Kimyasal çözümleme,kimyasal Analiz,kimyasal çözümlemenin Temel Aşamaları, Ayırma Yöntemleri, çözümleme Yöntemlerinin Sınıflandırılması,hatalar ve Sonuçların Değerlendirilmesi

KİMYASAL ÇÖZÜMLEME

Kimyasal çözümleme,KİMYASAL ANALİZ olarak da bilinirkatı,sıvı ya da gaz halindeki maddelerin bileşimindeki elementlerin ,bileşiklerin,işlevsel grupların niteliğinin belirlenmesi ,nicel ölçümlerinin yapılması ve yapılarının ve fiziksel özelliklerinin incelenmesiincelenen maddde yalın bir element,bileşik ya da karmaşık bir karışım ,inorganik ya da organik kökenli,düşük ya da çok yüksek molekül ağırlıklı olabilirÇözümleme yapmak için kullanılan örneğin miktarı da,uygulanan yönteme bağlı olarak birkaç gramdan makro ölçekli ağırlıklara kadar değişebilir

TARİHÇE

Kimya terazisinin tarihi çok eskilere değin iner;elde edilen ilk yazılı kaynaklarda,tanrıların bu tür teraziler kullandıkları belirtilirTaştan yapılan standart ağırlıkların kullanılması ve rahiplerin yönettiği ilk "standartlar enstitüsünün " kuruluşu İÖ 2600'lere ,Babilliler dönemine dayanırKarbon ve kükürt ametalleri ile bakır,altın,demir,cıva,gümüş,kalay metalleri ve bunların alaşımları ilk çağlardan beri kullanılmaktadırİÖ 4yüzyılda altının arılığı mihenktaşı üzerinde bıraktığı sarı izlerden belirlenirdiRomalı bilginin Plinius (Yaşlı) (İS 23-79), Demir sülfatla karışık bakır sülfat örneğinin mazı özsuyu ya da narsuyu emdirilmiş bir kağıdı siyaha boyadığını göstererek ilk kez yaş çözümleme tekniğini uyguladı

Kimyasal anlamda çözümleme terimini ilk kez İngiliz doğa felsefecisi Robert Boyle kullandıBoyle 1661'de yayımladığı The Sceptical Chymist ( Kuşkucu Kimyacı) adlı yapıtında modern anlamda elementleri tanımladıKarışım ile bileşik arasındaki ayrımı gösterdiasit ve baz belirteçlerini (indikatör) ve hidrojen sülfür ayıracını kullandı

Ağırlıksal ( gravimetrik) çözümleme 17yüzyılın sonlarında Alman hekim ve kimyacı Friedrich Hoffmann'ın gümüş nitratla klorürleri,kireçle de sülfatları çöktürmesiyle başladı18yüzyılda alkali metallerin hamlaç yardımıyla alev altında nitel çözümlenmesi ,hareketli parçacıkların mikroskopla incelenmesi ve hacimsel (volümetrik) çözümleme yöntemleri geliştirildihacimsel çözümleme yoluyla nicel çözümleme yöntemine en önemli katkıları ise 19yüzyılda Fransız Joseph-Louis Gay- Lussac,Alman Robert Bunsen ve titrant olarak oksalit asidi kullanan ve 1853'te bürete çağdaş biçimini veren Karl Friedrich Mohr yaptılarHacimsel çözümleme alanında daha sonra gerçekleştirilen tek önemli buluş,20yüzyılda kompleksometri tekniklerinin geliştirilmesi oldu

Teraziyi deneylerinde yaygın biçimde kullanan Fransız kimyacı Antoine- Laurent Lavoisier,nicel çözümlemenin kurucusu sayılırAman Justus von Liebig ve Fransız Jean- Baptiste-Andre Dumas da 19yüzyılda nicel çözümlemeye büyük katkıları olan kimyacılar arasındadırKimyasal bileşiklerdeki nicel bağıntılar 18yüzyılda ortay kondu; Alman Richter stokiyometriyi (madde denkliği ölçümü) kurduİsveçli jöns Jacob Berzelius ise 19yüzyılda bu dalı geliştirdi

Gazların çözümlenmesine Alman Bunsen ve Fransız Marcellin Berthelot öncülük ettiler1952'de sonra gaz kromatoğrafisi tekniğinin bulunmasıyla bu alanda çok büyük ilerleme sağlandıİlk elektrokimyasal yöntemleri 19yüzyılda Alman kimyacı Clemens Winkler buldu ve titrasyonlarda gerilimölçüm (potansiyometri) tekniğinin kullanılması bu yüzyılın sonunda başladı

Fizikçilerin elektrik üzerine çalışmaları ilerledikçe kimyacılar da polarograf gibi elektrokimyasal ilkelerle çalışan aygıtlar geliştirdilerAlman kimyacılar Gustav Robert Kirchoff ve Bunsen'in spektroskopu ( tayfölçer) geliştirilmesi de yeni elementlerin bulunması sonucunu doğurdu19yüzyılda önerilen alev fotometrisi ancak 1928'de etkin olarak uygulandı20yüzyıl başlarında fizikteki gelişmeler sonucunda X ışınları ile kızılötesi ve morötesi ışınlar kimyasal çözümlemelerde kullanılmaya başladı ve kütle spektrografında olduğu aletli çözümlemelerin temelini oluşturduRadyokimyasal yöntemler,1945-60 arasında nükleer teknolojinin gelişmesiyle rezonans olgusundan ,atom soğurumu ve flüorışımadan ve laser,iyon ve elektron sondalarından yararlanılan önemli çözümleme teknikleri geliştirildi

İlk kez 1903'te bulunan kromatografi tekniği,1941'de partisyon kromatografisinin ,1944'te kağıt kromatoğrafisinin ,1952'de gaz kromatografisinin,1956'da da molekül eleği kromatografisi ile ince katman kromatografisinin geliştirilmesiyle bütün kimyasal çözümlemelerde en çok kullanılan yöntem oldu

Kaynak:AnaBritannica cilt 19 sayfa 80 frmsinsinet için derlenmiştir

KİMYASAL ÇÖZÜMLEMENİN TEMEL AŞAMALARI

Tam bir kimyasal çözümleme,örneğin alınması,kullanılacak analitik verilere karar verilmesi,örneğin kaba olarak incelenmesi,en uygun çözümleme yönteminin seçilmesi,üstünde çalışılan örneğin çözümleme yönteminin uygulanabileceği duruma getirilmesiseçilen çözümleme yönteminin yürütülmesi ve alınan sonuçların aranan sorulara cevap verecek biçimde düzenlenmesi aşamalarından oluşur

ÖRNEĞİN HAZIRLANMASI

Kimyasal çözümlemenin ik ve en önemli aşamasıüstünde çalışılan maddenin oluşturduğu yığının bütün kimyasal ve fiziksel özelliklerini yansıtan küçük bir bölümünü alma işlemi ya da örneklemedirBir torba şeker,bir şişe içki ya da bir tank dolusu oksijen gibi örneklemesi oldukça kolay olan yığınların yanı sıra,bir vagon dolusu kömür ya da buğday gibi örneklemesi zor yığınlar da vardırBu durumlarda istatistiksel yöntemlerden yararlanılır

Örneklerin çözümleme için hazırlanırken fiziksel ve kimyasal dönüşümlerce uğramamasına da dikkat edilirAma bazı maddelerin hiç dönüşüme uğramadan özütlenmesi zor olduğu için bilindiğinden çözünürlük,molekül büyüklüğü ve biçim gibi özelliklerinde bir miktar değişmeye izin verilebilirve sonuçlar değerlendirilirken bu dönüşüm göz önüne alınır

HATALAR VE SONUÇLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ

Çözümleme sırasında yapılan hataların türünün ve nereden kaynaklandığının bilinmesi çok önemlidirHatalar çözümleyicinin bilgisizliğinden gelen kişisel hatalar ,kullanılan aletlerin iyi ayarlanmamasından kaynaklanan aygıtsal hatalar,tepkimenin tamanlanmamasından ya da ağırlıksal çözümleme işlemlerinde çökeltilerin çok az da olsa çözünmesinden doğan kimyasal hatalar gibi belirli hatalar yada birkaç kez tekrarlanan bir çözümleme sırasında yapılan rasgele hatalar gibi belirsiz hatalar olabilirÇözümleyicinin mutlak ve göreli hata,doğruluk,duyarlılık,ortalama ortalama değer,hata aralığı,standart sapma,değişme katsayısı ,ortalamaya en yakın güvenilirlik sınırları gibi kavramları çok iyi bilmesi ve çözümlemeye başlamadan önce çözümlemenin hangi aşamalardan geçeceğine ,kullanılacak örneğin miktarına,en büyük hatanın nereden geleceğine ve hatanın büyüklüğüne göre yöntem değişikliğine karar vermesi gerekir

Seçilen çözümleme yönteminin doğru sonuçlar verip vermediğini anlamak için,değişik miktarladaki iki örnekle iki ayrı çözümleme yapılırayıraçlardan gelebilecek katışkıları belirlemek için örnek kullanılmadan bütün işlemler tekrarlanır ve yöntem,bilinen kimyasal maddeler,yapay olarak hazırlanmış karışımlar ve standart örnekler üzerinde denenirAyrıca standart katma yöntemiyle de çözümleme yönteminin doğru olup almadığı araştırılırbu yöntemde miktarı bilinen aynı türden katışkısız bir standart madde örneğe katılır ve çözümleme yapılırDaha sonra standart katıldığında elde edilen sonuç ile yalnızca örnekle elde edilen sonuç arasındaki farkın katılan madde miktarının aynısı olup olmadığı karşılaştırılır

AYIRMA YÖNTEMLERİ

Nicel ya da nitel bir çözümlemede fiziksel ve kimyasal özellikler temel olarak alınabilirNe var ki yalnızca karışım halindeki bir element ya da madde için geçerli olan özel deneyler çok azdır ve çoğunlukla aranılan bileşeni öbür element ya da bileşiklerden ayırmak gerekirBaşlıca iki ayırma yöntemi vardırbunlar,aranılan bileşeni öbürlerinden fiziksel özelliklerine göre ayırma ve çözümlemeyi etkileyen bileşenleri kimyasal dönüşüme uğratarak etkisizleştirme yöntemidirBir çok ayırma yöntemi maddenin fiziksel durumunun değişmesine dayanırBunlardan buharlaştırma,çöktürme ve elektroliz yoluyla bir elektrot üzerinde toplama gibi bazıları tek aşamada gerçekleştirilirbazıları ise iyon değişiminde ,ayrımsal damıtmada ve kromatografi yönteminde olduğu gibi çok aşamalı biçimde yürütülür

Kaynak:AnaBritannica cilt 19 sayfa 80 frmsinsinet için derlenmiştir

ÇÖKTÜRME

Çözünmüş haldeki maddeyi bir kimyasal tepkimeyle çözünmeyen biçimine dönüştürme ya da çözücünün bileşimini değiştirerek çözünürlüğünü azaltma yoluyla çökelterek çözeltiden ayırma işlemine çöktürme denirKimyasal tepkimeyle çöktürme yöntemi nicel inorganik çözümlemede klasik grup ayırmanın temelini oluştururÖrneğin gümüş,cıva ve kurşun dışındaki bütün metallerin klorürleri seyreltik hidroklorik asit içinde tümüyle çözündüğünden,seyreltik hidrolorik asit eklenmesiyle gümüş,cıva ve kurşun grubu klorürler halinde çözeltiden ayrılır

FAZ DAĞILIMI

Faz dağılımı ilkesine dayalı olarak gerçekleştirilen ayırma yöntemlerinin başlıcaları ise,iyon değişimi ,ters akımla ayırma,çözücüyle özütleme (baközütleme) ve kromatografidir( bakkromatografi: gaz kromatografisi:kağıt kromatografisi)

Karmaşık oluşturma ve gizleme yönteminde,çözümlemeyi etkileyen bir maddenin çözeltideki kimyasal etkinliğini yok etmek için çözeltiye bir iyon eklenir ve böylece madde karmaşık bir iyon haline getirilerek serbest halde dolaşması önlenirÖrneğin 3 değerlikli demir içeren bir çözeltiye flüorür ya da siyanür iyonları eklenerek da karmaşık iyonları oluşturulur ve bu yolla tutulan demir öbür bileşenlerin çözümlenmesini etkilemez

Tane büyüklüğü ,kütle ve yoğunluk farklarına dayalı olarak gerçekleştirilen süzme,eleme,diferansiyel çöktürme,tortulaştırma ( sedimantasyon) yüzdürme,santrifüjleme,dializ ve jel kromatografisi gibi ayırma yöntemleri de yaygın olarak kullanılırMagnetik metalleri magnetik olmayanlardan ayırmak için elektrokimyasal tekniklerden (örnbir bakır alaşımındaki bakırın platin bir katot üzerinde toplanması ) yararlanırBiyolojik maddeler ise çoğunlukla bunların elektrik alanının etkisi altında farklı hızlarda hareket etmesi olgusuna dayalı olarak ayrılır

ÇÖZÜMLEME YÖNTEMLERİNİN SINIFLANDIRILMASI

Çözümleme yöntemleri,

1-) nicel ya da nitel olmalarına,
2-) organik ya da inorganik maddelere uygulanmalarına
3-) kimyasal,fiziksel ya da fizikokimyasal ilkelere dayanmalarına ,
4-) klasik (yaş) ya da aletli olmalarına,
5-) üstünde çalışılan örneğin miktarına





YAŞ YÖNTEMLER

İnorganik nitel çözümleme

masında ayrı sistematik yollar uygulanırBu yollar çözeltilerdeki kimyasal tepkimelere bağlı olduğundan ,çözünmeyen maddeleryükseltgenen ya da yükseltgenmeyen ,bazik ya da asidik eriticilerle eritme gibi önişlemlerden geçirilerek çözünür duruma getirilirÖnce katı örnekler gözle ya da mikroskop altında incelenir ya da alev deneyinden geçirilirAyrıca örnek basit ayıraçlarla birlikte ısıtılarak ilk bilgiler toplanır Bu ilk deneylerden sonra örnek,olabilecek en düşük derecede bir asitli çözelti içinde çözündürülerek, bir dizi kimyasal işlemden geçirilmeye hazır duruma getirilirBu ilk işlemler sırasında örnek kimyasal dönüşüme uğrayabilir,kimi zaman da örneğin çözünürlüğünü artırmak ya da örneği ayırmak için bu tür bir dönüşüm bilinçli olarak uygulanır

Kaynak:AnaBritannica cilt 19 sayfa 80 frmsinsinet için derlenmiştir

İNORGANİK NİCEL ÇÖZÜMLEME

Karbon dışındaki elementlerden oluşan inorganik maddelerin yüzde bileşiminin belirlenmesidir ve kimyasal çözümlemenin büyük bir bölümü kapsarAğırlıksal ve hacimsel (titrimetrik) çözümleme,yaş yolla gerçekleştirilen temel nicel çözümleme yöntemleri doğru sonuçlar vermekle birlikte çok zaman aldığından IIDünya Savaşı'ndan beri pek kullanılmazBu yöntemde ,belirlenecek bileşen çözeltiden çözünmeyen bir türevi halinde çöktürülerek ayrılır,kurutulur ve tartılırÇözünmeyen türevin renkli,kristal yapılı ,çözünürlüğü çok az ,uygun bir kurutma sıcaklığında kararlı ve bileşimi bilinen bir bileşik olması yeğlenirHacimsel yöntem ise,çözümlenen belirli miktarda madde ile nicel olarak tepkimeye giren derişimi bellibir ayıracın (standart çözeltinin) hacminin büret yardımıyla bulunmasıdırTepkimenin dönem noktasını (eşdeğerlik noktası ) saptayacak bir yöntem gereklidirPotasyum permanganatla yapılan titrasyonlarda olduğu gibi bazı sistemlerde dönüm noktası renk değişimi biçiminde kendiliğinden görünürBuna karşılık çoğunlukla asit-baz titrasyonlarında fenolfalein,metil kırmızısı,yükseltgeme-indirgeme (redoks) titrasyonlarında da difenilamin,fenantrolin gibi dönüm noktasında renkleri keskin değişime uğrayan belirteçler kullanılırPek çok özel titrasyon türü vardır,ama her zaman titrant ile çözümlenmesi yapılan madde arasında nicel bir bağıntı olması ve tepkimenin hızlı yürümesi gerekir

AZRAK ELEMENTLERİN ÇÖZÜMLENMESİ

Son yıllarda teknolojinin hızla gelişmesi sonucunda çoğu azrak elementin kullanımı da yaygınlaşmıştırÖrneğin ,titan,sirkonyum,hafniyum,niyobyum,tantal,vanadyum ,tungsten ve molibden uzay araştırmalarında ve havacılıkta yararlanılan özel alaşımlarda; bor,azrak toprak elementleri ve uranyum ötesi elementler atom enerjisi çalışmalarında ;silisyum,germanyum,galyum ve indiyum gibi elementler ise modern elektronik sanayisinde yaygın biçimde kullanılırYaş ayırma yöntemleri azrak elentlerin çözümlenmesinde de kullanılmakla birlikte günümüzde,çok daha hızlı ve duyarlı yöntemler olan kromatografi ,iyon değişimi,çözücüyle özütleme ,atom soğurumu gibi spektroskopi teknikleri ;karmaşık oluşturan hacimsel yöntemler ve polarografi gibi elektorkimyasal işlemler bunların yerini almıştır

ORGANİK NİTEL ÇÖZÜMLEME

Karbonatlar dışındaki karbon bileşiklerinin nitel çözümlenmesidirOrganik bileşikler inorganik bileşiklerden,havada ısıtıldıklarında gösterdikleri davranışlarla ayrılırDeneyimli bir çözümleyici yanmanın başlama kolaylığından ,alevin dumanından ,asidik tepkime gazlarının oluşmasından ve yanma sonucunda kalan artığın çökelmesinden birçok bilgi elde edilirKarbon en çok hidrojen ,oksijen ve azotla,ayrıca kükürt ,fosfor ve halojenlerle,en az da öbür elementlerle birleşmiş halde bulunurBir bileşikte karbon ve hidrojen bulunup bulunmadığını belirlemenin en kolay yolu az miktarda örneği,bol miktarda kuru ve toz halindeki bakır (II) oksitle büyük bir deney tüpünde ısıtmaktırOluşması gereken başlıca ürünler karbon dioksit ve hidrojen gazıdırGaz kireç suyundan geçirildiğinde çözünmez kalsiyum karbonat oluşuyorsa karbon dioksit var demektirHidrojen ise bakır oksitle tepkimeye girerek tüpün kuru ve soğuk olan üst yüzeyinde su yoğuşmasına neden olurAzotu ,halojenleri ve kükürdü tanımlamada kullanılan Lassaigne deneyinde ise,örnek,sodyum metaliyle eritilirBileşikte bu elementlerden herhangi biri bulunuyorsa,sodyum siyanür (azotla) ,sodyum halojenür (halojenlerle) ve sodyum sülfür (kükürtle) oluşur ve bunlara siyanürler,halojenürler ve sülfürler için uygulanan inorganik deneyler uygulanırFosforu tanımlamak için organik maddeyi sodyum peroksit ve sodyum karbonat karışımıyla eritmek gerekirFosfor bu yolla fosfatlara dönüştürülürve nitrik asit içindeki amonyum molibdatla girdiği renk dönüşümü tepkimesiyle tanınırOrganik bileşiklerdeki metallerin varlığı ise standart inorganik çözümleme deneyleriyle saptanır

ORGANİK NİCEL ÇÖZÜMLEME

Organik bileşiklerin nicel çözümlemesi,elementlerin çözümlenmesi ve işlevsel grupların çözümlenmesi olmak üzere iki ayrı bölümde gerçekleştirilir

Organik bileşiklerde element çözümlenmesi çoğunlukla karbon,hidrojen,azot,kükürt,fosfor ve halojonler için gereklidirMetallerin belirlenmesi ise,nicel kül oluşturma tekniğiyle gerçekleştirilirKarbon ve hidrojen ,Liebig yöntemine dayalı olarak organik bileşiğin bol miktarda oksijenle tümüyle yanması sonucunda oluşan karbon dioksitin ve suyun,tartma tüplerindeki kimyasal maddeler tarafından soğurulmasıyla belirlenirAzot,yanma sonucunda oluşan azot oksitlerinin element haline dönüştürülmesi ve hacminin ölçülmesi ilkesine dayalı Dumas yöntemiyle ya da amonyum sülfata dönüştürüldükten sonra bunun içindeki amonyağın buharla damıtılması ve titrasyonla bulunması ilkesine dayalı Kjeldahl yöntemiyle belirlenirKükürt,halojenler ve fosfor ise genellikle oksijenle dolu bir cam balon içinde yakma tekniğine dayalı Schöniger oksijen- balonu tekniğiyle bulunurYanma sonucunda oluşan ürünler damıtık su eklenerek çözülür ve hacimsel ya da renkölçüm yöntemleri uygulanır

En çok kullanılan işlevsel grup çözümlemeleri alkoksi ( metoksi,etoksi) hidroksil,asetil,epoksi,amino ,karboksil,peroksi,nitro,siyano ve etkin hidrojen gruplarının belirlenmesidirBu çözümlemelerde daha fazla çözümleme deneyimi gereklidir,ama alınan sonuçlardan element çözümlenmesindekilere göre daha doğru bir yüzde bileşimi bulunur

Alkoksi grupların belirlenmesinde uygulanan Zeisel yöntemi işlevsel grup çözümlenmesinin tipik bir örneğidirBu yöntemde bileşik hidroiyodik asitle tepkimeye girer,örneğin metoksi grupları metil iyodüre dönüşür ve kimyasal maddelerle soğurulduktan sonra hacimsel yolla belirlenir

OPTİK YÖNTEMLER

Optik olgusuna dayalı olarak yürütülen 20 kadar çözümleme tekniği vardırBunlardan bazıları kimyasal çözümlemeler için son derece gereklidirve hemen her modern laboratuvarda bulunur;bazıları ise yalnızca belirli bileşiklerin çözümlenmesinde kullanılır

Gün ışığı altında herhangi bir çözümleyici bakır (II) sülfat pentahidrat (mavi) ile sodyum klorür (renksiz) çözeltileri arasındaki renk farkını seçebilirgene herhangi biri,iki bakır (II) sülfat pentahidrat çözeltisinden hangisinin daha derişik,yani daha koyu renkli olduğunu belirleyebilirBu renk farkları,maddelerin ışığı soğurma yetisindeki farklılıklardan kaynaklanırYukarıdaki örneği ele alacak olursak,sodyum Güneş ışığının hiçbir dalgaboyunu soğurmaz,bakır ise,mavinin dışındaki tüm dalgaboylarını soğurur ve maviyi yansıtıryansıyan bu dalgaboyu da bir detektörle sapatanabilirBurada detektör insan gözüdürAyrıca fotosel gibi duyarlı elektronik aygıtlardan ve fotoçoğaltıcı lamba ve yükselteç (amplifikatör) gibi başka duyarlı aletlerden de yardım alınabilirİşte bütün bu olgular renkölçüm (kolorimetri) tekniklerinin alanına girer

Renkölçüm ,renkli maddelerin ışık tayfının görünür bölgedeki ışınımını soğurma şiddetinin ölçülmesidirÖzellikle şeker,kuvars,penisilin ve penisilinaz enziminin çözümlenmesinde yararlanılan polarimetri,maddenin kutuplanmış ışınım düzlemini döndürme derecesini ölçme tekniğidirMaddenin katı asıltı (koloit) halinde bulunduğu bir çözeltideki bulanıklık ölçümünde saçılan ışığın şiddetini ölçmeye dayanan nefelometri ve incelenen sıvıdan geçen ışığın şiddetini ölçmeye dayanan türbidimetri gibi iki yöntemden yararlanılırpolimerler gibi büyük moleküllü maddelerin molekül ağırlıkları ,tane büyüklükleri ve asıltı halindeki maddeleri miktarı bulanıklık ölçümüyle belirlenir

SPEKTROKİMYASAL YÖNTEMLER

Modern aletli çözümleme tekniklerinin en önemlilerinden biri olan spektrokimyasal çözümleme ,tayfın görünür ışık bölgesi dışındaki dalga boylarının incelenmesine yöneliktirIsı ya da başka bir enerji biçimiyle uyarılan moleküllerin ışınım salması,moleküllerin belirli dalgaboylarındaki ışınımı soğurması ya da ışınımın yansıtılması gibi olguların incelenmesi,spektrokimyanın alanına girerBelirli moleküllerce soğurulan ışınım enerjisi,daha sonra uyarlanmış bir biçimde yeniden salınabilirbunun sonucunda flüorışıma,fosforışıma ve Raman etkisi (ışığın saydam maddelerin içinden geçerken saçılması sırasında ek tayf çizgilerinin oluşması) gibi olaylar ortaya çıkarBunlar,kimyasal maddelerin çözümlenmesinde yararlanılan son derece önemli olgulardır

Bazı gaz molekülleri ,dalgaboyu 1 - 100 cm arasında değişen mikrodalga ışınımlarını soğururbu olgu,gazın yapısına ilişkin bilgi vermekle birlikte ,çözümleme açısından fazlaca önemli değildirAma oksijen azot ve hidrojen gibi iki atomlu gazlar ile alkali halojenürlerin dışındaki hemen her organik ya da inorganik bileşik,yapısına bağlı olarak,tayfın kızılötesi bölgesindeki belirli dalgaboylarını soğururBu tür bir spektrokimyasal çözümleme için en kullanışlı dalgaboyu aralığı 2,5 mikron ile 16 mikrondur (mikron ya da mikrometre
Kızılötesi spektroskopisi tekniğiyle duyarlı nicel çözümlemeler yapılır; özellikle organik bileşiklerin nitel tanılanması ve belli işlevsel grupların varlığının araştırılması bu yöntemle gerçekleştirilir

Yapısında doymamış bağlar bulunan moleküllerin elektronları ise dalgaboyu 180 - 400 nanometre ()aralığında değişen morötesi ışınımları soğururmorötesi spektroskopisi tekniğinin uygulandığı başlıca alanlar ,aromatik bileşiklerin ,vitaminlerin ve başka biyokimyasal moleküllerin çözümlenmesidir


Kaynak:AnaBritannica cilt 19 sayfa 81-82 frmsinsinet için derlenmiştir

Yaklaşık 60 kadar elementin çok duyarlı ve özel çözümlemelerinin yapıldığı atom soğurma spektroskopisi tekniğinde incelenen bileşiğin çözeltisi bir alev içine püskürtülür ve uyarılmış duruma geçen atomların içinden aranılan elementi içeren bir kaynaktan salınan ve böylece uyarılmış atomların salımıyla aynı dalgaboyunda olan bir ışınım demeti geçirilirBunun sonucunda soğurulan enerji,aranılan element atomlarının sayısıyla doğru orantılıdır ve bir detektörle algılanır

Atom flüorışıma spektroskopi tekniğinden ise çinko,cıva ,kadmiyum,magnezyum ve gümüş gibi metallerin çok duyarlı çözümlenmesinde yararlanılırGiren ışın demetine dik bir yönde saçılan ışınımın ölçüldüğü bir başka teknik de Raman spektroskopisi tekniğidirbu teknik laser kaynaklarının gelişmesiyle birlikte daha da gelişmiştir

X ışınları ve elektron kırınımı yöntemleri,özellikle çok karmaşık protein ve polisakarit moleküllerinin yapılarının belirlenmesinde yararlanılan özel yöntemlerdirElementleri,yapılarına zarar vermeden çözümleyebilen X ışınları flüorışıması tekniği,metalurjide ve jeolojide,atom numarası 12'den büyük olan elementlerin nicel ve nitel çözümlenmelerinde yaygın biçimde kullanılırBu teknikte elementler ,uygun dalgaboyunda X ışınlarıyla ışınlandığında ,elemente özgü dalgaboyunda X ışınları salar

KÜTLE SPEKTROGRAFİSİ

Karışımlardaki en büyük ve en küçük bileşenlerin niceliğini ,molekül ağırlıklarını ve izotop bolluğunu belirleyen ve karmaşık organik moleküllerin çözümlenmesinde yaygın olarak kullanılan kütle spektrografisi tekniği çok duyarlı ve doğru sonuçlar veren bir tekniktirBir bileşiğin kütle tayfı da kızılötesi tayfı gibi tektirBu teknikte sıcak bir telcik tarafından üretilen ve hızla hareket eden elektron demetinin örnek moleküllerine çarpmasıyla artı yüklü moleküller (iyonlar) açığa çıkar ve bu iyonlar eksi yüklü,ivme kazandırıcı bir elektrot tarafından hızla çekilir,iyonlaşmayan moleküller de bir vakum pampasıyla uzaklaştırılırİvme kazanmasıyla oluşan iyon demeti bir mıknatısla ,iyonların kütle-yük oranına göre ayrı demetlere saptırılır ve bu demetler bir dizi aralıktan geçirilerek iyon toplayıcı elektrotlarda toplanır

MAGNETİK REZONANS SPEKTROGRAFİSİ

Organik bileşiklerin ve bazı inorganik madde gruplarının yapısal çözümlenmesinde yeni bir çığır açan (1955) bu teknikte,madde örneğinin hidrojen atomlarından salınan sinyallerin girişim etkisinden uzak tutulması için,döteryum içeren bir çözücüde çözündürülmüş olması gerekirKarbon ve oksijen izotopları dışında kalan hidrojen,azot,flüor,fosfor izotopları gibi bazı atomların çekirdekleri ,çok küçük mıknatıs çubukları gibi hareket ederbunlar kuvvetli dış magnetik alanlardan etkilenirler ve kuvantum kavramına göre uygulanan alana doğru ya da karşıt doğrultuda dizilirlerÖrnekten soğurma için uygun frekansta bir ışınım geçirildiğinde soğurulan enerji nedeniyle bir diziliş biçiminden öbürüne geçiş olur ve bu olguya çekirdeklerin rezonansta olması olgusu denirFrekansın ve çekirdeklerin soğurma miktarını ölçülmesi bu çözümlemenin temelini oluştururElektron paramagnetik (spin) rezonansı spektrografisi ise,eşlenmemiş elektronları olan örneklere uygulanan bir rezonans tekniğidirve serbest köklerin,üçlü durumda olan (iki eşlenmemiş elektronu olan) molekülllerin ,bazı geçiş metali iyonlarının ve karmaşıkların çözümlenmesinde kullanılır

ISIL YÖNTEMLER

Maddeler ısıtıldığında ,fiziksel değişiklikler ve kimyasal tepkimeler ya da ayrışmalar gerçekleşirbu değişikliklerin ve tepkimelerin niteliği ve oluşma sıcaklıkları,incelenen maddelerin özgün özelliklerine işaret eder

Diferansiyel ısıl çözümleme tekniği ,sabit hızla ısıtılan bir örnekteki sıcaklık değişmelerinin gözlemine dayanırBu gözlemlerden,maddenin kimyasal bileşiminin nicel ve nitel olarak çözümlenmesinde yararlanılırÖrnek ısıtıldığında ısıyı soğuran ya da ısı açığa çıkaran faz değişimleri ve tepkimeler oluşurBu teknikte çözümlenecek maddenin sıcaklığı,yakınında bulunan ve eylemsiz olan bir maddenin sıcaklığına bağlı olarak ölçülürÖrneğin ve referansın içine yerleştirilen birer ısılçift (termokupl) birbirine bağlanırve ısıtma işlemi sırasında ortaya çıkan sıcaklık farkları hareketli bir kağıt üzerine grafik halinde kaydedilirSoğurulan ya da açığa çıkan ısı ve değişimlerin gerçekleştiği sıcaklıklar her element ya da bileşik için farklıdırBilinmeyen maddenin diferansiyel ısıl çözümleme eğrisi ile bilinen elementlerin ya da bileşiklerin eğrileri karşılaştırılarak örnek tanımlanırAyrıca karışım halindeki bir örnekteki bir maddenin miktarı grafikteki tepe noktalarının altında kalan alanla orantılıdır vebu miktar,aynı koşullarda çözümlenen standart örneklerin özgün tepe noktalarının altında kalan alanla karşılaştırılarak bulunurBu teknikten özellikle minerallerin ,mineral karışımlarının ve polimerlerin çözümlenmesinde yararlanılır

Isılağırlıkölçüm ( termogravimetri) ise,ısıtılan örneğin ağırlığında ortaya çıkan değişiklikleri sürekli olarak kaybeden bir ısılteraziyle yürütülürAğırlığın azalmaya başladığı sıcaklık noktası ve azalma miktarı özellikle polimerlere ilişkin yararlı analitik bilgiler verir

Polimer yapılı malzemelerin incelenmesinde son yıllarda en yaygın kullanılan yöntem pirolizdirBu teknikte örnek,en basit gaz bileşiklerine ayrıştığı sıcaklığa kadar ısıtılırDaha sonra bu gaz ürünler gaz kromatografisi ya da kütle spektrografisi yoluyla çözümlenir

Soğurulan ya da açığa çıkan ısı miktarının ölçümü ( kalorimetri) ,donma noktasındaki sıcaklık düşmesinin ölçümü (kriyoskopi) ve kaynama noktasındaki sıcaklık artışının ölçümü de (ebuliyometri) çözümlemesi için kullanılan öbür ısıl yöntemlerdir

Kaynak:AnaBritannica cilt 19 sayfa 83-84 frmsinsinet için derlenmiştir

RADYOKİMYASAL YÖNTEMLER

Radyoaktifliğe dayalı çözümleme tekniklerine radoykimyasal yöntemler denirRadyometrik çözümleme bazı radyoaktif izotopların doğal olarak bulunduğu maddelerin çözümlenmesinde kullanılırÖrneğin doğal potasyum,çok az miktarda potasyum - 40 izotopu (yarı ömrü ) içerirRadyoaktif olmayan bir madde de radyoaktif duruma dönüştürülerek bu yöntemle çözümlenebilirÖrneğin klorür iyonları,radyoaktif gümüş nitrat eklenerek çok duyarlı biçimde çözümlenirEtkinleştirme yoluyla çözümleme ise çoğu elementlerin bir nükleer reaktörde nötronlarla bambardıman edildiğinde radyoaktif duruma gelmesinden yararlanılırOluşan izotopları yarı ömürleri bakımından farklı olduğundan,zamana karşı radyoaktifliğin şiddetinin çizildiği bozunma eğrisi ve bunları tamamlayan başka bilgilerin yardımıyla madde örneğinin element bileşimi belirlenirElde edilen sonucun duyarlığı elementin nötron kapımı kesitine ,oluşan izotopun yarı ömrüne ve nötron kaynağının şiddetine göre değişirİzotop seyreltmesi yöntemi ise bazı elementlerin miktarının belirlenmesidirBu yöntemde elementi içeren karışıma çok az bilinen miktarda bu elementin radyoaktif izotopo eklenir ve element radyoaktif izotopu eklenir ve element karışımından ayrılarak radyoaktifliği ölçülürElementin ve izotopun karışımından aynı oranda geri kazanıldığı varsayılarak elementin karışımdaki yüzdesi belirlenir

ELEKTROKİMYASAL YÖNTEMLER

Gerilim ölçüm yönteminde çözeltilerin değişikliği elektrik potansiyelinin ölçülmesiyle belirlenirderişikliğinin ters logaritması) aletli ölçümü de bu yöntemle yapılırÇözeltideki belli bir iyonun etkinliğine duyarlı olan iyon seçici elektrotlarla hidrojen iyonları ,flüorürler,alkali metaller,kalsiyum,gümüş vb belirlenebilir

Çözeltilerin iletkenliği,içerdikleri iyonların türüne ve miktarına bağlı olduğundan zayıf ve kuvvetli asit karışımlarının titrasyonunda,tepkime hızlarının çok az çözünen tuzların çözünürlüğünün ve çökelti oluşturan titrasyonların son noktasının belirlenmesinde,iletkenlik ölçümü yönteminden yararlanılırOsilemetri ( yüksek frekanslı titrimetri) tekniğinde çözeltilerin bileşimi ,bunların dielektrik sabitinde ya da iletkenliğinde ortaya çıkan değişimlerle saptanırbu değişmeler ,çözeltinin dışında da olabilen bir elektrota yüksek frekanslı değişken amı uygulayarak algılanabilirVoltametri yönteminde ise büyük bir kutuplanmamış referans elektrotu ile altın ya da platin gibi eylemsiz küçük bir potansiyel farkı uygulanırgeçen akımın yeğinliği ,maddenin elektrot üzerinde indirgenmesi ya da yükseltgenmesi gibi dönüşüm hızına bağlıdırOrganik ve inorganik bileşiklerin çözümlenmesinde kullanılabilen bu yöntemde değişen bir gerilimle ,değişen bir akımla ya da sabit bir akımla çalışılabilirPolarografi yönteminde ise kutuplanmış elktrot,damlayan bir cıva elektrotudurAmperometri yönteminin çalışma ilkesi de voltametrinin ki gibidirama her iki elektrot da kutuplanmış olabilirbu yöntemle yavaş yürüyen ve tamamlanmayan tepkimelerin son noktası belirlenirCoulomb ölçümü doğrudan Faraday elektroliz yasasının uygulandığı bir yöntemdirElektrolizle çökeltme yönteminde,çoğunlukla bakır,geçiş metalleri ve soy metaller elektorliz yoluyla bir elektrot üzerinde çökeltilerek tartılır

FİZİKSEL YÖNTEMLER

Buhar yoğunluğu,buhar basıncı,donma noktasının düşmesi,kaynama noktasının yükselmesi gibi ölçümler molekül ağırlıklarının belirlenmesinde kullanılan fiziksel yöntemlerdirAğdalılığın ( viskozluk ) ve geçişme ( osmoz) basıncının ölçülmesinden özellikle doğal polimerler ( nişasta,selüloz,pektin,proteinler) ve yapay polimerler (polietilen,naylon) gibi katı asıltı halindeki sistemlerin molekül ağırlıklarının incelenmesinde yararlanılırYüzey gerilimi,tortullaşma (sedimantosyon) hızı ve tane büyüklüğü dağılımı ölçümleri de aynı amaçla kullanılırOrganik moleküllerin çözümlenmesinde ,dielektrik sabiti ve dipol momenti gibi elektriksel özellikler ölçülürKırılma indisinin ölçülmesiyle de bileşiklerin arılığı ya da çözeltilerin derişiklikleri çok doğru olarak bulunabilirIsı sığasının,yanma ısısının ,etkinleşme enerjisinin ,tepkime hızlarının belirlenmesi de çözümlemede kullanılan öteki önemli fiziksel tekniklerdir

Kaynak:AnaBritannica cilt 19 sayfa 83-84 frmsinsinet için derlenmiştir