Çözelti hazırlama ( ppm, ppb, ppt, molalite, mol kesri) M.Karaağaç

(milyarda bir) Hesaplamaları ● Eser miktardaki çözeltilerin derişimini belirtmek amacıyla kullanılır. ● ppt = (g çözünen / kg veya litre çözelti) ● ppm = (mg çözünen / kg veya litre çözelti) ● ppb = (µg çözünen / kg veya litre çözelti) şeklinde ifade edilir. ● Not: Bazen ppt ifadesi part per thousand (binde bir) olarak kullanıldığı gibi bazende part per trillion (trilyonda bir) olarak da ifade edilebilir. Bu nedenle hangi ifade için kullanıldığına dikkat edilmelidir.

Molalite ● Molalite; 1000 g çözücüde çözünen maddenin mol sayısını gösterir. m ile gösterilir. m = n / 1000

Mol Kesri ve Mol Yüzdesi ● Mol kesri, çözeltideki bileşenlerden birinin mol sayısının toplam mol sayısına oranıdır. Genel olarak x ile gösterilir. ● Mol yüzdesi, mol kesri (x) değerinin 100 ile çarpımı olarak ifade edilir. x çözünen = n çözünen / n toplam x çözücü = n çözücü / n toplam x çözünen + x çözücü = 1 dir.

STANDART ÇÖZELTİLERİN HAZIRLANMASI VE AYARLANMASI

Titrasyon ●Titrasyon: Bir çözeltide (analit) bulunan madde miktarının, derişimi kesin olarak bilinen başka bir titrantla verdiği kimyasal tepkime sonrasında bilinmeyen madde miktarının bulunmasına titrasyon denir.

Titrasyon Çeşitleri ●Asit-baz titrasyonları ○ Kuvvetli asit-kuvvetli baz titrasyonu ○Zayıf asit-kuvvetli baz titrasyonu ○ Kuvvetli asit- zayıf baz titrasyonu ○Zayıf asit – zayıf baz titrasyonu ○ Hidrolize uğrayan tuzların titrasyonu ● Oksidasyon-redüksiyon esasına dayanan titrasyonlar ● Çökelme esasına dayanan titrasyonlar

Asit–Baz Titrasyonu Numuneyi bir asit çözeltisi olarak düşünelim; ● Derişimi bilinmeyen asit çözeltisinden belirli bir hacim erlene alınır ve uygun bir indikatörden birkaç damla ilave edilir, ● Standart baz çözeltisi bürete doldurulur, ● Erlendeki asit çözeltisi üzerine standart çözeltiden nötralleşme tamamlanana kadar damla damla ilave edilir. Her damladan sonra erlen dikkatlice çalkalanır. Reaksiyonun tamamlandığı İndikatörün renk değişiminden anlaşılır. Bu noktaya eşdeğerlik noktası veya dönüm noktası denilir. ● Harcanan baz hacmi büretten okunur. Çözeltinin derişimi bilindiğinden hacmi de dikkate alınarak asiti nötralleştiren bazın miktarı bulunur. ● Örneğin kuvvetli bir asit olan HCl ve kuvvetli bir baz olan NaOH arasındaki tepkime aşağıdaki gibidir. HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H O (s) 2

Eşdeğerlik Noktası ve Dönüm Noktası ve İndikatörler ●Eşdeğerlik noktası tepkenlerin stokiyometrik olarak tepkimeye girdiği teorik noktadır. ●Dönüm noktası ise sizin büretin musluğunu kapattığınız noktadır. Dönüm noktası eşdeğerliğe ne kadar yakın olursa titrasyon hatası o kadar az olur. ● İndikatör: Titrasyon sırasında çözeltideki derişim değişikliklerine göre renk vererek eşdeğerlik noktasına gelindiğini belli eden organik kökenli boyalardır. İndikatörler de birer zayıf asit ve bazdırlar.

İndikatör Çeşitleri

Ayarlı Çözelti ●Ayarlı çözelti, titrasyonda kullanılan ve derişimi kesin olarak bilinen çözeltilere ayarlı (standart) çözeltiler denir. ● Bazı maddelerin çeşitli kimyasal özelliklerinden dolayı (nem çekici olması, kararlı olamaması, çabuk buharlaşması) direkt olarak ayarlı çözeltileri hazırlanamaz. Bu tür maddelerle hazırlanan çözeltilere sekonder standart çözeltiler denir. ●Sekonder standart çözeltilerin ayarlaması başka bir primer standart çözelti ile yapılır.

Primer Standart Çözelti ● Saf, kararlı, nem çekici olmayan ve büyük eşdeğer ağırlığına sahip olan maddelere primer standart maddeler denir. Primer standart maddelerle hazırlanan çözeltiler titrasyonda direkt olarak kullanılabilir ve derişimi kesin bellidir. Ayarlama yapmaya gerek yoktur. Bu çözeltilere de primer standart çözelti denir.

Primer Standart Maddelerin Özellikleri ● Primer standart maddeler yüksek saflıkta olmalı. ● Kararlı olmalı, havadan etkilenmemeli ● Hidrat suyu içermemeli ● Kolay bulunabilmeli ve fiyatı uygun olmalı ●Titrasyon ortamında yeterince çözünebilmeli ● Molekül ağırlığı yüksek olmalı (tartım hatalarından etkilenilmemesi için)

Çeşitli primer standartlar (K Cr O ) ……………………..> Na S O çözeltisi ayarlamak için, 2 2 7 k 2 2 3 KMnO …………………………….> Na C O (sodyum okzalat) kullanılabilir. 4 2 2 4 Arsenik trioksit………………> İyot ve seryum(IV)sülfat çözeltisi ayarlamak için Benzoik asit…………………….> Metanoldeki tetrabutilamonyumhidroksiti ayarlamak için Potasyum bromat…………….> Sodyum tiyosülfat ayarlamak için Sodyun Karbonat…………….> HCL , HNO ve H SO ayarlamak için 3 2 4 Sodyum klorür ………………..> AgNO ayarlamak için 3 Sülfanilik asit…………………..> Sodyum nitrit ayarlamak için Çinko tozu ………………………..> EDTA çözeltisi ayarlamak için

Ayarlama (Standartlaştırma) ● Sekonder bir çözeltinin derişiminin, primer standart çözeltisi kullanılarak bulunması işlemine ayarlama denir. ● Primer standart madde 90-100 °C sıcaklıktaki etüvde 2-3 saat bekletilir. Daha sonra desikatöre alınarak soğutulur. Hassas olarak dört anlamlı rakama göre tartılır (0,1234 gibi) ve yaklaşık 50 mL saf su içerisinde çözülür. Üzerine o deney için kullanılacak indikatör çözeltisinden 2-3 damla eklenerek ayarı yapılacak çözelti ile dönüm noktasına kadar titre edilir ve harcanan hacim kaydedilir. Dönüm noktasında primer maddenin eşdeğer gram sayısı titrantın eşdeğer gram sayısına eşit olacak. Bu ilkeden yararlanılarak bilinmeyen çözeltinin derişimi hesaplanır.

Hesaplama N titrant = (m / E) / V m = Alınan primer standart maddenin ağırlığı (g) E = Primer standart maddenin eşdeğer ağırlığı Eşdeğer ağırlık= M /td A V = Ayarlaması yapılacak çözeltinin titrasyon sırasında harcanan hacmi (mL) MİN

0,1 N NaOH Çözeltisinin Ayarlanması ●Ayarlama işlemi için primer standart olarak okzalik asit dihidrat (H C O .2H O) kullanılır. Okzalik asit deney yapılmadan önce 110 2 2 4 2 ºC da 2 saat kurutulur ve deney yapılana kadar desikatörde bekletilir. Tartım işlemi hassas olacak şekilde virgülden sonra 4 anlamlı rakama göre yapılır. 0,1000-0,1500 g arası okzalik asit erlene tartılır. 50 mL saf suda çözülür. Belirteç olarak 2-3 damla fenolftalein indikatör çözeltisi damlatılır. Bürete daha önce hazırlanmış NaOH çözeltisi doldurulur ve erlendeki çözelti ile titre edilir. Başlangıçtaki renksiz çözeltinin rengi, ilk pembeleştiği an titrasyon durdurulur. Erlen çalkalanır. Pembe renk 30 sn kalıcı olmalıdır . Eğer daha önce pembe renk kaybolursa 1-2 damla daha NaOH eklenir. Harcanan NaOH hacmi kaydedilir.

NaOH Çözeltisinin Derişiminin Hesaplanması H C O .2H O nun Molekül ağırlığı = 126,070 g/mol 2 2 4 2 H C O .2H O nun eşdeğer ağırlığı = (Molekül ağırlığı / Tesir değerliliği 2 2 4 2 ) = 126,070 / 2 = 63,035 N = (m x 1000 / 63,035) / Vtitrant m = Dört anlamlı rakama göre tartılan H C O .2H O nun ağırlığı 2 2 4 2 (0,1200) V titrant = Dönüm noktasına kadar harcanan NaOH miktarı mL N = Ayarlı NaOH çözeltisinin kesin derişimi

N titrant = (m / E) / V m = Alınan primer standart maddenin ağırlığı (mg) (1200mg) E = Primer standart maddenin eşdeğer ağırlığı Eşdeğer ağırlık = MA/td (63,035) V = Ayarlaması yapılacak çözeltinin titrasyon sırasında harcanan hacmi (mL) (20mL) N titrant = (1200/63,035) / 20 N titrant = 0,095 N

0,1 N HCl Asit Çözeltisinin Ayarlanması ●Ayarlama işlemi primer standart olan Na CO ile 2 3 yapılır. Na CO deney öncesi 110 ºC da 2 saat 2 3 kurutulur ve deney yapılana kadar desikatörde bekletilir. 0.100-0,1500 g arası Na CO hassas 2 3 olarak tartılır. Tartılan ağırlık virgülden sonra 4 anlamlı rakam olacak şekilde kaydedilir. 50 ml saf suda çözülür. Üzerine belirteç olarak 3-4 damla bromkresol yeşili damlatılır. Bürete HCl asit koyularak titrasyona başlanılır. Titrasyon çözeltinin

Teşekkürler…

…