Genel Gravimetrik Analiz - 2 M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 1 Gravimetrik Analiz-II Prof Dr. Mustafa DEM İRM.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 2 GRAV İMETRİK ANAL İZLERDE İŞLEM BASAMAKLARI 1. Çözme, 2. çöktürme, 3. özümleme, 4. süzme, 5. yıkama, 6. kurutma, 7. yakma 8. hesaplamaM.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 3 Çöktürme Çöktürme, gravimetrik analizlere özgü i şlemlerin ilkini meydana getirir. Burada amaç çözünürlü ğü olabildi ği kadar az, saf ve iri taneli çökele ğin elde edilmesidir. Çökelek olu şumu ile kolay süzülebilir ve olabildi ğince az kirlilik içeren bir çöktürme için, bundan önceki bölümlerde gerekli bilgiler verilmi ştir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 4 Özümleme Özümlemede amaç çökelek içindeki safsızlıkların azaltılması ve çökelek irili ğinin arttırılmasıdır. Özümleme i şlemi kaynama noktasına yakın bir sıcaklıkta; fakat mutlaka kaynatmadan, yapılan analizin niteli ğine göre 10-30 dakika bekletmek şeklinde yapılır. Bazı analizlerde çökele ğin bir süre dinlendirilmesi çökelek irili ğinin sa ğlanması için yeterli olabilir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 5 Süzme Süzmenin çökelek saflı ğına bir katkısı yoktur. Bir ba şka deyi şle yalnız ba şına süzme ile çökelek kirlili ğinin giderilmesi söz konusu de ğildir. Süzme için çökele ğin özelliklerine göre farklı süzgeçler kullanılır. Örne ğin; indirgenebilir çökelekler kâ ğıt süzgeçler ile süzülemez. M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 6 Çünkü kızdırma sırasında kâ ğıt yanaca ğından, karbon çökele ği indirgeyebilir. İri taneli çökelekler kâ ğıt süzgeçlerden veya cam krozelerden süzülebilir. Peltemsi çökelekler kâ ğıt süzgeçlerden emmesiz, do ğrudan süzülmelidir. Küçük taneli çökeleklerin emme ile süzülmesi do ğru de ğildir. Bir kısmı kolloidal parçacıklar hâlinde süzgeçten geçebilir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 7 Yıkama Gerek çökelek yüzeyine tutunmu ş olan ve gerekse çökelek içine hapsedilmi ş olan kirlilikleri bu şekilde giderilemez. Ancak, iyi bir yıkama ile buradan gelen hata en aza indirilebilir. Çabuk çöken bir çökelek durultma ile yıkanabilir. Çabuk çökmeyen çökelekleri ise süzgeç üzerinde yıkamak gerekir. M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 8 Saf su ile yıkanan birçok çökelekte peptitle şme olur. Bir ba şka deyi şle yıkama saf su ile yapıldı ğında ço ğu kez çökele ğin bir kısmı kolloidal hâle geçerek süzgeçten geçer. ) (kolloidal Ag e peptitle şm AgCl(k) peltele şme idal) AgCl(kollo ? ? ? ? ?› ? ? ? ? ? ?› ? B B ö ö ylece ylece çö çö kelekte bir miktar kelekte bir miktar azalma olur. azalma olur.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 9 Yıkama seyreltik elektrolit çözeltisi ile yapılırsa kar şı iyon katmanlarında tutunan iyonlarla yıkama çözeltisindeki iyonlar yer de ği ştirir. Böylece yük dengesi bozulmadan temizlenme olur, peptitle şme olmaz. M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 10 Yıkama çözeltisine eklenecek elektrolit rastgele seçilmez, bazı ko şulları sa ğlaması gerekir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 11 1. Yıkama çözeltisine elektrolit olarak eklenecek iyon kızdırma sırasında buharla şarak uçacak özellikte olmalı, artık bırakmamalıdır. Örne ğin; gümü ş klorür çökele ği seyreltik nitrik asit çözeltisi ile yıkanabilir. M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 12 (g) HNO AgCl(k) kurutma (k) HNO : AgCl anyon Ag (k) HNO : AgCl yıkama HNO (k) anyon Ag : AgCl 3 3 3 3 + ? ? ? ?› ? + + ? ? ? ?› ? + + + MM.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 13 Klorür tayini için çöktürülen gümü ş klorürde birincil tutunan iyon gümü ş iyonları, kar şı iyon katmanı ise çözeltide bulunan anyonlardır. Bu çökelti seyreltik nitrik asitli su ile yıkandı ğında, birincil tutulan ve kar şı iyon katmanları ile nitrik asit molekülleri yer de ği ştirir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 14 Böylece kirlilik olarak bulunan gümü ş iyonları ve anyonlar uzakla şırlar. Çökelek 100 o C dolayında kurutuldu ğunda, nitrik asit molekülleri uçucu oldu ğundan gaz hâlinde ayrılır. Yukarıdaki yıkama nitrik asit yerine sodyum nitrat kullanarak yapılırsa aynı sonucu vermez. Çünkü sodyum nitrat ısıtıldı ğında kolaylıkla buharla şmaz. Geride artık bırakır. Yıkamalar sırasında genellikle nitrik asit, hidroklorik asit, amonyum tuzları veya bir ba şka uçucu bile şik kullanılır.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 15 2. E ğer çökele ğin çözünürlü ğü önemli ölçüde fazla ise, yıkama sırasındaki çözünürlü ğü azalmak için yıkama çözeltisine iyonlardan biri eklenmelidir. Ancak, eklenecek bu iyon şüphesiz aranan iyon de ğil, çöktürücü iyon olmalıdır. Örne ğin; klorür analizinde yıkama çözeltisinde HCl kullanılmaz. M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 16 3. Çökelek için zararlı olmadı ğı müddetçe yıkama sıcak ortamda yapılmalıdır. • Suyun akı şkanlı ğı sıcaklıkla arttı ğından süzgeçten daha kolay akar. • Ayrıca safsızlık olarak bulunan katılar sıcak suda daha kolay çözünürler. M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 17 Kurutma, Yakma (sabit tartıma getirme) Süzülüp yıkanan çökelek ıslak oldu ğundan hemen tartılamaz, kurutulması gerekir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 18 Çökelekte su, birçok şekillerde bulunur. Örne ğin; ıslaklık olarak bilinen serbest su hâlinde, çökelek yüzeyine tutunmu ş su hâlinde, çökelek aralarına hapsedilmi ş su hâlinde veya kimyasal yapının içinde olan kristal suyu hâlinde olabilir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 19 Bunlardan ilki yani nem şeklinde bulunan su 100 o C dolayında ısıtma ile veya bu sıcaklı ğın çökele ğe zarar vermesi hâlinde aseton, alkol veya eter gibi uçucu bir organik bile şik ile yıkanması ile giderilebilir. Bu i şleme, yani serbest hâlde bulunan ve nem adı verilen suyun giderilmesi i şlemine kurutma denir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 20 Çökele ğin 100-150 o C’ de ısıtılması ile yüzeyinde tutunan suyun bir kısmı giderilebilir. Ancak tamamını gidermek için ço ğu kez daha yüksek sıcaklıklarda ısıtmak gerekir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 21 Aynı şekilde çökele ğin içinde hapsedilmi ş olan suyun giderilmesi için, alüminyum ve demirin hidroksitlerinde oldu ğu gibi, daha yüksek sıcaklıklarda ısıtmak gerekir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 22 Çökele ğin ısıtılmasında amaç çe şitli şekillerde bulunan suyun giderilmesi olabilece ği gibi yıkama sırasında veya önceden tutunmu ş olan uçucu bile şiklerin uzakla ştırılması da olabilir. M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 23 Bazen çökelek, daha kararlı veya yapısı daha iyi bilinen bir ba şka şekline dönü ştürmek amacıyla da ısıtılabilir. M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 24 •K ızdırma sıcaklı ğı çökele ğin özelli ğine göre de ği şir. • Örne ğin; gümü ş klorür çökele ğini bir etüvde 110 o C dolayında ısıtmak yeterli iken Magnezyum amonyum fosfat çökele ğinin elektrik fırınlarında 900 o C dolayında kızdırılması gerekir. O 2 H 3 2NH 7 O 2 P 2 Mg 4 PO 4 2MgNH + + ?M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 25 Çökeleklerin hangi sıcaklıklara kadar ısıtılabilece ği birçok denemeler sonunda bulunmu ş ve analitik kimya ile ilgili kaynaklarda verilmi ştir. Kalsiyum okzalat için böyle bir e ğri a şa ğıdaki şekilde verilmi ştir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 26 Kalsiyum okzalatıns ıcaklı ğa göre bozunma e ğrisiM.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 27M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 28 Çökele ğin ısıtılması sırasında bozunmaya kar şı çok dikkatli olunmalıdır. Örne ğin; baryum sülfat yüksek sıcaklı ğa kadar ısıtılırsa bir miktarı bozunarak baryum oksite dönü şür. Bu durumda çökelek, ne tam baryum sülfat ne de tam olarak baryum oksittir. Böyle bir durumda baryum oksitin tekrar baryum sülfata dönü ştürülmesi gerekir. M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 29 Öte yandan kalsiyum okzalatta, hesaplamaya temel olacak bile şik, kızdırma sıcaklı ğına göre farklıdır. Örne ğin; 500- 600 o Ca ra s ında dikkatle ısıtılırsa kalsiyum karbonat, 900-1000 o Caras ında ısıtılırsa ise kalsiyum oksit meydana gelir. Dolayısıyla kızdırma sıcaklı ğına göre farklı bile şikleri temel almak gerekir.M.DEM İR1 8 - G R A V İMETR İK ANAL İZ-II 30 Kâ ğıt süzgeç kullanıldı ğında dikkat edilmesi gereken bir ba şka nokta da kâ ğıdın yakılarak uzakla ştırılması sırasında kâ ğıt karbonunun veya açı ğa çıkan karbon monoksitin, çökele ği indirgeyip indirgemeyece ğidir. İndirgeme ihtimali büyük oldu ğundan kâ ğıt süzgeç kullanmamak gerekir.