BÖLÜM 6 GRAVİMETRİK ANALİZ YÖNTEMLERİ

Kütle ölçülerek yapılan analizler gravimetrik analizler olarak

bilinir.

Çöktürme gravimetrisi

Çözeltide analizi yapılacak madde bir reaktif ile

çöktürülüp elde edilen çökeltinin süzme, yıkama,

yakma/kurutma ve tartım işlemlerinden oluşur.

Ba2+(ç) + SO4

2- (ç) BaSO4(k)

Uçuculaştırma gravimetrisi

Karbonat veya bikarbonat H2SO4 ile reaksiyona girmesi ile uçucu CO2 oluşur ve CaSO4+NaOH içeren tüpte adsorplanır . İlk ve son

tartım arasındaki CO2 miktarını verir.

Gravimetrik titrimetri

Titrasyon yapılarak harcanan çözeltinin ağırlığı ölçülür.

Elektrogravimetri

Bir çözeltide metal iyonları elektroliz edilerek katotta

biritirilir ve katot elektrodu tartılarak analiz yapılır.

Termogravimetri

Termal analiz cihazlarında madde hem ısıtılırken hem de

tartımı alınır.

Kütle spektrokopisi

Maddeler kütle/ yük oranına göre ayrılarak analiz yapılır.

Çöktürme Gravimetrisi

NH3 + H2C2O4 2NH4+ + C2O4

2-

Ca2+ + C2O4

2- CaC2O4 (k) çöktürme

CaC2O4 (k) CaO(g) + CO(g) + CO2(g) Yakma

BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 (k) çöktürme

BaSO4 (k) BaSO4 (k) Yakma

Çökeltilerin/Çöktürücülerin özellikleri

İdeal durumda;

Reaktif + analit = spesifik (özgün) olmalı, fakat çok

nadirdir.

Çöktürme ürünü

1. Kolayca süzülmeli ve yıkanabilmeli

2. Çözünürlüğü düşük olmalı

3. Kurutma ve yıkama sonrasında bilinen bileşime sahip olmalı

Çökeltilerin tanecik boyutu

Çökelti: 10-4 cm den daha büyük katı tanecikler.

Kolloit: 10-4 cm dan küçük tanecikli katı, kararlı

yapıdadır, homojen dağılım,

Çözelti:

Kolloidal süspansiyon:

Çökeltilerin tanecik boyutunu etkileyen faktörler

Bağıl aşırı doymuşluk = (Q-S)/S

Q: Anlık konsantrasyon

S:Çözünürlük

Bağıl aşırı doymuşluk yüksek => kolloidal

Bağıl aşırı doymuşluk düşük => kristal katı

Çökelti oluşum mekanizması

1. Çekirdekleşme

2. Tanecik büyümesi

Tanecik büyümesi

S’ artırmak :

Kaynama sıcaklığı, pH kontrol etmek

Q’yı azaltmak:

Sey çözelti kullanmak

Yavaş yavaş ilave etmek

Çözeltiyi karıştırmak

Kolloidal çökeltiler Kristal Çökeltiler

Süzmesi zordur.

Kararlıdır.

Kolloidal yapıları bozmak için

iyonik şiddet artırılabilir

veya sıcaklık artırılabilir.

Kolay süzülür

Daha saf çökeltiler oluşur.

Gravimetrik analizde kristal

çökelti oluşması istenir.

Birlikte Çökme:

Normalde çökmeyen fakat başka bir çökme ile çökelti oluşturan

durumlardır.

Yüzey adsorpsiyonu:

Karışık kristal oluşumu

Hapsetme

Mekanik sürükleme

Yeniden Çöktürme: daha saf çökelti elde etmek için bazen

gerekebilir.

Çöktürme gravimetrisi (Gravimetrik analiz) İşlemleri:

Çözeltiden çöktürme :

Analitin eklenen çöktürücü madde ile katı faz oluşturmasıdır.

Olgunlaştırma:

Kristal büyümesi, Kolloidal çökeltilerin oluşmaması

Su banyosunda ısıtma

Süzme ve yıkama:

Katı fazdaki safsızlıkları gidermek için çökelti saf su ile

veya uygun çözelti ile yıkanır.

Kurutma veya yakma

Tartım

Sabit Tartım: Gravimetrik analizde hem boş kroze ve hem de

madde dolu kroze sabit tartıma getirilmelidir. Bir krozenin

sabit tartıma getirilmesinde şu şekilde yol izlenmektedir.

Önce iyice temizlenmiş kroze, hangi sıcaklıkta kızdırma

yapılacak ise, o sıcaklıkta bir saat kadar fırında tutularak

maşa ile desikatöre alınır ve soğutulur. Desikatörde soğuması

için gereken süre genellikle 15-20 dakikalık süre yeterli

olmaktadır. Fırından yüksek sıcaklıkta çıkartılan kroze hemen

desikatöre alınmaz. Bir iki dakika dışarıda bekletildikten

sonra desikatöre konulur. Tartım alınır (T1). Bu tartımın

doğruluğu ve ağırlığın artık sabit olup olmadığını öğrenmek

için işlemler ikinci kez yapılır. İkinci kez 30 dakika etüv

veya fırında ısıtılır tekrar desikatörde soğutulur ve tartılır

(T2). Bu iki tartım arasındaki fark yoksa kroze sabit tartıma

gelmiş demektir. Bazen 0,2 mg (0,0002 g) fark kabul

edilebilir. Eğer fark daha büyük ise sabit tartım elde

edinceye kadar ısıtma ve tartım işlemlerine devam edilir

(T3,T4,..). Birbirinin aynısı olan tartımlar alınarak

kaydedilir.

Hesaplama

Gravimetrik Faktör: aranan/bulunan

Gravimetrik faktör =

4

2

4

BaSO

SO

=233

96= 0,4120

Örnek: 100 mL bir su numunesinde gravimetrik sülfat analizi

yapılmış ve 0,0465 g BaSO4 elde edilmiştir. Sülfat

konsantrasyonunu g/100 mL olarak hesaplayınız.

Çözüm:

SO42- miktarı = Gravimetrik Faktör x BaSO4 tartımı

= 0,4120 x 0,0465 g = 0,0192 g SO42-

SO42-konsantrasyonu = 0,0192 g/100 mL

Örnek :

Verilen numune balonjojede 100 mL’ye tamamlanarak 20 mL alınır

ve bunda SO4-2 tayini yapılmıştır. Boş krozenin sabit tartımı

27,9541 g gelirken çalışma sonunda dolu tartımı 28,3121 g

gelmiştir. Buna göre SO4-2 ün konsantrasyonunu mg/L olarak

bulunuz.

Çözüm: BaSO4 =233 SO42- =96

Çökelti miktarı : Dolu kroze – Boş kroze = 28,3121- 27,9541 =

0,358 g

Bir mol BaSO4 bir mol SO42- iyonuna eşdeğerdir.

SO42- miktarı : (96/233).0,358 = 0,1475 g

Litredeki SO42- miktarı : (0,1475/20).1000 = 7,375 g/L

SO42- = 7375 mg/L

Örnek :

200 mL su numunesinde CaC2O4 şeklinde çöktürme yapılıyor. Boş

kütlesi 26,6002 g olan bir krozede CaO olarak tartım alınıyor.

Son tartım 26,7134 g’dır. Ca2+ derişimini g/100 mL ve molar

olarak bulunuz.

Ca2+ + C2O4

2- CaC2O4.H2O(k) kristal çökelti

CaC2O4.H2O(k) CaC2O4 (k) + H2O

CaC2O4 CaCO3 + CO

CaCO3 CaO + CO2

CaO = 26,7134 - 26,6002 =0,1132 g

Ca2+ => (0,1132/56 ) = 2,02x10

-3 mol CaO = 2,02x10

-3 mol Ca

2+

[Ca2+]= (2,02x10

-3/200 mL)x100 mL = 1,01x10

-3 mol/100 mL

[Ca2+]= 1,01x10

-3 mol x 56 g/mol = 0,05656 g /100 mL

[Ca2+]= (2,02x10

-3mol/0,200L) = 0,0101 mol/L = 0,0101 M

Örnek :

Bir demir cevherinin 1,1324 gramı derişik HCl çözeltisinde

çözülerek gravimetrik analiz yapılıyor. Elde edilen çözeltide

NH3 ile Fe3+ iyonları Fe(OH)3 olarak çöktürülüyor. Daha sonra

800 0C’de yakılarak 0,5349 g Fe2O3 tartılıyor.

a) %Fe miktarını

b) %Fe3O4 miktarını hesaplayınız.

a)

1 mol Fe2O3 = 2 mol Fe

160 g Fe2O3 = 2 x56 g Fe = 112 g Fe

Fe miktarı = (112/160)x 0,5349 = 0,37443 g Fe

%Fe= (0,37443/1,1324)x100 = 33,06

b)

% Fe3O4= ?

3 mol Fe2O3 = 2 mol Fe304 (3Fe2O3 =2Fe304)

3x 160 g/mol Fe2O3 = 2 x232 g/mol Fe304

480 g Fe2O3 = 464 g Fe304

Fe304 = (464/480)x 0,5349 = 0,51707 g

% Fe304 = (0,51707/1,1324)x100 = 45,66

x + y = 0,2356

nNaCl + 2x nBaCl2 = nAgCl

(NaCl)Ma

x+ 2

(BaCl2)Ma

x-0,2356=

(AgCl)Ma

0,4637

x= 0,12960 g NaCl

% NaCl = (0,12960/o,2356)x100 = 55,1

12-11.

Saf olmayan bir amonyum aluminyum sülfat numunesinin 1,940

gramındaki Al gravimetrik olarak analiz ediliyor. 0,2001 g

Al2O3 tartımı alındığına göre,

a) % NH4Al(SO4)2

b) %Al2O3 %Al2O3=(0,2001/1,940)x100= 10,31 %

c) %Al ?

12-27.

NaBr ve KBr içeren bir karışımdan 0,8720 g alınıyor ve 1,505

gram AgBr elde ediliyor.

% NaBr ve KBr ?

Soru :

Gravimetrik olarak fosfat tayininde 0,1969 g numune çözülerek

(NH4)3PO4.12MoO3 şeklinde çöktürülüyor. Çökelti süzüldükten

sonra asitte çözülüyor. Pb2+ ile tekrar çöktürülüp 0,1554 g

PbMoO3 halinde kızdırılıp tartım alınıyor. % P205 miktarını

hesaplayınız.

N:14; H:1; P:31; Mo:96; Pb:207; O:16

P205 (NH4)3PO4.12MoO3 PbMoO3

Gravimetrik faktörden çözününüz

Çözüm :

P2O5 miktarı =12MoO3(NH4)3PO4.2x

P2O5x

PbMoO324x

.12MoO3 2x(NH4)3PO4 = g P2O5

Faktör =3

52

PbMoO24x

OP =

3x(16)) 96 (207 24

5x16 2x31

=

8424

142= 0,01686

P2O5 miktarı = 0,01686 x 0,1554 = 0,00262 g P2O5

% P2O5 miktarı = (0,00262 g /0,1969) x100 = % 1,33 P2O5