan 25,00
mL’lik bir k›s›m için fenolftalein dönüm noktas›na kadar 15,00 mL 0,100 M HCl ve bromkresol yeflili dönüm noktas›na kadar ise 40,00 mL HCL çözeltisi gerekmektedir. Bu bilgilere göre çözeltideki CO32- ve
HCO3- deriflimleri afla¤›dakilerden hangisinde do¤ru
olarak verilmifltir?
a. CO32- = 0,02 M, HCO3- = 0,01 M
b. CO32- = 0,04 M, HCO3- = 0,02 M
c. CO32- = 0,05 M, HCO3- = 0,05M
d. CO32- = 0,06 M, HCO3- = 0,04 M
e. CO32- = 0,08 M, HCO3- = 0,06 M
10. fiekil 5.1’de elde edilen titrasyon grafi¤ini elde edebilmek için afla¤›da verilen belirteçlerden hangisi uygun de¤ildir?
a. Fenolftalein
b. Bromkresol yeflili
c. Timol mavisi
d. Bromtimol mavisi
e. Fenol k›rm›z›s›
106
“
Karbonat Hakk›nda Bilmedikleriniz
‹çilebilir nitelikteki herhangi bir suya karbondioksit
eklendi¤inde soda olarak adland›r›lan içecek elde edilmifl olunur. Maden suyu ise yerin en derin katmanlar›ndan yeryüzüne ç›karken geçti¤i katmanlardan mineralleri de alarak yoluna devam eder. Bu durumda maden suyu mineralce çok zengin iken soda mineral içermez. Maden suyu ve soda, ikisi de mideyi rahatlatma
özelli¤ine sahiptir ancak sodan›n bundan baflka hiçbir
ifllevi yoktur oysa maden suyu ayn› zamanda do¤al bir
mineral deposudur. Soda olarak bilinen di¤er bir madde ise sodyum karbonat (Na2CO3) bilefli¤idir. Na2CO3
ve halk dilinde karbonat olarak bilinen sodyum bikarbonat›n (NaHCO3), soda içece¤inin tersine, günlük hayatta birçok ifllevi vard›r. Bunlardan baz›lar› afla¤›da s›ralanm›flt›r:
Hamuru kabartmak için kullan›lan kabartma tozu genellikle NaHCO3’›n, kuru asidin (H+) ve m›s›r niflastas›n›n birleflimidir. Is›n›n (50°C ve üstü), suyun (H2O) ve
asidin etkisiyle kabartma tozundaki karbonat birkaç bileflene ayr›l›r. Bu ifllem s›ras›nda karbondioksit (CO2)
gaz› aç›¤a ç›kar, gaz kabarc›klar› oluflur ve böylelikle
hamur genleflir. Kimyasal tepkime flöyledir:
NaHCO3 + H+ $ Na+ + CO2 + H2O
Yanm›fl tencere, yanm›fl f›r›n tepsisi, çaydanl›klardaki,
termoslardaki ve çiçek vazolar›ndaki lekeler kaynam›fl
su ve karbonat kar›fl›m› ile kolayl›kla giderilir. Karbonat›n bu temizleme gücünü kimyasal olarak flu flekilde
aç›klayabiliriz: Kaynam›fl suda karbonat, CO2 aç›¤a ç›kararak soda oluflturur:
2NaHCO3 + ›s› $ Na2CO3 + H2O + CO2
Oluflan soda suyla tepkimeye girerek sodyum hidroksit
(NaOH) meydana gelir. Böylelikle çözelti daha da bazikleflir ve deterjan özelli¤i artar.
Na2CO3 + H2O $ NaHCO3 + NaOH
Karbonat, suyun sertli¤ine neden olan kalsiyum (Ca2+)
ve magnezyum (Mg2+) iyonlar›yla tepkimeye girerek
çökelti oluflturur ve suyun yumuflamas›n› sa¤lar. Yumuflat›lan su daha sonra çökeltiden ayr›flt›r›l›r.
Ca2+ + SO42- + 2NaHCO3 $ CaCO3 + 2Na+ + SO42+ H2O + CO2
Bakliyatlar ve sert sebzeler hafllan›rken, hafllama suyuna karbonat eklenirse daha çabuk yumuflamalar› sa¤lan›r. Karbonat›n bazik özelli¤i selülozun kabarmas›na
yard›mc› olur. Lahana, karnabahar gibi sebzeler kükürtçe zengindirler. Kükürt, bu gibi sebzeler hafllan›rken
çözünür ve hofl olmayan kokuya sebebiyet verir. Bu tür
sebzeleri hafllarken, hafllama suyuna biraz karbonat eklemek, istenmeyen kokular›n oluflumunu azalt›r. Bazik
ortamda havadaki oksijen bu kükürt bileflenlerini yükseltger. Ayn› zamanda karbonat bu tür sebzelerin gaz
yap›c› özelli¤ini de azalt›r. Karbonat mide yanmas› için
de kullan›l›r. Mide yanmas›, midenin gere¤inden fazla
mide asidi salg›lamas›ndan kaynaklan›r. Mide asidini
azaltmak amac›yla anti asit olarak verildi¤inde genel
olarak vücudun fazla asidini yok eder. Karbonat asitle
tepkimeye girerek midenin pH de¤erini art›r›r. Gümüfl
eflyalar karbonatl› suyla ovularak parlat›l›r, beyaz çamafl›rlar karbonatla y›kan›rsa daha da beyaz olurlar. Taze
çiçeklerin ömrünü uzatmak için vazo suyuna bir tutam
karbonat atmak yeterlidir. Burada say›lanlar halk aras›nda karbonat olarak bilinen NaHCO3 ve soda olarak
bilinen Na2CO3’›n kullan›ld›¤› yerlerden sadece birkaç›d›r. Daha fazla bilgi için faydalan›lan internet sitelerine bakman›z yeterli olacakt›r.
”
Kaynak: http://arsiv.ntvmsnbc.com/news/456321.asp
ve http://tr.wikipedia.org/wiki/Sodyum_bikarbonat sitelerinden derlenmifltir. Eriflim tarihi: 26.05.2009
107
1. d
S›ra Sizde 1
Eflde¤erlik noktas› teorik olarak, dönüm noktas› ise pratik olarak gözlenen noktad›r.
2. a
3. b
4. e
5. d
6. a
7. c
8. b
9. d
10. c
Cevab›n›z yanl›fl ise “Volumetrik Analiz”
bölümünü tekrar okuyunuz.
Cevab›n›z yanl›fl ise “Ayarl› NaOH çözeltisiyle
miktar Tay›ni” bölümünü tekrar okuyunuz.
Cevab›n›z
yanl›fl
ise
“Nötralleflme
Titrasyonlar›nda
Deneysel
Çal›flmalar”
Cevab›n›z
yanl›fl
ise
“Nötralleflme
Titrasyonlar›nda
Deneysel
Çal›flmalar”
Cevab›n›z
yanl›fl
ise
“Nötralleflme
Titrasyonlar›nda
Deneysel
Çal›flmalar”
Cevab›n›z yanl›fl ise “Örnek çözeltide CO32- ve
HCO3- miktar tay›ni” bölümünü tekrar gözden
geçiriniz.
Cevab›n›z yanl›fl ise “Nötralleflme Titrasyonlar›”
S›ra Sizde 2
Renksiz çözeltilerde büret içindeki s›v›n›n alt seviyesinden hacim de¤erini okumak gerekir.
S›ra Sizde 3
HNO3 bir asit ve NaOH bir baz oldu¤u için bu iki reaktif aras›ndaki tepkime bir asit/baz tepkimesidir. Oluflan
ürünler ise bir tuz olan NaNO3 ve sudur.
HNO3 + NaOH
NaNO3 + H2O
S›ra Sizde 4
NaOH ve HCl aras›ndaki stokiyometri 1:1 oldu¤undan,
harcanan NaOH mmol say›s› HCl’e eflittir.
mmol NaOH = mmol HCl = 0,1125 M × 25,0 mL =
2,8125 mmol
HCl, mg = 2,8125 mmol × 36,5 mg mmol-1 = 102,656 mg
S›ra Sizde 5
Na2CO3’›n HCl ile titrasyonu s›ras›nda HCO3- / H2CO3
tamponu oluflur. Bu tampon sisteminin bozulmas› için
Na2CO3 çözeltisinin kaynat›lmas› gerekir.
Harvey, D., (2000). Modern Analytical Chemistry.
McGraw Hill
Harris, D.C., (1994). Analitik Kimya. Gazi Büro Kitabevi. Editör Prof. Dr. Güler Somer.
Skoog, A.D., West, D.M., Holler, F.J. (1996). Fundamentals of Analytical Chemistry. Saunders College Publishing. Seventh Edition.
http://arsiv.ntvmsnbc.com/news/456321.asp
http://tr.wikipedia.org/wiki/sodyum_bikarbonat
6
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
Çöktürme titrasyonlar›n›n hangi kimyasal türlerin miktar tayininde kullan›labilece¤i ve bir halojenür analizinde hangi yöntemin tercih edilece¤ini
tart›flabilecek,
Volhard yöntemiyle klorür tayini deneyini uygulayabilecek,
Mohr yöntemiyle bromür tayini deneyini uygulayabilecek,
Fajans yöntemiyle iyodür tayini deneyini uygulayabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Çöktürme titrasyonlar›
• Arjentometri yöntemi
• Volhard yöntemi
• Mohr yöntemi
• Fajans yöntemi
• Halojenür tayini
Analitik Kimya
Laboratuvar›
Çöktürme Titrasyonlar›
ve Laboratuvar
Uygulamalar›
• GENEL B‹LG‹
• VOLHARD YÖNTEM‹YLE
KLORÜR M‹KTAR TAY‹N‹
• MOHR YÖNTEM‹YLE
BROMÜR M‹KTAR TAY‹N‹
• FAJANS YÖNTEM‹YLE
‹YODÜR M‹KTAR TAY‹N‹
Çöktürme Titrasyonlar› ve
GENEL B‹LG‹
Çöktürme titrasyonlar›na dayal› volumetrik analizde titre edilen (analit) ile titre
eden maddelerin (titrant) aras›ndaki tepkime sonucu az çözünen bir tuz oluflur.
Tepkime tamamland›¤›nda harcanan titrant›n miktar›ndan, stokiyometrik yolla
analitin miktar› tayin edilir. Çöktürme titrasyonlar›nda, çökelek oluflum h›z›n›n yavafl olmas› nedeniyle kullan›labilecek çöktürücü say›s› da s›n›rl›d›r. En kullan›fll›
olan çöktürücü kimyasal, gümüfl nitrat (AgNO3)’d›r. Gümüfl iyonunun çöktürücü
olarak kullan›ld›¤› yöntemlere arjentometrik yöntemler de denilmektedir. Arjentometrik yöntemlerle halojenürlerin (F-, Cl-, I- ve Br-), AsO43-, SCN-, CrO42-, PO43- gibi anyonlar›n ve ya¤ asitlerinin tayini gerçeklefltirilebilir. Çöktürme titrasyonlar›nda kullan›lan çöktürücüler ve tayin edilebilen analitler ile ilgili bilgi Çizelge 6.1’de
verilmifltir.
Titrant olarak kullan›lacak olan AgNO3 çözeltisi, primer standart olarak, safl›¤› yüksek olan gümüfl nitrat kat›s›n›n saf suda çözülmesiyle veya saf gümüflün
nitrik asitte çözülmesiyle haz›rlan›r. Kullan›lan AgNO3 kat›s›n›n safl›¤›ndan emin
de¤ilseniz, haz›rlad›¤›n›z çözeltiyi primer standart sodyum klorüre
karfl› ayarlaSIRA S‹ZDE
man›z gerekir.
Çöktürücü
Analit
Çökelek (Az çözünür tuz)
Ag(NO3)
F - , Cl - , I - , Br - , AsO 4 3- , SCN - ,
CrO42-, PO43-, S2-, C2O42-,
SeO32-, ya¤ asitleri
AgF, AgCl, AgI,
Ag3AsO4,
S O AgBr,
R U
AgSCN, Ag2CrO4, Ag3PO4, Ag2S,
Ag2C2O4, Ag2SeO3
Hg2(NO3)2
Cl-,
Hg2Cl2, Hg2Br2
Pb(NO3)2
SO42-, MoO42-
SIRA S‹ZDE
PbSO4, PbMoO
4
K4Fe(CN)6
Zn2+
K2Zn3[Fe(CN)6]2
Pb(OAc)2
PO43-, C2O42-
Pb3(PO4)2, PbC2O4
Br-,
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
N N
K ‹ TKimya
A P Kitab› ÜniÇöktürme titrasyonlar›n›n teorisi için daha ayr›nt›l› bilgiyi AÖF Analitik
te 9’da bulabilirsiniz.
Çizelge 6.1
Çöktürme
Titrasyonlar›nda
S O R U
Kullan›lan
Çöktürücüler ve
Tayin Edilebilen
Analitler D ‹ K K A T
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
110
Çöktürme Titrasyonlar›nda Kullan›lan Belirteçler
Titrasyonlarda dönüm noktas›; kimyasal, potansiyometrik ve amperometrik olmak
üzere üç flekilde belirlenebilir. Arjentometrik yöntemlerde dönüm noktas›n›n kimyasal olarak belirlenebilmesi için ise renkli kompleks veya renkli çökelek oluflturabilen belirteçler ya da adsorpsiyon belirteçleri kullan›lmaktad›r. Bu belirteçlerin
kullan›lmas›yla gerçeklefltirilen yöntemler afla¤›da k›saca aç›klanm›flt›r.
Renkli Kompleks Oluflumu
Volhard Yöntemi: Fe (III)
iyonunun belirteç olarak
kullan›ld›¤›, dönüm
noktas›nda renkli kompleks
oluflumuna dayanan
arjentometrik titrasyonlara
denir.
Dönüm noktas›nda renkli kompleks oluflumu için demir (III) iyonu belirteç olarak
kullan›l›r. Bu tip arjentometrik titrasyonlara Volhard Yöntemi ad› da verilir. Genellikle halojenür tayini için kullan›l›r. Bu yöntemde, analiz edilecek madde örne¤in klorür (Cl-) ise, klor iyonu üzerine afl›r› gümüfl nitrat ilave edilir ve gümüflün
fazlas› tiyosiyanat (SCN-) çözeltisi ile titre edilir. Dönüm noktas›na ulafl›ld›¤› anda
SCN-, demir (III) (Fe3+) iyonu ile k›rm›z› renkli kompleks oluflturur. Analiz esnas›nda gerçekleflen tepkimeler afla¤›daki flekildedir:
Ag+ + Cl→
Afl›r›
SCN- + Ag+ →
Fazla
Fe3+ + SCN- →
Bozucu etki: Bir tayinin
sonucunu olumsuz olarak
de¤ifltirebilen türlerin neden
oldu¤u durumdur.
AgCl(k)
beyaz çökelek
AgSCN (k)
beyaz çökelek
Fe(SCN)2+
k›rm›z› kompleks
Volhard yöntemi asidik ortamda yap›lmal›d›r, aksi halde Fe(OH)2+ kompleksi
oluflabilir. Volhard iflleminde ortam›n asidik olmas› fosfat (PO43-), kromat (CrO42),
arsenat (AsO43-) gibi iyonlar›n halojenür analizine bozucu etki yapmalar›n› engeller, bu nedenle halojenür tayininde di¤er titrimetrik metotlardan daha çok tercih
edilir. Ancak ortam›n nötral yap›lmas›yla fosfat, kromat, arsenat ve oksalat gibi anyonlar›n analizi de mümkündür. Burada unutulmamas› gereken bu iyonlar›n numunede tek bafl›na olmas› gerekti¤idir. Aksi takdirde yine birbirlerine bozucu etki
yapabilirler.
Renkli Çökelek Oluflumu
Mohr Yöntemi: CrO42iyonunun belirteç olarak
kullan›ld›¤›, dönüm
noktas›nda renkli çökelek
oluflumuna dayanan
arjentometrik titrasyonlara
denir.
Dönüm noktas›nda renkli çökelek oluflumu için kromat (CrO42-) iyonu belirteç
olarak kullan›l›r. Bu tip arjentometrik titrasyonlar Mohr Yöntemi olarak da an›l›r.
Klorür (Cl-), bromür (Br-) ve siyanür (CN-) iyonlar›n›n tayininde kullan›l›r. Bu yöntemde, analit iyonu do¤rudan gümüfl nitrat ile titre edilir, dönüm noktas›na ulafl›ld›¤› anda ortamda oluflan gümüflün fazlas› kromat iyonu ile tu¤la k›rm›z›s› renginde çökelek oluflturur. Tepkimeler afla¤›daki flekildedir:
Ag+ + Cl-
→
2Ag+ + CrO42- →
AgCl(k)
Beyaz çökelek
Ag2CrO4(k)
K›rm›z› çökelek
NOT: Mohr yöntemi, hafif bazik ortamda (pH: 6,5-10) gerçeklefltirilir.
111
6. Ünite - Çöktürme Titrasyonlar› ve Laboratuvar Uygulamalar›
Belirtecin Çökelek Taraf›ndan Adsorpsiyonu
Dönüm noktas›nda, oluflan çökele¤in yüzeyine tutunan (adsorplanan) ya da yüzeyden sal›nma (desorplanan) özelli¤i gösteren ve adsorpsiyon indikatörleri
SIRA S‹ZDE
de denilen maddeler, belirteç olarak kullan›labilir. Kat›dan çözeltiye veya çözeltiden kat›ya geçen belirtecin rengi de¤iflir. Floresein, gümüfl nitratla klorür tayiD Ü fi Ü N EFajans
L‹M
ninde kullan›lan tipik bir adsorpsiyon belirtecidir. Bu yöntemlere
Yöntemi ismi de verilmektedir. Fajans yöntemiyle genellikle halojenürlerin tayini
gerçeklefltirilir. Sulu çözeltide sar›-yeflil renkte olan florosein dönüm
S O R U noktas›nda
oluflan AgCl çökele¤i etraf›nda adsorplanarak pembe bir renk oluflturur. Belirteç olarak diklorofloresein çözeltisi kullan›ld›¤›nda renk sar›-yeflilden k›rm›D‹KKAT
z›ya, eosin çözeltisi kullan›ld›¤›nda ise eosinin sulu çözeltisindeki pembe-turuncu rengi koyu pembeye döner.
SIRA
NOT: Floroesein ve diklorofloresein belirteçleri klor, brom
veS‹ZDE
iyot tayininde,
eosin belirteçi, brom ve iyot tayininde, diiyododimetilfloresein belirteci ise yaln›zca iyot tayininde kullan›l›r. Belirteçlerin bu özelli¤inden faydalan›larak,
ikili haloAMAÇLARIMIZ
jen kar›fl›mlar›n›n analizini yapmak mümkündür.
Adsorbsiyon belirteçleri
(indikatörleri): Bir çöktürme
titrasyonu s›ras›nda, oluflan
çökele¤in yüzeyine
tutundu¤undaSIRA
veya S‹ZDE
çökele¤in yüzeyinden
sal›nd›¤›nda renk
de¤ifltirebilen kimyasal
D Ü fiadd›r.
ÜNEL‹M
maddelere verilen
Fajans Yöntemi:
Adsorpsiyon belirteçleri
kullan›larak yap›lan
S O R U
arjentometrik titrasyonlard›r.
Diklorofloresein çözeltisi:
0,2 g diklorofloreseinin 100
D‹KKAT
mL %70 lik alkolde
çözülmesiyle haz›rlan›r.
Florosein çözeltisi de ayn›
yolla haz›rlan›r.SIRA S‹ZDE
Eosin çözeltisi: 0,1 g
eosinin sodyum tuzunun 100
mL %70 lik alkolde
çözülmesiyle AMAÇLARIMIZ
haz›rlan›r.
N N
Fajans, Mohr ve Volhard yöntemleri ile ilgili daha ayr›nt›l› bilgi için
ve HolK ‹Skoog,West
T A P
ler’›n Analitik Kimya Temelleri (Ankara: Bilim Yay›nc›l›k) adl› kitab›n› inceleyiniz.
K ‹ T A P
TSIRA
E L E VS‹ZDE
‹tayinini
Z Y O N arjentoFosfat ve karbonat iyonlar›n› da içerdi¤i bilinen bir numunede bromür
metrik yöntemle yaparken hangi belirteci kullanmay› tercih edersiniz?
T SIRA
E L E V S‹ZDE
‹ZYON
1
VOLHARD YÖNTEM‹YLE KLORÜR M‹KTAR
TAY‹N‹
‹NTERNET
Volhard yöntemi ile bir numunede klorür (Cl-) miktar› tayini için öncelikle genel
U
bilgi k›sm›nda da bahsedildi¤i gibi numunedeki klorür, AgNOS3 OileR çöktürülür
ve
gümüflün fazlas› demir (III) amonyum sülfat belirteci eflli¤inde tiyosiyanat çözeltisi ile titre edilir. Bu amaçla öncelikle gerekli deriflimde ayarl› gümüfl
çözeltiD ‹ K K Anitrat
T
si ve yine deney yap›l›fl›nda belirtilen deriflimde potasyum tiyosiyanat (KSCN) çözeltisi haz›rlamak ve KSCN çözeltisini gümüfl nitrat ile ayarlamak
gerekmektedir.
SIRA S‹ZDE
Afla¤›da her bir basamakta yapman›z gereken ifllemler anlat›lm›flt›r.
Analiz Çözeltilerinin Haz›rlanmas›
AMAÇLARIMIZ
N N
‹NTERNET
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Deneyinizde kullan›lacak çözeltileri afla¤›da verilen yöntemlerle haz›rlayabilirsiniz.
Standart 0,1 M AgNO3 Çözeltisinin Haz›rlanmas›
K ‹ T A P
Eflde¤er a¤›rl›¤›n›n büyük olmas› ve suda kolay çözünür olmas› nedeniyle, kat› AgNO3 do¤rudan primer standart olarak kullan›lmaktad›r. Ancak saf AgNO3’tan haz›rTELEV‹ZYON
lanan çözeltileri tozdan, organik maddelerden ve günefl ›fl›¤›ndan korumak gerekmektedir. Bu nedenle AgNO3 çözeltileri koyu renkli cam fliflelerde saklanmal›d›r.
0,1 M AgNO3 (MA=169,87 g mol-1) çözeltisi haz›rlamak için önce saf kristaller,
110 °C’de bir saat kadar kurutulur ve yüzey nemi uzaklaflt›r›l›r.‹ NDesikatörde
saklaTERNET
nan AgNO3’tan, yaklafl›k 1,7 g kadar hassas tart›m yap›l›r ve tart›lan miktar virgülden sonra 4 hane içerecek flekilde not edilir. Balon jojede saf su ile 100 mL’lik çözeltisi haz›rlan›r ve tart›lan miktardan çözeltinin deriflimi hesaplan›r. Çözelti deney
yap›l›ncaya kadar dolapta ya da koyu renkli fliflede saklan›r.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
112
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
S O R U
Gümüfl nitratD çözeltisi
‹ K K A T günefl ›fl›¤› ile fotokimyasal bozunmaya u¤rayabilir ve metalik gümüfl aç›¤a ç›kabilir. Bu da haz›rlanan çözeltinin derifliminin de¤iflmesine neden olur.
N N
SIRA S‹ZDE
0,1 M Potasyum Tiyosiyanat (KSCN) Çözeltisinin Haz›rlanmas› ve
Ayarlanmas›
AMAÇLARIMIZ
KSCN primer
standart madde özelliklerini tafl›mad›¤›ndan ayarl› çözeltisi do¤rudan haz›rlanamaz. Bu nedenle yaklafl›k 0,1 M olarak çözeltisi haz›rlan›r ve kesin
deriflimi AgNO3 çözeltisi ile ayarlanarak belirlenir. Bu amaçla yaklafl›k 2,45 gr
K ‹ T Asaf
P suda çözülüp, 250 mL’ye tamamlan›r ve bürete aktar›l›r. 0,01
KSCN bir miktar
mL duyarl›kla ölçülmüfl 15 mL standart AgNO3 çözeltisi erlene koyularak yaklafl›k 100 mL’ye seyreltilir. 2 mL 6 M HNO3 ve 2 mL demir (III) amonyum sülfat beT E L E VErlendeki
‹ZYON
lirteci eklenir.
Ag+ çözeltisi titrant olarak kullan›lan KSCN çözeltisiyle,
dönüm noktas›nda oluflan FeSCN2+ kompleksinin k›rm›z›-kahverengi renginin
bir dakika kal›c› oldu¤u noktaya kadar titre edilir. Harcanan KSCN hacminden
KSCN çözeltisinin
‹ N T E R N E Tderiflimi hesaplan›r. Ayarlanan KSCN çözeltileri uzun süre ayar› bozulmadan saklanabilir. Belirteç çözeltisi 10 gr amonyum demir (III) sülfat
(NH4Fe(SO4)2.12H2O) kat›s›n›n yeni kaynat›lm›fl 100 mL 6 M nitrik asit (HNO3)
çözeltisinde çözülmesiyle haz›rlanabilir.
Deney S›ras›nda Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar
Volhard yöntemiyle bir numunedeki klorür (Cl -) analizine bafllamadan önce
deneyle ilgili bilinmesi gereken baz› özel durumlar vard›r. Bu durumlar afla¤›da s›ralanm›flt›r:
i. Numune üzerine AgNO3 çözeltisi eklenirken erlen kuvvetlice çalkalanmal›
ve AgCl çökmesi için gerekli olan hacmin 3-4 mL fazlas› eklenmelidir.
ii. HNO3 çözeltisi, dönüm noktas›n›n daha iyi gözlenmesi için eklenir.
iii. Ortamdaki Ag+ iyonlar›n›n fazlas› genellikle AgCl çökele¤i üzerine adsorbe
olarak çökelekle birlikte sürüklenir, bu da analiz sonuçlar›nda (negatif)
hataya neden olur. Ayr›ca yine AgCl varl›¤› SCN- ile titrasyon s›ras›nda problem oluflturabilir. Çünkü
AgCl + SCN- → AgSCN + Cltepkimesi sonucunda AgCl k›smen çözünerek AgSCN fleklinde tekrar çökebilir.
Bu nedenlerden dolay› AgCl çökele¤i SCN- ile titrasyon öncesinde ortamdan uzaklaflt›r›lmal›d›r. Bu ifllem, ya çökele¤in süzülmesi ya da nitrobenzen ile maskelenmesi ile gerçeklefltirilir. Süzme ifllemi daha uzun vakit alaca¤›ndan genelde nitrobenzen ilavesiyle SCN- ve Ag+ iyonlar›n›n AgCl çökele¤i ile temas› engellenir. Nitrobenzen buharlar›n›n solunmas› veya s›v›n›n cilde temas› zehirlenme yapabilir.
Bu nedenle bu kimyasal ile çal›fl›rken çok dikkatli olunmal›d›r.
Analizi yap›lacak kat› numune, 100-110 oC’da bir saat kadar kurutulur ve yaklafl›k 0,3
g tart›l›r. Tart›lan miktar not edilir. Numune dikkatle erlene aktar›l›r ve yaklafl›k 100 mL
dam›t›k suda çözülür. Analizi yap›lacak numune çözelti halinde ise do¤rudan erlene
aktar›l›r ve üzerine 25 mL saf su eklenir. Çözelti haline getirilen numune, 5 mL 6 M
HNO3 ile asitlendirilir. Bu çözeltiye 0,01 mL duyarl›kla 10 mL (VAg) ayarl› AgNO3 çö-
113
zeltisi, 3 mL demir (III) amonyum sülfat belirteci ve 5 mL klorsuz nitrobenzen eklenir,
çözelti kuvvetlice çalkalan›r. Ortamdaki Ag+ iyonunun fazlas› ayarl› KSCN çözeltisi ile
dönüm noktas›nda oluflan FeSCN2+ kompleksinin k›rm›z›-kahve rengi (Resim 6.1) bir
dakika kal›c› olana kadar titre edilir. Harcanan titrant hacmi (VKSCN) not edilir.
Titrasyondan önce:
Ag+ + Cl- → AgCl(beyaz) + Ag+(fazlas›)
Kçç= 1,8x10-10
Titrasyon Tepkimesi:
Ag+(fazlas›) + SCN- → AgSCN(beyaz)
Kçç= 1,1x10-12
Dönüm noktas›nda:
SCN-(fazlas›) + Fe3+ → FeSCN2+
(k›rm›z›-kahverengi)
Resim 6.1
Volhard yöntemiyle
klorür miktar
tayininde titrasyon
s›ras›nda dönüm
noktas› öncesi
(beyaz) ve sonras›
(k›rm›z›-kahve)
gözlenmesi gereken
renkler.
SIRA yöntemiyle
S‹ZDE
Çözelti halinde verilen numunede, yukar›da anlat›ld›¤› flekilde Volhard
Cl- tayini yapt›¤›n›zda titrasyon sonucu harcanan KSCN miktar›n› üç titrasyon sonucu ortalama
8,0 mL olarak bulduysan›z, numunedeki Cl- miktar›n› hesaplay›n›z.D(Hesaplama
Ü fi Ü N E L ‹ M yöntemini hat›rlam›yorsan›z, AÖF Analitik Kimya Kitab› Ünite 9: Çöktürme Titrasyonlar› ve Uygulamalar› k›sm›na tekrar göz atman›z gerekmektedir)
2
S O R U
SIRA S‹ZDE
S O R U
MOHR YÖNTEM‹YLE BROMÜR M‹KTAR TAY‹N‹
D ‹ miktar
K K A T potasyum
Mohr yöntemiyle bromür (Br-) tayininde erlendeki numuneye bir
kromat (K2CrO4) belirteci eklenir ve gümüfl nitrat ile do¤rudan titrasyona bafllan›r.
Titrasyonun sonuna gelindi¤inde numunedeki bromürün tamam›
SIRAAgBr
S‹ZDEolarak çökmüfltür ve ortamda art›k gümüflün çok az fazlas› vard›r, bu da kromat belirteci ile
koyu k›rm›z› renkli çökelek oluflturarak dönüm noktas›na gelindi¤ini gösterir.
AMAÇLARIMIZ
N N
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
114
Volhard yöntemiyle klorür tayini deneyinde anlat›ld›¤› flekilde haz›rlan›r.
%5’lik Potasyum Kromat (K2CrO4) Çözeltisinin Haz›rlanmas›
5 g K2CrO4 kat›s› al›n›r ve deiyonize su ile çözülerek balon jojede 100 mL’ye
seyreltilir.
Deney S›ras›nda Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar
Mohr yöntemiyle bir tayin yap›lmadan önce yine dikkat edilmesi gerekli noktalar›n bilinmesinde fayda vard›r:
i. Kromat (CrO42-) iyonu sar› renklidir ve belirteç olarak ortama fazla ilave
edildi¤inde bu sar› renk, dönüm noktas›nda gözlenmesi gereken k›rm›z›
rengi engelleyebilir. Bu nedenle belirtecin fazlas›ndan kaç›n›lmal›d›r.
ii. Volhard yöntemi asidik ortamda gerçeklefltirilirken, Mohr yönteminde
ortam hafif bazik olmal›d›r. Çünkü kuvvetli bazik ortamda gümüfl oksit
çökebilir, asidik ortamda ise Ag2CrO4’ün çözünürlü¤ü artar. Bu nedenle
en ideal çal›flma aral›¤› pH 6,5-10’dur. Ancak ortamda demir, kalay ve
alüminyum gibi iyonlar varsa pH 9-10 da çal›flmak da sak›ncal› olabilir.
Çünkü bahsi geçen iyonlar bu pH’ larda da hidroksitleri fleklinde çökebilir.
iii. Ortamda bulunabilecek di¤er iyonlar›n deney öncesi uzaklaflt›r›lmalar›
gerekir. Baryum (Ba2+) ve kurflun (Pb2+) gibi katyonlar kromat ile, arsenat (AsO43-), sülfit (SO32-), fosfat (PO42-) gibi anyonlar da gümüfl ile az
çözünen tuzlar oluflturarak, analit miktar›n›n hatal› bulunmas›na neden
olabilirler.
Analizi yap›lacak kat› numune, 100-110oC’de bir saat kadar kurutulur ve 0,1 mg
duyarl›kla yaklafl›k 0,2 g tart›l›r. Tart›lan miktar not edilir. Erlene aktar›ld›ktan sonra üzerine 25 mL saf su ilave edilerek çözülür. %5 lik K2CrO4 belirteç çözeltisinden
1,0 mL eklenir. Bürete koydu¤unuz 0,1 M ayarl› AgNO3 ile titre edilir. Dönüm noktas›nda k›rm›z› rengin görülmesiyle (Resim 6.2) titrasyona son verilir ve harcanan
AgNO3 miktar› not edilir. Titrasyon ifllemi en az üç defa tekrar edilerek sonuçlar›n
güvenilirli¤i kontrol edilmelidir.
Titrasyon tepkimesi:
Ag+ + Br- → AgBr(k)
Kçç=5,2x10-13
Beyaz çökelek
Dönüm noktas›:
2Ag+ (fazlas›) + CrO42- → Ag2CrO4(k)
Kçç=1,1x10-12
K›rm›z› çökelek
115
Resim 6.2
Mohr yöntemiyle
bromür miktar
tayininde titrasyon
s›ras›nda dönüm
noktas› öncesi
(sar›) ve sonras›
(k›rm›z›)
gözlenmesi gereken
renkler.
Kat› halde verilen numuneden 0,2125 g tartarak yukar›da anlat›ld›¤›
SIRAflekilde
S‹ZDE deneyinizi
gerçeklefltirdi¤inizde, yapt›¤›n›z üç titrasyon sonucu ortalama 15,0 mL 0,1 M AgNO3 harcand›¤›n› buluyorsan›z, numunedeki bromür yüzdesini hesaplay›n›z.
3
SIRA S‹ZDE
FAJANS YÖNTEM‹YLE ‹YODÜR M‹KTAR TAY‹N‹
Fajans yöntemiyle iyodür (I-) tayini hafif asidik ortamda gerçeklefltirilir.
Bunun
S O R U
için, adsorpsiyon belirteci olarak diklorofloroseine göre daha asidik bir yap›ya sahip olan eosin belirteci kullan›l›r. ‹yodür tayininde özellikle tercih edilen baflka bir
D‹KKAT
belirteç diiyododimetilfloreseindir.
SIRA S‹ZDE
N N
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Volhard yöntemiyle klorür tayini deneyinde anlat›ld›¤› flekilde haz›rlan›r.
Belirteç Çözeltisinin Haz›rlanmas›
K ‹ T A P
0,1 g eosin sodyum tuzunun %70 lik alkol-su kar›fl›m›nda çözülmesi ve balonjojede 100 mL’ye seyreltilmesi ile haz›rlan›r.
TELEV‹ZYON
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Analizi yap›lacak kat› numune, 100-110 oC’da bir saat kadar kurutulur ve 0,1 mg
‹ N T E R N100
E T mL’lik bir
duyarl›kla yaklafl›k 1,0 g tart›l›r. Tart›lan miktar not edilir. Numune
balonjojeye aktar›larak saf su ile çözeltisi haz›rlan›r. Bu çözeltiden 50 ml al›narak
bir erlene koyulur, üzerine 100 ml saf su ve 5-6 damla eosin belirteç çözeltisi ilave edilir. Bürete koyulan 0,1 M ayarl› AgNO3 ile titre edilir. Dönüm noktas›nda
koyu pembe rengin görülmesiyle (Resim 6.3) titrasyona son verilir ve harcanan
AgNO3 miktar› not edilir. Titrasyon ifllemi en az üç defa tekrar edilerek sonuçlar›n güvenilirli¤i kontrol edilmelidir.
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
116
S O R U
S O R U
Titrasyon s›ras›nda
D ‹ K K A Tdönüm noktas›na yaklafl›ld›kça, damlan›n çözeltiye düfltü¤ü noktada
daha yo¤un bir pembe renk görülür. Bu aflamaya gelindi¤inde titrasyon çok daha dikkatli
ve damla damla
Çökele¤in, 1 dakikadan fazla pembe renkte kald›¤›
SIRA gerçeklefltirilmelidir.
S‹ZDE
anda titrasyona son verilmelidir.
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
N N
AMAÇLARIMIZ
Resim 6.3
Fajans yöntemiyle
iyodür miktar
K tayininde
‹ T A P bafllang›ç
(sar›), dönüm
noktas› öncesi
(pembe-beyaz) ve
T Edönüm
L E V ‹ Z Y Onoktas›
N
sonras› (koyu
pembe) gözlenmesi
gereken renkler.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
‹NTERNET
4
SIRA S‹ZDE
‹yodür ve klorür
içerdi¤i bilinen bir numunenin fajans yöntemiyle analizi için bir yol öneriniz.
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
117
Özet
N
A M A Ç
1
N
A M A Ç
2
Çöktürme titrasyonlar›n› hangi kimyasal türlerin miktar tayininde kullan›labilece¤i ve bir halojenür analizinde hangi yöntemin tercih edilece¤ini tart›flmak
Gümüfl iyonunun çöktürücü olarak kullan›ld›¤›
yöntemlere arjentometrik yöntemler denilmektedir. Arjentometrik yöntemlerle halojenürlerin
(F-, Cl-, I ve Br-), ya¤ asitlerinin, AsO4-3, SCN-,
CrO4-2, PO4-3 gibi anyonlar›n tayini gerçeklefltirilebilir. Arjentometrik yöntemlerde dönüm
noktas›n›n kimyasal olarak belirlenebilmesi için
renkli kompleks veya renkli çökelek oluflturabilen belirteçler ya da adsorpsiyon belirteçleri
kullan›lmaktad›r ve bunlar s›ras›yla Volhard,
Mohr ve Fajans yöntemleri olarak isimlendirilirler. Bu üç yöntem de genelde halojenür tayini
için kullan›l›r, ancak birbirlerine göre baz› avantaj ve dezavantajlar› vard›r. Bir halojenür tayininde hangisinin kullan›laca¤› numunenin türüne göre ve mevcut belirteçlerin durumuna
göre belirlenmelidir.
Volhard yöntemiyle klorür tayini deneyini uygulamak
Volhard yöntemi ile bir numunede klorür miktar› tayini için öncelikle numunedeki klorür
AgNO3 ile çöktürülür ve gümüflün fazlas› demir (III) amonyum sülfat belirteci eflli¤inde tiyosiyanat çözeltisi ile titre edilir. Deneyin baflar›l› bir flekilde sonland›r›lmas› için deney öncesi bu bölümün tamam›n›n dikkatle okunmas› gerekir.
N
A M A Ç
3
N
AM A Ç
4
Mohr yöntemiyle bromür tayini deneyini uygulamak
Mohr yöntemiyle bromür tayininde erlendeki numuneye bir miktar potasyum kromat belirteci eklenir ve gümüfl nitrat ile do¤rudan titrasyonu yap›l›r. Deneyin baflar›l› bir flekilde sonland›r›lmas›
için deney öncesi bu bölümün tamam›n›n dikkatle okunmas› gerekir.
Fajans yöntemiyle iyodür tayini deneyini uygulamak
Fajans yöntemiyle iyodür tayininde erlendeki numuneye bir miktar eosin çözeltisi ilave edilir ve
gümüfl nitrat ile do¤rudan titrasyon yap›l›r. Deneyin baflar›l› bir flekilde sonland›r›lmas› için deney öncesi bu bölümün tamam›n›n dikkatle
okunmas› gerekir.
118
1. Gümüfl iyonlar›n›n çöktürücü olarak kullan›ld›¤› titrasyon yöntemlerine genel olarak ne ad verilir?
a. Volhard
b. Gravimetri
c. Mohr
d. Arjentometri
e. Fajans
2. Afla¤›daki maddelerden hangisi gümüfl iyonuyla titre edilerek tayin edilemez?
a. ‹yodür (I-)
b. Ya¤ asitleri
c. Kalsiyum (Ca2+)
d. Tiyosiyanür (SCN-)
e. Okzalat (C2O42-)
3. Volhard yöntemi ile ilgili afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r?
a. Volhard yöntemiyle genellikle halojenür tayini
yap›l›r.
b. Volhard yönteminde ortam hafif bazik veya nötral olmal›d›r.
c. Volhard yönteminde renkli kompleks oluflturan
bir belirteç kullan›l›r.
d. Gümüfl nitrat primer standart madde olarak
kullan›l›r.
e. Titrant potasyum tiyosiyanatt›r.
4. Mohr yöntemi ile ilgili afla¤›daki ifadelerden hangisi
do¤rudur?
a. Titrant olarak potasyum dikromat çözeltisi kullan›l›r.
b. Ortam hafif bazik veya nötral olmal›d›r.
c. Gümüfl nitrat›n do¤rudan analit ile titrasyonu
söz konusudur.
d. Mohr yöntemiyle florür, potasyum ve kromat
iyonlar›n›n tayini yap›labilir.
e. Belirteç olarak florosein kullan›l›r.
5. Afla¤›dakilerden hangisi Volhard yöntemiyle klor tayini deneyinde dikkat edilmesi gereken kurallardan biri de¤ildir?
a. Gümüfl nitrat çözeltisi karanl›kta saklanmal›d›r.
b. Dönüm noktas›n›n daha iyi gözlenmesi için asetik asit çözeltisi eklenmelidir.
c. KSCN çözeltisi titrant olarak kullan›lmadan önce
ayarlanmal›d›r.
d. Nitrobenzen ilavesiyle SCN- ve Ag+ iyonlar›n›n
AgCl çökele¤i ile temas› engellenmelidir.
e. AgCl çökmesi için gerekli olan gümüfl nitrat hacminin 3-4 mL fazlas› eklenmelidir.
6. Mohr yönteminde dönüm noktas› öncesi ve sonras›nda gözlenmesi gereken renkler afla¤›dakilerin hangisinde do¤ru olarak verilmifltir?
a. Sar›-k›rm›z›
b. Sar›-kahverengi
c. Beyaz-k›rm›z›
d. Beyaz-sar›
e. Kahverengi-k›rm›z›
7. ‹yot içerdi¤i bilinen bir numuneden 0,560 g al›n›p
fajans yöntemiyle analizi yap›l›yor ve titrasyon sonucu
0,1 M 18 mL AgNO3 harcand›¤› tespit ediliyor. Buna göre numunedeki iyot yüzdesi nedir? (MI= 126,7 g mol-1)
a. 1,8
b. 30,86
c. 40,73
d. 46,8
e. 56
8. 0,011 mol klorür içerdi¤i bilinen bir numunenin 0,2
M AgNO3 ile titrasyonunda kaç mL AgNO3 harcars›n›z?
a. 40
b. 45
c. 50
d. 55
e. 60
9. Mohr yönteminde kullan›lan belirteç afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Eosin
b. Dikloroflorosein
c. Demir (III) amonyum sülfat
d. Potasyum kromat
e. Potasyum dikromat
10. Volhard yönteminde dönüm noktas›nda k›rm›z› rengi veren madde afla¤›dakilerden hangisidir?
a. AgSCN
b. Fe(SCN)2+
c. Fe(OH)3
d. Fe(CN)3
e. Ag(NH3)+
“
119
Karl Frederic Mohr
Ünlü Alman eczac› Mohr 1806 y›l›nda Almanya Koblenz’de dünyaya geldi. Zaman›n›n ço¤unu eczac› olan
babas›n›n laboratuvar›nda geçirirdi ve burada çocukluktan itibaren edindi¤i deneyimler ve böylece sahip
oldu¤u yetenek onun ilerleyen yafllar›nda birçok keflif
yapmas›n› sa¤layacakt›. Mohr 21 yafl›nda Berlin, Heidelberg’de kimya çal›flmaya bafllad›. Daha sonra
Bonn’da doktoras›n› tamamlayarak babas›n›n kurdu¤u
flirkete geri döndü. 1840’da babas› ölünce Mohr, aile
flirketinin bafl›na geçti. 1857’de bilimsel bir yaflam için
iflinden emekli oldu. Fakat 1857 yaz›nda maddi imkans›zl›klar yüzünden Bonn’da profesör olarak çal›flmak
zorunda kald›. 1867’de hükümet taraf›ndan eczac›l›kta
ekstraordinaryus profesör olarak atand›. Mohr, Almanya’da zaman›n›n en önemli eczac›s›yd› ve analitiksel
metodolojideki pek çok ilerlemenin de keflifçisiydi. Bugün titrasyon ifllemlerinde en çok kullan›lan cam malzemelerden biri olan büreti icat etmifltir. Yine volumetrik analiz metotlar› ile ilgili olarak haz›rlad›¤› “Lehrbuch
der chemisch-analytischen Titri-methode” isimli kitab›
birçok dilde bas›lm›fl ve özel takdir ödülü alm›flt›r. Enerjinin korunumunun temel prensiplerini ortaya atan, yeni titrimetrik metotlar gelifltiren Mohr’un ad› daha sonra amonyum demir (II) sülfat kimyasal›na da verilmifltir.
Mohr bir yay›n›nda enerjinin korunumu tezinin ilk genel ifadelerini vermifltir:
“Bilinen 54 kimyasal elementin yan›nda, fiziksel dünyada enerji olarak adland›r›lan bir element daha bulunmaktad›r. Bu element duruma göre hareket, kimyasal
ilgi, kohezyon, elektrik, ›fl›k ve manyetizma olarak görülebilir ve bu haller birbirine dönüflebilir.”
1. d
Kaynak: http://www.absoluteastronomy.com/topics/
Karl_Friedrich_Mohr. Eriflim Tarihi: 02.04.2009
”
2. c
3. b
4. c
5. b
6. a
7. c
8. e
9. d
10. b
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Genel Bilgi” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Genel Bilgi” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Volhard yöntemiyle klorür
miktar tayini” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Mohr yöntemiyle klorür miktar tayini” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Fajans yöntemiyle iyodür
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Çöktürme titrasyonlar›” bölümünü tekrar gözden geçiriniz.
120
Yararlan›lan ve Baflvurulabilecek
Kaynaklar
S›ra Sizde 1
Renkli kompleks oluflturan tiyosiyanat belirteci veya
hafif asidik olan eosin belirteci kullan›lmal›d›r. Bu
analiz Mohr yöntemi ile yap›l›rsa ortam›n bazik olmas› fosfat ve karbonat anyonlar›n›n da gümüfl ile çökelek oluflturmas›na neden olur bu da tayinde pozitif
hataya yol açar. Bu nedenle analizde asidik ortam ile
gerçeklefltirilen Volhard ya da Fajans yöntemlerinden
biri kullan›lmal›d›r.
Atefl, S., Özyörük, G., Salih, B. (1991). Analitik Kimya
Laboratuvar› Nicel Analiz Uygulamalar›. Ankara: Hacettepe Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi.
Gündüz, T. (1999). Kantitatif Analiz Laboratuvar Kitab›. Ankara: Gazi Büro Kitabevi.
Skoog, A.D., West, D.M., Holler, F.J. (1996). Fundamentals of Analytical Chemistry. Saunders College Publishing, Seventh Edition.
Http:/www.absoluteastronomy.com/topics/Karl_Friedr
ich_Mohr
S›ra Sizde 2
VKSCN=8,0 mL MKSCN=0,1 mmol mL-1
mmol KSCN= 0,8 mmol
mmol KSCN= mmol AgNO3 fazlas›= 0,8 mmol
Ortama eklenen toplam AgNO3= 0,1 mmol mL-1 x 10
mL= 1 mmol
Cl- ile tepkimeye giren AgNO3= 1 mmol-0,8 mmol= 0,2
mmol AgNO3
Ag+ + Cl-→ AgCl (k)
Ag+ ile Cl- bire bir oran›nda tepkimeye girdi¤inden Clmmol say›s› da 0,2 mmol’dür.
Numunedeki Cl- miktar›= 0,2 mmol x 35,5 mg mmol-1
= 7,1 mg
S›ra Sizde 3
Numune miktar›: 0,2125 g
Br- ile tepkimeye giren Ag+ miktar›= 15 mL x 0,1 mmol
mL-1 =1,5 mmol
Ag+ + Br-→ AgBr (k)
Ag+ ile Br- bire bir oran›nda tepkimeye girdi¤inden Brmmol say›s› da 1,5 mmol’dür.
Numunedeki Br- miktar› = 1,5 mmol x 79,9 mg mmol-1
= 119,85 mg = 0,1199 g
% Br = 0,1199g Br-/ 0,2125 g numune x 100= 56,4
Numunede %56,4 Br vard›r.
S›ra Sizde 4
Numuneden belli bir miktar al›narak bir erlene koyulur
ve floresein belirteci varl›¤›nda AgNO3 ile titre edilerek
toplam iyodür ve klorür miktar› bulunur. Daha sonra
numuneden tekrar ayn› miktar erlene al›narak titrasyon
bu sefer diiyododimetilfloresein belirteci varl›¤›nda gerçeklefltirilerek sadece iyodür miktar› bulunur. Aradaki
farktan da klorür miktar› bulunur.
7
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
Kompleks oluflumu ile ilgili terimleri tan›mlayabilecek,
Baz› metal iyonlar›n› kompleks oluflum titrasyonu ile tayin edebilecek,
Kompleks oluflum titrasyonlar›n› s›n›fland›rabilecek ve uygulayabilecek,
Sularda sertli¤i tan›mlayabilecek,
Sular› sertlik derecelerine göre s›n›fland›rabilecek ve sertli¤in nas›l giderilebilece¤ini aç›klayabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
•
•
•
•
•
Kompleks
Kompleksleflme
Kompleks oluflum titrasyonu
Ligand
Koordinasyon say›s›
•
•
•
•
•
fielat
EDTA
Belirteç
Sularda sertlik
Titrasyon
Analitik Kimya
Laboratuvar›
Kompleks Oluflum
Titrasyonlar› ve
Laboratuvar
Uygulamalar›
• TEMEL KAVRAMLAR
• KOMPLEKS OLUfiUM
T‹TRASYONLARI
• KOMPLEKS OLUfiUM
T‹TRASYONLARININ
UYGULAMALARI
• SU SERTL‹⁄‹ VE TOPLAM
KALS‹YUM VE MAGNEZYUM
M‹KTARLARININ TAY‹N‹
• EDTA ‹LE P‹R‹NÇTE Ç‹NKO
M‹KTAR TAY‹N‹
Kompleks Oluflum
Titrasyonlar› ve
TEMEL KAVRAMLAR
‹ki veya daha fazla say›da bilefli¤in bir araya gelerek çökelek oluflturmadan daha
kararl› ve daha büyük bir moleküle dönüflmesi kompleks oluflumu olarak bilinir.
Özellikle geçifl metalleri, metal katyonunun iki veya daha fazla iyon veya molekül
ile çevrili oldu¤u kompleks bileflikler oluflturur. Bu kompleksler ayn› zamanda koordinasyon bileflikleri olarak da bilinirler.
Bir çözeltide kompleks bir iyonun veya nötral kompleks yap›l› bir bilefli¤in
oluflmas› bir çok analitik kimyasal ifllemde oldukça önemli rol oynar. Çözeltiye bir
komplekslefltirici eklenerek gerçekleflmesi istenmeyen baz› tepkimelerin de önüne
geçilebilir. Örne¤in; dimetil glioksim komplekslefltiricisi kullan›larak Ni 2+ iyonunun çöktürülmesi s›ras›nda ortama analizi bozmamas› için ve Fe3+ iyonunu kompleks oluflturarak tutmak için tartarat tuzu eklenir. Yap›lan bu iflleme maskeleme ad›
verilir (Ayr›nt›l› bilgi için Analitik Kimya kitab› Ünite 10’a bak›n›z.).
Metal iyonlar› ile kompleks oluflturan maddelere ligand denir. Örne¤in;
Cu ( NH 3 )2+
4 kompleksinde NH3 molekülleri birer ligandd›r. Bir metal iyonu birden
fazla ligandla birleflebilir. Komplekste, merkez metal iyonu ile ligandlar aras›nda
kovalent ba¤lar oluflur. Bu ba¤lardaki her iki elektron da ligand›n elektronlar›d›r.
Ba¤ oluflumunda; ligand elektron çifti veren, metal iyonu ise bu elektronlar› alan
durumundad›r (çekirdek atom). Cr, Mn, Fe, Co, Ni ve Cu gibi 3d veya 4d orbitalleri yar› dolu olan geçifl metalleri çekirdek atomu olufltururlar. Genel olarak, bir ligand›n ba¤ yapmak üzere en az bir çift serbest elektronunun bulunmas› gerekir.
Metal (Mn+) iyonu ile ligand (:L) aras›nda gerçekleflen kompleksleflme tepkimesi
k›saca afla¤›daki gibi ifade edilebilir.
Mn+ + :L (M:L)n+
Ligandlara örnek olarak; siyanür, klorür, bromür, iyodür, florür, amonyak, piridin,
hidroksit, karboksil, karbonil grubu içeren organik bileflikler vb. verilebilir. Bütün
bu ligandlar›n ortak özelli¤i, metal katyonu ile koordine kovalent ba¤ oluflturacak
ortaklanmam›fl elektron çiftlerine sahip olmalar›d›r. Bu durumda kompleks oluflumu Lewis asit-baz tepkimesi olarak düflünülebilir.
Bir komplekste, metale ba¤l› ligandlar ilk koordinasyon küresinde bulunur. Bir
metal kompleksinin formülü yaz›l›rken, ilk koordinasyon küresindeki ligandlar me3−
tal iyonu ile beraber köfleli parantez içinde gösterilir. Örne¤in; CoCl6  kompleks


iyonunda 3– yükü bütün kompleksin tafl›d›¤› yüktür. Metal iyonlar›n›n ligandlarla
Kompleks oluflumu: ‹ki veya
daha fazla say›da bilefli¤in
birleflerek çökelek
oluflturmadan daha kararl›
ve daha büyük bir moleküle
dönüflmesi olarak bilinir.
Ligand:Bir kompleks
bileflikte elektron çifti
sa¤layabilen atomlar› içeren
moleküllere verilen add›r.
124
Koordinasyon say›s›: Bir
kompleks bileflikte, metal
katyonunun yapabildi¤i ba¤
say›s›d›r.
fielat: Bir metal katyonunun,
birden fazla elektron çifti
sa¤layabilen bir ligandla
tepkimeye girerek
oluflturdu¤u halkal›
kompleks bilefliklere verilen
add›r.
oluflturdu¤u kompleksler katyonik, anyonik ve nötral olabilir. Örne¤in; Cu ( NH 3 )2+
katyonik, Cu(NH2CH2COO)2 nötral ve CuCl42– ise anyonik bir
4
komplekstir.
Bir metal katyonu ligand ile genellikle 2, 4 veya 6 ba¤ yapabilir. Metal katyonlar› ile ligandlar aras›nda oluflan ba¤ say›s›na koordinasyon say›s› denir. Merkezi çekirdek atomun koordinasyon say›s›, genellikle oluflan kompleks molekülün
−
2+
geometrisini de belirler. Koordinasyon say›s› iki olan Ag (CN )2 , Ag( NH 3 )2 gibi
2−
2−
yap›lar do¤rusal; dört olan, Zn(Cl)4 , Cd (CN )4 gibi yap›lar tetrahedral veya
Cu( NH 3 )2+
4 gibi yap›lar kare düzlemsel; alt› olan EDTA gibi yap›lar ise metal iyonlar›yla oktahedral kompleks geometri olufltururlar.
Çekirdek atomla, ancak tek ba¤ oluflturarak iç koordinasyon küresine girebilen
F–, CI–, OH–, H2O, NH3 ve CN– gibi ligandlara tek diflli (monodentat) ligandlar denir. Etilendiamin (NH2CH2CH2NH2) veya okzalat (C2O 2−
4 ) iyonlar› ise çekirdek
atomuna her iki azot veya oksijen üzerinden ba¤lan›rlar ve bunlara da iki diflli (bidentat) ligandlar denir. EDTA ise alt› konumdan iç koordinasyon küresine girer.
Birden fazla serbest elektron çifti içeren ligandlar katyonla birden fazla ba¤ yapabilir. Bu tür komplekslere flelat kompleksleri denir. Metal katyonuna birkaç
yerden ba¤lanabilen elektronca zengin anyon ve moleküle de polidentat ligand
denir. Örne¤in; magnezyum katyonunun etilendiamin ile oluflturdu¤u komplekste
(fiekil 7.1), etilendiamin molekülündeki her iki azotun da Mg2+ iyonlar› ile ba¤
yapmas›yla oluflan iki flelat halkas› vard›r.
fiekil 7.1
Magnezyum
katyonunun
etilendiamin ile
oluflturdu¤u
kompleks.
Kompleks oluflumunda da bir denge söz konusudur ve burada oluflan dengeler de asit-baz dengelerine benzer, fakat asit-baz ile kompleksleflme terimleri aras›nda baz› farkl›l›klar vard›r. Örne¤in; kuvvetli sözcü¤ü asit ve bazlarda iyonlaflma
derecesinin bir ölçüsü iken, komplekslerde iyonlaflmaman›n yani kararl›l›¤›n (dayan›kl›l›¤›n) bir ölçüsüdür. Benzer flekilde zor iyonlaflan asit veya bazlar için zay›f
asit veya baz terimi kullan›l›rken, kolay çözünen yani karars›z kompleksler için zay›f kompleks terimi kullan›lmaktad›r. Sonuç olarak komplekslerde, asit ve bazlar›n
tersine bozunma de¤il oluflma veya dayan›kl›l›k önemlidir. Örne¤in;
Ag+ + 2CN–
−
Ag (CN )
2
kompleksinin oluflum sabiti;
 Ag(CN )− 

2 
K ol = 
 Ag+  CN−  2






fleklinde ifade edilir ve bu sabitin say›sal de¤eri 1 × 1021’dir. Bu say›sal de¤er, oluflan kompleksin oldukça dayan›kl› bir kompleks oldu¤unu gösterir.
125
7. Ünite - Kompleks Oluflum Titrasyonlar› ve Laboratuvar Uygulamalar›
KOMPLEKS OLUfiUM T‹TRASYONLARI
Birçok metal iyonu, kompleks veren reaktiflerle titre edilerek tayin edilebilir. Titre
edilecek çözelti belli bir pH’a tamponlan›r ve içine bir belirteç (indikatör) eklendikten sonra ayarl› komplekslefltirici reaktif ile titre edilir. Bu tür titrasyonlar gravimetrik analize oranla daha az zaman al›r ve daha duyarl›d›r.
Kompleks oluflum titrasyonlar›nda reaktif seçerken, oluflacak kompleksin dayan›kl›l›k yani oluflum sabitinin yüksek olmas›na, tepkimenin stokiyometrik olmas›na ve dönüm noktas›n› gözleyebilmek için iyon derifliminde ani bir de¤iflimin olmas›na dikkat edilmelidir. Kompleks oluflum titrasyonlar›nda kullan›lan en önemli reaktif yani komplekslefltirici, EDTA (etilendiamin tetraasetikasit)’d›r. EDTA ile
ço¤u metal katyonunun tayini yap›labilir. EDTA’n›n kimyasal formülü fiekil 7.2’de
gösterilmektedir.
Kompleks oluflumu titrasyonlar›nda tek diflli ligandlar neden tercihSIRA
edilmezler?
S‹ZDE
EDTA, dört de¤erlikli bir ligand ve ayn› zamanda bir asit olup k›saca H4Y flekD Ü fi Ü N E L ‹ Mba¤l› uçlarlinde gösterilir. EDTA ortam›n pH’s›na ba¤l› olarak, karboksil grubuna
daki dört protonunu kaybederek farkl› flekillerde iyonlafl›r.
S O R U
AMAÇLARIMIZ
H4Y + H2O H3O+ + H3Y–
Y–
H3
+ H2O H3O+ + H2Y2–
SIRA S‹ZDE
S O R U
fiekil 7.2
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
1
EDTA
D‹KKAT
(etilendiamin
tetraasetikasit)’n›n
kimyasal formülü.
N N
 H O+   H Y− 
 3  3 

 6, 6 ×10−3
K1 = 
K =
‹ T A P
 H Y
 4 
 H O+   H Y 2− 
 3   2 T E LE V ‹ Z Y O N −3

 = 1, 8 ×10
K2 = 
 H Y− 
 3 


‹NTERNET
H2Y2– + H2O H3O+ HY3–
 H O+   HY 3− 
 3 


 = 6, 3×10−7
K2 = 
 H Y 2− 
 2



HY3– + H2O H3O + Y4–
 H O+   Y 4 − 
 3 


 = 5, 2 ×10−11
K2 = 
 HY 3− 




Yukar›daki dengelere göre EDTA’n›n H4Y, H3Y–, H2Y2–, HY3– ve Y4– olmak üzere befl farkl› flekli vard›r. Bunlar›n çözeltide hangi oranda bulundu¤u ortam›n
pH’s›na ba¤l›d›r. Genellikle pH=3-6 aras›nda ortamda en fazla bulunan tür H2Y2–
iyonu, pH=6-10 aras›nda çözeltide en fazla bulunan tür HY3– iyonudur. pH>10
oldu¤unda ise ortamda en fazla bulunan tür Y4– iyonudur. Gerek asidin kendisi
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
126
yani EDTA, gerekse tuzlar› saf olarak elde edilebildi¤i, mol kütleleri büyük oldu¤u ve kararl› olduklar› için birincil (primer) standart madde olarak kullan›l›rlar.
Yaln›z asidin kendisinin sudaki çözünürlü¤ü oldukça az oldu¤undan, onun yerine suda ondan daha çok çözünen disodyum tuzu (Na2H2Y×2H2O) kullan›l›r.
EDTA ile yap›lan titrasyonlarda pH’n›n sabit tutulmas› için, tampon çözelti kullan›lmas› zorunludur. EDTA’n›n metal iyonlar› ile oluflturdu¤u kompleks, afla¤›daki tepkimelerden de anlafl›laca¤› gibi ortam pH’s›na göre de¤iflir.
Asidik ortamda:
2,7 < pH < 6 ise; Mn+ + H2Y2– MY(n–4) + 2H+
Nötral/zay›f bazik ortamda:
6 < pH < 10 ise; Mn+ + HY3– MY(n– 4) + H+
Bazik ortamda:
pH>10 ise; Mn+ + Y4– MY(n– 4)
Yukar›daki tepkimelerde görüldü¤ü gibi EDTA titrasyonu ile çok say›da metal
iyonu tayin edilebilir. Bununla birlikte EDTA’n›n çok seçici bir ligand olmamas›,
fazla·say›da metal iyonlar› içeren çözeltilerle çal›fl›lmas›n› engeller. Örne¤in; kompleks oluflum sabitleri (Kol); Fe3+ için 1,3 × 1025, Cu2+ için 6,3 × l018, Ca2+ için 5,0 ×
l010 ve Mg2+ için 4,9 × l08’dir.
EDTA’n›n iki de¤erlikli katyonlarla oluflturdu¤u kompleksin yap›s› fiekil 7.3’de
verilmifltir.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
fiekil 7.3
EDTA’n›n iki
de¤erlikli D Ü fi Ü N E L ‹ M
katyonlarla
oluflturdu¤u
kompleksin Syap›s›.
O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
‹NTERNET
S O R U
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
2
EDTA kompleksleri
neden oldukça kararl›d›r?
SIRA S‹ZDE
Kompleks ‹DNÜoluflum
TfiEÜRNNE EL ‹TM titrasyonlar› ile ilgili olarak “http://kimyaokulu.blogspot.com/2009/05/komplekslesme-titrasyonlar.html” ve “http://www. kimyaevi.org/dokgoster.asp?dosya=110020170”
internet adreslerinden de yararlanabilirsiniz.
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
127
EDTA ile Kompleks Oluflum Titrasyonlar›nda Eflde¤erlik
Noktas› ve Kullan›lan Belirteçler
EDTA ve benzeri flelat oluflum tepkimelerinde, kompleks oluflum titrasyonunun eflde¤erlik noktas›n› belirlemek için metal-iyon belirteçleri (indikatörleri) kullan›l›r.
Bu belirteçler asl›nda organik boyarmaddelerdir ve metal iyonlar› ile renkli flelatlar olufltururlar. Bununla birlikte oluflan kompleksin dayan›kl›l›¤›, metalin ligandla
yapt›¤› kompleksin dayan›kl›l›¤›ndan daha zay›ft›r. Bundan dolay› titrasyon s›ras›nda metal-belirteç kompleksi bozunur ve metal-EDTA kompleksi oluflur. Titrasyon
sonunda metal-belirteç kompleksinin renginin kaybolmas› dönüm noktas›n› belirler. Oluflan bu kompleksler, 10–6 veya 10–7 M deriflimde dahi gözle fark edilebilir
renge sahiptir. Bunlardan en çok kullan›lan› Eriokrom siyah› T belirtecidir.
Eriokrom siyah› T belirteci (fiekil
7.4) üç de¤erli bir asit olup (H3In) fleklinde gösterilir. Bu belirteç yap›s›nda
bulunan H+ iyonlar›ndan ilkini kolayl›kla, ikincisi (pK2=6,3) ve üçüncüsünü (pK3=11,55) ise ilkine göre daha
zor verir. Belirteç, ayn› asit-baz belirteçleri gibi pH’ya ba¤l› olarak renk de¤ifltirir. Belirtecin iyonlaflmam›fl hali
H3In renksiz iken, H2In– k›rm›z› (asidik), HIn2– mavi (bazik), In3– (kuvvetli bazik) hali ise portakal rengindedir. Çözeltide hangi türün bulunaca¤› ortam›n
pH’s›na ba¤l›d›r. Örne¤in; pH=2,0-5,0 aras›nda iken çözeltide H2In–, pH=7,0-10,5
aras›nda iken ise HIn2– bask›nd›r.
S‹ZDE
Eriokrom siyah› T belirtecinin iyonlaflmam›fl hali (H3In) renksizSIRA
iken,
H2In– k›rm›z›,
2–
3–
HIn mavi ve In halinin ise portakal renginde olmas›ndan yararlanarak belirtecin dört
halinin asitli¤i-bazl›¤› hakk›nda ne söylenebilir?
fiekil 7.4
Eriokrom siyah› T
belirtecinin
kimyasal yap›s›.
3
Eriokrom siyah› T belirteci, metal iyonlar› ile k›rm›z› renkli flelatlar oluflturur,
S O R U
ancak ortamda pH>7 ise belirtecin kendi rengi mavidir.
Titrasyon bafllang›c›nda: M2+ + HIn2– " MIn– + H+
(pH>7 ise)
Mavi
K›rm›z›
Titrasyon sonucunda: MIn– + HY3– " HIn2– + MY2–
K›rm›z›
Mavi
N N
Bir belirtecin EDTA titrasyonlar›nda kullan›labilmesi için, metal-belirteç kompleks oluflum denge sabitinin, ayn› metalin metal-EDTA kompleks
oluflum denge
AMAÇLARIMIZ
sabitinden en az on kat daha küçük olmas› gerekir. Aksi halde dönüm noktas›ndaki renk de¤iflimi çok yavafl olur (Örne¤in; Ca2+ ile oldu¤u gibi) veya hiç olmaz.
K ‹ T A pH=l0’a
P
EDTA ile kompleks oluflturmada Mg2+ en ideal katyondur. Örne¤in;
tam2+
ponlanm›fl çözeltide Mg ’nin EDTA ile titrasyonuna ait tepkimeler afla¤›daki gibidir: Eriokrom siyah› T belirteci eklenince MgIn–’den dolay› çözeltinin rengi k›rm›z›d›r. Eflde¤erlik noktas›nda ise çözeltide mavi renk oluflur. T E L E V ‹ Z Y O N
Mg2+ + HY3– " MgY2– + H+
Çözelti Titrant
Eflde¤erlik noktas›nda: MgIn– + HY3–"MgY2– + HIn2–
K›rm›z›
Mavi
‹NTERNET
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
128
Kompleks oluflumu gerçekleflirse veya ortam asidik ise çözeltinin rengi k›rm›z›d›r. Kompleks oluflmam›flsa ve ortam bazik ise bu durumda gözlenen renk mavidir.
fiekil 7.5 (a)’da titrasyona bafllamadan önceki belirtecin rengi görülmektedir. fiekil
7.5 (b), (c) ve (d)’deki renkler dönüm noktas›ndaki renklerdir ve titrasyon iflleminde 0,01 M EDTA kullan›lm›flt›r. fiekil 7.5 (b), (c) ve (d) aras›nda sadece birer damla
çözelti fark› vard›r. Her bir damla çözelti eklendikten sonra erlenler kar›flt›r›lm›flt›r.
Sonuçta renk dönüflümü k›rm›z›dan maviye do¤ru gerçekleflmifltir.
fiekil 7.5
0,01 M EDTA ile
yap›lan titrasyonda
belirtecin renk
de¤iflimi.
(a)
(b)
(c)
(d)
KOMPLEKS OLUfiUM T‹TRASYONLARININ
UYGULAMALARI
Komplekslefltirme yöntemi ile birçok analiz gerçeklefltirilebilir ve ço¤u analizde de
titrant olarak EDTA kullan›l›r. EDTA ile yayg›n olarak gerçeklefltirilen volumetrik
analizler; do¤rudan titrasyon, dolayl› titrasyon, geri titrasyon, yer de¤ifltirme titrasyonu, alkalimetrik titrasyon ve sularda sertlik tayini fleklinde s›n›fland›r›labilir.
Afla¤›da bu yöntemlere k›saca de¤inilmifltir.
Do¤rudan Titrasyon
EDTA kullan›larak yaklafl›k 25 tane metal iyonunun titrasyonu, metal-iyon belirteci olan ve yukar›da de¤inilen Eriokrom siyah› T belirteci eflli¤inde gerçeklefltirilmektedir.
Dolayl› Titrasyon
Ag, Au ve Pd gibi baz› metal katyonlar› EDTA ile do¤rudan titre edilemezler, dolay›s›yla bu tür metaller dolayl› titrasyon yöntemi ile titre edilirler. Örne¤in; Ag+
iyonu;
−
+
2+
Ni(CN )2−
4 + 2Ag 2Ag(CN )2 + Ni
tepkimesine göre aç›¤a ç›kan nikelin ayarl› EDTA çözeltisi ile titre edilmesiyle dolayl› olarak analiz edilebilir.
Geri Titrasyon
Do¤rudan titrasyon uygulanamad›¤›nda geri titrasyon yöntemi tercih edilir. Yöntem; EDTA ile çok kararl› kompleks oluflturan katyonlar›n (Th4+, V3+, Fe3+ ve Hg2+
gibi) veya metal-iyon belirtecinin baflar›s›z oldu¤u katyonlar›n (Ca2+ gibi) titrasyonunda s›kl›kla kullan›l›r. Çözeltiye, hacmi belli fazla miktarda EDTA eklenerek aran›lan metalin tamam› kompleks haline getirilir. Eklenen EDTA’n›n fazlas› ise standart Mg2+ çözeltisi ile geri titre edilir. Bu yöntemin uygulanabilmesi için metalEDTA kompleksinin magnezyum-EDTA kompleksinden daha dayan›kl› olmas› gerekir. Metal-EDTA kompleksi daha dayan›kl› de¤ilse, geri titrasyon s›ras›nda metal
129
kompleksi bozunur. Eriokrom siyah› T belirteci çözeltiye son aflamada eklenir. Geri titrasyon yöntemi, özellikle baz› anyonlar›n katyonlarla az çözünür çökelekler
oluflturdu¤u örneklere de s›kça uygulan›r. EDTA’n›n fazlas› olas› anyon etkilerini
yok ederek çökmeyi önler.
Yer De¤ifltirme Titrasyonu
Yer de¤ifltirme titrasyonlar›nda, çözelti ortam›na Mg2+-EDTA kompleks çözeltisinden birkaç damla eklenir. Çözeltideki metal iyonu-EDTA ile daha kararl› kompleks
oluflturuyorsa Mg2+ ile yer de¤ifltirir.
MgY2– + M2+ → MY2– + Mg2+
Aç›¤a ç›kan Mg2+, çözeltideki M2+ ile eflde¤erdir ve Eriokrom siyah› T belirteci ile
çok kararl› bir kompleks oluflturur. Standart EDTA ile titrasyonda öncelikle ortamdaki metal iyonu tüketilir. Eflde¤erlik noktas›nda, ortamda metal iyonu kalmay›nca, belirtece ba¤l› Mg2+, EDTA ile kompleks oluflturur. Belirtecin rengi, k›rm›z›dan
maviye döner. Bu yöntem özellikle uygun bir belirtecin bulunamad›¤› durumlarda
kullan›l›r.
Alkalimetrik Titrasyon
Metal iyonu içeren nötral çözeltiye afl›r› miktarda disodyum EDTA (Na2H2Y) çözeltisi eklenir ve afla¤›da verilen tepkime gere¤ince stokiyometrik oranda aç›¤a ç›kan
hidronyum iyonlar›n›n deriflimi, ayarl› bir baz çözeltisi ile titre edilerek bulunur.
Titrasyonda standart bir baz ve asit-baz belirteci kullan›l›r. Bu yöntem, özellikle
çok say›da metal iyonu içeren örnek çözeltilerindeki toplam katyon deriflimini bulmak için uygulan›r.
M2+ + H2Y2– → MY2– + 2H+
Sularda Sertlik Tayini
Sularda kalsiyum ve magnezyum iyonlar›n›n neden oldu¤u sertlik EDTA ile tayin
edilebilir. Suyun sabunu tüketebilme yetene¤ine sertlik denir. Do¤al kaynaklardaki su, birtak›m kimyasal tepkimeler sonucu asidik özellik kazan›r ve bu su örnekleri magnezyum ve kalsiyum tuzlar›ndan oluflan kayalarla etkileflince onlar›n içindeki tuzlar› çözerler. ‹çinde magnezyum ve kalsiyum iyonlar› bulunduran sulara
sert su denir. Sert sudaki magnezyum ve kalsiyum iyonlar› potasyum, sodyum gibi iyonlarla yer de¤ifltirirler ve su yumuflar. Kalsiyum ve magnezyum bikarbonatlar›n›n neden oldu¤u sertli¤e geçici sertlik denir. Geçici sertlik, kaynatmayla afla¤›daki tepkime gere¤i giderilebilir.
Sertlik: Suyun sabunu
tüketebilme yetene¤i olarak
tan›mlanabilir.
Sert su: ‹çinde magnezyum
ve kalsiyum iyonlar›
bulunduran sulara denir.
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O
Kalsiyum ve magnezyum klorür, sülfat, fosfat veya silikat tuzlar›ndan oluflan
sertli¤e ise kal›c› sertlik ad› verilir ve kaynatma ile giderilemez. Kal›c› ve geçici
sertli¤in toplam›na toplam sertlik denir.
Yayg›n olarak kullan›lan üç sertlik birimi vard›r.
• Alman Sertlik Birimi: 100 mL su içindeki 1 mg CaO’e eflde¤er kalsiyum
iyonlar›n›n miktar›d›r.
• Frans›z Sertlik Birimi: 100 mL su içindeki 1 mg CaCO3’a eflde¤er kalsiyum iyonlar›n›n miktar›d›r.
• ‹ngiliz Sertlik Birimi: 70 mL su içindeki 1 mg CaCO3’a eflde¤er kalsiyum
iyonlar›n›n miktar›d›r.
Alman, Frans›z ve ‹ngiliz
olmak üzere üç sertlik birimi
vard›r.
130
Bu üç sertlik birimi afla¤›daki gibi birbirine dönüfltürülebilir.
1 Alman Sertlik Birimi = 1,25 ‹ngiliz Sertlik Birimi = 1,79 Frans›z Sertlik Birimi
Ülkemizde ço¤unlukla Frans›z Sertlik Birimi kullan›lmaktad›r. Sular sertlik derecelerine göre Çizelge 7.1’deki gibi s›n›fland›rabilir.
Çizelge 7.1
Sular›n sertlik
derecelerine göre
s›n›fland›r›lmas›
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
4
Frans›z sertli¤ine göre
flimine göre (mg L –1)
CaCO 3 derifli
0-7,5 °F
0-75
Yumuflak
7,5-15,0 °F
75-150
Sert
15,0-30,0 °F
150-300
Çok sert
30,0-55,0 °F
300-550
S›n›f›
Çok yumuflak
Bir su örne¤inin
SIRA sertlik
S‹ZDE derecesinin Frans›z sertlik s›n›flamas›na göre 45 °F olmas› nas›l
yorumlanabilir?
D Ü fi Ü N E L ‹ Miyonlar› ile CaY2– ve magnezyum iyonlar› ile MgY2– kompleksEDTA, kalsiyum
lerini oluflturur. Bu komplekslerin oluflumu afla¤›daki tepkimelerle gösterilebilir.
Ca2+ + HS2YO2–R U CaY2– + 2H+
Mg2+ + H2Y2– MgY2– + 2H+
D‹KKAT
Bunlardan ilki ikincisinden daha kararl› oldu¤undan, önce Ca2+ tamamen
kompleksleflir. EDTA’n›n fazlas›yla Mg2+ kompleksleflir. Titrasyonda dönüm nokSIRA S‹ZDE tamamen kompleksleflti¤i noktad›r. Magnezyum iyonunun
tas› Mg2+ iyonlar›n›n
Eriokrom siyah› T ile renkli bir kompleks verdi¤i ve bu kompleksin MgY 2– ’den
daha az kararl› oldu¤u görülmüfltür. ‹çinde magnezyum iyonu ve belirteç bulunan
AMAÇLARIMIZ
çözeltiye EDTA eklendi¤inde;
N N
MgIn– + H2Y2– MgY2– + HIn– + H+
K›rm›z› K ‹ T A P Renksiz Mavi
tepkimesi gere¤i k›rm›z›dan maviye do¤ru bir renk dönüflümü olur, yani EDTA ile
kalsiyum iyonu tayininde ortamda mutlaka magnezyum iyonlar› da bulunmal›d›r.
TELEV‹ZYON
E¤er kalsiyum örne¤i önceden magnezyum iyonlar›n› içermiyorsa haz›rlanan EDTA
çözeltisine litrede 12 gram olacak flekilde magnezyum klorür eklenir.
‹çinde kalsiyum iyonu, belirteç ve magnezyum iyonlar› bulunan çözeltiye EDTA
eklendi¤inde
‹ N Tönce;
ERNET
MgY2– + Ca2+ CaY2– + Mg2+
tepkimesine göre Mg2+ iyonlar› aç›¤a ç›kar. Bu iyonlar belirteç ile afla¤›daki gibi
tepkimeye girer.
Mg2+ + HIn2– MgIn– + H+
Renk de¤iflimi bütün kalsiyum iyonlar› komplekslefltikten sonra gözlenir.
SU SERTL‹⁄‹ VE TOPLAM KALS‹YUM VE MAGNEZYUM
M‹KTARLARININ TAY‹N‹
“Su Sertli¤i ve Toplam Kalsiyum ve Magnezyum Miktarlar›n›n Tayini” deneyinde,
içinde Ca2+ ve Mg2+ iyonlar› bulunan sert su, ayarl› EDTA çözeltisi ile Eriokrom
131
siyah› T belirteci varl›¤›nda eflde¤erlik noktas›nda mavi renk olufluncaya kadar titre edilip, sudaki sertlik ppm CaCO3 cinsinden hesaplanacakt›r.
“Su Sertli¤i ve Toplam Kalsiyum ve Magnezyum Miktarlar›n›n Tayini” deneyinde,
önce titrant olarak kullan›lacak olan standart 0,01 M EDTA çözeltisi, titrasyonun
dönüm noktas›n› gözlemlemek için kullan›lacak olan Eriokrom siyah› T belirteci
çözeltisi ve NH3/NH4Cl tampon çözeltisi haz›rlanacak ve sonra titrasyon ifllemi
gerçeklefltirilecektir.
Standart 0,0l M EDTA Çözeltisinin Haz›rlanmas›
Analitik safl›ktaki disodyum dihidrojen etilendiamin tetraasetat (Na2H2C10H12O8N2
×2H2O) tuzu k›saca Na2H2Y×2H2O fleklinde gösterilir. Tuzun mol kütlesi 372,25
g mol–1’dir. Tuz, yüzey neminin uçurulmas› için 80°C’de kurutulur, so¤utulur ve so¤utulan tuzdan 3,7225 g çok hassas bir flekilde tart›larak litrelik balon jojeye aktar›l›r.
Önce balon jojeye bir miktar su konulur ve kat› halde olan tuz iyice çözülür. Sonra
iflaret çizgisine kadar saf su ile tamamlan›r. Haz›rlanan EDTA çözeltisi primer standart
çözelti olarak kullan›labilir, dolay›s›yla ayarlama ifllemi gerektirmez.
250,0 mL 0,0147 M EDTA çözeltisini haz›rlamak için kaç g Na2H2Y ×SIRA
2H2S‹ZDE
O tart›lmal›d›r?
5
Erikrom Siyah›-T Belirteç Çözeltisinin Haz›rlanmas›D Ü fi Ü N E L ‹ M
Yaklafl›k 0,2 g kat› boyarmadde tart›larak, 15 mL trietanol amin ve 5 mL susuz etanol kar›fl›m›nda çözülür. Haz›rlanan belirteç çözeltisi yaklafl›k 1 ay kullan›labilir.
Çözelti içerisine az miktarda sodyum borat veya % 2’lik NH4Cl SveO R%U2’lik NH4OH
çözeltisi eklenerek uzun süre saklanabilir. Bu yöntemle haz›rlanan belirteç çözeltisi so¤ukta saklan›r.
D‹KKAT
Haz›rlanan belirteç çözeltisi neden so¤ukta saklan›r?
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Tampon Çözeltinin (pH=10) Haz›rlanmas›
S O R U
D‹KKAT
N N
6
Titrasyon ortam›n›n pH’s›n›n yaklafl›k 10 dolay›nda olmas› gerekir
ve bunu sa¤laAMAÇLARIMIZ
mak için, 142 mL deriflik NH3 çözeltisine (özgül kütlesi 0,88-0,90 g cm–3) 17,5 g
S O R U haz›rlanm›fl
NH4Cl eklenir ve saf su ile 250 mL’ye tamamlanarak tampon çözelti
K ‹ T A P
olur.
Sertlik Tayini
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
S O R U
K ‹ T A P
D‹KKAT
D‹KKAT
T E L Ekalsiyum
V ‹ Z Y O N ve magSuyun toplam sertli¤i, genellikle suda çözünmüfl olarak bulunan
SIRA S‹ZDE
nezyum tuzlar›ndan ileri gelir. Ayr› ayr› kalsiyum ve magnezyum
miktarlar› tayin
edilebilirse de, tek bir titrasyonla her iki katyonun toplam deriflimi bulunabilir ve
sonuçlar CaCO3 eflde¤eri olarak ifade edilebilir.
AMAÇLARIMIZ
‹NTERNET
Analiz edilecek su örne¤i bir erlene al›n›r ve 20 mL deiyonize su ile seyreltilip, sonra üzerine 2 mL tampon çözelti (pH=10) ve 3-4 damla Eriokrom siyah› T
belirteci eklenir. Daha önceden haz›rlanm›fl olan standart 0,01
çözeltisi
K ‹ MT EDTA
A P
ile k›rm›z›dan maviye bir renk de¤iflimi izleninceye kadar su örne¤i titre edilir
(fiekil 7.6). Harcanan titrant hacmi not edilir ve toplam sertlik, litre suda miligram
(ppm) CaCO3 cinsinden afla¤›daki gibi hesaplan›r.
TELEV‹ZYON
N N
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
‹NTERNET
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
132
Toplam sertlik =
M EDTA × VEDTA × Mol kütlesiCaCO
3
×1000
Su örneği ( mL)
Çözeltide bulunan Cu2+, Zn2+ ve Mn2+ iyonlar› bu yöntemle sertlik tayinini
bozar. Bak›r ve çinko iyonlar›, çözeltiye % 1,52’lik Na2S çözeltisinden eklenip çöken sülfürlerin süzülmesiyle, Mn2+ ise çözeltiye % 1’lik hidroksilamin hidroklorürün az miktarda eklenmesiyle önlenebilir.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
7
SIRA
S‹ZDE titrasyon ortam›nda Mg2+ katyonunun olmad›¤› nas›l anlafl›l›r?
Su sertli¤inin
tayininde
8
S O R U
D Ü fi Üfiekil
N E L ‹ M7.6
D ‹ K K AileT kompleks
EDTA
S O R U titrasyonu
oluflum
ile suda sertlik
SIRA
S‹ZDE
tayini
deneyinin
D‹KKAT
basamaklar›.
(a)
Titrasyon
bafllamadan önce
AMAÇLARIMIZ
SIRA
S‹ZDE
analit
ve belirtecin
konulaca¤› erlen,
(b) Analit eklenmifl
Kerlene
‹ T A belirteç
P
AMAÇLARIMIZ
konulmas›, (c)
Belirteç konulunca
oluflan k›rm›z›
TKErenk,
L‹E VT ‹ ZA(d)
Y OP NTitrasyon
ifllemine
bafllanmas›, (e)
Titrasyon iflleminin
T Eilerlemesi,
L E V ‹ Z Y O N (f)
‹NTERNET
Titrasyon ifllemi
sonucunda
k›rm›z›dan maviye
renk de¤iflimi.
S‹ZDE
50,00 mL suSIRA
örne¤i
0,0100 M EDTA’n›n 5,800 mL’si ile titre edildi¤ine göre suyun sertli¤ini ppm CaCO3 olarak hesaplay›n›z.
N N
N N
‹NTERNET
S O R U
D‹KKAT
S O R U
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
(a)
(b)
T KE L ‹E VT‹ ZAY OPN
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
(c)
(d)
(e)
(f)
133
EDTA ‹LE P‹R‹NÇTE Ç‹NKO M‹KTAR TAY‹N‹
“EDTA ile Pirinçte Çinko Miktar Tayini” deneyinde, içinde Zn2+ iyonu bulunan pirinç, ayarl› EDTA çözeltisi ile Eriokrom siyah› T belirteci varl›¤›nda eflde¤erlik noktas›nda mavi renk olufluncaya kadar titre edilip, pirinçteki sertlik ppm CaCO3 cinsinden hesaplanacakt›r.
“EDTA ile Pirinçte Çinko Miktar Tayini” deneyinde, önce standart 0,02 M EDTA çözeltisi, titrasyonun dönüm noktas›n› gözlemlemek için Eriokrom siyah› T belirteci
çözeltisi, ayr›ca NH3/NH4Cl tampon çözeltisi haz›rlanacak ve sonra titrasyon ifllemi gerçeklefltirilecektir.
Analitik terazide yaklafl›k 0,2-0,5 g kadar pirinç örne¤i tart›l›r ve bir behere aktar›l›r. Üzerine 10 mL su ve 15 mL deriflik HNO3 asit eklenerek, hacim dörtte birine ininceye kadar buharlaflt›r›l›r. Çözelti balon joje içinde 250 mL’ye seyreltilir.
250 mL’lik balon jojeden 5,0 mL örnek çözeltisi dikkatle ölçülerek al›n›r ve bir
erlene aktar›l›r. Çökelek olufluncaya kadar damla damla seyreltik NH3 çözeltisi eklenir ve eklenen bu hacmin daha fazlas› ortama kat›l›r. Çok afl›r› miktarda NH3 eklenmesi ise hataya neden olur. Çözeltinin mavi rengi kayboluncaya kadar %20’lik
KCN eklenir ve 100 mL’ye seyreltilir. 2 mL %10’luk formaldehit ve 3-4 damla Eriokrom siyah› T belirteci eklenir. Renk k›rm›z› olmal›d›r, de¤ilse biraz daha formaldehit eklenir. Bundan sonra 0,02 M EDTA ile kal›c› mavi renk olufluncaya kadar
titre edilir (fiekil 7.6). Harcanan titrant hacmi not edilir ve pirinçteki çinko miktar›
hesaplan›r. Titrasyonun tepkimesi afla¤›daki gibidir.
Zn2+ + H2Y2– → ZnY2– + 2H+
Numunedeki çinko miktar› afla¤›daki flekilde hesaplan›r:
%Çinko miktarı =
M EDTA × VEDTA × Mol kütlesi Zn
Pirinç ö
örneği ( g )
×
250
×100
5
0,7556 g pirinç örne¤i, çinko yüzdesinin belirlenmesi için gerekli ön ifllemlerden
SIRA S‹ZDEsonra, 21,27
mL 0,0200 M EDTA ile titre ediliyor. Buna göre örnekteki çinko yüzdesini (k/k) hesaplay›n›z.
9
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
134
Özet
N
A M A Ç
1
N
AM A Ç
2
N
A M A Ç
3
N
A M A Ç
4
Kompleks oluflumu ile ilgili terimleri tan›mlamak.
Kompleks oluflumu, iki veya daha fazla say›da
bilefli¤in birleflmesiyle gerçekleflir. Metal iyonlar›
ile kompleks oluflturan maddelere ligand ad› verilir. Bir metal iyonu birden fazla ligandla birleflebilir. Komplekste merkez atom ile ligandlar
aras›nda kovalent ba¤ oluflur. Bir komplekste,
metal iyonlar›na ba¤l› ligandlar ilk koordinasyon
küresinde yer al›r. Metal iyonlar›n›n ligandlarla
oluflturdu¤u kompleksler; katyonik, anyonik ve
nötral olabilir. Metal iyonlar› ile ligandlar aras›nda oluflan ba¤ say›s›na koordinasyon say›s› denir. Ligandlar; tek diflli (monodentat), iki diflli
(bidentat) ve polidentat olabilirler. Birden fazla
serbest elektron çifti içeren ligandlar metal iyonu
birden fazla ba¤ ile ba¤lanarak flelat komplekslerini olufltururlar.
Baz› metal iyonlar›n› kompleks oluflum titrasyonu ile tayin etmek.
Komplekslefltirme yöntemi ile birçok analiz gerçeklefltirilebilir ve bu analizlerin ço¤unda da reaktif olarak etilendiamin tetraasetikasit (EDTA)
kullan›lmaktad›r. EDTA ile 25 dolaylar›nda metal
iyonu ortam pH’s›na ba¤l› olarak kolayl›kla tayin
edilebilir. Bunlara birkaç örnek; Fe3+ iyonu
pH=1’de, Ca 2+ iyonu pH=8’de ve Mg 2+ iyonu
ise pH=10’da EDTA ile baflar›l› bir flekilde tayin
edilebilmektedir.
Kompleks oluflum titrasyonlar›n› s›n›fland›rmak
ve uygulamak.
Kompleks oluflum titrasyonlar›nda en çok tercih
edilen reaktif EDTA’d›r. EDTA ile yap›lan titrasyonlarda metal-iyon belirteçleri kullan›l›r. Kompleks oluflum titrasyonlar›; do¤rudan titrasyon, dolayl› titrasyon, geri titrasyon, yer de¤ifltirme titrasyonu, alkalimetrik titrasyon ve sularda sertlik
tayini fleklinde s›n›fland›r›l›rlar ve uygulan›rlar.
Sularda sertli¤i tan›mlamak.
Sularda Ca2+ ve Mg2+ iyonlar›n›n neden oldu¤u
sertlik EDTA titrasyonu ile tayin edilebilir. Suyun
sabunu tüketebilme yetene¤ine sertlik denir. ‹çinde Ca2+ ve Mg2+ iyonlar› bulunan sulara sert su
denir. Sert sudaki Ca2+ ve Mg2+ iyonlar› K+ ve
Na+ gibi iyonlarla yer de¤ifltirirler ve su yumuflar.
Kalsiyum ve magnezyum bikarbonatlar›n›n neden oldu¤u sertli¤e geçici sertlik denir. Kalsiyum
ve magnezyum klorür, sülfat, fosfat veya silikat
tuzlar›ndan oluflan sertli¤e ise kal›c› sertlik ad›
verilir. Kal›c› ve geçici sertli¤in her ikisine birden
toplam sertlik ad› verilir.
N
A M A Ç
5
Sular› sertlik derecelerine göre s›n›fland›rmak ve
sertli¤in nas›l giderilebilece¤ini aç›klamak.
Alman, Frans›z ve ‹ngiliz olmak üzere üç sertlik
birimi vard›r. Ülkemizde yayg›n olarak Frans›z
sertlik birimi kullan›lmaktad›r. Bu birimde su;
çok yumuflaktan - çok serte kadar genifl bir aral›kta s›n›fland›r›lmaktad›r. ‹çinde Ca2+ ve Mg2+
iyonlar› bulunan sert suyun sertli¤inin titrasyon
yöntemi ile giderilebilmesi için, titrant olarak
ayarl› EDTA çözeltisi kullan›l›r. EDTA çözeltisi
ile Eriokrom siyah› T belirteci varl›¤›nda sert su
titre edilir. Titrasyon sonucu büretten okunan titrant (EDTA) hacminden de sudaki sertlik ppm
CaCO3 cinsinden hesaplan›r.
135
1. Afla¤›dakilerden terimlerden hangisi kompleks oluflumu ile ilgili de¤ildir?
a. Ligand
b. ‹ndirgenme
c. fielat
d. Koordinasyon say›s›
e. Koordinasyon küresi
5. Afla¤›dakilerden hangisi Frans›z sertlik derecesine
göre yumuflak sudur?
a. 0-7,5 °F
b. 7,5-15,0 °F
c. 15,0-30,0 °F
d. 30,0-55 °F
e. 56-70 °F
2. Metal iyonlar›n›n ligandlarla oluflturdu¤u komplekslerle ilgili olarak afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r?
a. Komplekste merkez metal iyonu ile ligandlar
aras›nda koordine kovalent ba¤lar oluflur.
b. Ba¤lanmada kullan›lan her iki elektron da ligand›n elektronlar›d›r.
c. Ba¤ oluflumunda; ligand elektron çifti veren, metal iyonu ise bu elektronlar› alan durumundad›r.
d. Metal iyonlar›n›n ligandlarla oluflturdu¤u kompleksler katyonik, anyonik ve nötral olabilir.
e. Metal iyonu ile ligand›n birleflmesinden genellikle bir çökelek oluflur.
6. Sertlikle ilgili afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r?
a. ‹çinde magnezyum ve kalsiyum iyonlar› bulunduran sulara sert su denir.
b. Kalsiyum ve magnezyum bikarbonatlar›n›n neden oldu¤u sertli¤e geçici sertlik denir.
c. Suyun sabunu tüketebilme yetene¤i sertlik olarak tan›mlan›r.
d. Kal›c› sertlik kaynatma ile giderilebilir.
e. Kalsiyum ve magnezyum klorür, sülfat, fosfat
veya silikat tuzlar›ndan oluflan sertli¤e ise kal›c›
sertlik ad› verilir.
3. EDTA ile
pH’s› kaçt›r?
a. 2
b. 4
c. 7
d. 10
e. 12
Ca2+’nin
titrasyonunda tampon çözeltinin
4. Metal-iyon belirteçleri ile ilgili afla¤›daki ifadelerden
hangisi yanl›flt›r?
a. Metal-iyon belirteçleri titrasyonlarda ayn› zamanda titrant olarak kullan›l›rlar.
b. Metal-iyon belirteçleri metal iyonlar› ile k›rm›z›
renkli flelatlar oluflturur.
c. Bir metal-iyon belirteçleri olan Eriokrom siyah›
T belirteci üç de¤erli bir asittir.
d. Metal ile belirtecin oluflturdu¤u kompleksin dayan›kl›l›¤› metalin ligandla yapt›¤› kompleksin
dayan›kl›l›¤›ndan daha zay›ft›r.
e. Metal-iyon belirteçleri organik boyarmaddelerdir.
7. 50,00 mL’lik bir su örne¤i 8,00 × 10–3 M EDTA ile
içersindeki Ca2+ iyonlar› deriflimini bulmak için titre
ediliyor. Eflde¤erlik noktas›na ulaflmak için 10,68 mL
EDTA harcand›¤›na göre Ca2+ iyonu deriflimi afla¤›dakilerden hangisidir?
a. 1,71 × 10–3
b. 2,56 × 10–3
c. 3,41 × 10–3
d. 4,87 × 10–3
e. 5,02 × 10–3
8. 50,00 mL’lik bir su örne¤i 0,01 M EDTA ile titre ediliyor. Eflde¤erlik noktas›na ulaflmak için 12,25 mL EDTA harcand›¤›na göre su örne¤inin sertli¤i ppm CaCO3
(100,09 g mol–1) cinsinden afla¤›dakilerden hangisidir?
a. 125
b. 178
c. 245
d. 298
e. 327
136
“
9. Saf kalsiyum karbonattan al›nan 0,2542 g’l›k bir örnek hidroklorik asitte (HCl) çözülüyor ve çözelti saf su
ile 250,0 mL’ye seyreltiliyor. Bu çözeltiden 50,00 mL’lik
bir k›s›m al›narak 41,12 mL EDTA çözeltisi ile titre edildi¤inde, EDTA çözeltisinin molaritesi afla¤›dakilerden
hangisidir?
a. 1,13 × 10–2
b. 1,18 × 10–2
c. 1,23 × 10–2
d. 1,58 × 10–2
e. 2,05 × 10–3
10. Bir su örne¤inin 100 mL’sindeki magnezyumun
(Mg2+) tayininde 19,20 mL 0,1012 M EDTA çözeltisi
harcand›¤›na göre suyun Mg2+ (24,31 g mol–1) içeri¤i
mg L–1 cinsinden afla¤›dakilerden hangisidir?
a. 472
b. 527
c. 582
d. 641
e. 785
fiehir fiebeke Suyunun Sert veya Yumuflak Olmas›
Kalp Rahats›zl›¤› Nedeniyle Ölümlere Yol Açabilir
mi?
T›p biliminde “flehir flebeke suyunun sert veya yumuflak olmas› kalp rahats›zl›¤› nedeniyle ölümlere yol açabilir mi?” konusu uzun y›llard›r tart›fl›lmaktad›r. 1960’l›
y›llarda sert suyun kalp krizine ve dolay›s›yla ölümlere
yol açt›¤› düflünülmekteydi. Bu konuyu tart›flan bilim
insanlar›, daha sonraki y›llarda sudaki sertlik ve toplam
çözünmüfl kat› maddeler gibi iki faktörün üzerinde yo¤unlaflm›fllard›r. Ancak araflt›rmalar, bu iki faktörün de
kalp krizinden ölümlere yol açma riskinin çok az oldu¤unu göstermifltir. Kalp krizinden veya baflka bir kalp
rahats›zl›¤›ndan ölümün eski y›llarda çok olmas›n›n nedenlerinden birinin, daha sonraki y›llarda yap›lan araflt›rmalardan anlafl›ld›¤› gibi kullan›lan su borular›n›n korozyona u¤ramas›d›r.
Suda sertlik, sudaki Ca2+ ve Mg2+ iyonlar›ndan veya
kalsiyum karbonattan kaynaklan›r. Daha fazla CaCO3’›n
anlam› daha sert su, daha az CaCO3’›n anlam› ise daha
yumuflak su demektir. fiehir kullan›m (flebeke) sular›n›n sert veya yumuflak olmas›n›n kalp hastal›klar› nedeniyle ölümlere yol aç›p açmad›¤› detayl› olarak Amerika’da 163 büyük flehri kapsayacak flekilde Schroeder
taraf›ndan araflt›r›lm›flt›r. Schroeder’in araflt›rmas›n›n sonuçlar› son derece ilginçtir. Buna göre, suyun sert veya
yumuflak olmas› tam anlam›yla kalp rahats›zl›¤› sonucu
ölüme yol açmamakta, baflka faktörler de bu ölümlerde
rol oynamaktad›r.
Günümüzdeki çal›flmalar ilginç bir flekilde göstermifltir
ki, sert su içilmesi, yumuflak su içilmesinden daha az
kalp rahats›zl›¤›na neden olmaktad›r. Bununla birlikte içme suyunda bulunabilecek baz› spesifik elementler çinko, bak›r, selenyum vb. kalp krizine yol açabilmektedir.
‹ngiltere’de 253 flehirde 1969 y›l›ndan 1973 y›l›na kadar
yap›lan genifl çapl› bir araflt›rmada, kalp rahats›zl›klar›ndan ölümün, yumuflak su kullan›lan bölgelerde sert su
kullanan bölgelere göre %10-15 daha fazla oldu¤u gözlenmifltir. Sudaki sertlik için önerilen s›n›r de¤er ise 170
ppm’dir. Bu çal›flmay› destekleyen baflka bir çal›flma ise
Amerika’da yafllar› 25-74 aras›nda de¤iflen 35 farkl› co¤rafik bölgede gerçeklefltirilmifltir. Bu çal›flmadan elde
edilen sonuçlara göre, kalp çarp›nt›s› ve kalp krizi riskinin Ca2+ ve Mg2+ iyonlar›n› içeren sert su kullan›lan bölgelerde, yumuflak su kullan›lan bölgelere göre daha az
oldu¤u gözlenmifltir. Wisconsin eyaletinde kendi çiftlik-
137
lerindeki sert suyu kullanan 1400 çift çiftçi üzerinde yap›lan bir araflt›rmada da benzer sonuçlar elde edilmifltir.
Bu sonuçlar bize, flehir flebeke suyunun, su sert dahi
olsa içme suyu olarak kullan›lmas›n›n önemli bir kalp
rahats›zl›¤›na yol açmad›¤›n› göstermektedir.
Yukar›daki olay, su sertli¤inin günlük yaflant›m›zda karfl›laflt›¤›m›z olaylarla ne kadar yak›ndan iliflkili oldu¤unu göstermesi bak›m›ndan önemlidir.
”
Kaynaklar:
http://www.mgwater.com/changes.shtml
http://sili.cium.free.fr/water.htm
http://www.freedrinkingwater.com/water_health/health1/1-hard-soft-water-cardio-disease.htm
1. b
2. e
3. d
4. a
5. b
6. d
7. a
8. c
9. c
10. a
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Temel Kavramlar” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Temel Kavramlar” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Kompleks Oluflum Titrasyonlar›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Kompleks Oluflum Titrasyonlar›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Kompleks Oluflum Titrasyonlar›n›n Uygulamalar›” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Su Sertli¤i ve Toplam Kalsiyum ve Magnezyum Miktarlar›n›n Tayini” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
S›ra Sizde 1
Kompleks oluflumu titrasyonlar›nda tek diflli ligandlar
tercih edilmezler, çünkü bu tür titrasyonlarda ligand
birkaç basamakl› tepkime ile kompleks oluflturur. Oysa
iki diflli, üç diflli, dört diflli veya alt› diflli ligandlar ile
tepkime tek basamakl›d›r.
S›ra Sizde 2
EDTA, kompleksleri oldukça kararl›d›r. Bu komplekslerin kararl› olmas›n›n nedeni, metal katyonu ile EDTA
molekülü aras›nda alt› ayr› ba¤›n oluflmas› ve bu ba¤lar›n flelat (k›skaç) halkalar› oluflturmas›d›r.
S›ra Sizde 3
Belirtecin iyonlaflmam›fl hali H3In renksiz iken, H2In–
k›rm›z› (asidik), HIn2– mavi (bazik), In3– (kuvvetli bazik) hali ise portakal rengindedir.
S›ra Sizde 4
Bir su örne¤inin sertlik derecesinin Frans›z sertlik s›n›flamas›na göre 45 °F olmas›, bu suyun Çizelge 7.1’den
de kolayca anlafl›labilece¤i gibi oldukça sert bir su oldu¤unu gösterir. Bu sertlikteki bir suyun kullan›mdan
önce yumuflat›lmas› gerekir.
S›ra Sizde 5
M EDTA =
g Na
2
Mol kütlesi Na
H 2 Y×2 H 2 O
H Y×2 H 2 O × VEDTA
2 2
⇒
g Na H Y×2 H O = M EDTA × Mol kütlesiNa H Y×2H O × VEDTA
2 2
2
2 2
2
g Na H Y×2 H O = 0, 0147
2 2
2
mol EDTA mol Na 2 H 2 Y × 2 H 2 O
×
×
L
mol EDTA
372, 25 g Na 2 H 2 Y × 2H 2O
mol Na 2 H 2 Y × 2 H 2O
× 250 mL ×
1L
1000 mL
g Na H Y×2 H O = 1, 368 g
2 2
2
S›ra Sizde 6
Haz›rlanan belirteç çözeltisi çabuk bozunmamas› için
so¤ukta saklan›r.
138
Yararlan›lan ve Baflvurulabilecek
Kaynaklar
S›ra Sizde 7
Belirtecin renk de¤iflimi yavafl oluyorsa, ortamda Mg2+
katyonu olmad›¤› anlafl›l›r. Bu durumda ortama, 1-2 mL
0,l M Mg–EDTA kompleks çözeltisi eklenerek titrasyon
tekrarlan›r.
S›ra Sizde 8
Toplam sertlik ( ppm ) =
M EDTA × VEDTA × Mol kütlesiCaCO
3
×1000
×
1 , mg CaCO3
100mmol
09 CaCO3
Su örneği ( mL)
Toplam sertlik ( ppm ) =
(0, 0100 × 5, 800) mmol EDTA ×
1 mmol CaCO 3
mmol EDTA
mL
50
×
1000
Toplam sertlik ( ppm ) = 116, 1
S›ra Sizde 9
% Çinko miktarı =
M EDTA × VEDTA × Mol kütlesiZn
Pirinç örneği ( g )
×100
% Çinko miktarı =
1 mmol Zn 2+ 0, 06539 g Zn 2+
×
mmol EDTA
mmol Zn 2+ ×100
0, 7556 g pirinç örneği
(21, 27 × 0, 0200)mmol EDTA ×
% Çinko miktarı = 3, 68
Christian, G.D. (1994). Analytical Chemistry (5th ed.).
New York: John Wiley & Sons, Inc.
Dölen, E. (1985). K›sa Kantitatif Analiz Uygulamas›.
‹stanbul: Okan Yay›n Da¤›t›m.
Gülensoy, H. (1984). Kompleksometrinin Esaslar›
ve Kompleksometrik Titrasyonlar. ‹stanbul: Fatih Yay›nevi Matbaas›.
Gündüz, T. (1990). Kantitatif Analiz Laboratuvar Kitab› (4. Bask›). Ankara: Bilge Yay›nc›l›k.
Harris, D.C. (1994). Quantitative Chemical Analysis.
Analitik Kimya (Çev. Ed.: G. Somer). Ankara: Gazi
Büro Kitabevi.
Kellner, R., Mermet, J.-M., Otto, M., Valcárcel, M. ve
Widmer, H.M. (2004). Analytical Chemistry-A Modern Approach to Analytical Science (2nd ed.).
Weinheim: Wiley VCH Verlag GmbH & Co.
Pietrzyk, D.J. ve Frank, C.W. (1979). Analytical Chemistry (2nd ed.). New York: Academic Press, Inc.
Skoog, D.A., West, D.M. ve Holler, F.J. (1999). Fundamentals of Analytical Chemistry (7th ed.). Analitik Kimya Temelleri (Çev. Editörleri: E. K›l›ç ve F.
Köseo¤lu). Ankara: Bilim Yay›nc›l›k.
http://www.gov.calgary.ab.ca/cww/water_quality/water_hardness/, Eriflim Tarihi: 26/05/2009.
http://homepages.ius.edu/DSPURLOC/c121/week13.htm, Eriflim Tarihi: 26/05/2009.
http://www.kimyaevi.org/dokgoster.asp?dosya=110020170, Eriflim Tarihi: 26/05/2009.
http://kimyaokulu.blogspot.com/2009/05/komplekslesme-titrasyonlar.html, Eriflim Tarihi: 26/05/2009.
http//mccord.cm.utexas.edu/courses/spring2005/
c h 4 5 5 / S p r 0 5 4 5 5 W k 4 L a b . p d f , E r i fl i m T a r i h i :
26/05/2009.
http://standardbase.vapronet.nl/userdata/sbase_beheer/documenten/stappenplannen/Determination_of_hardness_of_water_(Step-By-Step_Plan).pdf,
Eriflim Tarihi: 26/05/2009.
8
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
Yükseltgenme-indirgenme titrasyonlar›n›n hangi kimyasal türlerin kantitatif
tayininde nas›l kullan›labilece¤ini tart›flabilecek;
Permanganat çözeltisi ile tayin deneylerini yapabilecek;
Potasyum dikromat çözeltisi ile tayin deneylerini uygulayabilecek;
‹yot çözeltisi ile tayin deneylerini uygulayabilecek
bilgi ve becerilere sahip olacaks›n›z.
Anahtar Kavramlar
• Yükseltgenme-indirgenme
(redoks) titrasyonu
• Yükseltgenme-indirgenme
belirteci
• Manganometri
• ‹yodometri
• ‹yodimetri
Analitik Kimya
Laboratuvar›
Yükseltgenme ‹ndirgenme (Redoks)
Titrasyonlar› ve
Laboratuvar
Uygulamalar›
• GENEL B‹LG‹LER
• PERMANGANAT ÇÖZELT‹S‹YLE
YAPILAN (MANGANOMETR‹K)
T‹TRASYONLAR
• POTASYUM D‹KROMAT
ÇÖZELT‹S‹ ‹LE YAPILAN
T‹TRASYONLAR
• ‹YOT ‹LE YAPILAN
T‹TRASYONLAR
Yükseltgenme-‹ndirgenme
(Redoks) Titrasyonlar› ve
GENEL B‹LG‹LER
Yükseltgenme-indirgenme (redoks) titrasyonlar›, titrant›n analiti indirgedi¤i
veya yükseltgedi¤i, yani elektron al›flverifli yoluyla gerçekleflen, titrimetrik tayin
yöntemleridir. Bu tür titrasyonlarda, tepkimeye giren türlerden biri elektron alan
SIRA
S‹ZDE
(yükseltgen, yükseltgeyici), di¤eri ise elektron veren (indirgen,
indirgeyici)
olarak
isimlendirilir. Yükseltgenme-indirgenme titrasyonlar›nda en çok kullan›lan titrantlar; permanganat (MnO4-), iyodat (IO3-), dikromat (Cr2O72-), bromat
(BrO3-), serD Ü fi Ü N E L ‹ M
yum(IV) (Ce4+) ve tiyosülfat (S2O32-) çözeltileri gibi yükseltgen reaktiflerdir. ‹ndirS‹ZDE nedeniyle
gen reaktiflerin ayarl› çözeltileri daha düflük kararl›l›¤a sahipSIRA
olmalar›
S O R U
pek tercih edilmez.
Yükseltgenme-indirgenme
(redoks) titrasyonlar›:
Titrant›n analiti indirgedi¤i
veya yükseltgedi¤i, yani
SIRAyoluyla
S‹ZDE
elektron al›flverifli
gerçekleflen, titrimetrik tayin
yöntemleridir.
Yükseltgenme-indirgenme tepkimesinde; indirgen’in karfl›s›ndaki türü
(daD ‹ Kindirgeyerek
KAT
ha düflük yükseltgenme basama¤›na getirerek) kendisinin yükseltgendi¤ini (daha yüksek
S O R U
yükseltgenme basama¤›na ulaflt›¤›n›) unutmay›n›z.
SIRA S‹ZDE
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
S O R U
SIRA S‹ZDE
Yükseltgen’in karfl›s›ndaki türü yükseltgeyerek (daha yüksek yükseltgenme
D ‹ K K A T basama¤›na
getirerek) kendisinin indirgendi¤ini (daha düflük yükseltgenme AMAÇLARIMIZ
basama¤›na ulaflt›¤›n›)
unutmay›n›z.
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
K ‹ Tpotansiyometrik
A P
Yükseltgenme-indirgenme titrasyonlar›nda eflde¤erlik noktas›,
olarak veya belirteç kullan›larak belirlenebilir. Potansiyometrik
olarak yükseltgenAMAÇLARIMIZ
me-indirgenme titrasyon e¤rilerinde ordinatta (Y-ekseninde) elektrot potansiyeli,
T E L E V ‹ Zpotansiyelinin
YON
absiste (X-ekseninde) eklenen titrant hacmi yer al›r. E¤ride sistemin
‹ T A P
en fazla de¤iflti¤i nokta, eflde¤erlik noktas› olarak bilinir. E¤er Kyükseltgenme-indirgenme tepkimesine ait titrasyon e¤risi çizilmek istenmiyorsa ya da her titrant ilavesinden sonra potansiyeli ölçecek cihaz yoksa eflde¤erlik noktas›; bu potansiyel‹NTERNET
de indirgenen veya yükseltgenen (ve indirgenmifl ve yükseltgenmifl
T E L E V ‹ Z Y O N hallerinin
renkleri farkl› olan) bir belirteç yard›m›yla titrasyon yap›larak belirlenebilir. Analitik kimya laboratuvar›nda yükseltgenme-indirgenme tepkimelerinde belirteç yard›m›yla titrasyon yap›larak, renk de¤iflimi gözleninceye kadar harcanan titrant hac‹NTERNET
mi kullan›larak analit miktar› hesaplan›r.
K ‹ T A P
SIRA S‹ZDE
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
‹NTERNET
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
142
Yard›mc› Reaktifler
Yükseltgenme-indirgenme titrasyonunun baflar›s›, titre edilen ortamdaki türlerin tamam›n›n belli ve tek bir yükseltgenme basama¤›nda olmas›na ba¤l›d›r. Bu nedenle
titrasyona bafllamadan önce analitin bulundu¤u ortama ikinci bir indirgen veya yükseltgen reaktifin (yard›mc› reaktif) eklenmesi gerekebilir. Yard›mc› reaktif, analit ile
titrant aras›ndaki tepkimeye etki etmemelidir. Yard›mc› reaktif olarak yükseltgen reaktif kullan›m›, indirgen reaktiflerin daha kolay bozunmalar› nedeniyle, daha yayg›nd›r. En çok kullan›lan yükseltgen yard›mc› reaktifler: Sodyum bizmutat (NaBiO3),
perklorik asit (HClO4), potasyum peroksidisülfat (K2S2O8), amonyum peroksidisülfat
[(NH4)2S2O8], sodyum peroksit (Na2O2), hidrojen peroksit (H2O2) ve brom (Br2)’dur.
Yard›mc› indirgen reaktifler ise metaller ve gaz indirgenlerdir. Bu kitap kapsam›nda
sadece yard›mc› yükseltgen reaktiflerden bahsedilecektir.
Yard›mc› Yükseltgen Reaktifler
Yükseltgenme-‹ndirgenme titrasyonlar›nda en çok kullun›lan yard›mc› yükseltgen
reaktifler afla¤›da k›saca anlat›lm›flt›r.
Sodyum Bizmutat (NaBiO3)
NaBiO3, analit çözeltisinde süspansiyon haline getirilerek ve k›sa süre kaynat›larak
yükseltgenme gerçeklefltirilir. Tepkimeye girmeden kalan madde süzülerek ortamdan
uzaklaflt›r›l›r. NaBiO3’›n indirgenmesine ait yar›-tepkime afla¤›daki gibi yaz›labilir:

BiO+ + Na+ + 2H2O
NaBiO3(k) + 4H+ + 2e-
Güçlü bir yükseltgen olan sodyum bizmutattaki bizmut(V) (Bi5+), mangan(II)
(Mn2+)’yi permanganat iyonuna (MnO4-) yükseltgerken kendisi de bizmut(III)
(Bi3+)’e indirgenir.
Potasyum Peroksidisülfat (K2S2O8) veya Amonyum Peroksidisülfat
[(NH4)2S2O8]
S2O82- iyonu afla¤›daki yar›-tepkimeye göre SO42- iyonuna indirgenir:
S2O82- + 2e-

2SO42-
Bu indirgenmenin gerçekleflmesi için ortama az miktarda eklenen gümüfl iyonu tepkimeyi katalizler. S2O82- iyonunun fazlas›, kaynat›larak parçalan›r:
2S2O82- + 2H2O → 4SO42- + O2(g) + 4H+
Asidik çözeltilerde krom (III) (Cr3+)’ü dikromata (Cr2O72-), seryum(III) (Ce3+)’ü
seryum(IV) (Ce4+)’e ve mangan(II) (Mn2+)’yi permanganata (MnO4-) yükseltgemekte kullan›l›r.
Sodyum Peroksit (Na2O2) veya Hidrojen Peroksit (H2O2)
Kat› sodyum peroksit (Na2O2) veya seyreltik hidrojen peroksit çözeltisi (H2O2) de
yard›mc› yükseltgen olarak kullan›l›r. Asidik çözeltide H2O2 afla¤›daki yar›-tepkimeye göre indirgenir.
H2O2 + 2H+ + 2e-

2H2O
Yükseltgenme ifllemi tamamland›ktan sonra ortamdaki fazla yükseltgen kaynat›larak suya dönüfltürülür:
2H2O2 → 2H2O + O2(g)
8. Ünite - Yüksetgenme-‹ndirgenme (Redoks) Titrasyonlar› ve Laboratuvar Uygulamalar›
143
Yükseltgenme-‹ndirgenme Titrasyonu Belirteçleri
Yükseltgenme-‹ndirgenme titrasyonu belirteçleri, yükseltgenmifl ve indirgenmifl hallerinin renkleri de¤iflik olan maddelerdir. Belirteç seçilirken, oluflacak renk
de¤ifliminin titrant ve analit aras›ndaki tepkimenin eflde¤erlik noktas› civar›nda
gözlenmesine ve belirtecin (±0,059/n) potansiyel aral›¤›nda renk de¤iflimini tamamlamas›na dikkat edilmelidir.
Yükseltgenme-indirgenme titrasyonlar›nda kullan›lan titrant›n bazen kendisi belirteç olarak davran›r (KMnO4 gibi titrant belirteçler). Baz› belirteçler ise analit veya
titrant›n yükseltgenme basamaklar›ndan biri ile renkli bileflik oluflturur (niflasta belirteci gibi). Üçüncü gruptaki belirteçler de indirgenmifl rengi ile yükseltgenmifl rengi farkl› olan organik bilefliklerdir (metilen mavisi, difenil amin, nitroferroin, difenil
sülfonik asit gibi). fiimdi s›ras›yla bu üç tip belirteci ayr›nt›l› olarak inceleyelim:
Titrant Belirteçler
KMnO4 gibi rengi fliddetli olan titrantlar›n dönüm noktalar›, herhangi ilave bir belirteç kullan›lmadan, kendi renkleri yard›m›yla belirlenebilir.
Mor renkli olan deriflik KMnO4 çözeltisinin rengi çözeltinin seyreltilmesiyle birlikte pembe renk al›r. Mor renkli KMnO4 titrant›n›n analite ilavesiyle birlikte rengi,
oluflan Mn2+ nedeniyle, kaybolur:
MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O
Pembe
Renksiz
KMnO4 titrant› eklenmeye devam edilirse eflde¤erlik noktas›na gelindi¤inde
art›k eklenen bir damla KMnO4’›n pembe rengi kaybolmaz ve bu renk 20 s kal›c›
ise dönüm noktas›na ulafl›ld›¤› anlafl›l›r.
Böylece kuvvetli bir yükseltgen olan KMnO4’›n standart çözeltisi hem titrant
hem de belirteç olarak kullan›lm›fl olur.
Analit veya Titrant›n Yükseltgenme Basamaklar›ndan Biri ile Renkli
Bileflik Oluflturan Belirteçler
Ortofenantrolin olarak bilinen oganik bileflikler demir gibi baz› metal iyonlar›yla
kararl› kompleks olufltururlar. Bu tür belirteçlerin de yükseltgenmifl ve indirgenmifl
hallerinin renkleri farkl›d›r. Bu yolla dönüm noktalar› gözlenip, dönüm noktas›na
kadar harcanan titrant hacminden analit miktarlar› belirlenebilir. Niflasta belirteci
bu grupta yer alan en bilinen belirteçtir.
Niflasta belirteci, triiyodür (I3-) ile mavi renkli kompleks oluflturarak, iyot (I2)
veya iyodür (I-) içeren yükseltgenme-indirgenme tepkimelerinde kullan›l›r:
Niflasta + I2 + I- + H2O → Niflasta.I2.I-.H2O
Mavi renkli adsorpsiyon kompleksi
E¤er I2’ün fazlas› ortamda bulunursa, I2’un derifliminin I-’ün deriflimine oran›
çözeltiye mavi renk verecek kadar yüksektir. Ayr›ca, I-’nin deriflimi fazla ise bu sefer de mavi renk görülmez. Ortamda bulunan afl›r› I3- de niflastan›n bozunmas›na
neden olur. Az miktarda I3- veya I2 içeren niflasta çözeltisi yükseltgenme-indirgenme belirteci olarak kullan›labilir. Tiyosülfat›n (S2O32-) titrant olarak kullan›ld›¤› titrasyonlarda yukar›daki sebeplerden dolay› niflasta belirteci titrasyonun bafllang›c›nda eklenmez. Eflde¤erlik noktas›na yaklafl›ld›¤›nda, yani I2 deriflimi azald›¤›nda,
(çözeltinin renginin aç›k sar› olmas›ndan anlafl›labilir) ortama eklenir.
Yükseltgenme-‹ndirgenme
titrasyonu belirteçleri:
Yükseltgenmifl ve
indirgenmifl hallerinin
renkleri farkl› olan
maddelerdir.
144
I2’un titrant olarak kullan›ld›¤› titrasyonlarda ise niflasta ortama titrasyon öncesinde eklenmelidir. O zaman dönüm noktas›na kadar analit çözeltisi renksizdir. Dönüm noktas›nda eklenen bir damla titrantla birlikte analit çözeltisi mavi renk al›r.
Niflasta belirteci afla¤›daki gibi haz›rlan›r:
1 g niflasta az miktarda so¤uk suda baget yard›m›yla kar›flt›r›larak hamur haline getirilir. Bu hamur, daha önceden haz›rlanm›fl olan 100 mL borik asitli kaynar
suya (1 g borik asit/ 100 mL kaynar su) yavaflça ve dikkatlice eklenerek kar›flt›r›l›r. Bir-iki dakika daha kaynat›ld›ktan sonra so¤utulur. Bekletildi¤inde niflasta çözeltisi bozulur ve yanl›fl titrant tüketimine neden olur. Bu nedenle genellikle taze
haz›rlan›r.
SIRA S‹ZDE
1
D Ü fi ÜRengi
N E L ‹ M ile Yükseltgenmifl Rengi Farkl› Olan Belirteçler
‹ndirgenmifl
Bu tip belirteçler, h›zl› ve tersinir olarak indirgenebilen veya yükseltgenebilen ve
bu iki yükseltgenme
basama¤›ndaki renkleri farkl› olan organik bilefliklerdir. Bu
S O R U
tip belirteç kullan›m›yla yap›lan titrasyonlar›n baflar›s›, belirteçlerin bu iki yükseltgenme basama¤›na dönüflümünün h›zl› ve tersinir olmas›na ba¤l›d›r. Belirteç seD‹KKAT
çiminde dikkat edilmesi gereken hususlara, bu ünitede “Yükseltgenme-indirgenme titrasyonu belirteçleri” bafll›kl› konuyu okuyarak tekrar hat›rlay›n›z. YükseltSIRA S‹ZDEtitrasyonlar›nda kullan›labilecek bu tip belirteçler çok fazla degenme-indirgenme
¤ildir. Çizelge 8.1.’de bu belirteçler verilmifltir.
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
Çizelge 8.1
Yükseltgenmifl rengi
ile indirgenmifl rengi
farkl›
K ‹ T olan
A P baz› belirteç örnekleri
TELEV‹ZYON
AMAÇLARIMIZ
Belirteç
K ‹ T A P
5-Nitro-1,10-fenantrolin
demir(II) kompleksi
Renk
2
Geçifl
potansiyeli, V
fiartlar
Yükseltgenmifl ‹ndirgenmifl
k›rm›z›menekfle
+1,25
1 M H2SO4
2,3/-Difenilamindikarboksimavi-menekfle
lik asit
renksiz
+1,12
7-10 M
H2SO4
1,10-Fenantrolin demir(II)
kompleksi ‹ N T E R N E T
soluk mavi
k›rm›z›
+1,11
1 M H2SO4
5-Metil-1,10-fenantrolin
demir(II) kompleksi
soluk mavi
k›rm›z›
+1,02
1 M H2SO4
Difenilamin sülfonik asit
k›rm›z›-menekfle
renksiz
+0,85
seyreltik
asit
Difenilamin
menekfle
renksiz
+0,76
seyreltik
asit
Metilen mavisi
mavi
renksiz
+0,53
1 M asit
‹ndigo tetrasülfonat
mavi
renksiz
+0,36
1 M asit
soluk mavi
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
‹yotla yap›lan
titrasyonlarda,
iyot çözeltileri neden I2’nin deriflik KI’da çözünmesiyle haSIRA
S‹ZDE
z›rlan›r? Bu iki türün deriflimi neden önemlidir?
Yükseltgenme-indirgenme
titrasyonlar›nda kullan›lan belirteçler ne tür özelliklere sahip
SIRA S‹ZDE
olmal›d›r?
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
PERMANGANAT ÇÖZELT‹S‹YLE YAPILAN
(MANGANOMETR‹K) T‹TRASYONLAR
Bu ünitede “titrant belirteçler” bafll›¤› alt›nda da belirteç olarak özellikleri anlat›lan
potasyum permanganat (KMnO4) çözeltisi, ayn› zamanda titrant olarak da kullan›l›r. Daha önce de bahsedildi¤i gibi iyi bir yükseltgen olmas›, indirgen analitlerle
h›zl› tepkime vermesi, titrasyonda ilave belirtece gerek duyulmadan kendisinin belirteç görevi görmesi gibi nedenlerle çok tercih edilen bir titrantt›r.
Permanganat iyonu, ortam›n pH’s›na ba¤l› olarak farkl› indirgenme-yar› potansiyellerine sahip olan tepkimeleri verirler:
Asidik ortamda:
MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O
Pembe
renksiz
Nötr veya hafif bazik ortamda:
MnO4- + 4H+ + 3e- → MnO2(k) + 2H2O
Kuvvetli bazik ortamda:
MnO4- + e- → MnO42Yukar›da verilen asidik ortamdaki yar› tepkime arac›l›¤›yla bu ortamda yükseltgenebilen Fe2+, As3+, Sb3+, Sn2+, Mo3+, U4+, Ti3+, NO2-, I-, Br-, C2O42- ve H2O2 gibi türler do¤rudan ayarl› KMnO4 çözeltisi kullan›larak tayin edilebilir.
Ca2+, Ba2+, Zn2+, Ag+ gibi iyonlar da önce okzalatlar› halinde çöktürülür. Oluflan çökelek asit çözeltisinde çözüldükten sonra ayarl› KMnO4 titrant› kullan›larak
dolayl› olarak tayin edilebilir.
KMnO4 çözeltisi kuvvetli bir yükseltgen olmas› nedeni ile süzgeç ka¤›d› ve lastik gibi organik maddeleri yükseltgeyerek bozunur. Bu nedenle ayarl› KMnO4 çözeltisi haz›rlan›rken süzme ifllemi için süzgeç ka¤›d› yerine cam pamu¤u kullan›l›r.
Ayr›ca ›s› ve ›fl›k da bozunmay› h›zland›r›r. Bunu önlemek için de çözelti renkli fliflelerde ve serin bir ortamda saklan›r. KMnO4 çözeltisinin bozunmas›na neden
olan di¤er bir etki ortamda klorür (Cl-) iyonlar›n›n bulunmas›d›r. KMnO4; Cl- iyonlar›n› Cl2’e yükseltger. E¤er ortamda Fe2+ varsa bu tepkime daha da h›zl› gerçekleflir. Bunu önlemek için özellikle Fe2+ titre edilirken ya ortamda Cl- iyonlar› bulunmamal› ya da yükseltgenmesi önlenmelidir (maskelenmelidir).
Potasyum Permanganat Çözeltisinin Haz›rlanmas›
Yaklafl›k 0,02 M KMnO4 çözeltisi haz›rlamak için yaklafl›k 3,2 g KMnO4 tart›l›r.
Cam balonda yaklafl›k 1 L suda çözülür. Çözelti kaynama noktas›n›n alt›na kadar
›s›t›l›r (KMnO4 çözeltisinin sudaki mikroorganizmalardan bozunmas›n› engellemek
için). Balonun a¤z› saat cam› ile kapat›larak 1 gece karanl›kta bekletilir. Çözelti,
içine cam pamu¤u yerlefltirilmifl huni veya cam kroze (4 nolu) yard›m›yla süzülür
(böylece oluflan MnO2 uzaklaflt›r›lm›fl olur). Süzülen bu çözelti etiketlenmifl koyu
renkli flifleye al›narak karanl›k ortamda saklan›r. KMnO4 çözeltisi primer standart
bir madde olmad›¤› için ayarlanmas› gerekmektedir. Ayarlama için en çok kullan›lan primer standart maddeler; sodyum okzalat (Na2C2O4), arsenik trioksit (As2O3)
veya Fe metalidir. Burada Na2C2O4 kullan›lacakt›r.
145
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
146
S O R U
S O R U
D ‹ K Kgibi
A T renkli çözeltilerin büret veya mezürdeki hacimleri, s›v›n›n en üst seKMnO4 çözeltisi
viye çizgisi (menisküsün üst çizgisi) göz hizas›na gelecek flekilde ölçülmelidir.
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
Potasyum Permanganat Çözeltisinin Sodyum Okzalata
Karfl› Ayarlanmas›
AMAÇLARIMIZ
Sodyum okzalat
(Na2C2O4), 105-110 °C s›cakl›ktaki etüvde 2 saat kurutulup desikatörde saklan›r. Sabit tart›ma getirilerek 0,1 mg duyarl›l›kla 0,2 gram tart›l›r. 250
mL’lik erlene al›narak üzerine 100 mL 0,72 M H2SO4 çözeltisi (250 mL saf su üzeK ‹ 10
T mL
A P deriflik H SO çözeltisi eklenirse 0,72 M H SO çözeltisi haz›rrine yaklafl›k
2
4
2
4
lanm›fl olur) eklenir. Çözelti kaynat›lmadan 70-80 °C’a kadar ›s›t›l›r. S›cak haldeki
bu çözelti bürette bulunan KMnO4 çözeltisi ile titre edilir. Bir taraftan erlen dikkatT E L E V ‹ Z Ydi¤er
O N taraftan büretten yavaflça KMnO titrant› eklenir (titrant ilalice çalkalanarak
4
vesi h›zl› yap›l›rsa MnO2 oluflabilir. Aç›k kahverengi renk oluflumu bunun kan›t›d›r. Bu durumda titrasyona ara vererek çözeltinin berraklaflmas› beklenir). Titrasyonun sonuna
piset yard›m›yla erlenin cidar›na bulaflan KMnO4 çözelti‹ N T E Rdo¤ru
NET
sinin saf su eklenerek erlendeki çözeltiye kar›flmas› beklenir. Eklenen bir damla
KMnO4 titrant›n›n pembe rengi 20 s kal›c› ise dönüm noktas›na ulafl›lm›fl demektir. Bu noktada harcanan KMnO4 hacmi not edilir (V1).
Baflka bir erlene bir önceki sodyum okzalat erlenindeki kadar saf su ve ayn›
miktarda H2SO4 çözeltisi konarak KMnO4 çözeltisi ile titre edilir. Bofl çözeltinin
harcad›¤› KMnO4 çözeltisi hacmi de not edilir (V2). Afla¤›daki tepkime ve eflitlik
yard›m›yla KMnO4 çözeltisinin deriflimi hesaplan›r:
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
−
5C2O42- + 2 MnO 4 + 16H+ → 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O
Tart›lan Na2C2O4 miktar› (g)
: mNa2C2O4
Na2C2O4 molekül kütlesi (g mol-1)
Harcanan KMnO4 hacmi (L)
: 134,00
: (V1-V2)
1
KMnO4 deriflimi (M)= mNa C O x 1 mol Na2 C2 O4 x 2 mol KMnO4 x
2 2 4
134 g Na2 C2 O4 5 mol Na2 C2 O4 (V1 − V2 ) L
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
3
0,3600 g NaSIRA
’› titre etmek için 48 mL KMnO4 çözeltisi harcan›yor. Buna göre KMnO4
2C2O4S‹ZDE
çözeltisinin molaritesi nedir?
D Ü fi Ü N E L ‹ MÇözeltisiyle Demir Tayini
Permanganat
Demir filizi ve demir içeren numunelerdeki demir, çözünür haldeki demir (II) çözeltisinin permanganat
S O R U ile titre edilmesi yoluyla tayin edilir. Bu tayin iki yolla yap›l›r:
1. Klorlu ortamda (Zimmerman-Reinhardt yöntemine göre)
2. Ortamdan klorür iyonlar› uzaklaflt›r›larak.
D‹KKAT
Zimmerman-Reinhardt yöntemine göre demir tayini: Çözülmüfl numunedeki
Fe(III) iyonlar› deriflik HCl’li ortamda SnCl2 ile Fe(II)’ye indirgenir (‹ndirgenmenin
SIRAçözeltinin
S‹ZDE
tamamland›¤›
sar› renginin, Fe(III) kaynakl›, kaybolmas›ndan anlafl›l›r):
N N
2Fe3+ + Sn2+ → 2Fe2+ + Sn4+
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
147
‹ndirgenmenin tam oldu¤undan emin olmak için ortama SnCl2’ün fazlas› eklenir. SnCl2’ün fazlas› HgCl2 ile yükseltgenir:
Sn2+ + 2HgCl2 → Sn4+ + 2Cl- + Hg2Cl2
Bu tepkime yavafl yap›l›rsa civa(II) [Hg2+] iyonlar›, Sn2+ iyonlar› etkisiyle metalik civaya kadar indirgenebilir. Metalik civa da yükseltgenmifl demiri (Fe3+) indirger (Fe2+). Böylece hataya neden olur. Bunu önlemek için ortama bafllang›çta fazla HgCl2 eklenir. E¤er oluflan Hg2Cl2 renklenirse indirgenme tam yap›lamam›fl demektir. Bu numune dökülüp indirgenme tekrarlanmal›d›r.
Haz›rlanan bu çözeltiye Zimmerman-Reinhardt çözeltisi eklenerek hemen
KMnO4 çözeltisiyle titrasyon yap›l›r. Harcanan titrant hacmi not edilir (V1).
Tan›k deney için de demir numunesi d›fl›ndaki bütün reaktifler analizdeki miktarlarda eklenerek ayn› ifllemler tekrarlan›r ve KMnO4 titrant› ile titre edilerek harcanan titrant hacmi (V2), V1’den ç›kar›larak ve afla¤›daki tepkime ve eflitlik yard›m›yla numunedeki demir kütlesi (mFe) ve filizdeki kütlece % demir miktar› (k/k)
hesaplan›r:
Zimmerman-Reinhardt çözeltisi: 20 g MnSO4.4H2O’›n
100 mL saf sudaki çözeltisine 40 mL deriflik H2SO4, 40
mL H3PO4 (%85’lik) ve 120
mL saf su eklenmesiyle haz›rlanan çözeltidir.
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
Ayarl› KMnO4 çözeltisi deriflimi (M)
Harcanan KMnO4 hacmi (L)
Fe atom kütlesi (g mol-1)
: M KMnO4
: (V1-V2)
: 55,85
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
 mol KMnO 4 
1 mol MnO−
5 mol Fe
55, 85 g
4
 x(V1 − V2 ) L KMnO 4 x
x
x
−
 L KMnO 4 
1 mol KMnO 4 1Dmol
1
mol Fe
Ü fi Ü NMnO
E L ‹ M4
mFe= M KMnO 4 
% Fe= (mFe/mnumune)x100
S O R U
S O R U
Zimmerman-Reinhardt çözeltisi; SnCl2 ile Fe(III)’ün indirgenmesi s›ras›nda
D ‹ K K A T Cl- iyonlar›n›n KMnO4 ile yükseltgenmesini engellemek için koruyucu çözelti olarak kullan›l›r. Bu çözeltide bulunan Mn(II) iyonu, Fe(II)-KMnO4 tepkimesi için katalizör
görevi yapar ve
SIRA S‹ZDE
KMnO4’›n yükseltgeme gücünü azaltarak Cl-’ün indirgenmesini engeller. Ayr›ca çözeltide
bulunan PO43- iyonu da Fe(III) iyonlar›yla renksiz Fe(PO4)23- kompleksi oluflturarak sar›
SIRA S‹ZDE
dönüm noktas› daha
renkli FeCl4- kompleksinin oluflumunu engeller. Böylece titrasyonun
AMAÇLARIMIZ
iyi gözlenir.
D‹KKAT
N N
Kamaçla
‹ TS‹ZDE
A kullan›l›r?
P
Manganometrik demir tayininde Zimmerman-Reinhardt çözeltisi neSIRA
S O R U
SIRA S‹ZDE
TDEÜLfiEÜVN‹ ZE LY‹OMN
4
D ‹ K K A T (ölçülü baH2SO4 çözeltisi gibi ›s› aç›¤a ç›karan asit çözeltileri haz›rlan›rken balon
D Ü fi Ü Njojeye
EL‹M
S Oasit
R Uçözeltisi eklelona) önce bir miktar saf su konulur. Üzerine gerekli hacimde deriflik
N N
N N
N N
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ TS‹ZDE
A P
SIRA
S O R U
SIRA
S‹ZDE
TDEÜLfiEÜVN‹EZLY‹ M
ON
D‹KKAT
S O R U
nir. Daha sonra ölçülü balonun çizgisine kadar su eklenerek istenenSIRA
deriflimde
S‹ZDE çözelti ha‹SN TOERR NU E T
z›rlan›r. Böylece afl›r› ›s›nma nedeniyle oluflabilecek s›çrama ve kazalar önlenmifl olur.
SIRA S‹ZDE
‹ SN TOE RR NUE T
D‹KKAT
Titrasyon hatas›n› gidermek için hem KMnO4 çözeltisini ayarlarkenAMAÇLARIMIZ
hem
titrasyoD ‹ K de
K A analit
T
SIRA S‹ZDE
nu esnas›nda tan›k deney (kör deneme) yapmay› unutmay›n›z.
AMAÇLARIMIZ
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
SIRA
K ‹ TS‹ZDE
A P
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
K ‹ T A P
T E‹ NL ET EV R‹ ZNYEOTN
SIRA
K ‹ S‹ZDE
T A P
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
K ‹ T A P
T E‹ NL TEEVR‹ ZNYEOT N
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
148
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
S O R U
PermanganatDçözeltileri
bürette uzun süre bekletildi¤inde MnO2 oluflumu ile büret muslu‹KKAT
¤u t›kanabilir. Bu durumdaki büret az miktarda %3 (h/h)’ lük H2O2 içeren 1 M H2SO4 çözeltisi ile y›kanarak
temizlenebilir.
SIRA S‹ZDE
N N
POTASYUM D‹KROMAT ÇÖZELT‹S‹ ‹LE YAPILAN
T‹TRASYONLAR
AMAÇLARIMIZ
Potasyum dikromat (K2Cr2O7), KMnO4 çözeltisi kadar kuvvetli yükseltgen olmasa
da iyi bir yükseltgendir. Ucuz olmas› ve çok saf olarak bulunabildi¤i için primer
K ‹ T olarak
A P
standart madde
kullan›labilmesi, ayarland›ktan sonra uzun süre bozunmamas›, permanganat çözeltisine göre daha dayan›kl› olmas›, Cl- iyonunun bozucu
etki yapmamas› gibi özellikleri nedeniyle yükseltgenme-indirgenme titrasyonlar›nE L E V ‹ Z yayg›n
YON
da titrant Tolarak
bir flekilde kullan›l›r. Asidik ortamdaki indirgenme tepkimesi afla¤›daki gibidir:
Cr2O72- + 14H3O+ + 6e‹NTERNET

2Cr3+ + 21H2O
Bu tepkimede dikromatta bulunan, krom (+6) yükseltgenme basama¤›ndan
(turuncu renkli), (+3) yükseltgenme basma¤›na (yeflil renkli) indirgenir. Bu yeflil
renk nedeniyle ortama eklenen dikromat›n turuncu rengi farkedilmez. Dolay›s›yla titrant belirteç olarak kullan›lmaz. Bu tür titrasyonlar için ayr›ca belirtece ihtiyaç
vard›r. En çok kullan›lan belirteç difenil amin sülfonik asit ve sodyum (veya baryum) difenilamin sülfonat çözeltileridir. Difenil sülfonik asidin indirgenmifl hali
renksizdir. Dikromat ile titrasyonunda dönüm noktas›nda yükseltgenen difenil
amin sülfonat mavi renkli olur. Dikromatl› titrasyonlar özellikle demir tayininde
çok kullan›l›r. Numuneler eritifl sonras› veya do¤rudan deriflik HCl çözeltisi kullan›larak çözülür. Çözeltideki demirin tamam›, demir(II) yükseltgenme basama¤›nda
olmal›d›r. Demir (II) iyonlar›n›n dikromat ile titrasyonunda oluflan Cr(III) çözeltisinin yeflil rengi, demir(II) varl›¤› nedeniyle, menekfle rengi olarak gözlenir. Belirteç
renksiz oldu¤u için dönüm noktas›n›n gözlenmesinde sorun yaflanmaz.
Potasyum Dikromat Çözeltisinin Haz›rlanmas›
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Potasyum dikromat çözeltisi primer standart bir madde oldu¤u için analitik safl›ktaki potasyum dikromat gerekli miktarda dikkatlice tart›larak ayarl› çözeltisi haz›rlanabilir.
SIRA S‹ZDE
Potasyum dikromat, 150-200 °C s›cakl›ktaki etüvde 1 saat kadar kurutulup desikatörde saklan›r. Yaklafl›k 0,02 M’l›k potasyum dikromat çözeltisi haz›rlamak için 0,1
mg duyarl›l›kla
D Ü fi Ü N4-5
E L ‹ Mgram potasyum dikromat tart›l›r. Bir miktar saf suyla çözülüp 1
L’lik balon jojeye aktar›larak suyla 1 L’ye tamamlan›r. Tart›lan potasyum dikromat
miktar› ve potasyum dikromat›n molekül kütlesi verileri kullan›larak haz›rlanan çözelS O R U
tinin tam deriflimi hesaplan›r. Bu deriflim ayarl› çözelti deriflimi olarak kullan›labilir.
‹ K K A T asit veya sodyum (veya baryum) difenilamin sülfonat belirteçleri % 2
Difenil amin Dsülfonik
(kütle/hacimce) olacak flekilde ve çözücü olarak saf su kullan›larak haz›rlan›r.
N N
SIRA S‹ZDE
Potasyum Dikromat Çözeltisiyle Demir Filizinde Demir
Tayini
AMAÇLARIMIZ
Filiz numunesinde
demir tayini yap›labilmesi için, al›nan numunenin öncelikle eritifl yoluyla çözünür hale getirilmesi gerekmektedir.
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
149
Demir Filizindeki Demirin Eritifl Yoluyla Çözünürlefltirilmesi
Filiz numunesi önce Na2O2 ile eritifl yap›larak çözünür hale getirilmelidir. ‹nce toz
halinde ö¤ütülmüfl filiz 0,1 mg duyarl›l›kla (numunedeki demir miktar› biliniyorsa
yaklafl›k 0,2 g demir içerecek miktarda) tart›l›r. Nikel veya kal›n cidarl› bir porselen krozede tart›lan numune, miktar›n›n yaklafl›k 5 kat› kadar Na2O2 ile kar›flt›r›l›r.
Kar›flt›rmada kullan›lan cam baget üzerindeki filiz art›klar› 1,0 g kadar Na2O2 ile temizlenir ve bu k›s›m da krozeye eklenir. Krozenin kapa¤› örtülür ve yaklafl›k 10
dakika bek alevinde s›v› hale gelinceye kadar ›s›t›l›r. K›z›l halde 10 dakika daha tutularak, so¤umaya al›n›r. Yüzeyde sertleflme bafllad›¤› anda tekrar 0,8-1,0 g daha
Na2O2 eklenerek tekrar ›s›t›l›r ve k›pk›rm›z› görünüm al›nca 10 dakika daha tutulur. Kroze so¤utulur, içinde az miktar dam›t›k su bulunan 600 mL’lik beher içine
al›n›r ve beherin üstü saat-cam› ile kapat›l›r. Behere az miktarda ›l›k su ilavesi ile
ortamda ani de¤iflmeler olur. Bir süre beklenir, kroze iyice y›kanarak beher d›fl›na
al›n›r. Saat cam› tekrar kapat›larak 30 dakika kaynat›l›r. Bu ortamdan Na2O2 ve
H2O2 parçalanarak ayr›l›r. 100-150 mL kaynar su eklenerek çözeltiden çökelmenin
(Fe(OH)3) tamamlanmas› beklenir. Mavi bant süzgeç ka¤›d› (veya daha uygunu
sinterize cam fitreli kroze) kullanarak süzülür ve çökelek kaynar s›cak su ile CrO42kalmay›ncaya kadar iyice y›kan›r. ‹yice y›kanan çökelek çözünene kadar deriflik
HCl (yaklafl›k 10 mL kadar) eklenir. Erlendeki numune çözünene kadar, çözelti
kaynat›lmadan ›s›t›l›r (Çökele¤in hidroklorik asitte tamamen çözülmesi ve çözeltide hiç bir siyah taneci¤in kalmamas› gerekir. Aksi halde yeni bir numune ile eritiflin tekrarlanmas› zorunludur. Çökelek iyi y›kanmaz ve içinde CrO42- iyonlar› kal›rsa, Fe2+’nin Cr2O72- ile titrasyonu s›ras›nda eklenen difenilamin sülfonat belirteci ile kahverengi renk vererek titrasyonu bozar). Numunenin renginin sar› olmas›
çözeltideki demirin demir(III)’e yükseltgenmesindendir. Dipte sadece beyaz kal›nt› (SiO2) varsa çözme ifllemine son verilebilir (Kal›nt› siyah renkli ise numunedeki
çözünmeyen silikat veya sülfürleri çözmek için HNO3 ve ard›ndan H2SO4 ekleyerek ›s›tmak gerekebilir).
Eritifl ifllemi s›ras›nda gerçekleflen tepkimeler afla¤›daki gibi gösterilebilir:
2Fe(CrO2)2 + 7Na2O2 → 2NaFeO2 + 4Na2CrO4 + 2Na2O
NaFeO2 + 2H2O → NaOH + Fe(OH)3
SIRA S‹ZDE
2Na2O + 2H2O → 4NaOH
SIRA S‹ZDE
Demir Filizinde Potasyum Dikromat ile Demir Tayini
SIRA 10-15
S‹ZDE mL saf su
Yukar›da anlat›lan eritifl yöntemiyle çözünürlefltirilmifl numuneye
eklenerek yaklafl›k 5 mL numune kalana kadar buharlaflt›r›l›r. Bu s›cak numune
S O R U
üzerine numunenin sar› rengi kaybolana kadar 0,5 M SnCl2 çözeltisi
eklenir.
D ‹ K K A T kadar deri0,5 M SnCl2 çözeltisinin haz›rlanmas›: 115,0 g SnCl2.2H2O üzerine çözünene
S O R U
flik HCl eklenir. Çözelti saf suyla 1 L’ye tamamlan›r.
SIRA S‹ZDE
N N
N N
2+
Çözeltinin sar› renginin kaybolmas› afla¤›daki tepkime yoluyla Fe3+ iyonunun
D ‹ K K A T Fe iyonuna indirgenmesi kaynakl›d›r:

AMAÇLARIMIZ
2Fe3+ + Sn2+

2Fe2+ + Sn4+
SIRA S‹ZDE
Numune çözeltisi oda s›cakl›¤›nda so¤utularak üzerine yaklafl›k 50 mL saf su
eklenir. 0,25 M HgCl2 çözeltisinden 10 mL h›zla bu çözeltiye eklenerek
K ‹ T A P kar›flt›r›l›r.
AMAÇLARIMIZ
E¤er çözeltide beyaz renkli çökelek oluflursa bu çözelti üzerine 10 mL deriflik
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
S O R U
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
TKE L‹E VT ‹ ZAY OP N
T EK L ‹E VT‹ ZAY OPN
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
150
H2SO4 ve 15 mL deriflik H3PO4 eklenerek saf suyla yaklafl›k 100 mL’ye seyreltilir
(Fakat çözelti gri renkli olursa numunenin dökülüp bu indirgeme ifllemlerinin tekrarlanmas› gerekir). 5-6 damla difenilamin sülfonik asit belirteci eklenerek, bu çözelti K2Cr2O7 titrant› ile titre edilir. Dönüm noktas› çözeltinin menekfle renginden
maviye dönmesiyle anlafl›l›r. Mavi renk görülünce titrasyona son verilip harcanan
titrant hacmi not edilir. Titrant hacmi ve afla¤›daki tepkime yard›m›yla numunedeki demir miktar› ve yüzdesi hesaplan›r:
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
K2Cr2O7 çözeltisi deriflimi (M)
: M K 2 Cr2 O7
Harcanan K2Cr2O7 hacmi (L)
: VK Cr O
2
2 7
Tart›lan filiz kütlesi (g)
: mnumune
Tart›lan filiz numunesindeki demir kütlesi (g) : mFe
S‹ZDE(g mol-1)
Fe atomSIRA
kütlesi
: 55,85
SIRA S‹ZDE
 mol K 2Cr2O 7 
1 mol Cr2O72−
55, 85 g Fe
6 mol Fe
 x VK Cr O x
m Fe = M K 2 Cr2 O7 
x
x
2
2
7
D Ü fi Ü NE LL‹ MK 2Cr2O 7 
1 mol K 2Cr2O 7 1 mol Cr2O72− 1 mol Fe
S O R U
S O R (m
U
% Fe (k/k)=
Fe/mnumune) x 100
Afl›r› eklenenD Sn
‹ K 2+
K A,Tafla¤›daki tepkime ile Sn4+’e yükseltgenirken civa, metalik civaya (Hg)
indirgenirse (renk gri olursa) bu ifllem tekrarlanmal›d›r.
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
S‹ZDE

Sn2+ + SIRA
2HgCl

2
AMAÇLARIMIZ

Sn2+ + HgCl2

K ‹ T A P
SIRA S‹ZDE
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Hg(k) + Sn4+ + 2ClGri
K ‹ T A P
5
Hg2Cl2(k) + Sn4+ + 2ClBeyaz
olmas› istenen tepkime
olmas› istenmeyen tepkime
SIRA filizi
S‹ZDEeritifl yoluyla çözündürülerek numunenin sar› rengi gidene kadar
2,0000 g demir
TELEV‹ZYON
SnCl2 çözeltisi eklenir. Bu çözelti üzerine HgCl2 çözeltisi eklenerek kar›flt›r›l›r. Difenil
amin sülfonik asit belirteci damlat›larak 0,1 M K2Cr2O7 titrant›ndan 20 mL harcand›¤›nD Ü fi Ü N E L ‹ M
da çözeltinin menekfle rengi maviye döndü¤üne göre bu deneyde gerçekleflen tepkimeyi
‹ N T E R N E T demirin kütlece yüzdesini hesaplay›n›z.
yazarak numunedeki
S O R U
S O R U
‹YOT ‹LE YAPILAN T‹TRASYONLAR
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
‹yot (I2), yükseltgenme-indirgenme
titrasyonlar›nda kullan›lan KMnO4 ve
D‹KKAT
K2Cr2O7’den daha zay›f bir yükseltgendir. ‹yodür (I-) ise kuvvetli bir indirgendir.
I2/I- çiftinin yar› hücre indirgenme potansiyeli afla¤›daki gibidir:
N N
SIRA S‹ZDE
I2(k) + 2e-
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P

2I-
E0 = 0,54 volt
Kat› I2’un
sudaki çözünürlü¤ünün az olmas› nedeniyle ortama afl›r› KI ekleneAMAÇLARIMIZ
rek çözünürlü¤ü afla¤›daki denge sayesinde artt›r›l›r:
A

I2(aq) +KI-‹ T

P I3
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
Koluflum= 7,1 x102
151
Asl›nda bu tip titrasyonlarda titrant I3- (triiyodür) iyonudur.
Yüksek safl›kta I2 elde edilmesine ra¤men I2 çözeltileri As2O3 gibi primer standart maddelere karfl› ayarlanmas› gerekir.
‹yotla titrimetrik tayinler iyodimetri ve iyodometri olmak üzere iki flekilde
yap›l›r:
‹yodimetri: Ayarl› iyot
çözeltisinin titrant olarak
kullan›ld›¤› yükseltgenmeindirgenme tayin yöntemidir.
‹yodimetri
Titrant olarak ayarl› iyot çözeltisinin kullan›lmas›yla baz› indirgen maddelerin (iyodu iyodüre indirgeyebilen) do¤rudan titrimetrik tayinlerinin yap›ld›¤› yönteme
iyodimetri denir.
‹yodimetrik titrasyonlara ait tepkime afla¤›daki gibi gösterilebilir:

‹ndirgen + nI2 + nH2O

Yükseltgen + 2nI- + 2nH+
‹yodometri: Analitle
iyodürün (I-) aras›ndaki
tepkime sonucu, analite
eflde¤er miktarda oluflan
iyodun (I2) dolayl›
titrasyonunu temel alan
yükseltgenme-indirgenme
tayin yöntemidir.
I2/I- çiftinin standart elektrot potansiyeli çok büyük olmad›¤›ndan (0,54 V) I2 ile
çok az say›da maddenin yükseltgenmesi gerçeklefltirilebilir. Bu nedenle bu yöntemle çok az say›daki indirgen madde tayini yap›labilir. ‹yodimetrik yöntemle tayini yap›labilecek indirgen maddeler Sn2+, H2S, S2O32-, SO32-, As3+ ve askorbik asit
gibi türlerdir. ‹ndikatör olarak niflasta belirteci kullan›l›r (belirteçleri hat›rlamak için
bu ünitenin bafl›nda bulunan “Yükseltgenme-‹ndirgenme titrasyonu belirteçleri”
bafll›¤›na tekrar göz atabilirsiniz). ‹yodimetrik titrasyonlar pH 7-8 aral›¤›nda yap›l›r. E¤er ortam daha kuvvetli bazik ise afla¤›daki tepkime gerçekleflir:

I2 + 2OH-

IO- + I- + H2O
Asidik pH’larda ise niflasta belirteci bozulur ve dönüm noktas› görülmez. Ayr›ca asidik pH’larda iyodimetrik tepkimeden oluflan I-, ortamdaki çözünmüfl O2 ile
I2’a yükseltgenir.
‹yot Çözeltisinin Haz›rlanmas› ve Ayarlanmas›
Yaklafl›k 0,01 M iyot çözeltisi haz›rlamak için yaklafl›k 10 g KI ve 3,0 g I2 tart›larak
SIRAcam
S‹ZDE
100 mL’lik behere al›n›r. Üzerine 15-20 mL saf su eklenerek ve
baget yard›m›yla kar›flt›r›larak kat› kar›fl›m›n tamamen çözündü¤ünden emin olunur. Bu çözelti 1 L’lik balon jojeye aktar›larak saf suyla 1 L’ye seyreltilir. DKapa¤›
Ü fi Ü N E L da
‹ M cam olan
balon joje iyice kapat›larak serin ve karanl›k bir yerde saklan›r. Münkünse haz›rland›¤› gün çözeltinin kullan›lmas› tavsiye edilir (Bu çözelti laboratuvar sorumlulaS O R U
r› taraf›ndan haz›rlan›p size verilecektir).
‹yodun buhar bas›nc› büyük oldu¤undan iyot çözeltileri kapal› kapta Dsaklanmal›d›r.
Ayr›‹KKAT
ca havadaki O2, I2 çözeltisindeki I deriflimini afla¤›daki tepkime nedeniyle de¤ifltirir:

4I- + O2 + 4H3O+

2I2 + 6H2O
SIRA S‹ZDE
N N
Haz›rlanan bu I2 çözeltisini ayarlamak için en k›sa yol primer standart madde olan As2O3 (arsenik-III-oksit) kullan›lmas›d›r. Ancak As2AMAÇLARIMIZ
O3 toksik olmas› nedeniyle burada I2 çözeltisini ayarlamak için tercih edilmeyecektir. I 2 çözeltisi
ayarl› sodyum tiyosülfat (Na2S2O3) çözeltisi kullan›larak ayarlanacakt›r. Bunun
‹ T A P dikromat
için öncelikle Na2S2O3 çözeltisinin potasyum iyodat (KIO3), Kpotasyum
(K2Cr2O7) veya potasyum bromat (KBrO3) primer standart maddelerinden biri
yard›m›yla ayarlanmas› gerekmektedir. Burada potasyum dikromat (K2Cr2O7)
TELEV‹ZYON
ile ayarlama yap›lacakt›r.
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
152
Yaklafl›k 0,02 M Sodyum Tiyosülfat Çözeltisinin Haz›rlanmas›: Çözelti en az 5
dakika kaynat›l›p so¤utulan saf su ile haz›rlan›r. Yaklafl›k 0,3 - 0,4 g Na2S2O3
(158,07 g/mol) kat›s› tart›larak 50-60 mL suda çözülür ve üzerine 0,01 g kadar
Na2CO3 eklenir. Ard›ndan çözelti balon jojeye aktar›larak hacim 100 mL’ye seyreltilir. Haz›rlanan çözelti karanl›kta saklanmal›d›r.
Sodyum Tiyosülfat Çözeltisinin Potasyum Dikromata Karfl› Ayarlanmas›: Primer standart kat› K2Cr2O7 150 °C’da 1 saat kurutulur ve desikatörde so¤utulur.
0,02-0,03 g kadar potasyum dikromat 0,1 mg hassasiyetle tart›l›r ve 250 mL’lik erlene al›n›r. 50 mL kaynat›larak so¤utulmufl suda çözülür. 0,5 g KI eklenerek dikkatli bir flekilde 2,0 mL deriflik HCl ile asitlendirilir. Tepkimenin tamamlanmas› için
erlenin a¤z› saat cam›yla örtülür ve karanl›k bir yerde 5 dakika bekletilir. Erlenin
kenarlar› temizlenecek flekilde hacim 100 mL’ye saf su ile seyreltilir ve tiyosülfat
çözeltisiyle titrasyona bafllan›r. ‹yodun sar› rengi aç›l›nca 3 mL niflasta belirteci eklenir. Oluflan mavi renk, Cr(III)’ün yeflil rengine dönüflene kadar titrasyona devam
edilir. Harcanan titrant hacminden ve afla¤›daki eflitlikten tiyosülfat çözeltisinin kesin deriflimi hesaplan›r.

Cr2O72- + 6I- + 14H3O+

I2 + 2S2O32-

2Cr3+ + 3I2 + 21H2O (titrasyon öncesi)
2I- + S4O62-
(titrasyon tepkimesi)
Tart›lan K2Cr2O7 miktar› (g)
: m K Cr O
2
2 7
K2Cr2O7 molekül kütlesi (g mol-1)
Harcanan Na2S2O3 çözeltisinin hacmi (L)
: 294,20
: VNa S O
2 2 3
Na2S2O3 çözeltisinin deriflimi (M)
: M Na S O
2 2 3
M Na
SO
2 2 3
= mK
Cr2 O7
2
x
1 mol K 2Cr2O 7
1
2−
2 7
3
2
294, 20 g K 2Cr2 7 1 mol Cr2 O2 7 1 molmol
Cr2IO72−
x
x
rO
mol K Cr O
x
2 mol S 2O 32−
1 mol I 2
x
1
VNa
S O3 , L
2 2
Yaklafl›k 0,01 M iyot çözeltisinin ayarl› sodyum tiyosülfat çözeltisi ile ayarlanmas›: Bu bölümde haz›rlanm›fl olan yaklafl›k 0,01 M iyot çözeltisinden mezürle ölçerek 3-5 mL erlene al›n›r. Üzerine 100 mL kadar saf su eklenir. ‹yot çözeltisinin
rengi aç›lana kadar ayarl› tiyosülfat çözeltisi ile titre edilir. Erlendeki çözeltiye 3 mL
kadar niflasta çözeltisi eklenip, koyu mavi renk kaybolana kadar ayarl› tiyosülfat
çözeltisiyle titre edilir. Harcanan titrant hacmi ve afla¤›daki tepkime ve eflitlik kullan›larak iyot çözeltisinin deriflimi hesaplan›r:
I2 + 2S2O32- → 2I- + S4O62Na2S2O3 çözelti deriflimi (M)
: M Na S O
2 2 3
Harcanan Na2S2O3 hacmi (L)
: VNa S O
2 2 3
I2 çözelti deriflimi (M)
: MI
I2 çözelti hacmi (L)
: VI
2
2
 mol Na 2 S2O3 
1 mol S2O32−
1 mol I 2
1
 xVNa S O x
M I 2 = M Na2 S2 O3 
x
x
2
2
3
 L Na 2 S2O3 
1 mol Na 2 S2O3 2 mol S2O32− VI 2
153
‹yodimetrik Yöntem ile Meyve Sular›nda Askorbik Asit Tayini
Askorbik asit (C vitamini) h›zl› bir flekilde iyodu (I2) iyodüre (I-) indirger. Bu tepkime, belirteç olarak niflastan›n kullan›ld›¤› standart bir iyot çözeltisiyle C vitamininin (C6H8O6) do¤rudan titrasyonunun temelini oluflturur.

I2 + C6H8O6

C6H6O6 + 2H+ + 2I-
C vitamini ile tepkimeye girecek I2 kayna¤› olarak ayarl› bir iyot çözeltisi kullan›labilece¤i gibi iyodat ile iyodür aras›ndaki reaksiyon sonucu stokiyometrik
oranda oluflan iyot da bu amaçla kullan›labilir.
Meyve sular›nda C vitaminini tayin etmek için portakal, mandalina, limon, greyfurt gibi meyveler meyve s›kaca¤› ile s›k›larak sular› ç›kar›l›r ve adi süzgeç ka¤›d›
ile süzülür. Süzüntüden 10 mL erlene al›n›r. Süzüntüye 25 mL önceden kaynat›l›p
so¤utulmufl saf su eklenir. Üzerine 5 mL % 10 (h/h)’l›k H2SO4 ve 2,5 mL niflasta
belirteci eklenir. Daha önceden ayarlad›¤›n›z I2 çözeltisi bürete konulur (Meyve
suyunda bulunan askorbik asit içeri¤ine göre daha önceden ayarlad›¤›n›z I2 çözeltisi do¤rudan kullan›labilece¤i gibi laboratuvar sorumlular› taraf›ndan uygun oranda seyreltilmifl olarak da size verilebilir). Erlendeki çözelti mavi renk olunca titrasyona son verilir. Harcanan titrant hacmi not edilir.
Askorbik asidin molekül kütlesi (g mol-1)
: 176,13
Ölçülen meyve suyu hacmi (mL)
: Vmeyve suyu
Ayarl› I2 çözeltinin molaritesi
: MI
Harcanan I2 çözeltisinin hacmi (mL)
: VI
2
2
Meyve suyundaki askorbik asit deriflimi, C (mg askorbik asit/mL meyve suyu):
Caskorbikasit (mgmL-1)= M I 2 xVI 2 x
1 mmol C6 H 6 O6 176, 13 mg C6 H 6O6
1
x
x
1 mmol C6 H 6 O6
Vmeyve suyu
1 mmol I 2
‹yodometri
‹yodometri, yükseltgen olan analitlerle iyodür iyonu (I-) aras›ndaki tepkimeden
aç›¤a ç›kan iyodun (I2) ayarl› sodyum tiyosülfat (Na2S2O3) çözeltisi ile dolayl› olarak titrasyonunu temel alan tayin yöntemidir.
‹yodometrik titrasyonlara ait tepkime afla¤›daki gibi gösterilebilir:

Yükseltgen + 2nI- + 2nH+

I2 + 2S2O32-

‹ndirgen + nI2 + nH2O
2I- + S4O62-
‹yodometrik titrasyonlar, pH 3-8 aral›¤›nda yükseltgen olan bir analitle aç›¤a ç›kan I2’un niflasta belirteci kullan›larak ayarl› tiyosülfat (S2O32-) çözeltisiyle titre
edilmesiyle yap›l›r.
‹yodometrik titrasyonlar›n uygulama alan› iyodimetrik titrasyonlardan daha fazlad›r. ‹yodometrik yöntemle MnO4-, IO3-, BrO3-, ClO3-, NO2-, MnO4-, Cr2O72-,
Pb2+, Ba2+, Fe3+, Cu2+, Ce4+, As5+, Cl2, HClO, H2O2 ve organik peroksitler tayin
edilebilir.
‹yodometrik titrasyonlar pH 38 aral›¤›nda yap›lmal›d›r.
E¤er titrasyon daha asidik
ortamda yap›l›rsa

SO2 +
S2O32- + 2H+
H2O+S tepkimesi nedeniyle
afl›r› miktarda S2O32harcan›r. E¤er titrasyon bazik
ortamda yap›l›rsa
I2 + 2OH- → IO- + I- +H2O

IO3- + 2Ive 3IO-
tepkimeleri nedeniyle hatal›
sonuç bulunur.
154
Na2S2O3 Çözeltisinin Haz›rlanmas›
Na2S2O3 (sodyum tiyosülfat) primer standart madde olmad›¤› için titrant olarak
kullan›labilmesi için ayarlanmas› gerekir.
Yaklafl›k 0,02 M Na2S2O3 çözeltisi haz›rlamak için öncelikle 500 mL saf su kaynat›larak so¤utulur. So¤utulan su üzerine 1,58-1,60 g Na2S2O3 ve 0,5 g Na2CO3
eklenir. Bagetle kar›flt›r›larak tamamen çözünme sa¤lan›r ve çözelti kapakl› bir flifleye al›narak karanl›kta saklan›r.
Na2S2O3 çözeltisini ayarlamak için potasyum iyodat (KIO3), potasyum dikromat (K2Cr2O7) ve potasyum bromat (KBrO3) primer standart maddeleri kullan›l›r.
Burada sadece KIO3 ile ayarlamadan bahsedilecektir.
Na2S2O3 Çözeltisinin KIO3 ile Ayarlanmas›
100-150 °C’ a kadar kurutulmufl potasyum iyodat (KIO3) 0,02-0,03 g kadar (0,1 mg
hassasiyetle) tart›larak 250 mL’lik erlene al›n›r. 50 mL saf suda çözülerek üzerine
20 mL % 10’luk (k/h) KI çözeltisi eklenir. Üzerine 2 mL 3 M H2SO4 çözeltisi eklenir, erlen serin ve karanl›k bir yerde 3-5 dakika kadar bekletilir. 100-150 mL’ye kadar seyreltilen bu çözelti hemen büretteki Na2S2O3 çözeltisi ile titre edilmeye bafllan›r. Titrasyona erlendeki çözelti rengi sar› olana kadar devam edilir. Sar› renk görülünce titrasyona ara verilip 3-5 mL niflasta belirteci eklenir (Bu ünitenin bafllar›nda anlat›lan “Analit veya titrant›n yükseltgenme basamaklar›ndan biri ile renkli bileflik oluflturan belirteçler” bafll›kl› konuyu tekrar okuyarak hat›rlamay› unutmay›n›z). Oluflan mavi renk kayboluncaya kadar Na2S2O3 çözeltisi ile titre edilmeye devam edilir. Harcanan titrant hacmi not edilerek afla¤›daki tepkime ve eflitlikler yard›m›yla Na2S2O3 çözeltisinin kesin deriflimi hesaplan›r.
IO3- + 5I- + 6H+ → 3I2 + 3H2O
(titrasyon öncesi tepkime)
I2 + 2S2O32- → 2I- + S4O62-
IO3- + 6H+ + 6S2O32- → I- + 3S4O62- + 3H2O
(net tepkime)
Tart›lan KIO3 miktar› (g)
KIO3 molekül kütlesi (g
: m KIO
mol-1)
Na2S2O3 deriflimi (M)
M Na2 S2O3 = mKIO3 x
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
6
3
: 214,02
V
: Na 2S2 O3
M Na S O
2 2 3
:
1 mol KIO3
1 mol IO3− 6 mol S2 O32− 1 mol Na2 S2 3
1
x
x
x
x
−
2−
S
O
214, 02 g KIO3 1 mol KIO3
1 mol IO3
1
Na2 S2O3
2 3
V
mol S O
‹yodometrikSIRA
ve iyodimetrik
yöntemler aras›ndaki farklar nelerdir? Hangisi daha kullan›flS‹ZDE
l›d›r? Neden?
‹yodometrik
ile Bak›r Tayini
D Ü fi Ü NYöntem
EL‹M
‹yodometrik yöntemle bak›r tayininde ortam›n zay›fça asidik (pH yaklafl›k 4-6) olmas› istenir. Bu amaçla asetik asit-amonyum asetat tamponu kullan›labilir.
S O R U
Numunedeki bak›r, Cu(II) halinde olacak flekilde çözüldükten sonra I- eklenerek aç›¤a ç›kan I2, Na2S2O3 çözeltisi ile niflasta belirteci yan›nda titre edilerek tayin
D ‹ K K A TI- iyonunu yükseltgeyecek katyonlar›n (arsenik, demir gibi) buedilir. Numunede
lunmamas› gerekir.
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
155
Tayin için öncelikle size verilen numune alafl›m vb. gibi kat› halde ise numune
miktar›na ba¤l› olarak HNO3 eklenerek çözünürlefltirilmesi gerekir. E¤er numune
çözelti halinde verilirse verilen numunenin içerdi¤i bak›r miktar›na ba¤l› olarak
seyreltilip (bu konuda laboratuvardaki hocalar›n›zdan yard›m al›n›z) 1:3 (h:h) oran›ndaki (NH3:su) kar›fl›m›ndan bak›r-hidroksit çökünceye kadar veya çözeltinin
mavi rengi gidinceye kadar damla damla eklenir. Üzerine damla damla deriflik
asetik asit eklenerek oluflan çökele¤in çözünmesi sa¤lan›r. Bu çözeltiye 5 mL %
10’luk (k/h) KI çözeltisi eklenerek karanl›kta 3-5 dakika bekletilir. Bu çözelti hemen büretteki ayarl› Na2S2O3 çözeltisi ile titre edilmeye bafllan›r. Titrasyona erlendeki çözelti rengi sar› olana kadar devam edilir. Sar› renk görülünce titrasyona ara
verilip 3-5 mL niflasta belirteci eklenir. Oluflan mavi renk aç›l›ncaya kadar Na2S2O3
çözeltisi ile titre edilmeye devam edilir. Yaklafl›k 1 g NH4SCN (amonyum tiyosiyanat) veya KSCN (potasyum tiyosiyanat) kristali eklenerek kar›flt›r›l›r (bak›r(I) iyodür taraf›ndan adsorplanm›fl I2’u çözeltiye geçirmek için). Renk tekrar koyulafl›r.
Mavi renk tamamen kaybolana kadar dikkatlice damla damla titrant ilavesine devam edilir. Harcanan titrant hacmi, afla¤›daki tepkime ve eflitlik yard›m›yla numunedeki bak›r kütlesi ve bak›r yüzdesi hesaplan›r.
2Cu2+ + 2I- → 2CuI(k) + I2
(titrasyon öncesi tepkime)
I2 + 2S2O32- → 2I- + S4O62-
2Cu2+ + 2S2O32- + 2I- → 2Cul(k) + S4O62-
(net tepkime)
Na2S2O3 çözeltisi deriflimi (M)
: M Na S O
2 2 3
: VNa S O
2 2 3
Tart›lan numune kütlesi (g)
: mnumune
Tart›lan numunedeki bak›r kütlesi
: mCu
Bak›r atom kütlesi (g mol-1)
% Cu (k/k)= (mCu/mnumune) x 100
: 63,54
 mol Na 2 S2 O3 
1 mol S2 O32−
63,54 g Cu
2 mol Cu
 xVNa S O x
mCu = M Na2 S2O3 
x
x
2 2 3
2
−
 L Na 2 S2 O3 
1 mol Cu
1 mol Na 2 S2 O3 2 mol S2 O3
‹yot çözeltilerinin tiyosülfat iyonu ile titrasyonunda niflasta belirteci
hangi
SIRA titrasyonun
S‹ZDE
aflamas›nda eklenir? Neden?
7
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
156
Özet
N
A M A Ç
1
N
A M A Ç
2
Yükseltgenme-indirgenme titrasyonlar›n›n hangi kimyasal türlerin kantitatif tayininde nas›l
kullan›labilece¤ini tart›flmak
Yükseltgenme-indirgenme (redoks) titrasyonlar›,
titrant›n analiti indirgedi¤i veya yükseltgedi¤i,
yani elektron al›flverifli yoluyla gerçekleflen, titrimetrik tayin yöntemleridir. Bu tür titrasyonlarda,
tepkimeye giren türlerden biri elektron alan (yükseltgen, yükseltgeyici), di¤eri ise elektron veren
(indirgen, indirgeyici) olarak isimlendirilir. Yükseltgenme-indirgenme titrasyonlar›nda en çok
kullan›lan titrantlar; permanganat (MnO4-), iyodat (IO3-), dikromat (Cr2O72-), bromat (BrO3-),
seryum(IV) (Ce4+), tiyosülfat (S2O32-) çözeltileri
gibi yükseltgen reaktiflerdir. Analitik kimya laboratuvar›nda yükseltgenme-indirgenme tepkimelerinde belirteç yard›m›yla titrasyon yap›larak,
renk de¤iflimindeki titrant hacmi kullan›larak
analit miktar› hesaplan›r. Titrasyonunun baflar›s›
titre edilen ortamdaki türlerin tamam›n›n belli ve
tek bir yükseltgenme basama¤›nda olmas›na ba¤l›d›r. Bu nedenle titrasyona bafllamadan önce
analitin bulundu¤u ortama ikinci bir indirgen veya yükseltgen reaktifin (yard›mc› reaktif) eklenmesi gerekebilir. Herhangi bir türün tayininde
hangi titrant ve belirteçlerin kullan›labilece¤i, nelere dikkat edilmesi gerekti¤i konusunda bilgili
olmak gerekmektedir.
Permanganat çözeltisi ile tayin deneyleri yapmak
Permanganat çözeltisinin çok iyi bir yükseltgen
olmas› nedeniyle, asidik ortamda yükseltgenebilen Fe2+, As3+, Sb3+, Sn2+, Mo3+, U4+, Ti3+, NO2-,
I-, Br-, C2O42- ve H2O2 gibi türler titrant olarak
do¤rudan ayarl› KMnO4 çözeltisinin kullan›lmas›yla; Ca2+, Ba2+, Zn2+, Ag+ gibi iyonlar da önce
okzalatlar› halinde çöktürülerek oluflan çökelek
asit çözeltisinde çözündürüldükten sonra ayarl›
KMnO4 titrant› kullan›larak dolayl› olarak tayin
edilebilir. Ortamda ilave bir belirtece ihtiyaç yoktur. KMnO4 belirteç titrantt›r. Demir filizi ve demir
içeren numunelerdeki demir, çözünür haldeki demir (II) çözeltisi ile permanganat›n titre edilmesi
yoluyla ve klorlu ortamda (Zimmerman-Reinhardt
yöntemine göre) ve/veya ortamdan klorür iyonlar› uzaklaflt›r›larak yap›l›r. Deneylerin baflar›yla sonuçland›r›labilmesi için bu bölümün tamam›n›n
dikkatle okunmas› gerekmektedir.
N
A M A Ç
3
N
A M A Ç
4
Potasyum dikromat çözeltisi ile tayin deneylerini uygulamak
Potasyum dikromat (K2Cr2O7), KMnO4 çözeltisi
kadar olmasa da iyi bir yükseltgendir. Bu ünitede anlat›lan birçok özelli¤inden dolay› yükseltgenme-indirgenme titrasyonlar›nda titrant olarak
kullan›l›r. Bu tür titrasyonlar için ayr›ca difenil
amin sülfonik asit ve sodyum (veya baryum) difenilamin sülfonat çözeltileri gibi belirteçlere ihtiyaç vard›r.
Dikromat ile titrasyonunda dönüm noktas›nda
sonra difenil amin sülfonat yükseltgendi¤inde
mavi renkli olur. Titrasyonun dönüm noktas› bu
renk yard›m›yla belirlenir. Dikromatl› titrasyonlar
özellikle demir tayininde çok kullan›l›r. Numuneler eritifl sonras› veya do¤rudan deriflik HCl
çözeltisi kullan›larak çözülür. Çözeltideki demirin tamam›, demir(II) yükseltgenme basama¤›nda olmal›d›r. Demir (II) iyonlar›n›n dikromat ile
titrasyonunda oluflan Cr(III) çözeltisinin yeflil
rengi, demir(II) varl›¤› nedeniyle, menekfle rengi
olarak gözlenir. ‹yi bir tayin yap›labilmesi için bu
bölümün dikkatle okunmas› gereklidir.
‹yot çözeltisi ile yap›labilecek tayin deneylerini
uygulamak
‹yot (I2), yükseltgenme-indirgenme titrasyonlar›nda kullan›lan KMnO4 ve K2Cr2O7’den daha zay›f bir yükseltgen olmas›na ra¤men yükseltgenme-indirgenme titrasyonlar›nda kullan›labilmektedir. ‹yotla yap›labilecek tayinler iki yöntemle
yap›labilir. Birincisi ayarl› iyot çözeltisinin titrant
olarak kullan›larak baz› indirgen maddelerin
(Sn2+, H2S, S2O32-, SO32-, As3+, askorbik asit) do¤rudan titrimetrik tayinlerinin yap›ld›¤› iyodimetri
yöntemidir. Di¤eri ise yükseltgen olan analitlerle
iyodür (I-) aras›ndaki tepkime sonucu, analite
eflde¤er miktarda oluflan iyodun (I2) dolayl› titrasyonunu temel alan iyodometrik tayin yöntemidir. ‹yodometrik yöntemle MnO4-, IO3-, BrO3, ClO3-, NO2-, MnO4-, Cr2O72-, Pb2+, Ba2+, Fe3+,
Cu2+, Ce4+, As5+, Cl2, HClO, H2O2 ve organik
peroksitler tayin edilebilir. Bu tür titrasyonlarda
belirteç olarak niflasta çözeltisi kullan›l›r. Bu bölümde iyodometrik ve iyodimetrik tayin deneyleri yapabileceksiniz.
157
1. 0,4280 g potasyum iyodat (KIO3) (molekül kütlesi
214,00 g/mol) suda çözülerek çözeltisi haz›rlan›yor ve
üzerine KI’ün fazlas› eklenip asitlendirildikten sonra
sodyum tiyosülfat (Na2S2O3) çözeltisi ile titre edilerek
sodyum tiyosülfat çözeltisi ayarlan›yor. Mavi niflasta/iyot
kompleksinin rengi kayboluncaya kadar 24,00 mL tiyosülfat çözeltisi harcan›yor. Bu bilgilere göre, sodyum tiyosülfat›n molaritesi kaçt›r?
a. 0,01
b. 0,25
c. 0,5
d. 2,0
e. 2,5
2. Deriflimi yaklafl›k 0,01 M olan KMnO4 çözeltisini
ayarlamak için 20 mL ile 30 mL aras›nda potasyum permanganat çözeltisi harcanmas› isteniyorsa ayar için kullan›lacak primer standart Na2C2O4 (134,00 g mol-1) maddesinden tart›lmas› gereken aral›k ne olmal›d›r?
a. 0,5-1,0 mg
b. 0,01-0,02 g
c. 0,07-0,10 g
d. 1,0-1,3 g
e. 1,4-1,5 g
3. 5,0 g demir filizi çözülerek Zimmerman-Reinhardt
yöntemine göre tayin ediliyor. Deriflik asitli ortamda
SnCl2 ve HgCl2 ekleniyor. Bu çözelti üzerine Zimmerman-Reinhardt çözeltisi eklenerek ayarl› 0,1500 M
KMnO4 titrant› ile titre ediliyor. 25 mL titrant harcan›yor. Tan›k deney için ise 3 mL titrant harcand›¤›na göre filiz numunesindeki demirin kütlece yüzdesi kaçt›r?
(demirin atom kütlesi 55,85 g mol-1)
a. 5,15
b. 18,43
c. 25,16
d. 45,20
e. 56,25
4. Afla¤›dakilerden hangisi yükseltgenme-indirgenme
titrasyonlar›nda kullan›lan belirteçlerden biridir?
a. Potasyum kromat
b. Potasyum dikromat
c. Niflasta
d. Sodyum okzalat
e. Potasyum iyodat
5. Demir filizinde potasyum dikromat titrant› ile titrasyon yap›larak demir tayin edilmeye çal›fl›l›rken dönüm
noktas›nda gözlenen renk de¤iflimi afla¤›dakilerden
hangisidir?
a. Yeflilden sar›ya
b. Sar›dan kahverengiye
c. Turuncudan yeflile
d. Menekfle renginden maviye
e. Beyazdan siyaha
6. ‹yodimetrik yöntem ile ilgili afla¤›daki ifadelerden
hangisi do¤rudur?
a. Analitle iyodür aras›ndaki tepkimeden aç›¤a ç›kan iyodun dolayl› titrasyonunu temel alan yükseltgenme-indirgenme tayin yöntemidir.
b. Çok az say›da madde iyot ile yükseltgenebildi¤inden çok az say›da indirgen madde bu yöntemle tayin edilebilir.
c. ‹yot çözeltisinin ayarlanmas›nda eosin standard›
kullan›l›r.
d. ‹yodimetrik titrasyonlar kuvvetli asidik ve kuvvetli bazik ortamda da yap›labilir.
e. Titrant olarak sodyum tiyosülfat çözeltisi kullan›l›r.
7. ‹yodometrik yöntemle bak›r tayininde, amonyum tiyosiyanat veya potasyum tiyosiyanat eklenme amac›
afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Baz› iyonlar›n yükseltgenmesini sa¤lamak için
çözelti pH’s›n› belli aral›kta tutmak
b. Kat› iyodun sudaki çözünürlü¤ünü artt›rmak
c. Numunedeki çözünmeyen silikatlar› çözmek
d. Tepkimeyi h›zland›rmak
e. Bak›r(I) iyodür taraf›ndan adsorplanm›fl iyodu
çözeltiye geçirmek
8. Yükseltgenme-indirgenme titrasyonlar›nda yard›mc›
reaktifin kullan›lma amac› afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Ortamda bulunan türlerin tamam›n›n belli ve tek
yükseltgenme basama¤›nda olmas›n› sa¤lamak
b. Dönüm noktas›n›n daha iyi gözlenmesini sa¤lamak
c. Titrant›n ayarlanmas›nda kolayl›k sa¤lamak
d. Renk de¤ifliminin tamamlanmas›n› sa¤lamak
e. Titrasyonda belirteç kullan›m›n› önlemek
158
“
9. Afla¤›dakilerden hangisi permanganat çözeltisiyle
yap›lan titrasyonlarda belirteç olarak kullan›l›r?
a. Metilen mavisi
b. Niflasta
c. Difenil amin
d. Belirtece gerek yoktur.
e. Difenil amin sülfonat
10. Potasyum dikromat titrant› ile demir tayini yap›l›rken çözelti gri renkli oldu¤unda ifllemlerin tekrarlanmas› gerekir. Burada oluflan gri rengin nedeni afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Demir(III) iyonunun demir(II) iyonuna indirgenmesi
b. Çözeltide kromat iyonlar›n›n kalmas›
c. Beyaz renkli silisyum dioksit çökele¤inin oluflumunun engellenmesi
d. Demirin kompleks oluflturmas›n›n engellenmesi
e. Afl›r› eklenen kalay(II) iyonlar› nedeniyle civan›n metalik civaya indirgenmesi
Nobel Ödüllerinin Do¤uflu ve 1992 Kimya Nobel
Ödülü -Rudolph Arthur Marcus
“Kimyasal sistemlerde elektron transfer tepkimeleri kuram›na katk›lar› için”
Bugün kendi ad›yla verilen Nobel Ödülleri ile tan›nan
Alfred Nobel, 1833’te iflas etmifl bir ifladam›n›n o¤lu
olarak dünyaya geldi. Babas›n›n de¤erli ticari malzemelerle yüklü gemisi batt›¤› için ailesi çok yoksuldu. Tarihe ‘dinamitin mucidi’ olarak geçen Alfred Nobel, patlay›c›lara olan düflkünlü¤ünü babas›ndan ald›. 1866’da
‘Nobel’in Güvenlik Barutu’ ya da daha çok bilinen ad›yla dinamit olan bu tehlikeli maddeyi buldu.
Bu bulufluyla Nobel, k›sa sürede tüm Avrupa’da dinamit kral› olarak tan›nd›. 1879’da Paris’te bir laboratuvar
kuran Nobel, buradaki çal›flmalar› s›ras›nda dumans›z
barutu keflfetti. Nobel, San Remo’da 1896’da beyin kanamas› sonucu hayata veda etti. Vasiyetinde, servetinin
büyük k›sm›n› her y›l insanl›¤a hizmette bulunanlara
sunulmas›n› istedi. ‹lk Nobel ödülü bu vasiyet üzerine
1901 tarihinde verilmeye bafllanm›flt›r. Bu ödüller fizik,
kimya, t›p veya fizyoloji, edebiyat, bar›fl ve ekonomi
alanlar›nda olmak üzere toplam alt› dalda her y›l Alfred
Nobel’in ölüm y›ldönümü olan 10 Aral›k’ta ‹sveç Kraliyet Bilimler Akademisi taraf›ndan verilmektedir.
1992 y›l› Kimya Nobel Ödülü “Kimyasal sistemlerde
elektron transfer tepkimeleri kuram›na katk›lar›
için” Rudolph Arthur Marcus’a verilmifltir. Bu katk›lar
6 ana bafll›kta toplanm›flt›r:
Marcus Modeli
En basit kimyasal tepkime
Metallerin oksitlenmesi (yükseltgenmesi)
Fotosentez
Canl› yap›larda elektron geçifli
De¤erli tafllar
Burada, kimyasal sistemlerde elektron transfer tepkimelerini temel alan bu 6 ana bafll›ktan sadece birinden k›saca bahsedilecektir.
Metallerin Oksitlenmesi
Birçok metal hava oksijeni ile oksitlenir. Bu iflleme korozyon denir. Elektronlar metalden oksijen molekülüne aktar›l›r. Negatif yüklü oksijen iyonlar› metaldeki oksit yüzeyinin büyümesine neden olur. Oksit tabakas›n›n büyümesi
ile elektron geçifli azal›r. Korozyon durur ve metal pasif
hale gelir. Ancak e¤er elektronlar metaldeki çatlak ve safs›zl›klar arac›l›¤›yla metale girerlerse veya oksit tabakas›
çözünürse bu yükseltgenme ifllemi devam da edebilir.
Kaynak: http://nobelprize.org/EriflimTarihi: 20.04.2009
”
159
1. c
S›ra Sizde 1
Bu soruyu, “Analit veya titrant›n yükseltgenme basamaklar›ndan biri ile renkli bileflik oluflturan belirteçler” bafll›¤›na tekrar göz atarak yan›tlayabilirsiniz. E¤er ortamda
iyot derifliminin fazlas› bulunursa çözeltinin mavi rengi
nedeniyle dönüm noktas›n›n gözlenmesinde hatalar olabilir. E¤er iyodür deriflimi fazla ise mavi renk gözlenmez.
2. c
3. b
4. c
5. d
6. b
7. e
8. a
9. d
10. e
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Na2S2O3 çözeltisinin KIO3
ile ayarlanmas›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Potasyum permanganat çözeltisinin sodyum okzalata karfl› ayarlanmas›”
konusunu gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Permanganat çözeltisiyle
demir tayini” konusunu gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Yükseltgenme-indirgenme
titrasyonu belirteçleri” konusunu gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Potasyum dikromat çözeltisiyle yap›lan titrasyonlar” konusunu gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “‹yot ile yap›lan titrasyonlar” konusunu gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “‹yodometrik yöntem ile bak›r tayini” konusunu gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Yard›mc› reaktifler” konusunu gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Permanganat çözeltisiyle
yap›lan (manganometrik) titrasyonlar” konusunu gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Potasyum dikromat çözeltisiyle yap›lan titrasyonlar” konusunu gözden
geçiriniz.
S›ra Sizde 2
“Yükseltgenme-indirgenme titrasyonu belirteçleri” konusuna bak›n›z. Bu belirteçlerin yükseltgenmifl ve indirgenmifl hallerinin renklerinin de¤iflik olmas› gerekti¤ini, renk de¤ifliminin analit ile titrant aras›ndaki tepkimenin eflde¤erlik noktas› civar›nda gözlenmesi gerekti¤ini, belirtecin (±0,059/n) potansiyel aral›¤›nda renk
de¤ifliminin tamamlanmas› gerekti¤ini hat›rlay›n›z.
S›ra Sizde 3
“Potasyum permanganat çözeltisinin sodyum okzalata
karfl› ayarlanmas›” bafll›¤›nda anlat›lan yöntemi ve eflitlikleri kullan›n›z. Öncelikle Na2C2O4 kütlesinden mol
say›s›n› bulunuz. 5 mol Na2C2O4’›n 2 mol KMnO4 çözeltisi harcad›¤›n› unutmay›n›z. KMnO4 çözeltisnin molaritesi 0,022 M olarak hesaplanacakt›r.
S›ra Sizde 4
“Permanganat çözeltisiyle demir tayini” konusunu hat›rlay›n›z. Zimmerman-Reinhardt çözeltisi; SnCl2 ile
Fe(III)’ün indirgenmesi s›ras›nda Cl- iyonlar›n›n KMnO4
ile yükseltgenmesini engellemek için koruyucu çözelti
olarak kullan›l›r.
S›ra Sizde 5
“Demir filizinde potasyum dikromat ile demir tayini”
konusunda anlat›lanlar› hat›rlay›n›z. Çözünür hale getirilmifl numunedeki bütün demirlerin Fe(II) yükseltgenme basama¤›na dönüfltürüldü¤ünden emin olduktan
sonra asidik ortamda Fe(II) iyonu ile dikromat iyonu
aras›ndaki tepkime sonucu demirin (+3) yükseltgenme
basama¤›na yükseltgendi¤ini ve dönüm noktas›nda harcanan dikromat çözelti hacminden de faydalanarak numundedeki demir miktar›n› hesaplayabilece¤inizi hat›rlay›n›z. Unutmay›n›z ki 6 mol demir (II) iyonu ile 1 mol
dikromat iyonu tepkime vermektedir. Bu orandan faydalanarak hesaplanan demir kütlesi de¤erini kullanarak
ve numune miktar›ndan, numunedeki kütlece yüzde
demir miktar› hesaplanabilir. Sonuç yüzde (%k/k) 33,51
olarak hesaplanacakt›r.
160
S›ra Sizde 6
“‹yodometri” ve “‹yodimetri” bafll›¤›nda anlat›lanlara
tekrar göz at›n›z. ‹yodimetrik yöntemde ayarl› iyot çözeltisinin titrant olarak kullan›ld›¤›n›, iyodometrik yöntemde ise analit ile iyodürün aras›ndaki tepkimeden
oluflan iyodun ayarl› tiyosülfat çözeltisi ile dolayl› titrasyonunun yap›ld›¤›n› hat›rlay›n›z. ‹yodun standart indirgenme potansiyelinin çok büyük olmamas› nedeni ile
çok az maddenin iyot ile do¤rudan yükseltgenebildi¤ini (çok az say›da indirgen madde tayininde kullan›labilece¤ini), yani iyodimetrinin kullan›m alan›n›n k›s›tl› oldu¤unu hat›rlay›n›z. ‹yodometride ise uygulama alan›n›n genifl oldu¤unu hat›rlay›n›z. Birçok iyon ve molekülleri bu yöntemle tayin edebilece¤inizi hat›rlay›n›z.
S›ra Sizde 7
“Niflasta belirteci” ve “‹yodometrik yöntem ile bak›r tayini” konular›na bak›n›z. ‹yot çözeltilerinin tiyosülfat
iyonu ile titrasyonunda niflasta belirteci titrasyonun bafl›nda eklenmez. Çünkü ortamdaki iyot ve iyodür deriflimi dönüm noktas›n›n belirlenmesinden çok önemlidir. E¤er iyot deriflimi fazla ise çözeltinin mavi rengi
nedeniyle dönüm noktas›nda oluflan kompleksin mavi
rengi farkedilemeyebilir. E¤er iyodür deriflimi fazla ise
mavi renkli adsorpsiyon kompleksi oluflmayabilir. Ayr›ca ortamda bulunan triiyodür deriflimi niflastan›n bozulmas›na neden olabilir. Bu nedenle niflasta belirteci eflde¤erlik noktas›na yaklafl›ld›¤›nda eklenir.
Atefl, S., Özyürek, G., Salih, B., (1991). Analitik Kimya
Laboratuvar› Nicel Analiz Uygulamalar›, Hacettepe Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Ankara.
Elçi, L., (2000). Analitik Kimya Laboratuvar›, Erciyes
Üniversitesi Yay›nlar›, Kayseri.
Gedikbey, T., Tunal›, S., Birlik, E., Güray, T., (2004).
Kantitatif Analiz Laboratuvar Kitab›, Osmangazi
Üniversitesi, Eskiflehir.
Gündüz, T., (1999). Kantitatif Analiz Laboratuvar Kitab›, Gazi Büro Kitabevi Tic. Ltd. fiti., Ankara.
Merdivan, M., Nakio¤lu, N., Savaflç›, fi., Yaflar, S. B., Ergül, S., Kara, D., (1999). Nicel Analiz Laboratuvar
Kitab›, Bal›kesir Üniversitesi Yay›nlar›, Bal›kesir.
Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J., Crouch, S. R., çeviri editörleri K›l›ç, E., Köseo¤lu, F., (1996). Analitik
Kimya Temel ‹lkeler, Bilim Yay›nc›l›k, Ankara.
161
Ek-1
162
Ek-2
163
Ek-3
Sözlük
165
Sözlük
A
E
Adsorpsiyon belirteçleri(indikatörleri): Bir çöktürme
Elektrolit: Elektrik iletimini sa¤layabilen maddelere verilen
titrasyonu s›ras›nda, oluflan çökele¤in yüzeyine tutundu¤unda veya çökele¤in yüzeyinden sal›nd›¤›nda renk
add›r.
Eritifl: Silikatlar, baz› mineral oksitleri ve demir alafl›mlar›
de¤ifltirebilen kimyasal maddelere verilen add›r.
gibi
Adsorpsiyon: ‹yon veya moleküllerin bir kat›n›n yüzeyine
tutunmas›d›r.
reaktiflerde
yavafl
çözünen
Eflde¤erlik noktas›: Analit ve titrant›n stokiyometrik olarak
de karakteristik renk oluflturmas›na dayanan nitel analiz
yöntemidir.
Analit: Kan, toprak, su gibi herhangi bir numune içinde analitik yönden incelenen türdür.
eflit oldu¤u teorik noktad›r.
F
Fajans Yöntemi: Adsorpsiyon belirteçleri kullan›larak
Analiz: Bir numunenin bileflenlerini ve miktarlar›n› bulmak
için yap›lan ifllemlerin tamam›na denir.
Anyon: Cl-, CO32- gibi negatif yüklü iyonlara denir.
Arjentometrik Yöntemler: Gümüfl iyonunun çöktürücü
kullan›ld›¤›,
s›v›
lefltirilmesine denir.
Alev denemesi: Atom, molekül veya iyonlar›n bir gaz alevin-
olarak
normal
numunelerin bir eritici madde ile ›s›t›larak çözünür-
çöktürme
yap›lan arjentometrik titrasyonlard›r.
G
Geçici sertlik: Kalsiyum ve magnezyum bikarbonatlar›n›n
titrasyonlar›yla
gerçeklefltirilen tayin yöntemleridir.
neden oldu¤u sertli¤e denir.
Geçimsiz Kimyasal Maddeler: Birbirleriyle reaksiyona gir-
Ayarlama: Deriflimi bilinmeyen ve standart çözelti olarak
erek fliddetli patlama ya da yang›na neden olan ya da
kullan›lacak olan çözeltinin deriflimini tayin etmek
amac›yla yap›lan titrasyon ifllemidir.
zehirli ürünler oluflturan kimyasallard›r.
Geri titrasyon: Titrasyon iflleminde kullan›lan standart çözeltinin eklenen fazlas›n›n baflka bir standart çözelti ile titre
B
edilme ifllemidir.
Belirteç: Dönüm noktas›na ulafl›ld›¤›nda fiziksel de¤iflim
Gravimetrik analiz: Bir analitin miktar›n›n, kütle ölçüm
temeline dayanarak nicel olarak belirlendi¤i analitik yön-
gözlenmesini sa¤layan kimyasal reaktiflerdir.
temlerdir.
Birincil standart: Titrimetrik analizde referans olarak kullan›lan maddelerdir.
Grup reaktifi: Bir grup katyonu (veya anyonu) çöktürmek
için kullan›lan maddelere verilen genel bir isimdir.
Bozucu etki: Bir tayinin sonucunu olumsuz olarak de¤ifltirebilen türlerin neden oldu¤u durumdur.
Ç
‹
‹ki diflli (bidentat) ligandlar: Çekirdek atomuna iki farkl›
konumdan ba¤lanabilen ligandlard›r.
Çökelek: ‹ki veya daha fazla çözünen türün bir araya gelmesiyle oluflan ve çözünmeyen kat›d›r.
‹kincil standart: Safl›¤› birincil standart kadar yüksek
olmayan bilefliklerdir.
Çözünürlefltirme: Bir numuneyi asit kullan›m›, ›s›tma gibi
zorlay›c› koflullarla çözünür hale getirme ifllemidir.
‹lk koordinasyon küresi: Bir komplekste, metale ba¤l› ligandlar›n yer ald›¤› küredir.
D
‹yodimetri: Ayarl› iyot çözeltisinin titrant olarak kullan›ld›¤›
yükseltgenme – indirgenme tayin yöntemidir.
De¤erlik elektronlar›: De¤erlik orbitalinde yer alan elektronlard›r.
‹yodometri: Analitle iyodürün (I-) aras›ndaki tepkime sonu-
De¤erlik orbitali: Bir elementin en d›fl orbitalidir.
cu, analite eflde¤er miktarda oluflan iyodun (I2) dolayl›
Desikant madde: Desikatör içerisinde nemsiz ortam olufltur-
titrasyonunu temel alan yükseltgenme – indirgenme
tayin yöntemidir.
mak için kullan›lan nem çekici maddelere denir.
Desikatör: Nemi uçurulmufl kroze ve kurutulmufl maddelerin
so¤utulurken tekrar havadan nem kapmalar›n› engellemek için sakland›klar› cam kaba denir.
Disproporsiyon: Ayn› iyonlardan biri yükseltgenirken
di¤erinin indirgenmesine denir.
Dönüm noktas›: Eflde¤erlik noktas›na ulafl›ld›¤›nda fiziksel
bir de¤iflimin gözlendi¤i pratik noktad›r.
K
Kal›c› sertlik: Kalsiyum ve magnezyum klorür, sülfat, fosfat
veya silikat tuzlar›ndan oluflan sertlik kal›c› sertlik olarak
adland›r›l›r.
Karbanyon: Yap›s›nda elektron fazlal›¤› olan organik
iyona(anyona) verilen isimdir.
166
Karbokatyon: Yap›s›nda elektron eksikli¤i olan organik
iyona (katyona) verilen isimdir.
Katyon: Ca2+, Na2+ gibi pozitif yüklü iyonlara denir.
Kolloidal çökelek: Çaplar› 10-4 cm’den daha küçük taneciklerden oluflan çökeleklerdir.
Kompleks oluflumu: ‹ki veya daha fazla say›da bilefli¤in
birleflerek daha kararl› ve daha büyük bir moleküle
dönüflmesi olarak bilinir.
Koordinasyon bileflikleri: Geçifl metalleri, metal katyonunun iki veya daha fazla iyon veya molekül ile çevrili
oldu¤u koordinasyon bileflikleri diye bilinen kompleks
yap›l› bileflikler olufltururlar.
Koordinasyon say›s›: Bir kompleks bileflikte, metal katyonunun yapabildi¤i ba¤ say›s›d›r.
Kral suyu: Üç hacim deriflik HCI ve bir hacim deriflik HNO3
kar›flt›r›larak haz›rlan›r. Oldukça kuvvetli bir yükseltgen
olan bu kar›fl›m hem cam malzemelerin temizli¤inde
hem de çözünürlefltirme ifllemlerinde kullan›l›r.
Kristal çökelek: Çaplar› milimetrenin onda biri veya daha
büyük olan çökeleklerdir.
L
Ligand: Bir kompleks bileflikte elektron çifti sa¤layabilen
atomlar› içeren moleküllere verilen add›r.
M
Mohr Yöntemi: CrO42- iyonunun belirteç olarak kullan›ld›¤›,
dönüm noktas›nda renkli çökelek oluflumuna dayanan
arjentometrik titrasyonlara denir.
N
Nicel analiz: Bir numunedeki bileflenlerin miktarlar›n›n tayinidir.
Nitel analiz: Bir numunedeki bileflenlerin türlerinin tayinidir.
P
Peptitleflme: P›ht›laflm›fl bir kolloidin çözelti içerisinde
da¤›lmas›d›r.
P›ht›laflma: Kolloidal boyutlu taneciklerin bir araya gelerek
daha kolay çöktürülebilir ve süzülebilir kümeler oluflturmas›d›r.
Polidentat ligand: Metal katyonuna birkaç yerden ba¤lanabilen elektronca zengin anyon ve moleküle denir.
S - fi
Sabit tart›m: Bir tart›m ile bir önceki tart›m aras›ndaki a¤›rl›k
fark›n›n 0,5 mg olmas›d›r.
Santrifüjleme: Merkezkaç kuvvetinden yararlanarak
yo¤unluklar› farkl› iki maddeyi birbirinden ay›rma metodudur.
Sert su: Mineral tuzlar içeren su olarak tan›mlan›r.
Sertlik: Suyun sabunu tüketebilme yetene¤i olarak tan›mlanabilir.
Soda ekstrakt›: Ortama afl›r› miktarda sodyum karbonat
çözeltisi eklenmesiyle sodyum, potasyum ve amonyum
d›fl›ndaki a¤›r metal katyonlar›n› çözelti ortam›ndan uzaklaflt›rmak amac›yla yap›lan ifllemdir.
Standart çözelti: Deriflimi tam olarak bilinen çözeltidir.
fielat: Bir metal katyonunun, birden fazla elektron çifti sa¤layabilen bir ligandla tepkimeye girerek oluflturdu¤u halkal›
kompleks bilefliklere verilen add›r.
T
Tampon çözelti: Bir zay›f baz ve onun konjuge asiti veya bir
zay›f asit ve onun konjuge baz›ndan oluflan ve ortam
pH’›n› sabit tutmaya yarayan çözeltidir.
Tek diflli (monodentat) ligandlar: Çekirdek atomla, ancak
tek ba¤ oluflturarak iç koordinasyon küresine girebilen
ligandlara denir.
Titrasyon e¤risi: Eflde¤erlik noktas›n› rahatl›kla gözlemlememizi sa¤layan, analit çözeltisinin herhangi bir fonksiyonun eklenen titrant hacmine karfl› çizilen grafi¤idir.
Titrasyon hatas›: Pratikte ve teorikte eflde¤erlik ve dönüm
noktalar›n›n gözlenmesi için gereken titrant hacimleri
aras›nda oluflan farkt›r.
Titrasyon: Bir analit çözeltisine, analit ile titrant aras›ndaki
tepkime tamamlanana kadar titrant ekleme ifllemidir.
Toplam sertlik: Kal›c› ve geçici sertli¤in toplam›d›r.
V
Volhard yöntemi: Fe (III) iyonunun belirteç olarak
kullan›ld›¤›, dönüm noktas›nda renkli kompleks
oluflumuna dayanan arjentometrik titrasyonlara denir.
Volumetrik analiz(titrimetri): Deriflimi bilinen çözeltinin
analit ile tepkimeye giren miktar›n›n ölçümüne dayanan
yöntemdir.
Y
Yar›-mikro analiz: 10-50 mg aras›ndaki miktarla yap›lan
analize denir.
Yükseltgenme – indirgenme (redoks) titrasyonlar›:
Titrant›n analiti indirgedi¤i veya yükseltgedi¤i, yani elektron al›flverifli yoluyla gerçekleflen, titrimetrik tayin yöntemleridir.
Yükseltgenme – indirgenme titrasyonu belirteçleri:
Yükseltgenmifl ve indirgenmifl hallerinin renkleri farkl›
olan maddelerdir.
Dizin
167
Dizin
A
H
Adsorpsiyon belirteçleri 110, 111, 117
Halojenür tayini 108, 110, 117
Analit 3, 4, 77, 78, 86, 93-97, 104, 109, 110, 114, 141-145, 147,
151, 153, 154, 156
Analiz 2-5, 7-11, 13, 15, 20-28, 31-38, 41, 42, 44, 45, 50-52,
‹
‹ki diflli (bidentat) 124, 134
76-79, 82, 84, 86, 92-94, 96, 97, 100, 101, 104, 108-112,
‹yodimetri 140, 151
114-117, 123, 125, 128, 131, 134, 147
‹yodometri 140, 153, 154, 156
Anyon 7, 8, 21, 22, 34, 45, 50-53, 56-72, 78, 86, 109, 110, 114,
117, 124, 129, 134
Arjentometrik yöntem 108-111, 117
K
Katyon 7, 8, 20-24, 26-35, 37-39, 42-45, 51, 52, 68, 72, 78, 86,
Ayarlama 92-94, 97, 100, 104, 109, 131, 145, 151
114, 123, 124, 126, 128, 129, 131, 132, 134, 154
Kolloidal çökelek 78
B
Kompleks 6, 8, 11, 27, 28, 31-34, 57, 62-67, 78, 93, 94, 110,
Belirteç 93, 96-101, 104, 110-112, 114, 115, 117, 125, 127,
130-132, 134, 141, 143-145, 148, 151, 153, 154, 156
Bozucu Etki 52, 63, 67, 68, 72, 110, 148
112, 113, 117, 122-130, 132, 134, 143, 144, 147
Kompleksleflme 122, 124
Komplekslefltirici 6, 123, 125
Koordinasyon 122-124, 134
Ç
Kral suyu 6, 25, 27, 29, 30, 33
Çökelek 8-10, 20-39, 41-45, 50, 52, 54-57, 59, 60-64, 66, 67,
69, 70, 72, 73, 77-81, 83-86, 93, 104, 110-114, 117, 120,
129, 133, 145, 149, 156
Kristal çökelek 78, 86
L
Çöktürme titrasyonlar› 11, 93, 94, 109, 110, 113, 117
Lewis 123
Çözünürlefltirme 2, 5-7, 15
Ligand 93, 122-127, 134
D
M
Desikant madde 76, 83
Manganometri 140, 147
Desikatör 7, 14, 76, 82, 83, 101, 111, 146, 148, 152
Maskeleme 123
Dönüm noktas› 92-95, 97, 99, 100-102, 104, 110-117, 125,
Mohr yöntemi 108, 110, 113-115, 117
127, 128, 130, 131, 133, 143, 144, 146-148, 150, 151, 156
E
N
Nicel analiz 2, 3, 6, 10, 11, 15, 93, 104
EDTA 122, 124-134
Nitel analiz 2, 3, 8, 10, 15, 21, 22, 39
Elektrolit 8, 10, 81
Numune haz›rlama 2, 15
Eriokrom siyah› T 127-131, 133, 134
Eritifl 2, 6, 7, 15, 148-150, 156
Ö
Eflde¤erlik noktas› 92-95, 97, 99, 101, 104, 127, 129, 131,
Ön deneme 20, 22, 24, 29, 30, 35, 39, 43, 44, 50, 53-55, 59-
133, 141, 143
61, 63-67, 69
F
P
Fajans yöntemi 108, 111, 115, 117
pH 24, 28, 35, 51, 60, 94, 95, 97, 98, 100, 102, 104, 110, 114,
G
P›ht›laflma 81
Geri titrasyon 92-94, 128, 129, 134
Polidentat 124, 134
Gravimetrik analiz 9, 11, 76-79, 82, 84, 86, 125
Grup reaktifi 20, 22-25, 29, 45, 50, 60, 72
125-127, 131, 134, 145, 151, 153, 154
R
Redoks titrasyonu 140
168
S-fi
Sabit tart›m 76, 81-85, 146
Santrifüjleme 9
Sertlik 122, 128-134
Sistematik analiz 7, 8, 20-23, 26-28, 31, 45, 50, 51, 56-61, 66
Standart çözelti 4, 92-97, 104, 131, 143
Süzme 8, 9, 11, 76-84, 86, 112, 145
fielat 124
T
Tampon 28, 35, 38, 39, 45, 99, 100, 125-127, 131, 133, 154
Tart›m 2, 4, 5, 11, 13, 15, 76, 77, 81-85, 94, 95, 99, 101, 111,
146
Tek diflli (monodentat) 124, 134
Titrasyon 11, 13, 92-98, 100-104, 108-110, 112-117, 122, 123,
125-134, 140-156
Titrasyon hatas› 92-94, 147
Titrimetri 11, 92, 93, 95, 104, 110, 119, 141, 151, 156
V
Volhard yöntemi 108, 110-115, 117
Y
Yükseltgenme-indirgenme belirteci 143
Yükseltgenme-indirgenme titrasyonu 142, 144
Z
Zimmerman-Reinhardt çözeltisi 147

Analitik Kimya Laboratuvarı E-kitap okumak için

Transkript

Benzer belgeler

ÖZELL‹KLER‹ KAL‹TE: