Volumetri

Miktarı belirlenecek madde çözeltisi genel olarak bir erlenmayer içine, derişimi bilinen çözelti ise bürete konur. Bir indikatör eşliğinde çözeltiler tepkimeye sokulur. Bu işleme titre etmek (titrasyon) denir.

Volumetrik analiz, kullanım alanı en yaygın kantitatif analiz yöntemidir. Birbirleriyle tepkimeye giren maddelerin eşdeğer gram sayılarının eşitliği esasına dayanır. Eşdeğer gram; bir maddenin 1 mol elektron alabilen veya verebilen miktarıdır.

Yöntemde önce miktarı tayin edilecek maddenin çözeltisi üzerine o maddenin tümünü reaksiyona sokuncaya kadar bu madde ile belli bir reaksiyona giren başka bir maddenin standart (derişimi kesin belli) bir çözeltisi ilave edilir. Tepkime belli bir reaksiyon denklemine göre yürüdüğünden maddenin tümünü reaksiyona sokuncaya kadar sarf edilen standart çözelti hacminden tayin edilecek maddenin, alınan hacim içerisindeki miktarı bulunur. Sonra da alınan örnek içerisindeki yüzdesi hesaplanır.

Tepkimenin sona erdiği (standart sarf çözeltisinin ortamdaki tayin edilecek maddenin tamamı ile reaksiyonunu tamamladığı an) bitiş noktasının doğru ve kesin bir şekilde saptanması için genellikle uygun bir indikatör (boyar madde) ya da fizikokimyasal bir yöntemden yararlanılır.

Konsantrasyonu bilinen çözeltiye standart çözelti denir. Bürete doldurulan standart çözelti, analizi yapılacak çözeltiye damla damla ilave edilir. Bu sırada analiz çözeltisinin bulunduğu erlen çalkalanarak karışma sağlanır.

İşlem başlamadan önce ve reaksiyon tamamlandığında büretteki standart çözeltinin hacmi okunur. İkisi arasındaki fark sarfiyat olarak alınır. Cam ve su molekülleri arasındaki çekim kuvveti nedeniyle büretteki çözeltinin yüzeyi küreseldir. Renksiz çözeltilerde küresel yüzeyin en alt noktasındaki teğet esas alınarak hacim okuması yapılır. Renkli çözeltilerde ise en üst kesit dikkate alınır.

Titrasyon sırasında hataları azaltmak için uygun seyreltiklikte standart çözeltiler kullanılmalıdır. Titre edilen madde miktarına bağlı olarak genellikle 1 N; 0,1 N; 0,01 N vb. çözeltiler kullanılır.

Titrasyon sonunda yapılacak hesaplamaları kolaylaştırmak için özellikle rutin analizlerde konvensiyonel çözeltiler kullanılır. Konvensiyonel çözeltinin (standart çözelti) 1 mL'si titre edilen maddenin 1 mg'ına karşılık olacak şekilde ayarlanır. Böylece titrasyonda büretten okunan mL (mililitre) cinsinden sarfiyat, doğrudan doğruya tayin edilen maddenin mg (miligram) olarak miktarını verir.

0,1 N; 0,01 N vb. olacak şekilde hazırlanan standart çözeltiler, safsızlık, tartım hatası vb. nedenlerle genellikle tam istenen konsantrasyonda hazırlanamaz. Ya daha derişik, ya da daha seyreltik çözeltiler elde edilir. Bu nedenle saf bir maddenin hassas olarak tartılan miktarları, hazırlanan çözelti ile titre edilerek gerçek normalite hesaplanır. Analiz sonucunun hesaplanmasında bu normalite kullanılabileceği gibi, buna en yakın basit rakam normalite olarak alınıp ayrıca bir düzeltme faktörü ile çarpılır. Bu düzeltme faktörüne volumetrik faktör denir.

Eğer gerçek normalite yerine basit rakamla ifade edilen standart çözeltinin hazırlanmasında tasarlanan normalite kullanılacaksa ve düzeltme faktörü de F ise, madde miktarı; SxNxF mili eşdeğer gramdır.

Madde kütlesi ise, mili eşdeğer gram cinsinden madde miktarının, tayin edilen maddenin eşdeğer tartısı (E) ile çarpılarak bulunur. Buna göre; m=SxNxFxE miligram veya m=SxNxFxE/1000 gram şeklinde madde miktarı hesaplanır.