Asidite Tayini

Asidite Nedir? Suyun kuvvetli bazlarla kantitatif olarak reaksiyona girme kapasitesidir. Asidite Tayini sonucu bulunan değer, dönüm noktası pH’ına bağlı olarak çok değişebilir. Asidite suyun agresif olma özelliğinin bir ölçüsüdür. Kuvvetli mineral asitler, karbonik ve asetik asit gibi zayıf asitler, demir veya alüminyum sülfatlar gibi hidroliz tuzları sularda ölçülen asiditeye katkıda bulunurlar. Asitler korozif özellikte olup, kimyasal reaksiyon hızlarına, kimyasal madde türlerine ve biyolojik proseslere etki ederler.

 

Suya asidite veren maddelerin ayrışması sonucu numunede hidrojen iyonları oluşur. Asidite dönüm noktası suyun pH’ına veya kullanılan indikatöre bağlıdır. Küçük miktarlarda titrasyon maddesi ilave edilerek numunenin pH değerleri kaydedilir ve titrasyon eğrisi hazırlanır. Titrasyon eğrisi yardımıyla asidite dönüm noktaları ve tamponlama kapasitesi belirlenir. Tamponlanmış veya kompleks karışımlarda dönüm noktasının hassas olarak tayini güç olduğundan bu gibi durumlarda titrasyon, daha önceden belirlenmiş bir pH değerine kadar yapılır. Rutin kontrol titrasyonları veya asiditenin hızlı tayini için indikatörün renk değişimi dönüm noktası olarak kullanılabilir. Endüstriyel atıklar, asidik maden drenajları veya diğer önemli miktarlarda hidrolize edilebilen demir, alüminyum veya manganez gibi metal iyonları içeren çözeltilerde asidite tayini yaparken herhangi bir çok değerlikli katyonun oksidasyonundan emin olmak üzere bunların kaynatılarak hidroliz reaksiyonunun hızlandırılması gerekir.

 

Çok kompleks karışımlar veya tamponlanmış çözeltiler için dönüm noktası seçimi subjektif olabilir. Ancak atıksularda ve doğal sularda standart asidite tayininde tespit edilen dönüm noktaları pH 3.7 ve pH 8.3’tür. pH 3.7’e kadar titrasyon sonucu bulunan asidite metil oranj asiditesi ve pH 8.3’e kadar bulunan asidite ise fenolftalein asiditesi olarak tanımlanır.

 

Asidite Deneyi İçin Metot Seçimi

Numunenin asiditesi, numuneyi pH 8.3’e kadar titre etmek üzere gerekli standart alkali miktarı veya pH 3.7’e kadar titrasyonda kullanılan alkali miktarından belirlenir. Numune oda sıcaklığında özel olarak kalibre edilmiş pH metre elektrikli titratör vasıtasıyla titre edilir. Reaktiflerin standardizasyonu için titrasyon eğrisi hazırlanır.

 

Hidrolize olabilen metal iyonlarını veya çok değerli katyonların indirgen formlarını içeren (demir pikle çözeltileri, asidik maden drenajları ve diğer endüstriyel atıklar gibi) suların ön arıtımı için sıcak peroksit işlemi kullanılır. Numune titrasyondan önce oda sıcaklığına kadar soğutulur. Girişim yapıcı bulanıklık ve renk içermeyen numunelerin rutin ve kontrol amaçlı titrasyonlarında renk indikatörleri kullanılabilir.

 

Asidite tayininde numune hacmi seçilirken, otomatik büretten 20-50 ml gibi büyük hacimlerde titrasyon maddesi kullanımına izin verecek, buna karşılık keskin dönüm noktaları gösterilebilecek şekilde minimum numune hacmi seçmeye dikkat edilir. 1000 mg CaCO₃‘tan daha büyük asiditeler için, 250 mg CaCO₃ asiditesinden daha az asidite içeren numune hacmi seçilir ve 0.1 N NaOH ile titre edilir. Optimum numune hacmini belirlemek üzere ön titrasyon yapmak mümkündür. Asidite tayini için kullanılacak numuneler polietilen veya borosilikat cam şişelere alınır ve düşük sıcaklıklarda saklanır. Numune alınırken şişenin tamamen dolmasına dikkat edilir ve şişenin kapağı sıkıca kapatılır. Atıksu numuneleri mikrobiyal faaliyet ile bozunabileceğinden C0₂ kaybı veya kazanımı olabilir. Numunelerin gecikmeden tercihen 1 gün içinde analizlenmesi gerekir. Eğer numunede biyolojik aktivite varsa 6 saat içinde analiz edilmelidir.

 

Asidite Tayini İçin Gerekli Araç ve Gereçler

• Elektrometrik titratör
• Titrasyon kapları (beher veya erlenmayer)
• Manyetik karıştırıcı
• Pipetler
• Ölçülü kaplar (1000 ml, 200 ml, 100 ml’lik)
• Borosilikat cam büretler (50, 25 ve 10 ml’lik)
• Poliolefin şişe

Asidite Tayini İçin Gerekli Reaktifler

-Karbon dioksit içermeyen su: Standardizasyon işleminde kullanılan bütün stok ve standart çözeltiler ile seyrelme suyu, 15 dakika taze kaynatılmış ve oda sıcaklığına soğutulmuş destile veya deiyonize su ile hazırlanır. Suyun son pH’ı 6.0 ve elektriksel iletkenliği 2 µmho/cm olmalıdır.

 

-Potasyum hidrojen ftalat çözeltisi (Yaklaşık 0.05 N): 15-20 g KHC₈H₄0₄ standart reaktifi 100 Mesih’e kadar öğütülür, 120°C’de 2 saat kurutulur. Daha sonra desinatörde soğutulur ve 10.0±0.5 gram tartılır. Bu reaktif 1 litre balon jojeye alınır ve 1000 ml’ye seyreltilir.

 

-Standart sodyum hidroksit (0.1 N): 11 g NaOH, 10 ml destile suda çözülür, soğutulur ve Gooch krozesinde adi filtre kağıdından süzülür. 5.45 ml berrak filtrat destile su ile 1 litreye seyreltilir ve poliolefin şişede atmosferik karbondioksitten korunarak saklanır. 40 ml KHC₈H₄0₄ çözeltisini titre etmek suretiyle standardize edilir. Bunun için 25 ml’lik büret kullanılır ve pH 8.7’deki dönüm noktasına kadar titre edilir. NaOH’ın nonnalitesi aşağıdaki şekilde hesaplanır.

 

Normalite = (A x B) / (204.2 x C)

Burada;

A : 1 litre kaba ilave edilen g KHC₈H₄0₄ miktarı
B : Titrasyon için alınan ml KHC₈H₄0₄ çözeltisi
C : Kullanılan ml NaOH çözeltisidir.

 

1 ml çözelti = 5.00 mg CaC0₃

 

-Standart sodyum hidroksit titrasyon maddesi: 200 ml 0.1 N NaOH 1000 ml’ye seyreltilir ve poliolefin şişede saklanır. KHC₈H₄0₄‘e karşı standardize edilir. Bu işlem için 15 ml KHC₈H₄0₄ çözeltisi kullanılır ve 50 ml’lik bürete yerleştirilir. Normalitesi yukarıda anlatıldığı şekilde hesaplanır. 1 ml çözelti = 1.0 mg CaCO₃

 

-Hidrojen peroksit, H₂0₂ (%30’luk)

-Metil oranj indikatör çözeltisi

-Fenolftalein indikatör çözeltisi (Alkollü)

-Sodyum tiyosülfat (0.1 N): 25 g Na₂S₂0₃.5H₂0 destile suda çözülür ve 1000 ml’ye seyreltilir.

 

Asidite Tayininin Yapılışı

Renk değişimi: Numunenin özelliğine ve içerdiği asidite miktarına bağlı olarak numune hacmi belirlenir. Numune oda sıcaklığına getirildikten sonra pipetle erlenmayere konur. Serbest kalıntı klor numunede mevcutsa, 0.05 ml (1 damla) 0.1 N Na₂S₂0₃ çözeltisi katılarak veya ultraviyole radyasyonu yardımıyla klor giderilir. 0.1 ml (2 damla) indikatör çözeltisi ilavesi ile beyaz bir zemine karşı kalıcı renk değişimi elde edilene kadar titre edilir.

 

Potansiyometrik titrasyon eğrisi: Elektrotlar ve titrasyon kabı destile su ile çalkalanır ve boşaltılır. Numune hacmi ve kullanılacak titrasyon maddesinin normalitesi yukarıda verilen kriterlere göre seçilir. Numune oda sıcaklığına getirildikten sonra pipetle titrasyon kabına konur ve pH’ı ölçülür. Standart alkali madde 0.5 ml’lik kısımlar halinde ilave edilir, magnetik karıştırıcı ile numune tamamen karıştırılarak titrasyon yapılır. Sabit bir okuma elde edilince pH kaydedilir. pH 9.0’a ulaşıncaya kadar titrasyona devam edilir. Gözlenen pH değerlerine karşılık ilave edilen eklenik titrasyon maddesi sarfiyatı (ml cinsinden) grafiğe geçirilerek titrasyon eğrisi çizilir. Titrasyon eğrisinde bir veya birden fazla dönüm noktası elde edilebilir. Hatalı eğri gidişi alkali madde ilaveleri sonucunda dengeye erişilemediğini gösterir. Titrasyon eğrisinden numunenin pH’ına karşı gelen asidite belirlenir.

 

pH 3.7’e veya pH 8.3’e kadar potansiyometrik titrasyon: Yukarıda anlatıldığı şekilde numune ve titrasyon düzeneği hazırlanır. Önceden seçilmiş pH dönüm noktasına kadar titre edilir. Dönüm noktasına yaklaşıldıkça daha küçük miktarlarda alkali madde ilavesi yapılır ve bir sonraki ilaveden önce pH dengesinin elde edildiğinden emin olunması gerekir.

 

Sıcak peroksit ile ön arıtma işlemi: Pipetle uygun miktarda numune titrasyon kabına konur ve pH’ı ölçülür. Eğer pH 4.0’ten büyükse, 5 ml’lik kısımlar halinde gittikçe arttırarak 0.02 N sülfürik asit (H₂S0₄) ilavesiyle pH 4.0’e veya aşağısına kadar düşürülür. Elektrodlar uzaklaştırıldıktan sonra 5 damla % 30’luk H₂0₂ katılarak 2-5 dakika kadar kaynatılır, oda sıcaklığına kadar soğutulur ve standart alkali çözeltisi ile pH 8.3’e kadar titre edilir.

 

Sonucun Hesabı

Asidite, mg CaCO₃/l= [(A x B) – (C x D)] x 50 000 / ml numune

 

Burada;

A : ml kullanılan NaOH titrasyon maddesi miktarı,
B: NaOH’ın normalitesi,
C : Kullanılan ml H₂S0₄ miktarı,
D: H₂S0₄‘ün normalitesi

 

Numunenin asidite sonucu aşağıdaki gibi ifade edilmelidir;

” pH…….. ‘a kadar olan asidite =……………. mg CaC0₃/l”

 

Doğruluk

Numune karakteristiklerindeki büyük değişimler sebebiyle asidite tayininin doğruluğu hakkında genel bir yorum yapmak mümkün değildir. Titrasyonun doğruluğu, numune alınırken ve ön hazırlık sırasında numunede oluşabilen belirsizliklere oranla çok daha büyük olmalıdır. Sentetik su numuneleri ile 17 standart laboratuvarda yapılan 40 analizde elde edilen sonuçlara göre standart sapma 1.8 mg CaC0₃/l olarak bulunmuştur.