GENEL KİMYA LABARATUARI (KİM – 120)
DENEYİN ADI Potasyum Nitratın (KNO3) Çözünürlüğü ve Saflaştırılması.
DENEYİN AMACI Potasyum Nitratın (KNO3) Çözünürlüğünün Tayini ve Saflaştırılması.
ARAÇ VE GEREÇLER Deney tüpü
Büret
Beher
% 75 KNO3 içeren Na(NO3)2 ve KNO3 karışımı
Saf KNO3 tuzu
Saf su
Üç ayak
Bunzen beki
-GENEL KİMYA DENEY RAPORU-
DENEYİN ADI
Potasyum nitratın çözünürlüğü ve saflaştırılması.
DENEYİN AMACI
Potasyum nitratın (KNO3) çözünürlüğünün tayini ve saflaştırılması.
KURAMSAL BİLGİLER
ÇÖZELTİLER
Çözelti Homojen karışımlara çözelti denir.
ÇÖZELTİLERİ SINIFLANDIRMA
Çözücü ve Çözünene Göre Sınıflandırma
1- Katı-Sıvı Çözeltileri : Bir katının bir sıvıda çözünmesiyle hazırlanan çözeltilerdir. ( Tuzlu su, şekerli su, bazlı su.....)
2- Sıvı-Sıvı Çözeltileri : Bir sıvının başka bir sıvıda çözünmesiyle oluşan homojen karışımlardır. ( Kolonya, alkol+su...)
3- Katı-Katı Çözeltileri : Bir katının başka bir katı içerisinde homojen dağılmasıyla oluşan karışımlardır. Bütün alaşımlar katı-katı çözeltileridir. ( Lehim, çelik, tunç, prinç.....)
4- Gaz-Gaz Çözeltileri : En az iki gaz karışımıdır. Bütün gaz karışımları homojendir ve çözeltidir. ( Hava, tüp gaz)
5- Gaz-Sıvı Çözeltileri : Bir gazın bir sıvıda çözünmesiyle oluşan karışımlardır. ( Kola, gazoz...)
Derişime Göre Sınıflandırma
1- Seyreltik Çözeltiler: Çözücü çözebileceğinden az miktarda maddeyi çözmüşse doymamış ya da seyreltik çözeltidir.
2- Doymuş Çözelti: Çözücü çözebileceği kadar maddeyi çözmüşse doymuş çözeltidir.
3- Aşırı Doymuş Çözeltiler : Çözücü çözebileceğinden fazla maddeyi çözmüşse şırı doymuş çözeltidir.
DERİŞİM VE DERİŞİM ÇEŞİTLERİ
Bir çözeltinin birim hacmine çözünen maddenin gram cinsinden miktarıdır.
Çözünenin kütlesi
Derişim = -------------------
Çözeltinin hacmi
Kütlece % Derişim
Bir çözeltinin 100 gramında çözünen maddenin gram cinsinden miktarıdır.
Çözünenin kütlesi
Yüzde Derişim = --------------------x100
Çözeltinin kütlesi
KARIŞIMLARIN % DERİŞİMİ
İki veya daha fazla çözelti birbirine karıştırılırsa, karışımdaki toplam çözünen madde miktarı, karıştırılan çözeltilerdeki çözünen maddelerin kütleleri toplamına eşittir. Bu durumda aşağıdaki bağıntıya göre hesap yapılır.
M1Y1 + M2Y2 +................= MkYk
* Çözeltiye saf su eklenirse derişim 0/100 (% 0 lık çözelti), saf madde eklenirse derişim 100/100 alınır.
MOLAR DERİŞİM (MOLARİTE)
Bir litre çözeltide çözünen maddenin mol sayısıdır.
Molaritenin birimi mol /litre yada molar ( M) dır.
Çözünenin mol sayısı
MOLARİTE= ------------------------
Çözeltinin hacmi(litre)
İki veya daha fazla çözelti birbirine karıştırılırsa,
M1V1 + M2V2+..............=MkVk
*Çözeltinin öz kütlesi verilirse, Çözünenin kütlesi=%.d.V ye eşittir.
Normalite Bir litre çözeltide çözünmüş olan maddenin eşdeğer gram sayısıdır. Pratik olarak ;
Normalite = molarite x etki değeri
Etki değeri Asitlerde suya verilen H+ sayısı, bazlarda OH- sayısı, tuzlarda ise + yada - yük sayısıdır.
Örnek H2SO4 için etki değeri 2 dir. HNO3 için 1, H3PO4 için 3 dür.
NaOH için 1, Ca(OH)2 için 2, Al(OH)3 için 3 dür.
CuSO4 için etki değeri 2 dir. (SO4-2) ve Al2(SO4)3 de ise 6 dır.
İYONLARIN MOLAR DERİŞİMİ
AlCl3 --> Al+3 + 3Cl-
1 M 1M 3M
CaCl2 --> Ca+2 + 2Cl-
2 M 2 M 4 M
Al2SO4 --> 2Al+3 + 3 SO4-2
2 M 4 M 6 M
ÇÖZÜNME HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
1- Sıcaklık
Çözünürlüğü sıcaklıkla doğru orantılı olarak değişen maddelerin çözünme hızı sıcaklığın artmasıyla artar.
2- Tanecik Büyüklüğü
Çözünen maddenin tanecikleri ne kadar küçükse çözünme o kadar hızlı olur. (Örneğin talaş ile kalasın yanmasını karşılaştırdığımızda talaşın yanma hızının daha fazla olduğunu söyleriz)
3- Karıştırma
Çözeltinin karıştırılması katıyı küçük taneciklere ayırdığı için, çözcüyle temas eden yüzeyi artırır ve çözünme hızlanır.
ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİ EDEN FAKTÖRLER
1- Çözücü ve çözünenin cinsi
Her madde her maddede çözünmez. Organik bileşikler organik çözücüde inorganik bileşikler inorganik çözücüde çözünürler. Polar bileşikler polar çözücüde apolar bileşikler apolar çözücüde çözünürler. Örneğin naftalin suda çözünmez fakat benzende çözünür. “Benzer benzeri çözer”.
2- Sıcaklık
Katıların çözünürlüğü genelde ısı alıcı (endotermik) olduğu halde gazların çözünürlüğü ekzotermiktir. Sıcaklığın artırılması katıların çözünürlüğünü artırdığı halde gazların çözünürlüğünü azaltır.
3- Basınç
Basınç değişimi katıların çözünürlüğünü etkilemediği halde gazların çözünürlüğünü doğru orantılı olarak etkiler.
AYRIMSAL KRİSTALLENDİRME
Birbiri içinde çözünmüş maddeleri ayırmak için bir çok yöntem kullanılabilir, bunlardan bir kaçı;damıtma,ekstraksiyon ,ayrımsal kristallendirme ,evoparasyondur. İki katı maddeyi ayırabilmek için kullanılabilecek bir yöntem de ayrımsal kristallendirmedir. Ayrımsal kristallendirme daha çok maddedeki safsızlıkları ayırmak için kullanılır. Bu yöntem, bir katının belli bir çözücüde sıcakta çözünüp soğukta çözünmemesi temeline dayanır. Bu yöntemi uygulamak için ayrılmak istenen iki maddeden birinin daha az ,diğerinin daha çözündüğü bir çözücü seçilmelidir. Saflaştırılacak olan katı sıcak bir çözücüde çözülür ve daha sonra bu sıcak karışım süzülerek çözünmeyen safsızlıklar ayrıldıktan sonra, çözelti soğutularak kristallendirmeye bırakılır. İdeal olarak istenen madde kristal halde ,çözünene safsızlıklar ise ana çözeltide çözünmüş halde ayrılarak elde edilir. İşlemin sonunda kristaller bir süzgeç kağıdı yardımıyla toplanarak kurutulur. Eğer tek bir kristallendirme işlemi saflaştırmayı sağlamıyorsa , başka bir çözücü kullanarak ikinci saflaştırma işlemi yapılır.
DENEYİN YAPILIŞI
I. KISIM
Bu kısımda tüp içine 1g potasyum nitrat koyulur ve üzerine 2,5ml su eklendikten sonra, ısıtılarak tamamen çözülür, sonra soğumaya bırakılır ve kristallenmenin ilk göründüğü sıcaklık termometre ile ölçülür. 2g, 3g ve 4g için tekrarlanır, potasyum nitrat’ın çözünürlük - sıcaklık grafiği çizilir.
II. KISIM
İlk kısımda çizilen grafikten potasyum nitratın 75ºC için gerekli olan miktar belirlenir. Ve 5g potasyum nitrat bakır nitrat çözeltisi için gerekli su miktarı hesaplanır ve cam tüpün içine konulur. Sonra ısıtılarak tamamen çözülür sonra soğutulur ve oluşan kristaller süzülür.sonuçta süzülünce elde edilen madde potasyum nitrattır.
VERİLER VE HESAPLAMALAR
Veriler;
İlk kristallerin görüldüğü sıcaklık
1g KNO3 / 2,5 g su için 26°C
2 g KNO3 / 2,5 g su için 50°C
3 g KNO3 / 2,5 g su için 62 C
4 g KNO3 / 2,5 g su için 76°C
Geri kazanılan KNO3’ün ağırlığı = 3,1 g
Sonuçlar;
Verilen örnekteki KNO3 miktarı 3,75
Geri kazanma yüzdesi: [ ( Geri kazanılan KNO3 ağırlığı ) . ( 100 ) ] / [ Verilen KNO3 ağırlığı ]
[ 3,75-3,1 ) . ( 100 ) ] / [ 3,75 ] = % 17,33
Sorular;
1) Yaptığımız deneyde sıcaklık arttıkça KNO3 çözünürlüğünün arttığını gözlemledik.Sıcaklık artması endotermik tepkimelerde çözünürlüğü arttırdığı için KNO3 ‘ün çözünmesi endotermiktir.
2) 20ºC’de KNO3’ün molal derişimi
m = 1g (20ºC)
n = 1/101 mol m = (1/101)/5 . 1000 = 2molal = [K+] = [NO3-]
Kçç = [K+] . [NO3-] = 2.2 = 4
80ºC ‘de KNO3’ün molal derişimi
m = 9,4g (80ºC )
n = M/MA = 9,4/101 mol m = (9,4/101)/5 . 1000 = 19molal
Kçç = [K+] . [NO3-] = 19 . 19 = 361
KNO3 ‘ün çözünme ısısı:
Log(Kçç1/Kçç2) = (ΔH/19,15). (1/T1 – 1/T2)
Log(4/361) = (ΔH/19,15) . (1/353 - 1/293)
Log 4 - Log 361 = (ΔH/19,15) . 60 / 103429
ΔH = 64305,6 kJ/mol
YORUM
Deneyde yapılan başlıca hatalar şunlardır;
- II. Kısımda çözeltinin süzülmesi esnasında çok az da olsa tuz kaybı.
- Tuzun kurutulması için fırınlama esnasında süzme kağıdının yanması ile kağıt darasının azalması.
- Çizilen grafikten alınan verinin hata payı.
- Bize verilen tuzun (KNO3) nem tutucu olmasından dolayı kazanılan saf tuz aslında bir miktar nem içerir dolayısıyla verimli tartım ancak nemsiz ortamlarda mümkündür.
KAYNAKLAR
General Chemistry (Petrucci, Harwood, Herring) ISBN 975-8624-43-1
Chemical Experiements ( University of Michigan Press) J. Frank Herald (Çeviri Mehmet Altınbaş)
buda başka bi deney
http://rapidshare.de/files/35895094/151527-V9WNN9K1RI2793.zip.html
http://rapidshare.de/files/35895094/151527-V9WNN9K1RI2793.zip.html
eger aranızda kimya ögretmeni olan varsa bi yardımcı olurmusunuz siz ögrencilerinizden hangi konuda bi arastırma istersiniz
