Element analizi üzerine

Elementel analiz kavramını hemen hemen bütün kimyagerler ve kimya ile ilgilenenler duymuştur. Element analizi bize bir bileşiğin kapalı formülünü bulmakta yardımcı olur. Bu yazımızda elementel analizin iki ucu ile ilgilenecek ve hesaplama tekniklerinden bahsedeceğiz.

Cihazın çalışma prensibi üzerine küçük bir açıklama yapmak istiyoruz. Elementel analiz cihazları yakma tekniği üzerine çalışır. Kendilerine ağırlığı bilinen bir örnek verildiğinde bunu yakar ve açığa çıkan gazları karbon, azot ve hidrojen, bazen de kükürt ve oksijen içeren kolonlarda tutar ve ilk verilen maddenin kütlesi ile kolonlarda tutulan elementlerin kütleleri arasındaki oranı yüzde olarak verir.

Örnek: İncelenen bir bileşiğin kapalı formülü C8H4Cl2O4 olarak tespit edilmiştir. Molekülün ağırlığı 235, 02096 amu'dur. Elementel yüzdeleri hesaplayınız.

Cevap: Her elementi miktarı ile beraber hesaplayıp toplam ağırlığa bölüp yüz ile çarparsak o elementin toplam içindeki yüzdesini bulabiliriz:

8 * 12 / 235 * 100 = 40,85 (C)

4 * 1 / 235 * 100 = 1,70 (H)

2 * 35,5 / 235 * 100 = 30,21 (Cl)

4 * 16 / 235 * 100 = 27,23 (O)

Yüzde değerleri elementlerin ağırlıkları daha duyarlı olarak alınırsa ve molekül ağırlığı daha duyarlı olarak kullanılırsa biraz değişebilir. Daha hassas sonuçlar için buna dikkat edilmesi yararlı olur.

Örnekleri çoğaltabiliriz, işlem yukarıda bahsettiğimiz şekilde yapılmaktadır.

Örnek: Bir bileşiğin elementel analizi sonucunda şu yüzde değerler elde edilmiştir (%58,80 C, %3,95 H, %13,72 N, %7,83 O, %15,70 S). Bileşiğin kapalı formülünü türetiniz.

Cevap: Az önceki örneğin tam tersini yapıyoruz, yani bileşiğin tespit edilen yüzde değerlerinden yola çıkarak molekül formülünü tespit etmeye çalışıyoruz. Bunu yapmak için ilk aşama olarak her yüzde değerini, o elementin atomik ağırlığına bölmemiz gerekiyor:

58.80 / 12 = 4,9 (C)

3,95 / 1 = 3,95 (H)

13,72 / 14 = 0,98 (N)

7,83 / 16 = 0,49 (O)

15,70 / 32 = 0,49 (S)

Bulunan sonuçlar arasında en küçüğü seçilerek bütün sonuçlar bu en küçük değere bölünür. İlginç bir durum olarak elimizde birbirine eşit iki en küçük değer var, buna rastlamak bazen mümkün olabilmektedir.

4,9 / 0,49 = 10 (C)

3,95 / 0,49 = 8,06 (H)

0,98 / 0,49 = 2 (N)

0,49 / 0,49 = 1 (O)

0,49 / 0,49 = 1 (S)

Bu aşamadan sonra yapıdaki en küçük atomlardan bir molekülde kaç tane beklendiği düşünülür ve ona göre bir katsayı belirlenir. Örneğin yapıda iki kükürt atomu bekleniyorsa, son bulduğumuz değerde bir kükürt atomu olduğu için bütün değerler iki ile çarpılmalıdır. Biz bu örnekte yapımızda bir kükürt atomu olduğunu düşünerek hareket edersek kapalı formülü C10H8N2OS olarak buluyoruz. Küsuratları en yakın tamsayıya yuvarlayacağız. Son olarak söylememiz gereken, konuyla çok ilgisi olmasa da önemli bir konu olan Hill formül sistemini kısaca anlatmaya çalışacağız. Bu sisteme göre bileşikler önce karbon, sonra hidrojen, sonra diğer elementler alfabetik sıraya göre yerleştirilir. Bizim bileşiğimizde C,H, N, O ve S elementleri bahsettiğimiz kurala göre sıra ile yerleştirilmiştir.

Son olarak, bu tür hesaplamaları sıkça yapmanız gerekirse bu amaç için Python dilinde hazırladığım bilgisayar programını bana (akkurtb@itu.edu.tr) e-posta göndererek elde edebilirsiniz. Python programları Python yorumlayıcısının bilgisayarda kurulu olmasını gerektirdiğinden http://www.python.org adresine bağlanarak programın yazılmış olduğu Python 2.7.3 sürümüne ait çalıştırılabilir dosyayı indirmeli ve kurmalısınız. Bu söylediklerim Windows işletim sistemi kullanan dostlarımız için geçerli. GNU/Linux işletim sisteminde python otomatik olarak kurulmuş şekilde gelmektedir. Burada bahsetmediğimiz diğer konuları danışmak ve tartışmak için e-posta adresime ileti gönderebilirsiniz.

Element analizi konusunu faydalı bulacağınızı umuyoruz.

Kategoriler

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap