suyun fiziksel analizleri
Post on 05-Dec-2014
1.114 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
LAAQ-B-LC001B 1
Suyun Fiziksel AnalizleriSuyun Fiziksel Analizleri
İbrahim BULDUK
LAAQ-B-LC001B
Fiziksel AnalizlerFiziksel Analizler
2
Askıda Katı Madde Tayini
Bulanıklık Tayini
Çözünmüş Katı Madde
Tayini
İletkenlik Tayini
Katı Madde Tayini
pH Tayini
LAAQ-B-LC001B
Askıda Katı Madde Tayini
3
Yöntemin Esası:
İyi karıştırılmış su numunesi, sabit tartıma getirilmiş uygun filtre
kâğıdından süzülür. Filtre kâğıdının üzerinde tutulan kalıntı, 103–
105°C’da sabit ağırlık elde edilinceye kadar kurutulur. Filtre kâğıdının
ağırlığındaki artış, Toplam Askıda Katı Maddeyi ifade eder.
Toplam Askıda Katı Madde tayini yapılırken elde edilen süzüntü, Toplam
Çözünmüş Katı Madde tayininde kullanılabilir.
LAAQ-B-LC001B
Yöntemin Hata Kaynakları
4
Çözünmüş maddesi yüksek örneklerde çözünmüş maddenin tamamen
giderildiğinden emin olmak için, filtre kâğıdı birkaç kez saf su ile yıkanır.
Filtrenin tıkanması nedeni ile süzme süresinin uzamasına bağlı olarak,
tıkanmış filtre üzerinde aşırı katı yakalanması nedeni ile yüksek sonuçlar
elde edilir. Tıkanmanın yaşandığı bu durumlarda mümkün ise daha
büyük çaplı fitle kâğıdı seçilir. Diğer bir çözüm ise; askıdaki katıların
filtreyi tıkaması ve süzme süresini uzaması nedeni ile Toplam Katı ile
Toplam Çözünmüş Katı arasındaki farkı Toplam Askıdaki Katı Madde
olarak değerlendirmektir.
LAAQ-B-LC001B 5
Mümkün olduğunca homojen numune alımı için numune su iyice
karıştırılmalı, gerekirse manyetik karıştırıcı kullanılmalıdır. Kullanılan
pipetlerde ağız açıklığı geniş olmalıdır. Ayrıca analiz edilecek numuneler
kolay çökebilen ve yüzen maddeleri de içermemelidir.
Kurutma sırasında desikatörün açık kalma süresi minimumda tutulmalı,
desikatördeki nem tutucunun uygun miktarda ve uygun özellikte olmasına
da dikkat edilmelidir.
Yöntemin Hata Kaynakları
LAAQ-B-LC001B
Kullanılan Cihazlar
6
Kurutma Kabı: Çapı 65–70 mm olan Porselen, Platin veya Alüminyum
kap olabilir.
Desikatör: Desikatör nem ile renk değiştiren silika içermelidir.
Fırın: 103 – 105°C aralığında çalıştırılarak kurutma işleminde
kullanılacaktır.
Analitik Terazi: Terazi 0.1 mg hassasiyete sahip olmalıdır.
Filtre Kâğıdı: Gözenek açıklığı 1.2–1.5 µm olan aşağıdaki filtrelerden
birinin kullanılan filtrasyon aparatına uygun çaptaki filtresi seçilir;
Whatman marka Glass Microfiber Filtre 934/AH veya GF/C.
Gelman marka Glass Microfiber Filtre A/E,
Millipore marka Glass Microfiber Filtre AP40 veya APFC.
Filitrasyon Aparatı: Membran Filtre hunisi veya Gooch krozesi.
Vakum Pompası: Süzmeyi kolaylaştıracak vakumu sağlayacak
laboratuvar tipi vakum pompası.
LAAQ-B-LC001B
Çalışma Yöntemi
7
1. Filtre kâğıdı, filtre aparatının içine yerleştirilir.
2. Filtre aparatının içine yerleştirilen filtre kâğıdı, vakum uygulanarak 20
mL’lik saf su ile üç defa yıkanır. Yıkama işlemi bittikten sonra, suyun
tamamını gidermek için vakum işlemine bir müddet daha devam edilir.
3. Yıkama suları atılır.
4. Filtre aparatındaki filtre kâğıdı alınır ve kurutma kabında 103–105°C
‘da bir saat süre ile kurutulur, desikatörde soğutulur ve tartılır.
Kurutma, soğutma ve tartma işlemine sabit bir tartım elde edilinceye
kadar devam edilir.
5. İhtiyaç duyulana kadar desikatörde saklanır. Kullanmadan önce tekrar
tartılır.
6. Numune ile çalışılacağı zaman, filtre kâğıdı filtre aparatının içine
yerleştirilir ve bir miktar saf su ile ıslatılır.
LAAQ-B-LC001B
Çalışma Yöntemi
8
7. İyice karıştırılan numunenin ölçülmüş hacmi filtre kâğıdından süzülür.
NOT: Süzme süresi 15 dakikayı geçmeyecek ve numuneyi temsil
edecek şekilde iyi karıştırılmış bir numune hacmi (25–100 mL) seçilir.
8. Süzme bittikten sonra, filtre kâğıdı saf suyun 10 mL’si ile üç defa
yıkanır.
NOT: Yıkamalar arasında süzme işleminin bitmesine müsaade edilir.
9. Yıkama işlemi bittikten sonra 3–4 dakika kadar daha vakum uygulanır.
10. Filtre kâğıdı filtre aparatından dikkatlice alınır ve kurutma kabına
aktarılır.
11. 103–105°C ‘da bir saat süre ile örnek kurutulur, desikatörde soğutulur
ve tartılır.
12. Kurutma, soğutma ve tartma işlemine sabit bir tartım elde edilinceye
kadar devam edilir.
LAAQ-B-LC001B 9
Hesaplama
Toplam Askıda Katı Madde, mg / L = (A - B) * 1000 / C
A; Kurutma kabı ve askıda katı maddenin toplam ağırlığı, mg
B; Kurutma Kabının ağırlığı, mg C; Toplam numune hacmi, mL
LAAQ-B-LC001B
Bulanıklık TayiniBulanıklık Tayini
10
Yöntemin Esası:
Suyun bulanıklığı; kil, silt gibi asılı maddeler, organik ve inorganik
maddeler, çözünmüş renk veren organik bileşikler, planktonlar ve diğer
mikroskobik organizmalardan ileri gelir. Bulanıklık yukarıda sayılanların
ölçümü değildir, fakat bunların ışığı dağıtmasının ölçümüdür. Bulanlık;
yüzey sularının arıtımında uygulanan; yumaklaştırma ve çöktürme
işlemleri ile elde edilen arıtılmış su kalitesine bağlı olarak, arıtmanın
verimliliği ve kalitesini belirlemede en önemli temsil edici özelliktir.
LAAQ-B-LC001B 11
Suyun bulanıklılığını belirlemede Nephelometric yöntem; geniş bulanıklık
aralıkları üzerinde daha büyük doğruluk, hassasiyet ve uygulanabilirliğe
sahiptir. Nephelometric yöntem; belirli bir yönde dağılan ışık yoğunluğu
esas alınarak belirlenir. Bunun için belirli şartlar altında numunedeki ışık
dağılım yoğunluğu ile aynı şartlarda standart bir referans çözeltideki ışık
dağılım yoğunluğunun karşılaştırılmasına dayanır. Nephelometric
yöntemlerde ışık dağılımı yoğunluğunun tayini 90°’lik bir açıdan yapılır.
Bir numunedeki ışık dağılım yoğunluğu ne kadar büyükse; bulanıklık da o
kadar büyüktür.
Bulanıklık TayiniBulanıklık Tayini
LAAQ-B-LC001B
Bulanıklık TayiniBulanıklık Tayini
12
Yöntemin Hata Kaynakları:
Bulanıklığı belirlenecek numune günlük olarak alınır ve mümkün olan en
kısa sürede analiz edilir. Sıcaklık ve pH gibi özelliklerde değişme ve
mikrobiyolojik faaliyet olmaması durumunda en doğru bulanıklık değeri
elde edilir. Eğer bu mümkün olmuyorsa en fazla 24 saat süreyle
karanlıkta, buzdolabında veya 4°C’da saklanır. Çünkü bulanıklıkta geri
dönüşü olmayan değişiklikler olabilir.
LAAQ-B-LC001B
Bulanıklık TayiniBulanıklık Tayini
13
Ölçüm sırasındaki pozitif hata kaynakları;Dağılmış Işık olarak adlandırabileceğimiz detektöre erişen ancak örnekten gelmeyen ışık, Numunedeki hava kabarcıkları, Kalibrasyon sırasındaki kirlilik, Numune küvetindeki çizikler,Optik sistemdeki çizikler,Kalibrasyonda kullanılan küvetten farklı küvetin kullanılması,Cihaz tasarımına bağlı olarak; küçük veya büyük partiküller.
LAAQ-B-LC001B
Bulanıklık TayiniBulanıklık Tayini
14
Ölçüm sırasındaki negatif hata kaynakları;Suda mevcut renkli partiküller,Sudaki renk,Partikül yoğunluğunun fazla olması,Kalibrasyonda kullanılan küvetten farklı küvetin kullanılması,Işığı engelleyen optik hatalar.
LAAQ-B-LC001B
Bulanıklık TayiniBulanıklık Tayini
15
Kullanılan CihazlarTürbidimetre: Türbidimetre; numuneyi aydınlatan ışık kaynağı ve 90°’de dağılan ışığın yoğunluğunu belirten bir veya birkaç detektörden oluşur.
Ölçüm Kapları: Temiz renksiz camdır. Temiz ve çiziksiz olmalıdır. Ölçüm kapları numune ile doldurulduktan sonra hava kabarcıklarının çıkması mutlaka sağlanmalıdır. Kullanılan Kimyasal Maddeler
Bulanıklık İçermeyen Su: Bulanıklık içermeyen su sağlamak güçtür. Saf suyu 0.2 µm’lik özel filtrelerden süzerek 0.02 NTU bulanıklıkta su elde etmek mümkündür. Toplama kabı en az iki defa yıkanır. Daha sonraki 200 mL atıldıktan sora, elde edilen su kullanılır.
LAAQ-B-LC001B
Bulanıklık TayiniBulanıklık Tayini
16
Stok Bulanıklık Süspansiyonu:
Formülü: [(NH2)2H2SO4 + (CH2)6N4]Hazırlanışı; 1.Çözelti: 1g Hidrazin Sülfat((NH2)2H2SO4) saf suda çözülür ve 100 mL’ye tamamlanır.2.Çözelti: 10g Hekzametilentetraamin((CH2)6N4) saf suda çözülür ve 100 mL’ye tamamlanır.Süspansiyon: 100 mL’lik balona 1. ve 2. çözeltinin her birinden 5 mL konur ve iyice karıştırılır. 25 ± 3°C’da 24 saat bekletilir. 100 mL’ye seyreltilir ve iyice karıştırılır. Bu süspansiyonun bulanıklığı 4000 NTU’ dur.
Standart Bulanıklık Süspansiyonları: Hazır veya hazırlanan Stok Bulanıklık Çözeltileri kullanılarak, istenen kalibrasyona uygun seyreltmeler yapılır ve cihaz kalibre edilir.
LAAQ-B-LC001B
Bulanıklık TayiniBulanıklık Tayini
17
Hesaplama
Seyreltilmeyen numunelerde okunan değer alınır. Seyreltme yapılan numunelerde aşağıdaki formül kullanılır.Bulanıklık, NTU = A * (B + C) / CA; Seyreltilmiş numunenin okunan bulanıklığı, NTUB; Seyreltme suyunun hacmi, mLC; Seyreltme için alınan numunenin hacmi, mL
LAAQ-B-LC001B
Bulanıklık TayiniBulanıklık Tayini
18
Hesaplama
Seyreltilmeyen numunelerde okunan değer alınır. Seyreltme yapılan numunelerde aşağıdaki formül kullanılır.Bulanıklık, NTU = A * (B + C) / CA; Seyreltilmiş numunenin okunan bulanıklığı, NTUB; Seyreltme suyunun hacmi, mLC; Seyreltme için alınan numunenin hacmi, mL
LAAQ-B-LC001B
Bulanıklık Tayininde Kullanılan Cihazlar
19
Bulanıklık tayininde kullanılan cihazlar iki çeşittir;400–680 nanometre(nm) dalga boyu aralığındaki ışığı kullanarak ölçüm yapan cihazlar. Bu cihaz ile ilgili genel bilgiler; Bu cihaz ile ölçüm yapan cihazlar NTU(Nephelometric Turbidity Unit),NTRU(Nephelometric Turbidity Ratio Unit) bulanıklık birimini kullanılır. Küçük partiküllerin ışığı dağıtmasına karşı çok hassastır. Renk girişimine karşı çok hassastır.780–900 nanometre(nm) dalga boyu aralığındaki ışığı kullanarak ölçüm yapan cihazlar. Bu cihaz ile ilgili genel bilgiler; Bu cihaz ile ölçüm yapan cihazlar FNU(Formazin Nephelometric Unit),FNRU(Formazin Nephelometric Ratio Unit) bulanıklık birimini kullanılır.Küçük partiküllerin ışığı dağıtmasına karşı çok az hassastır. Renk girişimine karşı hassas değildir.
LAAQ-B-LC001B
Bulanıklık Tayininde Kullanılan Cihazlar
20
Bulanıklık tayininde kullanılan cihazların Ratio(Oransal) özelliğinin esası, cihazda birden fazla detektörün bulunması ve bu detektörlerin okumalarını esas alınarak bulanıklığın tayini esasına dayanır. Ratio (Oransal) bulanıklık cihazlarının özellikleri;
Cihazın stabil kalma süresi uzundur.Çok hassastır ve dağılan ışık miktarı çok küçüktür.Yüksek renk içeren numunelerde hassas bulanıklık ölçer.
LAAQ-B-LC001B
Çözünmüş Katı Madde Tayini
21
Yöntemin Esası:
İyi karıştırılmış su numunesi uygun filtre kâğıdından süzülür. Süzüntü, sabit tartıma getirilmiş kapta, 180°C’da buharlaştırılır ve sabit bir ağırlık elde edilinceye kadar kurutulur. Boş kabın darasına göre ağırlıktaki artış Toplam Çözünmüş Katıyı ifade eder.
Toplam Askıda Katı Madde tayini yapılırken elde edilen süzüntü de, Toplam Çözünmüş Katı Madde tayininde kullanılır.
LAAQ-B-LC001B
Çözünmüş Katı Madde Tayini
22
Yöntemin Hata Kaynakları:
Çözünmüş maddesi yüksek örneklerde çözünmüş maddenin tamamen süzüldüğünden emin olmak için, filtre kâğıdı birkaç kez saf su ile yıkanır. Filtrenin tıkanması nedeni ile süzmenin iyi yapılamaması negatif hataya neden olur. Tıkanmanın yaşandığı bu durumlarda mümkün ise daha büyük çaplı filtre kâğıdı seçilir.
Mümkün olduğunca homojen numune alımı için numune su iyice karıştırılmalı, gerekirse manyetik karıştırıcı kullanılmalıdır. Kullanılan pipetlerde de ağız açıklığı geniş olmalıdır. Ayrıca analiz edilecek numuneler kolay çökebilen ve yüzen maddeleri de içermemelidir.
Kurutma sırasında desikatörün açık kalma süresi minimumda tutulmalı, desikatördeki nem tutucunun uygun miktarda ve uygun özellikte olmasına da dikkat edilmelidir.
LAAQ-B-LC001B
Kullanılan Cihazlar
23
Buharlaştırma Kabı: 100 mL su numunesi alabilen Porselen, Platin veya Cam (yüksek silika içeren) kap olabilir.
Desikatör: Desikatör nem ile renk değiştiren silika içermelidir. Fırın: 180±2°C aralığında çalıştırılarak kurutma işleminde kullanılacaktır. Analitik Terazi: Terazi 0.1 mg hassasiyete sahip olmalıdır. Filtre Kâğıdı: Gözenek açıklığı 1.2–1.5 µm olan aşağıdaki filtrelerden birinin kullanılan filtrasyon aparatına uygun çaptaki filtresi seçilir;Whatman marka Glass Microfiber Filtre 934/AH veya GF/C.Gelman marka Glass Microfiber Filtre A/E,Millipore marka Glass Microfiber Filtre AP40 veya APFC. Filitrasyon Aparatı: Membran Filtre hunisi veya Gooch krozesi. Vakum Pompası: Süzmeyi kolaylaştıracak vakumu sağlayacak laboratuvar tipi vakum pompası.
LAAQ-B-LC001B
Çalışma Yöntemi
24
Filtre kâğıdı, filtre aparatının içine yerleştirilir. Filtre aparatının içine yerleştirilen filtre kâğıdı, vakum uygulanarak 20 mL’lik saf su ile üç defa yıkanır. Yıkama işlemi bittikten sonra, suyun tamamını gidermek için vakum işlemine bir müddet daha devam edilir. Yıkama suları atılır. Toplam çözünmüş katı tayininde buharlaştırma için kullanılacak kap, 180±2°C ‘da bir saat süre ile kurutularak sabit tartıma getirilir.İhtiyaç duyulana kadar desikatörde saklanır. Kullanmadan önce tekrar tartılır.
LAAQ-B-LC001B
Çalışma Yöntemi
25
Analizci tecrübesine dayanarak, 2–200 mg arasında çözünmüş katı içeren ve süzme süresi 10 dakikayı geçmeyen bir numune hacmi belirler. İyice karıştırılan numunenin ölçülmüş hacmi filtre kâğıdından süzülür.Süzme bittikten sonra, filtre kâğıdı saf suyun 10 mL’si ile üç defa yıkanır. Yıkama işlemi bittikten sonra 3–4 dakika kadar daha vakum uygulanır.Süzüntü buharlaştırma kabına aktarılır.Fırındakurutulur. 180±2°C ‘da bir saat süre ile örnek kurutulur, desikatörde soğutulur ve tartılır.Kurutma, soğutma ve tartma işlemine sabit bir tartım elde edilinceye kadar devam edilir.
LAAQ-B-LC001B
Hesaplama
26
Toplam Çözünmüş Katı, mg / L = (A - B) * 1000 / C
A; Buharlaştırma Kabı ve Toplam Çözünmüş Katı maddenin toplam
ağırlığı, mg
B; Buharlaştırma Kabının ağırlığı, mg
C; Toplam numune hacmi, mL
LAAQ-B-LC001B 27
Toplam çözünmüş katı madde tayininden sonra 5500C’da yapılan yakma,
soğutma ve tartma işlemi ile Sabit Çözünmüş Madde Miktarı elde edilir.
Çözünmüş Katı Madde ile arasındaki fark ise; Uçucu Çözünmüş Katı Madde
Miktarı olarak adlandırılır.
Sabit tartım olarak tanımlanan kurutma, soğutma ve tartma işlemlerine,
tartım sonuçları arasındaki fark %4’den küçük veya 0.5 mg oluncaya
kadar devam edilir.
LAAQ-B-LC001B
İletkenlik Tayiniİletkenlik Tayini
28
Yöntemin Esası:İletkenlik; çözeltilerin elektrik akımını iletme yeteneğidir. Su net bir yük
taşımaz, bu nedenle safsızlıklar ve çözünmüş maddeler olmaksızın elektrik
akımını iyi bir şekilde iletemez. Suda çözünen maddeler artı ve eksi yüklü
iyonlara ayrışır. Çözeltilerde elektrik akımı bu iyonlar ile taşınır. Suda
çözünen maddenin iyonlarına ayrışabilmesi ve ayrışan iyon miktarına
bağlı olarak elektriği daha iyi iletir ve yüksek iletkenlik okumaları elde
edilir. Artan sıcaklık ile iyonların hareketliliğinin armasına bağlı olarak
suyun iletkenliği; iyonların türü, toplam iyon konsantrasyonu ve sıcaklığa
bağlıdır. Birçok inorganik asit, baz ve tuz çözeltisi oldukça iyi ileticidir.
Organik bileşikler ise, moleküllerinin sulu çözeltide ayrışmamaları
nedeniyle; akımı çok zayıf iletir.
LAAQ-B-LC001B 29
İletkenliğin tayini fiziksel ölçümle yapılmaktadır. Bunun için Ohm veya
Megaohm olarak ölçülen direnç kullanılmaktadır. İleticinin direnci; onun
kesit alanıyla ters, uzunluğuyla doğru orantılıdır. Böylece sulu çözeltide
ölçülen direncin büyüklüğü; kullanılan iletkenlik hücresinin,
karakteristiklerine bağlıdır. Bu karakteristikler bilinmiyorsa anlamsızdır.
Spesifik direnç, kenarı 1 cm olan bir küpün direncidir. Pratikte elektrotlar
spesifik direncin verilmiş bir kesrini ölçer. Bu kesir hücre sabitidir.
C = Ölçülen Direnç (Dö) / Spesifik Direnç (Ds)
Direncin tersi ileticiliktir. İleticilik; bir akımı iletme yeteneğinin ölçümüdür
ve Ohm’un tersi(Ohm-1) veya Mho olarak ifade edilmektedir. Su analizine
daha uygun olan birim Micromho’dur. Hücre sabiti bilindiği ve uygulandığı
zaman ölçülen ileticilik, spesifik ileticilik veya iletkenliğe dönüşmektedir.
LAAQ-B-LC001B 30
Yukarıdaki denklem düzenlenirse;
1 / Spesifik Direnç (Ds) = C / Ölçülen Direnç (Dö)
Spesifik İletkenlik (İs) = C * Ölçülen İletkenlik (İö)
elde edilir.
"İletkenlik" terimi tercih edilmekte ve alışılmış olarak santimetrede
Micromho (µmho/cm) olarak rapor edilmektedir. SI(Uluslararası Birim
Sistemi)’de Ohm’un tersi; Siemens(S)’dir ve iletkenlik metrede
Milisiemens(mS/m) olarak rapor edilmektedir. 1 mS/m = 10 µmho/cm’e
eşittir. SI birimiyle sonuçları rapor etmek için; µmho/cm birimi 10’a
bölünür.
LAAQ-B-LC001B
Kullanılan CihazlarKullanılan Cihazlar
31
İletkenlik Cihazı: Voltaja karşı hücreden geçen alternatif akımın oranını
ölçen bir cihazdır.
Termometre: 0.1°C hassasiyetle okuma yapan termometre kullanılır.
İletkenlik Elektrotu:Cihazın direnç aralığı ve iletkenliğin kabul edilen
aralığına bağlı olarak İletkenlik Elektrotu seçilir. Tablo-1’de listelenen KCl
çözeltilerinin gerçek iletkenlikleri ile kullanılan cihaz için aralıklar
deneysel olarak kontrol edilir.
LAAQ-B-LC001B
25°C'daki KCl Çözeltilerinin İletkenliği
32
Konsantrasyon,
Normalite
İletkenlik,µmho/cm
0.0001 14.94
0.001 147
0.01 1413
0.02 2767
0.1 12900
0.2 24820
1 111900
LAAQ-B-LC001B
Kullanılan Kimyasal Kullanılan Kimyasal MalzemelerMalzemeler
33
İletkenlik Suyu: Saf su, karışık yataklı deiyonize su cihazından geçirilir
ve ilk filtrat atılır. İletkenlik 1 µmho/cm’den küçük olmalıdır.
Standart Potasyum Klorür Çözeltisi, 0.0100 M
Formülü: KCl
Hazırlanışı; 745.6 mg susuz Potasyum Klorür çözeltisi iletkenlik suyunda
çözülür ve 25°C’da 1000 mL’ye tamamlanır. Bu standart referans
çözeltisi;
25°C’da 1413 µmho/cm’lik iletkenliğe sahiptir. Cam kapaklı borsilikat cam
şişelerde saklanır.
Elektrot kontrolünde ve Hücre Sabiti’nin tayininde kullanılır.
LAAQ-B-LC001B
Çalışma YöntemiÇalışma Yöntemi
34
Hücre Sabitinin Tayini: 0.01 M Potasyum Klorür çözeltisiyle iletkenlik
elektrotu en az üç defa yıkanır. 4. kısmın sıcaklığı 25±0.1°C’a ayarlanır.
Sıcaklık not edilir ve direnç ölçülür. Hücre sabiti "C" hesaplanır;
C = (0.001413) * DKCl * [1 + 0.0191*(t - 25)]
DKCl; Ohm cinsinden ölçülen direnç
t;°C cinsinden ölçülen sıcaklık
İletkenlik Ölçümü: Elektrot örnekle bir yıkanır. Son kısım 25±0.1°C’lık
sıcaklığa ayarlanır. Örneğin direnç veya iletkenliği okunur ve sıcaklık not
edilir.
LAAQ-B-LC001B
HesaplamaHesaplama
35
İletkenlik ölçümlerinin sıcaklık ile değişmesine bağlı olarak sonuçların
kıyaslanabilir olması için, sonuçlar sıcaklık düzeltmesi uygulanarak rapor
edilir. Genel olarak ölçümler 20°C veya 25°C’a düzeltilerek rapor edilir.
Örneğin Direnci Ölçülmüşse:
25°C’daki iletkenlik;
İ= [(1 000 000)*(C)] / [Dö*[1 + 0.0191*(t–25)]]
İ; İletkenlik, µmho/cm
C; Hücre sabiti, cm-1
DÖ; Örneğin ölçülen direnci, ohm
t; Ölçüm sıcaklığı,°C
LAAQ-B-LC001B
HesaplamaHesaplama
36
Örneğin İletkenliği Ölçülmüşse:25°C’daki iletkenlik;İ=[(İö)*(1 000 000)*(C)] / [1 + 0.0191 * (t–25)]İö; Ölçülen İletkenlik, mhoNOT: İletkenlik ölçümü µmho olarak alınmışsa formüldeki “(1 000 000)” ihmal edilir. Cihaz İçin Verilen Değerlerin SI Birimleri:1 mS/m = 10 µmho/cm veya 1 µmho/cm = 0.1 mS/m
LAAQ-B-LC001B
pH TayinipH Tayini
37
Deney Yönteminin İncelenmesi:pH ölçümü, su kimyası analizinde sıklıkla kullanılan ve en önemli
parametrelerden biridir. Pratik olarak su temini ve atık su arıtımındaki;
asit-baz nötralizasyonu, su yumuşatması, çöktürme, yumaklaştırma,
dezenfeksiyon ve korozyon kontrol safhalarının hepsi pH’a bağlıdır. pH,
alkalinite ve karbondioksit ölçümlerinde ve pek çok diğer asit-baz
dengesinde de kullanılan önemli bir göstergedir.
LAAQ-B-LC001B
Yöntemin Esası:
38
pH veya hidrojen iyonlarının aktivitesi, belirli bir sıcaklıktaki, belirli bir
çözeltinin asidik veya bazik karakterinin şiddetini gösterir. pH; çözeltinin
asit veya baz karakteriyle kantitatif ilişkidedir, fakat bu asit veya baz
konsantrasyonunun bir ölçümü değildir.
pH, hidrojen iyonlarının molar konsantrasyonlarının eksi logaritması {-
log[H+]} olarak tanımlanmıştır. Ancak çok seyreltik çözeltiler haricinde,
bütün çözeltilerde iyonların birbirlerini etkilemeleri nedeniyle, molar
konsantrasyon yerine iyon aktivitesini kullanmak gereklidir. pH teriminin
kullanımının kabul edilmesiyle de, hidrojen iyonlarının aktivitesi(aH+)
dikkate alınmaktadır.
LAAQ-B-LC001B 39
Aktivite ve konsantrasyon arasında ai=Ci*λi gibi bir ilişki vardır. Aktivite katsayısı(λi); aktivitenin konsantrasyondan farkını ve çekim etkisini belirten bir faktördür. İyonlar arası çekimin, konsantrasyona bağlı olarak değişmesinden dolayı, aktivite katsayısı da konsantrasyona bağlı olarak değişir.Suda veya sulu çözeltilerde aşağıdaki denge reaksiyonu kullanılarak pH tanımlanmaktadır.
H2O <-----> H+ + OH-
Tam manası ile saf su, çok hafif iyonlaşır ve dengede iyonlar oluşur.
[H+] [OH-] = Ksu = 1.01 * 10-14 (25°C’ da) (1)
pH + pOH = pKsu = 14 (2)Ksu; Suyun iyonlaşma sabiti
Yöntemin Esası:
LAAQ-B-LC001B 40
2. eşitliğin ifadesi; pH artarsa pOH azalır ve bu durum karşılıklı olarak
gerçekleşir. Bu, verilen bir sıcaklıkta pKw’nin sabit olma nedenidir.
25°C’da pH = 7 nötraldir. Nötral nokta sıcaklığa bağlıdır. 0°C’da nötral
nokta pH=7.5’dir. 60°C’da ise nötral nokta pH=6.5’dir. Bu nedenlerden
dolayı, her zaman pH ölçümüyle birlikte, sıcaklıkta rapor edilmelidir.
Elektrometrik pH ölçümlerinin temel prensibi; standart hidrojen
elektrotu(veya cam elektrot) ve referans elektrot kullanarak
potansiyometrik ölçüm ile hidrojen iyonlarının aktivitesinin tayinidir.
Referans elektrot; çözeltinin bütün tiplerinde değişmez ve sabit bir
potansiyel sağlar. Cihaz hidrojen elektrotunun yanıtlarına bağlı olarak, pH
değerini yansıtır.
Yöntemin Esası:
LAAQ-B-LC001B 41
Yöntemin Esası:
Farklı tamponların pH’ına karşı, ölçülen milivolt (mV) değerlerinin çizilen
grafiği ile tanımlanan doğrusal ilişkiden faydalanılarak örneğin pH’ı tayin
edilir.
Sıcaklık düzeltmesi; iletkenlik tayininde olduğu gibi okunan değeri
standart bir sıcaklık değerine düzelterek vermek şeklinde değildir. Burada
cihaz ölçülen sıcaklıktaki eğim (slope) değerini esas alarak, potansiyel
farkından pH’a geçmektedir. Yani çalışma sıcaklığındaki en doğru pH
değeri verilmektedir. Bu nedenle pH ölçümüyle beraber, sıcaklık da
mutlaka ölçülmeli ve rapor edilmelidir.
LAAQ-B-LC001B
Yöntemin Hata Kaynakları:
42
Sıcaklık pH ölçümleri üzerinde etkili olur. Sıcaklığın değişmesiyle elektrotun özellikleri değişir. Eğim(Slope); sıcaklığın artması ile artar ve elektrotun termal dengeye ulaşması zaman alır. Bu pH’da uzun süre kaymaya neden olur.Diğer hata kaynaklarını şöyle sıralayabiliriz;Referans elektrotun kirlenmesi, Elektrolitin buharlaşma ile azalması, Gümüş veya gümüş telin zarar görmesi,Birleşme noktasının kirlenmesi ile tuz köprüsü oluşturamamasıdır.
LAAQ-B-LC001B
Kullanılan Cihazlar
43
pH metre: pH metre; potansiyometre, elektrot, referans elektrot ve
sıcaklık ölçen bir elemandan oluşur. Bir elektrik devresi, elektrot test
çözeltisine daldırıldığı zaman, potansiyometre üzerinden
tamamlanmaktadır. Kullanılan bu düzenek nedeniyle pek çok pH metre,
pH ile birlikte milivolt okuması da yapabilmektedir.
Rutin çalışmalar için; sıcaklık düzeltmesi olan, 0-14 pH aralığında çalışan,
0.1 pH hassasiyete sahip ve tekrarlanabilirlik sağlayan bir cihaz
kullanılır.
LAAQ-B-LC001B
Kullanılan Cihazlar
44
Referans Elektrot: Sabit elektrik potansiyeli sağlayan bir yarı hücreden oluşmuştur. Calomel(Kalomel) ve Gümüş - Gümüş klorür elektrot olarak bilinir. Sıvı birleşme noktalı(Liquid junctions) birkaç tipi ile her ikisi de mevcuttur. Referans elektrotun sıvı birleşme noktası hassastır. Çünkü bu noktada elektrot, numune veya tamponla bir tuz köprüsü oluşturur. Ortaya çıkan sıvı birleşme noktası potansiyeli, referans elektrotun oluşturduğu potansiyel haline dönüşür.Referans elektrot birleşme noktası, dairesel seramik, kuvars, asbest tel olabilir. Kuvars tipi en çok kullanılanıdır. Asbest tel tipin kuvvetli bazik çözeltilerde kullanılması tavsiye edilmez. Birleşme noktası kapanmış elektrotlar, doğru elektrolit ile uygun seviyeye kadar doldurulur ve birleşme noktasının uygun şekilde açılmış olduğundan emin olduktan sonra kullanılır. Referans elektrotun dikkatli kullanımı tavsiye edilir ve satıcının uyarıları dikkate alınmalıdır.
LAAQ-B-LC001B
Kullanılan Cihazlar
45
Cam Elektrot: Ölçüm elektrotu, tamponlanmış klorür çözeltisi veya HCl’in sabit konsantrasyonunu içeren özel cam kaptır.Bir elektrot çözeltiye daldırıldığında camın iç taraftaki çözeltiye temas eden yüzeyi ile dış taraftaki çözeltiye temas eden yüzeyi arasındaki potansiyel farkından dolayı cam - çözelti ortak bir potansiyel üretir ki bu, çözeltideki hidrojen iyon aktivitesinin bir fonksiyonudur.
Kombine Elektrot: Tek elektrotun içinde cam ve referans elektrot birleştirilmiştir. İçteki referans elektrot ile temastaki tamponlanmış klorür çözeltisi veya HCl’in sabit konsantrasyonunu içeren özel cam kaptır.
LAAQ-B-LC001B
Kullanılan Cihazlar
46
Cam Elektrot: Ölçüm elektrotu, tamponlanmış klorür çözeltisi veya HCl’in sabit konsantrasyonunu içeren özel cam kaptır.Bir elektrot çözeltiye daldırıldığında camın iç taraftaki çözeltiye temas eden yüzeyi ile dış taraftaki çözeltiye temas eden yüzeyi arasındaki potansiyel farkından dolayı cam - çözelti ortak bir potansiyel üretir ki bu, çözeltideki hidrojen iyon aktivitesinin bir fonksiyonudur.
Kombine Elektrot: Tek elektrotun içinde cam ve referans elektrot birleştirilmiştir. İçteki referans elektrot ile temastaki tamponlanmış klorür çözeltisi veya HCl’in sabit konsantrasyonunu içeren özel cam kaptır.
LAAQ-B-LC001B
Kullanılan Cihazlar
47
Beher: Tercihen polietilen veya teflon beherler kullanılır.
Manyetik Çubuk: Teflon kaplı manyaetik çubuk kullanılır.
LAAQ-B-LC001B
Kullanılan Kimyasal Maddeler
48
pH tampon çözeltilerin hazırlanmasında kullanılan kimyasal maddeler,
bunların 1L çözelti hazırlamak için ihtiyaç duyulan miktarı ve çeşitli
sıcaklıklardaki pH değerleri aşağıdaki tablolarda (Tablo-1 ve Tablo-2)
verilmektedir.
LAAQ-B-LC001B
pH Tampon Çözeltileri
49
Standart Çözelti pH(25°C’da)İhtiyaç Duyulan Kimyasal
Madde Miktarı, g
0.05 M PotasyumHidrojen
Ftalat (KHC8H4O4)4.004 10.12
0.025 M Potasyum di-
Hidrojen Fosfat (KH2PO4)
0.025 M di-Sodyum
Hidrojen Fosfat (Na2HPO4)
6.863
3.387
3.533
0.008695 M Potasyum di-
Hidrojen Fosfat (KH2PO4)
0.03043 M di-Sodyum
Hidrojen Fosfat (Na2HPO4)
7.415
1.179
4.303
0.025 M Sodyum
Bikarbonat (NaHCO3)
0.025 M Sodyum Karbonat
(Na2CO3)
10.014
2.092
2.640
LAAQ-B-LC001B
KalibrasyonKalibrasyon
50
Elektrot pH’ı bilinen standart tampon çözeltilere karşı ayarlanır.Tampon çözeltiler uzun süre bekletildiklerinde bozulurlar. Bu nedenle
Tablo1’deki miktarlar tartılarak 25°C’da, saf su suda çözülür ve 1 L’ye
seyreltilerektaze olarak hazırlanır.Kullanılan saf su; kaynatılıp soğutulmuş ve 2 µmho/cm’den daha düşükiletkenliğe sahip olmalıdır.Tartımdan önce sadece potasyum di-hidrojen fosfat (KH2PO4) 110-
130°C’da 2saat süre ile kurutulur.Tampon çözelti hazırlarken, kullanılan tuzların tamamen
çözündüğünden eminolunmalıdır.ACS sınıfı kimyasallar tampon çözelti hazırlamak için uygundur.Tablo-2’de 25°C’dan farklı sıcaklıklarda standart tampon çözeltilerin
kabuledilmiş pH değerleri bilgi olarak verilmiştir.Rutin kullanımda; tampon çözeltiler ve örnekler polietilen şişelerde
saklanır.Her 4 haftada bir tampon çözeltiler yenilenir.
LAAQ-B-LC001B
KalibrasyonKalibrasyon
51
Her durumda kullanım için elektrotun hazırlanması, saklanması ve pHmetrenin kalibrasyonu için imalatçı firmanın talimatı esas alınmalıdır.Kalibrasyon çözeltilerinin sıcaklığı ve pH aralığı mümkün olabildiğincenumunenin sıcaklık ve pH değerine yakın olmalıdır.Elektrotun kısa süreli saklanması için tavsiye edilen çözümler imalatçı veelektrot tipine göre farklılık gösterir. Fakat genel olarak, 4000µmho/cm’den daha büyük bir iletkenliğe sahip olmalıdır. Bu nedenlemusluk suyu, saf sudan daha iyidir.Tek cam elektrot için en uygun saklama ortamı pH=4 tamponudur.Referans elektrot için tercih edilen ortam doygun Potasyum Klorür (KCl)çözeltisidir.Kombine elektrotlar içinde tercih edilen ortam doygun Potasyum Klorür(KCl) çözeltisidir.
LAAQ-B-LC001B
KalibrasyonKalibrasyon
52
Elektrot ilk tampon çözelti içine konur(tercihen pH=7), ve isopotansiyel(tercihen 7.00) ve Slope (100) değerine ayarlanır.Kalibrasyona geçilir ve cihazın kararlı hale gelmesi beklenir. Farklı birdeğer okunmuşsa, değer 1. Tamponun değerine düzeltilir ve cihazın budeğeri kabul etmesi için “enter” veya benzeri bir düğmeye basılır.Elektrot ilk tampondan çıkarılır, saf suyla yıkanır ve yumuşak bir kâğıtlakurulanır.Elektrot ikinci tampon içine daldırılır (Bu tampon çözelti, birinci tamponçözeltiden en az 2 pH birimi farklı olmalıdır). Cihaz okumasının kararlıhale gelmesi beklenir. Gerekiyorsa okunan değer düzeltilir ve cihazatanıtılır.Cihaz bir hata mesajı vermiyorsa, kalibrasyon başarı ile tamamlanmıştır.Tampon çözeltiler okutularak bir kontrol yapılır. Sık ölçüm yapıldığında,cihaz stabildir ve daha az sıklıkla ayarlanır.
LAAQ-B-LC001B
Numunenin Analizi:
53
Elektrot, referans elektrot ve varsa sıcaklık elektrotu örnek içine daldırılır.
Homojenliği sağlamak için örnek karıştırılarak, örnek ile elektrot arasında
denge kurulur.
Karbondioksit kaybını minimize etmek için karıştırma, yavaş yapılır.
Stabilleşen pH değeri okunur.
top related