Alüminyum ve krom(III) iyonları karışımının kinetik yöntemle analizi
Analysis of the mixture of aluminum and chromium(III) ions by kinetic method
Yazar: GÜLTEN ÇETİN
Danışman: PROF. DR. SIDDIKA SUNGUR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1990
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Alüminyum ve krom(III) iyonlarının ksilenol oranj belirteci ile kompleks oluşturma reaksiyonlarının hızlarının farklı olmasından yararlanarak bu iki metal iyonu karışımının kinetik yöntemle analizi incelendi. 

Kinetik analiz için optimum pH, dalga boyu ve sıcaklık saptandı. Uygun pH'nın saptanmasında pH 2-4 arasındaki tampon çözeltiler kullanılarak, 1 ml,  3 x 10-4  M  metal iyonu çözeltisi, 1 ml,  3 x 10-4  M  belirteç çözeltisi ve 1 ml tampon çözeltisi karışımı su banyosunda 100  °C  'a ısıtılıp soğutulduktan sonra  su ile 10 ml ye seyreltildi. Çeşitli pH' larda oluşan çözeltilerin suya karşı absorpsiyon spektrumları çizildi. İncelenen metal iyonlarının 1:1 komplekslerine ait en yüksek molar absorptivite değerleri pH 2,5 asetat tamponunda elde edildi. Aynı molar konsantrasyondaki alüminyum ve krom(III) iyonlarının  ksilenol oranj ile oluşturdukları 1:1 komplekslerinin molar absorptivitelerinin aynı olduğu isosbestik dalga boyu, pH 2,5'ta  λ iso. = 561 nm  olarak bulundu. Kinetik analizdeki absorbans ölçmeleri bu dalga boyunda yapıldı.

Kompleksleşme  reaksiyonlarının psödo 1. derece kinetiğe göre oluşmasını sağlamak için metal iyonu molar konsantrasyonu  ksilenol oranja göre 50 katı alındı.

Alüminyum ve kromun ksilenol oranj komplekslerinin psödo 1. dereceden oluşma reaksiyonlarının hızı, oluşan komplekslerin isosbestik noktadaki absorbansının zamana karşı değişiminin gözlenmesiyle saptandı. Bu amaçla, sabit sıcaklık küvet tutucusu ve termostatlı su banyosu kullanıldı. Gerekli sıcaklığa ısıtılan 1 ml 1,8 x 10-4 M  belirteç çözeltisi ve 1 ml tampon çözeltisi karışımına aynı sıcaklığa ısıtılmış 9x10-3  M metal iyonu çözeltisinin 1 ml'si ilave edilip aynı sıcaklıkta tutulan küvete konarak zamanla değişen absorbans değerleri kaydedildi. ln ( A∞ - At) ile zaman arasında reaksiyon hız grafikleri çizilerek çalışılan sıcaklıklara ait reaksiyon hız sabitleri tayin edildi. 

Arrhenius grafiğinden yararlanarak 42  °C , en uygun çalışma sıcaklığı olarak saptandı. Bu sıcaklıkta çeşitli mol fraksiyonlarındaki Al-Cr(III) ikili karışımlarının kinetik analizi Roberts ve  Regan'ın  tek  nokta  yöntemi  kullanılarak  yapıldı. Ölçü  eğrisi  1  / te [Mo]  değerleri ile
 [Ao]/ [ Mo]  mol fraksiyonları arasında oluşturuldu.

Abstract:
By the aid of different rates of aluminum and chrome(III) ions for formation of 1.1 complex with xylenol orange reagent  the kinetic analysis of the mixture having these two metal ions was investigated. 

Optimum pH, wavelength and temperature for  the kinetic analysis were determined. For the  determination of optimum pH in the pH range  of  2-4, the mixture containing 1 ml, 3 x 10-4 M metal ion, 1 ml buffer and 1 ml 3x10-4 M xylenol orange solutions was heated to 100 ° C  in a water bath.  After cooling  ıt was diluted to 10 ml. The absorption spectra of obtained solutions at different pH's were recorded using reference water. Maximum molar absorptivities for 1:1 complexes of investigated two metals were obtained at pH 2,5 acetate buffer. The isobestic point at which the 1:1 complexes  formed by equal concentrations  of chrome (III) and aluminum with xylenol orange showed the same molar absorptivities  were found to be 561 nm at pH 2,5. The absorbance  measurements for kinetic analysis  were made at this wavelength.

In order that the complex formation reactions  proceed according to pseudo 1. order kinetics the molar concentration of the metal ion were taken as 50 times of the xylenol orange.

The rates of complex formation reactions of aluminum and chrome ions with xylenol orange were determined by observing the absorbances of the complexes at the isobestic point against time. For this purposes  a spectrophotometer equipped with cell holder for constant  temperature and a thermostated  water bath was used. To the mixture of 1 ml of 1,8 x 10-4 M xylenol orange and 1 ml of buffer solutions heated to required temperature  1 ml of the solution of  9x10-3 M metal ion which was heated to the same temperature was added. This mixture was poured into the cell which was kept at the same temperature. The absorbance values changing by time were recorded. Reaction rate constants at the working temperatures were determined by the rate curves, plotted ln ( A∞ - At) versus time. By the aid of Arrhenius  graph  the most suitable temperature for kinetic analysis was determined as 42 ° C. At this temperature the kinetic analysis of Al-Cr(III) binary mixtures having different mole fractions were performed using the Single Point method of Roberts and Regan. In the calibration curve 1/te[Mo] values were plotted against [ Ao] / [Mo] mole fractions.