Çöktürme Gravimetrisi Nedir?

Çöktürme Gravimetrisi Nedir? Khan Academy
Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı
6 dakika
1,198 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat

Çöktürme gravimetrisi, az çözünen katıların çöktürülmesine dayanan bir analiz yöntemidir. Analizini yapacağımız maddeyi çökelek haline getirip çöktürdükten sonra, çeşitli işlemlerden geçirerek analiz ederiz. Bu metodu uygularken bizim için en önemli şey, elde ettiğimiz çökeleğin özelliğidir. Çökelekler kolayca filtrelenebilmeli, madde kaybı olmadan yıkanabilmeli ve atmosfer bileşikleriyle reaksiyona girmemelidir. Kimyagerler, çökelekleri parçacık boyutlarına göre ikiye ayırır: Kristal çökelekler ve koloidal çökelekler.

Çökelek Türleri ve Yapıları

Çöktürme süreci, kimyagerler tarafından uzun süredir çalışılsa da, dinamikleri tam olarak anlaşılamamıştır. Bu konudaki en önemli çalışmalardan birisi, von Weymarn'ın Çöktürme Teorisi'dir. Bu teoriye göre, oluşacak çökeleğin boyutunu belirleyen etkenler; madde konsantrasyonu, sıcaklık ve karıştırma hızıdır. Von Weymarn, 20. yüzyılın başında bağıl aşırı doygunluk (İng: "relative supersaturation" veya kısaca "RSS") adını verdiği bir kavramı tanımlamıştır. Von Weymarn'a göre bu kavram, oluşacak parçacıkların boyutunu belirlemektedir. Yazımızın kalan kısmında bağıl aşırı doygunluğu RSS olarak kısaltacağız.

RSS=Q−SS\LARGE{RSS = \frac{Q-S}{S}}

Reklamı Kapat

Burada QQ, anlık madde konsantrasyonunu ve SS, anlık çözünürlük değerini temsil eder. RSS değerlerinin değişmesiyle birlikte oluşan parçacıkların boyutu değişir.

Kristal Çökelekler

Yapısındaki parçacıkların boyutu 10-4 metreden büyük olan çökeleklere kristal çökelek denir. Kristal çökelekler, gözle görülebilirler. Boyutlarının büyük olması, filtreleme sürecinde bize kolaylık sağlar ve ürün kaybını azaltır; bunun için kimyagerler çöktürme gravimetrisi için kristal çökelekleri tercih eder. Parçacıkların boyutunun büyük olması görece daha az yüzey alanına yol açar ve bu şekilde ürünün kirlenmesi daha azdır. Kristal çökelek oluşumu düşük RSS değerlerinde gerçekleşir, yani kristal çökelek elde etmek için aşağıdaki yolları izleyebiliriz.

  • QQ değerini düşük tutmak: Anlık madde konsantrasyonunun düşük olması için maddeleri yavaş yavaş eklemek QQ değerini azaltır.
  • SS değerini yüksek tutmak: Çözünürlüğü yüksek tutmak için uygun bir çözücü kullanmak, gerekirse ortamın pH değerlerini değiştirmek SS değerini arttırır.
Bir kristal çökelek
Bir kristal çökelek
Wikimedia Commons

Kolloidal Çökelekler

Yapısındaki parçacık boyutları 10-7 ila 10-4 santimetre arasında olan çökeleklere koloidal çökelekler denir. Parçacıkların boyutunun bu kadar küçük olması, bu tekniği uygularken iki sorun yaratır: Çökeleğin filtrelenmesinin zor olması ve çökelek oluşumunun zor olması.

Birinci sorun daha anlaşılabilir olmasına rağmen, ikinci sorun biraz daha ilginçtir. Parçacık boyutunun küçük olması çökelek oluşumunu nasıl etkileyebilir? Bunun cevabı, Brown hareketidir.

Brown hareketi, parçacıkların rastgele hareketini betimleyen teoridir. İlk kez Robert Brown tarafından mikroskopla sudaki polenleri incelerken gözlemlenmiştir ve Albert Einstein tarafından 1905 yılında açıklanmıştır. Einstein'a göre, polen parçacıkların rastgele hareketi onlara sürekli çarpan su moleküllerinden dolayıdır, ortamdaki kaotik hareket aynı zamanda polenlerin hareketini de kaotik olmasına yol açar. Aynı durum, burada da geçerlidir. Koloidal çökelekler, küçük boylarından dolayı kütle olarak kristal çökeleklere göre daha hafiftirler, bundan dolayı da kristal çökelekler gibi kütle çekimi etkisinde suyun dibine çökmektense Brown hareketi yaparlar.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Brown Hareketine bir örnek. Parçacık başlangıç ve bitiş noktaları arasında rastgele bir hareket yapmaktadır.
Brown Hareketine bir örnek. Parçacık başlangıç ve bitiş noktaları arasında rastgele bir hareket yapmaktadır.
Wikimedia Commons

Parçacıkların boyutunun küçük olması görece daha büyük yüzey alanına yol açar ve bunun sonucu kirlenme kristal çökeleklere kıyasla daha fazla olur. Koloidal çökelek oluşumu yüksek RSS değerlerinde gerçekleşir, yani koloidal çökelek elde etmek için aşağıdaki yolları izleyebiliriz.

  • QQ değerini yüksek tutmak: Anlık madde konsantrasyonunun fazla olması için maddeleri tek seferde eklemek Q değerini arttırır.
  • SS değerini düşük tutmak: Çözünürlüğü düşük tutmak için maddenin çözünürlüğünün düşük olduğu bir çözelti kullanmak, gerekirse ortamın pH değerini değiştirmek S değerini azaltır.

von Weymarn'ın Çökelti Teorisi'nin Sorunları

RSS kavramı, ne yazık ki mükemmel değildir. Sadece bir yaklaşımdır ve deneysel sonuçlarla uyuşmadığı durumlar vardır. Basit bir örnek olarak, gümüş klorür ve baryum sülfat çökeleklerini inceleyelim: Gümüş klorür ve baryum sülfatın molar çözünürlükleri birbirine yakındır. Eğer RSS kavramı tam olarak doğru olsaydı, ikisi de benzer şartlarda aynı şekilde çökelek oluştururdu, fakat gümüş klorür koloidal çökelek oluştururken baryum sülfat kristal çökelek oluşturur. Yine de genel kullanımlar için RSS kavramı genellikle iyi sonuç verir.

Çökelek Oluşum Mekanizmaları

Çökelek oluşumunu mikro düzeyde incelediğimizde, birbiriyle rekabet eden iki mekanizma görürüz. Rekabeti kazanan mekanizma oluşacak çökeleğin yapısını belirler. Bu iki mekanizma çekirdekleşme ve kristal büyümesi olarak adlandırılır. Çekirdekleşme; birkaç atomun, iyonun ya da molekülün birleşerek kararlı bir yapı oluşturmasına verilen isimdir. Kristal büyümesi, çekirdekleşme sürecinden sonra gerçekleşir ve oluşan parçacıklara madde birikmesi sonucu parçacıkların boyunun büyümesine verilen isimdir.

Eğer çekirdekleşme ağır basarsa, çözeltimizde boyutları küçük ama sayıca fazla parçacık gözlemleriz. Eğer kristal büyümesi ağır basarsa, çözeltimizde büyük boyutlu fakat sayıca az parçacık gözlemleriz. RSS ile birlikte düşünerek bu süreci yorumlayabiliriz. Yüksek RSS değerindeki anlık konsantrasyonun yüksek olduğunu söylemiştik, bu yüksek konsantrasyon çekirdekleşme sürecini çok hızlandırır. Tam tersini incelersek, düşük RSS değerinde anlık konsantrasyon düşük olduğu için çekirdekleşme sonrası oluşan parçacıkların etrafında madde birikimi gerçekleşir ve parçacıkların boyutları büyür.

Reklamı Kapat

İki kurşun kromat çözeltisi. Sol beherde yüksek RSS değeriyle çökertilmiş koloidal çökelek ve sağ beherde düşük RSS değeriyle çökeltilmiş kristal çökelek vardır.
İki kurşun kromat çözeltisi. Sol beherde yüksek RSS değeriyle çökertilmiş koloidal çökelek ve sağ beherde düşük RSS değeriyle çökeltilmiş kristal çökelek vardır.
LibreTexts

Analizin Aşamaları

  1. Çöktürme: Bu aşamada analizini yapacağımız maddeyi çöktürücü ekleyerek çöktürürüz.
  2. Olgunlaştırma: Bu aşamada amacımız elde edeceğimiz çökeleğin analize daha uygun olmasıdır. Olgunlaştırma sonucu elde ettiğimiz çökeleklerin boyu daha büyüktür ve saflığı daha fazladır. Olgunlaştırma sürecinde çözeltiyi ısıtırız, gerekirse madde konsantrasyonunu düşürürüz ya da çözeltinin pH değerini değiştiririz. Bu adım analizimiz için çok önemlidir, filtrelemeyi düzgünce yapamazsak ya da çökeleğimizde kirlilikler varsa analizimiz yanlış çıkacaktır. Kirlenmeden kurtulmak imkansızdır, amacımız olgunlaştırma ile birlikte bunu en aza indirmektir.
  3. Filtreleme: Elde ettiğimiz çökeleğin filtrasyon sonucu çözeltiden ayrılması durumudur.
  4. Yıkama: Çökelek, uygun bir madde kullanılarak yıkanır ve kirliliklerden arındırılır. Kullandığımız yıkayıcı, çökelek ile tepkimeye girmemelidir.
  5. Kurutma: Metodumuz hassas bir şekilde kütle ölçmek üzerine olduğu için, herhangi bir ek kütle bizim hatalı bir sonuç bulmamıza yol açar. Çökelekler oluşurken araya sıkışan ya da havadan nem kapma sonucu örneğimizin yapısında bulunan su moleküllerini ısıtarak uzaklaştırırız.
  6. Tartma: Analitik tartı kullanılarak örneğimizin kütlesi ölçülür. Çökeleği oluşturan maddeleri bildiğimiz için bu kütle değerinden yola çıkarak analit miktarını buluruz.
Analitik tartı. Analitik tartılar, miligramın onda biri hassaslıkla kütle ölçebilir. Hava akımının ölçümü etkilemesini engellemek için kapalıdırlar.
Analitik tartı. Analitik tartılar, miligramın onda biri hassaslıkla kütle ölçebilir. Hava akımının ölçümü etkilemesini engellemek için kapalıdırlar.
Wikimedia Commons

Sonuç

Gravimetrik analiz, doğru bir şekilde uygulanırsa çok kesin ve doğru sonuç verir. Periyodik tablodaki kimi elementlerin kütlesi, gravimetrik analiz sonucu belirlenmiştir. Aynı zamanda modern kimyasal tekniklerle kıyaslandığında çok daha ucuzdur. Bu kadar kesin sonuç vermesi ve ucuz olması dolayısıyla laboratuvarlarda diğer aletleri ve çözeltileri kalibre etmekte kullanılır.

Tabii ki bu kadar avantajı olmasına rağmen dezavantajları da vardır. Çöktürme gravimetrisini uygulamanın en zor yanı uygun çöktürücüyü bulmaktır. Birden fazla elementin olduğu çözeltilerde seçicilik çok önemlidir ve ne yazık ki her zaman istenen seçicilik sağlanamaz. Modern enstrümental teknikler hem daha çabuk sonuç verirken hem de birden fazla element bulunan örnekler analiz edilebilir.

Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 0
  • Tebrikler! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Merak Uyandırıcı! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • D. A. Skoog, et al. (2013). Fundamentals Of Analytical Chemistry. ISBN: 978-0495558286. Yayınevi: Cengage Learning. sf: 281-294.
  • Wired Chemistry. Gravimetric Analysis. (29 Haziran 2021). Alındığı Tarih: 29 Haziran 2021. Alındığı Yer: Wired Chemistry | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 23/10/2021 23:35:14 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/10502

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Size Özel
İçerikler
Instagram
Renk
Kimya
Taksonomi
Canlı
Sahtebilim
Protein
Filogenetik
Genel Görelilik
Kültür
Uzay
İnsan Sağlığı
Süpernova
Teori
İnsanın Evrimi
Asteroid
Zehir
Pandemik
Tüy
Özellikler
Hukuk
Bebek
Canlılık
Yemek
Eczacılık
Manyetik Alan
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın