LABORATUVAR TEKNİĞİ

Doç. Dr. Ebru ŞENEL

Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Süt Teknolojisi Bölümü

—Dersin kapsamı:

1.Laboratuvar güvenliği

2.Laboratuvar ile ilgili genel bilgiler (Laboratuvarda kullanılan malzemeler ve cihazlar)

3.Örnek alma tekniği ve ve ekipmanları

4.Laboratuvarda kullanılan teraziler ve tartım işlemleri

5.Çözeltiler ve çözeltilerde konsantrasyon hesapları ve çözelti hazırlama

6.Analitik yöntemler

     – fiziksel analiz yöntemleri

     – kimyasal analiz yöntemleri

7.Enstrümantal analiz yöntemleri

     – Spektroskopi

     – Gaz kromatografisi

     – Yüksek basınçlı sıvı kromatografisi (HPLC)

BÖLÜM 1. LABORATUVAR  GÜVENLİĞİ

—Laboratuvar Olanakları

Tasarım:  Laboratuvarlar belirli minimum güvenlik koşullarına sahip olacak şeklide tasarlanmalıdır.

—Havalandırma ve çeker ocaklar

—Kimyasal depoları ve kabinleri

—Laboratuvar muslukları

—Vücut ve göz duşları

—Yangın söndürme cihazları

Bakım ve onarım: Laboratuvar donanımlarının bakımı,mekanik ve elektrik güvenlik ekipmanlarının spesifikasyonlarauygunluğunun sağlandığından emin olunmalıdır. 6 ayda bir yangın söndürücülerin basınçları kontrol edilmelidir.

Havalandırma: Genel havalandırma laboratuvarda rahat çalışma ortamı sağlamalıdır. Kimyasal buharları ve gazları ortam uzaklaştıracak düzeyde olmalıdır. Çeker ocaklar uzmanlar tarafından her yılda bir kez kontrol edilmelidir.

Atık toplama odası: laboratuvar çalışmalarından açığa çıkan kimyasal atıklar için bir atık toplama odası belirlenmelidir. Atık kimyasalların toplanması ve  atılması ile ilgili prosedürlere uyulmalıdır.

Depo: laboratuvarlarda çalışmanın gerektirdiği en az miktarda reaktifin bulunması için kimyasalların depolandığı bir depo alanı olmalıdır. Bu odanın düzeni için bazı kurallara uyulmalıdır.

Laboratuvarda Dikkat Edilecek Kurallar

1.Laboratuvarın ciddi çalışma yapılan bir ortam olduğu hiçbir zaman akıldan çıkarılmamalı ve laboratuvarda panik içinde hareket edilmemelidir.

2.Laboratuvara girerken kaban, palto ve mantolar çıkarılmalı ve özel bir laboratuvar önlüğü giyilmelidir. Çalışmanın özelliğine göre göze gözlük, yüz maskesi, eldiven vb. kullanılmalıdır.

3.Laboratuvarda yemek, içmek, sigara içilmesi yasaktır.

4.Kullanılan alet, ekipman ve çevre temiz tutulmalı ve aletler kullanıldıktan sonra yerlerine yerleştirilerek muhafaza edilmelidir.

5.Laboratuvarda yapılacak işler önceden planlanıp zamanın iyi kullanılması gerekir.

6.Atılması gereken katı maddeler çöp kutusuna atılmalı, kullanılmış tüp, erlen, beher gibi cam malzemeler içlerindeki sıvılar uygun bir şeklide lavaboya dökülmeli ve yıkanmalıdır.

7.Tüp içinde bir sıvı ısıtılırken tüpün ağzı kendimize yada yakında çalışan birine doğru tutulmamalıdır.

8.Katı haldeki kimyasal maddeler daima çok temiz bir spatül veya kaşık ile alınmalıdır.

9.Şişe kapakları hiçbir zaman alt tarafı yere gelecek şekilde bırakılmamalıdır.

10.Şişelerden sıvı akıtılırken etiketli taraf yukarı tutulmamalıdır.

11.Tartım veya analiz sonuçları ufak kağıtlara değil, bir laboratuvar defterine yazılmalıdır.

12.Su, havagazı, elektrik kullanılmadığı durumlarda kapalı tutulmalıdır ve en son çıkan sorumludur.

13.Hazırlanan çözeltilerin konduğu şişelerin üzerine mutlaka çözeltini adı, tarihi ve konsantrasyonu yazılmalıdır.

14.Asit çözeltiler hazırlanırken asit üzerine su dökülmemelidir.  Gerekli miktardaki su üzerine yavaş yavaş asit dökülerek hazırlanmalıdır.

15.Şişesinden alınan kimyasallar kullanılmasa bile tekrar orijinal şişesine konulmamalı, orijinal şişe içerisine pipet daldırılmamalıdır.

16.Bir çözeltiyi almak için kullanılan pipet farklı bir çözelti içerisine daldırılmamalıdır.

17.Kırılan camlar malzemeler derhal süpürülüp, çöp kutusuna değil “kırık cam kutusuna” atılmalıdır.

18.Kimyasal analiz laboratuvarında kolaylıkla parlayabilen kağıt vb. dökülen bir kimyasalın temizliğinde kullanılmamalıdır.

19.Deneyin başından hiçbir nedenle ayrılmamalıdır.

20.Termometre gibi yuvarlanabilecek cam eşyalar tezgahın üzerine yere düşmelerini önleyecek şeklide yerleştirilmelidir.

Sağlık yönünden dikkat edilecek hususlar

1.Laboratuvarda mutlaka bir ilk yardım dolabı yer almalıdır.

2.Sıvılar ağız yoluyla çekilmez bu nedenle puar kullanılmalıdır.

3.Hiç bir madde (toksik olmadığı bilinenler dahil) fiziksel özelliklerini belirlemek için tadına bakılmaz.

4.Asit, baz gibi maddeler cilde temas ettirilmemeli, aksi takdirde derhal bol su ile yıkanmalıdır.

5.Kapalı şişeler kapak gevşetilmeden ısıtılamaz.

6.Benzin eter gibi uçucu maddeler , ocağı yanan laboratuvarda kullanılmamalıdır.

7.Zehirli buharları ve gazları solumaktan kaçınılmalıdır. Bu tür maddeler ile uçucu, derişik asit ve bazlar ile  çalışırken çeker ocak kullanılmalıdır.

9.Cam malzemelerde kesme, mantara geçirme vs. işlemlerde ellerin kesilmemesi için bez kullanılmalıdır. Keskin uçlu malzemeler bir bek alevinde uçları kütleştirilebilir.

10.Bir yangın çıktığında yapılacak ilk iş yangını haber vermektir. Yardım gelinceye kadar yangın tüpleri ile olaya müdahale edilebilir. Eğer bir kişi alev almışsa koşmamalı yerde yuvarlanmalı ve hava temasını kesmek için yangın battaniyesi ile müdahale edilmelidir.

11.Sülfürik asit (H2SO4) hangi konsantrasyonda olursa olsun gözlerle ve cilt ile teması tehlikelidir. Derişik sülfirik asit çözeltisi korosiftir (aşındırıcı-yakıcı).

12.Hidroklorik asidin dumanı solunmamalıdır.

13.Asetik asit oldukça korosiftir.

14.Hidroflorik asit son derece tehlikelidir. Mutlaka çeker ocak da çalışılmalıdır (fazla miktarda solunumu ölüme bile sebep olur)

15.Pikrik asit kuru olunca patlayıcı olduğundan daima en az %10 sulu muhafaza edilmelidir.

16.Alkaliler (NaOH, KOH) deri, gözler ve solunum sistemi için son derece tehlikelidir.

17.Civa zehirlidir. Herhangi bir yere dökülürse derhal vakum ile temizlenmelidir. Eğer toplanamayacak kadar küçükse üzerine kükürt serpilir ve bu şeklide zararsız şekle sokulabilir.

18.Bromür, hidrojen sülfür, hidrojen siyanür gibi zehirli gazları içeren maddelerle çalışırken çeker ocak kullanılmalıdır.

19.Hidrosiyanik asit ile zehirlenmelerde 2 g sodyum tiyosülfat ve 0.5 g sodyum nitrit 50 mL suda eritilip içilir.

20.Ağız yoluyla alınan zehirlenmelerde derhal kusturma özelliğinden dolayı %5’lik bakır sülfat  çözeltisi içirilmelidir.

21.Alkali yanıklarında, yanık yerler üzerine (gözler hariç) %0.5’lik asetik asit çözeltisi, asit yanıklarında ise %1’lik bikarbonat çözeltisi veya alkol damlatılır.

—Laboratuvarda insan sağlığına zararlı kimyasal maddeler

Laboratuvarlarda insan sağlığına zararlı kimyasallarla çalışılmaktadır. Çalışan kişinin bu kimyasalları tanıması ve bu maddelerle temas halinde oluşabilecek zararları bilmesi ile olası kazalar önlenebilir veya zararları azaltılabilir.

Laboratuvarda yaşanabilecek bir kaza anında neler yapılacağı mutlaka laboratuvarlarda yazılı olarak bulundurulmalıdır.

Kazaya uğrayan kişi gerektiğinde ilk müdahale yapılıp vakit geçirilmeden donanımlı bir sağlık kuruluşuna götürülmelidir.

Klorik asitler: kolaylıkla reaksiyona girerler ve bir yere sıçradığında gerekli önlemler alınmalıdır. Bu asitler kullanıldığında şu faktörler dikkate alınmalıdır.

§Molekülün su ile reaksiyonu

§Kimyasal maddenin ve parçalanma ürünlerinin korozif özelliği

§İnsanda yaptığı iritasyonlar

Bu nedenle su ile temizlenmemelidir. Fakat vücuda sıçradığında bol su ile yıkanmalıdır. Reaksiyon sonucu çıkan ısı klorlu maddeyi buharlaştırır. Klorik asit üzerine önce kum, sodyum bikarbonat veya ikisinin karşımı dökülür. Biraz beklenip kaşıkla kazınır.

Alkali metaller: yanıcıdırlar. Su ile reaksiyonları ve nemli deri ile temasları önlenmelidir. Laboratuvarda yüksek ısıda çalışılıyorsa hidrojen patlar. Bu metallerin hava ile temaslarında patlama yaptıklarından ya inert gaz yada karosen içinde saklanmalıdır.

Alkali metal yangınlarını söndürmek zordur bunun için toz grafit kullanılması önerilir.

Eterler: Deri ile temasları kurutucu etkiye sahiptir. Uzun süre temas sonucu dermatit oluşur. Belli şartlarda yanıcıdırlar. Solunmamalıdır, mutlaka çeker ocak da çalışılmalıdır. Eter 45 C de yanmaya başlar. Eter yangınlarını söndürmek için CO2 kullanılır.

Okzalatlar: bunlar dokular ve kan tarafından emildiklerinden kalsiyumu çöktürürler. Oluşan kalsiyum okzalatçözünmez. Okzalatların solunması ve iritasyon dolayısıyla sağlığa zararlıdır. Deri ile kronik absorbsiyonu sonucu kan dolaşımı etkilenir.

Sülfürik asit: Hangi konsantrasyonda olursa olsun gözlerle teması tehlikelidir. Derişik sülfürik asit oldukça korozifolup şiddetli yanıklara neden olur. Sulandırılırken asit daima yavaş ve dikkatlice suya dökülür, asla tersi yapılmamalıdır.

Nitrik asit: Zararı ve tehlikesi konsantrasyonu arttıkça artar. Çeker ocakta çalışılmalıdır. Dumanlı ve derişik nitrik asit vücut ve özellikle gözler için tehlikelidir.yüksek sıcaklıkta son derece zehirli nitrojen oksit buharları  verir.

Glisial asetik asit: Oldukça koroziftir. Yanıkları çabuk iyileşmez, mutlaka bir sağlık kuruluşuna başvurulmalıdır.

Hidrofluorik asit: Son derece tehlikelidir. Cilt ile temas ettiğinde ciddi yanıklar yapar ve çabuk iyileşmez. Buharı da solunmamalıdır fazlası ölüme neden olabilir. Çeker ocakta çalışılmalıdır.

Pikrik asit: Kuru olduğunda patlayıcı özelliğinden dolayı daima en az %10 sulu halde muhafaza edilmelidir.

Civa: Döküldüğünde vakum ile veya köpük tip sentetik süngerler ile toplanabilir. Toplanamayacak kadar küçükse üzerine kükürt serpilir böylece zararsız hale getirilir.

BÖLÜM I1. LABORATUVAR GENEL BİLGİLERİ

—LABORATUVARDA KULLANILAN MALZEMELER

Kimya laboratuvarlarında çok sayıda farklı amaçlarla kullanılan malzeme vardır. Bunlardan temel laboratuvar malzemeleri aşağıda verilmiştir.

Ölçü balonları: Belirli konsantrasyonda çözeltilerin hazırlanmasında kullanılır. Uzun boyunlu kapaklı balonlardır. Ölçü miktarlarını belirten boyun kısmında çizgisi vardır. Kapasitleri 2 – 2000 mL arasında değişir. Boyun kısımları şilifli olanlara balon joje denir.

Beher: Farklı hacimlerde (5-1000 mL) dereceli, sıvı çözeltileri yada sıvı-katı  maddeleri karıştırmaya yarayan cam yada plastik kaplardır.

Büret: uçları cam musluklu, taksimatlı cam borulardır. Titrimetrik analizlerde sarf edilen ayarlı çözeltinin titrasyon sonunda büretten aktarılan hacmini ölçmek için kullanılır.

Erlen: sıvılar yada çözeltileri karıştırmak amacıyla ve çoğunlukla titrasyon yaparken kullanılmaktadır. Farklı hacimlerde (10-500 mL) ağzı şilifli yada şilifsiz, kapaklı cam malzemelerdir. 

Huni:Çözeltileri yada sıvılar içerisindeki çözünmemiş partikülleri süzmek amacıyla kullanılan cam aparatlardır.

—LABORATUVARDA KULLANILAN CİHAZLAR

Teraziler: belirli miktarda cisimlerin kütlelerini doğru olarak ölçmek amacıyla kullanılan aletlere terazi denir. Tartımların hatasız olarak yapılması analizlerde ilk koşuldur. Duyarlıkları farklı hassas teraziler vardır.

Tartım kapları: cam şişeler, beher, erlen, saat camı, balon gibi cam malzemeler tartım kabı olarak kullanılmaktadır. Ayrıca kurumadde analizinde nikel kaplar ve kül tayininde porselen krozelerde tartım amaçlı kullanılmaktadır. Kurumadde ve kül tayininde kullanılacak malzemeler etüv de sabit ağırlığa geldikten sonra desikatörde soğutularak darası alındıktan sonra tartım yapılmaktadır.

Desikatörler: kurutulmuş örneklerin yada tartım kaplarının nem çekmemesi için kullanılan ve içinde nem çekici madde bulunan özel kaplara desikatör denir. Desikatörler camdan yapılır tabanında nem çekici madde (susuz CaCl2, susuz CaSO4, fosforpentaoksit veya derişik sülfürik asit) ve üzerinde taban vardır. Buraya tartılacak kaplar ve örnekler konur. Desikatör kapakları tıraşlanmış ve parafin sürülmüştür. Kapak kaydırılarak açılıp-kapatılır.

Etüv: kurutma işlemlerinde ve belirli sıcaklıkta tutulması gereken örnekleri bu sıcaklıklarda bekletmek amacıyla kullanılır. Kurutma etüvleri 250 °C ye kadar çıkabilir. Sıcaklığı ±1 °C’ye kadar sabit tutarlar. Süt ve ürünlerindekurumadde tayininde ve mikrobiyolojik analizlerde kullanılmaktadır.

Kül fırını: 1100 C ye kadar sıcaklık sağlarlar. Fırının içi sıcaklığa dayanıklı ateş tuğlaları ile kaplanmıştır. Süt ve ürünlerinin kül tayininde kullanılır.

pH metre: sıvıların ve örneklerin pH değerini ölçmek amacıyla kullanılır. Her gün standart çözeltileri ile kalibre edilmelidir. 

Santrifüj: yoğunlukları farklı maddeleri ayırmak için merkezkaç kuvveti etkisiyle ayarlanabilir farklı devirlerde çalışan cihazlardır. Örnek miktarına göre değişen büyüklükte santrifüj tüpleri cihazın içindeki haznelere yerleştirilir. Sütte yağ tayininde gerber santrifüjü kullanılır.

—Cam Malzemelerin Temizlenmesi

Analiz sonuçlarının doğrulukları analizde kullanılan cam malzemenin (ölçü balonu, pipet, büret, beher, erlen) ve diğer tüm malzemelerin temizliğine bağlıdır. Alet ve ekipmanların temizliğinde malzemenin materyaline ve kirlilik derecesine göre çözeltiler kullanılır.

Malzemeler ön durulamadan geçirilerek sabunlu ve deterjan çözeltisi ile yıkandıktan sonra, bikromat asit çözeltisi, kalevi permanganat çözeltisi, derişik sülfürik asit çözeltisi seyreltik hidroklorik asit çözeltisi ve alkali hidroksit çözeltisinden geçirilmeli ve iyice durulanmalıdır.

—BÖLÜM III. ÖRNEK ALMA

Türk Gıda Kodeksi Yönetmeliği  16.11.1997 tarihli resmi Gazetede yayınlanmıştır. Bu yönetmeliğin “Numune Alma ve Analiz Metodları” 11. bölümde; numune alma işlemlerinde izlenecek aşamalar belirtilmektedir.

ONBİRİNCİ BÖLÜM

—Numune Alma ve Analiz Metodları

—Numune Alma Planının Uygulanması

—Madde 33- Numune alma planının uygulanması sırasında aşağıdaki aşamalar izlenmelidir:

—a) Ambalaj büyüklüğü net miktar olarak belirlenir.

—b) Normal koşullarda EK-37, şüpheli ve tartışmalı durumlarda EK-38’e göre numune alınır.

—c) Parti büyüklüğü belirlenir.

—d) Numunelerin ayrılması için uygun kodlar veya tanıtıcı işaretler verilerek, gerekli sayıda numune ünitesi rastgele seçim kurallarına göre partiden ayrılır.

—e) Ürün, bu Yönetmeliğe göre muayene edilir, uygun olmayan numune üniteleri ayrılır.

—f) Üretim yerlerinden numune alma planları EK -37 veya EK-38’e göre belirlenir.

—g) Kusurlu sayısı belirlenir. Bu değer seçilen numune alma planındaki kabul edilebilirlik sayısına esit veya daha az ise parti uygun kabul edilir.

—Analiz Metodları

—Madde 34- Analiz metodları bu Yönetmeliğin ürünlere ait bölümleri belirlendikten sonra yayımlanacaktır.

Süt ve ürünlerinde yapılacak analizlerin doğru sonuç vermesi için öncelikle örneğin uygun numune alma tekniği ile alınması, tüm kitleyi temsil etmesi gerekir.

 Bu amaçla;

—Alındığı kitlenin büyüklüğü

—Ambalaj şekli

—Örnek alınacak kritik noktalar

—Örnek miktarı

—Kullanılacak örnek alma kaplarının özellikleri önemlidir.

—Örnek alma işlemi, örnek alma konusunda eğitimli, yetkili kişiler tarafından yapılmalıdır.  Bu kişilerin işlemi etkileyecek bir rahatsızlığı olmamalıdır.

—Örnek alınması sırasında tarafların temsilcilerinin bulunmasında fayda vardır.

—Örnek alma raporu hazırlanacaksa; rapor, örneği alan yeminli yetkili bir kimse ile düzenlenmeli ve gerekirse şahitler olmalı ve imzalanmalıdır.

—Raporda; örnek alma yeri, tarihi, yöntemi, örnek alan kişinin adı-soyadı,ünvanı, şahitlerin kimlikleri belirtilmelidir.

—Ayrıca, örnek alınan kitlenin özellikleri, markası, kaç adet alındığı ve alınan örnek miktarı, örneğin nereye gideceği belirtilmelidir.

—Her örnek mühürlenmeli ve etiket bilgilerine yer verilmelidir.

—ÖRNEK ALMA EKİPMANLARI
Örnek Alma Kapları

Sıvı ürünler için;

1.Suya veya yağlara karşı dayanıklı, cam, okside olmayan metal veya özel plastik numune kapları kullanılmalıdır.

2.Kaplar kullanılmadan önce sterilize edilmelidir.

3.Şekil ve hacim olarak örnek alınacak ürüne uygun olmalıdır.

4.Kapağı sıkıca kapatılmalıdır. Bu amaçla mantar,plastik veya cam kapak kullanılabilir.

Katı veya yarı katı ürünler için;

1.Silindir şeklinde geniş ağızlı olmalıdır.

2.Su ve yağları geçirmeyecek özel maddeden, cam, okside olmayan metal veya plastikden yapılmış olmalıdır.

3.Örnek miktarına uygun hacimde olmalıdır.

4.Kuru ve temiz olmalı, gerektiğinde hermetik şeklide kapanabilmelidir. 

Sterilizasyon yöntemleri;

—170 C de 2 saat kuru sterilizasyon

—120 C de 15-20 dakika otoklavda sterilizasyon

—100 C de 1 saat süreyle buhara tutmak

       (hemen kullanılacaksa)

—100 C de 1 dakika kaynayan suya daldırarak (hemen kullanılacaksa)

—%70 lik etanol içerisine daldırmak ve yakmak (hemen kullanılacaksa)

Örnek Karıştırıcıları

Örneğin konulacağı kap;

—Çok temiz ve steril olmalı

—İçine konacak sütün özelliğini bozmamalı

—Belirli ölçüde ve girinti çıkıntıları az olmalı

—Ağzının geniş ve sıkıca kapatılabilir olması gerekir.

Örnek alınmasında kullanılacak malzemeler;

—Uygun kapasite ve uzunlukta paslanmaz çelik sonda

—Paslanmaz çelik saplı kepçe veya maşrapa

—1.5-2.0 cm çaplı 70-80 cm uzunluğunda Mc Kay çubukları

—1 cm çapında 75-125 cm uzunluğunda metal borular,

—steril örnek alma şişesini kavrayacak sabit klipsli metal bir çubuk

—Uygun hacimli steril bir pipet

—Ağzı sızdırmaz, vidalı ve otoklavda sterilizasyona dayanıklı örnek alma şişeleri,

—Otomatik örnek alıcılar

örnek alma ekipmanı olarak kullanılabilir.

Büyük kaplardan ve tanktan örnek alırken mekanik karıştırıcılar kullanılabilir.

—ÖRNEK ALMA TEKNİĞİ

Örnek alma işleminde öncelikle aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır.

—örneğin fazı (katı, sıvı, toz)

—analizin türü ve sayısı

—Ürünün ambalaj şekli ve kitle büyüklüğü

—Analizin yada kontrolün yapılış amacı

    – günlük rutin kontrol

    – mahkemeye intikal etmiş bilirkişi aracılığı ile     yapılan kontrol

    – sınıf özelliklerinin belirlenmesi için yapılan kontroller

vAlınacak örnek miktarı yapılacak analize göre değişmekle birlikte kimyasal analizler için genellikle 200 mL dir.

vEn uygun kapaklar lastik kapaklardır.

vÖrnek kabı olarak cam şişe kullanılıyorsa; her türlü kalemle yazılabilecek ve kolayca silinmeyecek buzlu cam olması yararlıdır.

v örnek alma kapları cam, paslanmaz çelik yada kokusuz plastik gibi kolay temizlenen, yabancı koku vermeyen, kimyasal özelliklerine etki etmeyen materyalden yapılmış olmalıdır.

vÖrnek kaplarına uygun miktarda ne tama dolu ne çok az konmalıdır.

vBakteriyolojik analizler için; süt ½ yada ¼ litrelik, orijinal ambalajında ise bir partiyi temsil edecek sayıda, daha küçük kaplarda ise steril şişelere  aseptik şartlarda yeteri kadar alınmalıdır.

vAynı tür hayvandan sağılan ve bir defada satışa sunulan sütler bir parti sayılır. Bir partiden çift örnek alınmalıdır. Her örnekten 200 mL alınmalı ve uygun kaplara konularak ağzı sıkıca kapatılıp, mühürlenip (gerekirse), etiketlenmelidir.

vSüt polidispers olduğu için doğru ve homojen bir örnek alımı için örnek öncelikle iyice karıştırılmalıdır.

vAnaliz yapılacak sütte bakteriyolojik analiz yapılmayacaksa;

   tek bir kapta ise; 5-6 kez başka kaba aktarılarak, bir karıştırıcı ile 30 sn karıştırılarak homojen hale getirilir.

Süt bir kaç kapta ise; her kaptan aynı miktar örnek alınır, bir kapta toplanır, iyice karıştırılarak örnek alma kabına konur.

Süt tank, tanker gibi büyük kaplarda ise; mekanik karıştırıcılar veya basınçlı hava kullanılabilir veya 180 cm uzunluğunda delikli olanları kullanılabilir.

Soğutulmuş sütlerden örnekleme yapılacaksa; tank kapasitesi 400 L ise örneklemeden önce en az 5 dk.,tank kapasitesi 400 L den fazla ise en az 10 dk. süreyle karıştırılmalıdır.

Örneğin karıştırılmasında köpüklenme olmamasına dikkat edilmelidir. Aksi taktirde köpük sönünceye kadar beklenmeli ve hafif karıştırma ile ortadan örnek alınmalıdır.

Sütün üzerinde toplanmış kaymak tabakası kuvvetli ve süt donmuş ise; süt en çok 55 C olan su tanklarının içinde buzu ve kaymağı çözülene kadar bekletilir. Sonra en az 1 dk karıştırılır veya 10 kez bir kaptan diğer kaba aktarılır ve homojen hale getirilir.

—ÖRNEĞİN LABORATUVARA İLETİLMESİ VE ANALİZE HAZIRLANMASI

Örnek alındıktan sonra mutlaka etiketlenmelidir. Üzerine örnek sahibinin adı-soyadı, örneğin türü, alındığı yer, örneğin alınış tarihi ve sıcaklık derecesi yazılır.

Örnek en kısa sürede (24 saati geçmeyecek) ve 0-5 °C de laboratuvara ulaştırılması gerekir. Eğer bu sıcaklık ve sürede ulaştırılamıyorsa sütün 200 mL si için 0.1 g. potasyum dikromat koruyucu ilave edilebilir. Ancak duyusal ve mikrobiyolojik analizlerde bu madde kullanılmamalıdır. Potasyum dikromat ilave edilmiş sütlerde, özgül ağırlık,kurumadde ve kül analizleri de yapılamaz.

Analizden kimyasal analizden önce süt kuru ve temiz bir behere boşaltılır. Şişede ve kapağında kaymak kalıntısı yer almamalıdır bu nedenle süt şişe ve beher arasında birkaç kez aktarılır.

Buna rağmen kalıntı varsa, süt su banyosunda 38 °C ye kadar ısıtılır, çalkalanır ve yağın süte iyice ve homojen karışması sağlanır.

—ANALİZ RAPORUNUN HAZIRLANMASI

Süt veya süt ürünlerinde analiz yapıldıktan sonra elde edilen sonuçlar uygun bir deftere kaydedilerek analiz raporu aşağıdaki bilgileri içerecek şeklide hazırlanmalıdır.

Muayenin ve deneyin yapıldığı yerin, muayene veya deneyi yapanın ve/veya imzalayan yetkililerin adları görev ve meslekleri,

Muayene ve deney tarihi,

Örneğin tanıtıcı bilgiler (alındığı tarih ve saat, geliş şartları, laboratuvara geliş tarih ve saati vb.)

Muayene ve deneylerde uygulanan standartların numaraları

Muayene ve deney sonuçlarını değiştirebilecek etkenlerin sakıncalarını gidermek üzere alınan önlemler

Uygulanan muayene ve deney yöntemlerinde belirtilmeyen veya zorunlu görülmeyen fakat muayene ve deneyde yer almış olan işlemler

Standarda uygun olup olmadığı

Rapor tarihi ve numarası

—BÖLÜM 4. LABORATUVAR TERAZİLERİ VE TARTIM İŞLEMİ

Kantitatif (nicel) analizlerde, sonuçların kesinliği için analiz edilecek maddelerin kütlelerinin doğru olarak tartılması gerekmektedir.

Bu amaçla önceki yıllarda çift kefeli teraziler kullanılmıştır.

Ancak günümüzde daha kesin ve hassas sonuçlar elde edilen analitik, mekanik ve elektronik teraziler kullanılmaktadır.

Tek kefeli analitik terazilerin kapasitesi 200 g. dır. 200 g. dan daha ağır olan maddeler analitik terazilerde tartılmaz. Bu terazilerde hassasiyet 0.1 mg dan 0.0001mg kadar çıkmaktadır.

Teraziler duyarlılıklarına ve kapasitelerine göre sınıflandırılır;

Kaba teraziler; 500 g kapasite, 10 mg kadar                            duyarlı

Makro teraziler; 160-200 g kapasite, 0.1 mg kadar duyarlı

Yarı-mikro teraziler; 80-10 g kapasite, 0.01 mg kadar duyarlı

Mikro teraziler; 20 g kapasite, 0.001 mg duyarlı

Ultra mikro teraziler; 25 g kapasite, 0.00002 mg kadar duyarlı

Teraziler içerisinde en çok kullanılan kaba tartımlar için kaba teraziler, duyarlı tartımlar için makro yada yarı mikroterazilerdir.

Yapılış bakımından ise teraziler; 

-Tek kefeli

-Çift kefeli, olarak ikiye ayrılır.

TERAZİNİN KULLANIMINDA UYULMASI GEREKLİ KURALLAR

1) Terazi uygun bir yere konulmalıdır. Bu iş için, laboratuvardan ayrı, duman ve buhardan korunan bir oda uygundur. Mümkünse terazi odasının sıcaklığı sabit olmalı ve terazi, pencere, radyatör yanına konmamalı, titreşimlerden korunması için sağlam bir yüzeye oturtulmalıdır.

2) Terazi kullanılmadığı zaman kefeler desteklere oturtulmalı, kapakları kapalı tutulmalı ve kefelerde gram veya maddeler bırakılmamalıdır

3) Terazinin düzeci ayarlanmış olmalıdır.

4) Tartım yapılacağı zaman, kefelere bir şey konmadan önce sıfır noktası kontrolü yapılmalıdır. Tartım sırasında düğme yavaşça çevrilerek kefeler serbest bırakılır. Denge konumuna gelinip gelinmediği kontrol edilir. Cisim ve gramlar alınmadan önce yine kefeler düğme çevrilerek desteğe oturtulur. Sonra ağırlıklar alınır ve konulur. Ve tekrar denge durumu düğme çevrilip kefeler serbest bırakılarak kontrol edilir. Elektrikli terazilerde kefenin üzerinde ağırlık varken ve cihaz tartım konumundayken ağırlık değiştirilmesi yapılmamalıdır.

5) Toz halindeki maddeler doğrudan kefeye konmaz. Kefelerin etkilenmesini önlemek için uygun tartım kapları kullanılır (Saat camı, kroze, özel kaplar, küçük erlen vs.)

Uçucu sıvıların tartılmasında gayet sıkı kapanabilen kaplar kullanılır. İyot, klor veren maddeler, oksidanlar vs. gibi aşındırıcı ve uçucu maddelerin tartımında kağıt kullanılmaz. Bu amaçla saat camı kullanılır.

6) Tartılacak maddeler oda sıcaklığında olmalıdır. Aksi halde tartım hassas olamaz ve terazi kefeleri de sıcaktan bozulabilir. Ayrıca sıcaklık oda sıcaklığına gelirken tartımda devamlı değişir.

7) Terazide çok ağır şeyler tartılmamalıdır. Terazinin yükü emniyet sınırından fazla olmamalıdır.

8) Terazi temiz tutulmalı, kaza ile herhangi bir madde döküldü ise derhal silinerek temizlenmelidir. Terazinin çizilmesini engellemek amacıyla temizlenmesinde sıvı temizlik maddeleri kullanılmalıdır.

9) Çift kefeli klasik terazilerde veya elektrikli terazilerin kalibrasyonunda Gramlar (özellikle küçük gramlar ve miligramlar) elle tutulmamak, plastik veya kemik uçlu pensler kullanılmalıdır. Bir cismi tartarken önce büyük sonra sırası ile daha küçük gramlar denenmelidir.

10) Daima mümkün olan en küçük sayıda gramlar kullanılmalı, örneğin 1+1 gram yerine 2 gram alınmalıdır. Büyük ağırlıklar kefenin merkezine yerleştirilmeli, miligramlar da üst üste konmalıdır. Tartım bittikten sonra gramlar kutuya yerleştirilip, kutunun kapağı kapatılmalıdır.

11) Eğer tartım sırasında herhangi bir yanlışlık yapılmışsa veya terazinin ayarlanması gerekiyorsa derhal görevli asistana haber verilmelidir.

—Mekanik Analitik Terazide Tartım İşlemi

1.Terazi kolunun tam ve yatay olduğu, su terazisiyle kontrol edilir. Değilse terazi ayaklarının ayarı yatay konuma getirilir.

2.Terazi boşken sıfırlama ayarı yapılır.

3.Tartılacak madde kefenin ortasına konur.

4.Skala aydınlatma düğmesi yarı açık konuma getirilerek ağırlık çıkarma düğmeleriyle terazi kolu dengelenir. Dengelendiği skalanın ışık yoluna gelmesiyle anlaşılır.

—Elektronik Analitik Terazide Tartım İşlemi

1.Kefenin oturduğu silindir yere tam dik olmalıdır. Bu durum su terazisi ile kontrol edilir. Gerekirse ayaklarının ayarıyla sağlanır.

2.Terazinin üç dokunmatik düğmesi bulunur. Aç-kapa (on-off) düğmesi ile terazi açılır ve kapatılır. Sonra sıfırlama düğmesine (tarre) basılarak sıfırlama yapılır. Kefenin ortasına tartılacak madde konularak ağırlık dijital ekrandan okunur. Şayet kapta tartım yapılacaksa önce kabın darası alınır.

3.Terazinin üçüncü düğmesi ise basıldığında iç standardı ile kendini kalibre eder.

4.Tartımlar mıknatıslı maddelerden ve hava akılarından uzak yapılmalıdır.

Bir analitik terazide üç faktör mutlaka dikkate alınmalıdır.

Kesinlik: aynı maddenin tekrar edilmiş tartımları arasındaki uyuşmadır.

Doğruluk: tartım sonucu değerin gerçek değere yakınlığıdır.

Kapasite: terazide tartılabilecek maksimum kapasitedir.

—ANALİTİK TERAZİLERDE ORTAYA ÇIKACAK HATALARIN KAYNAKLARI

1. Sıcaklık :

Tartılacak maddelerin-nesnelerin sıcaklıkları terazinin kefesi ile aynı sıcaklıkta olmalıdır. Eğer nesneler sıcaksa gerçek değerinden daha hafif çıkacaktır. Tersi durumunda daha ağır bulunacaktır.

2. Havanın kaldırma kuvveti:

Havanın  her maddeyi kaldırma kuvveti, maddenin akışkan içinde kalan hacmi kadar akışkanın ağırlığına eşdeğerdir. Havada tartım yaptığımızda maddenin tümü hava ile sarılı olduğundan, maddenin eşdeğer hava hacminin ağırlığı kadar kaldırma kuvvetinin etkisinde kalır.

3. Elektriklenme:

Beher, kroze vb. nesneler desikatörde kurutulup tartılmalıdır. Havlu veya bez ile kurulandığında nesnelerin yüzeyleri statik elektrik  ile yüklenir. Bu durumda kefeye konulduğunda kefe ve terazide elektrikle yükleneceğinden tartımlar hatalı çıkacaktır.

4. Standart gram çubukları:

Standart çubuk kütlelerinin tam ve doğru olması gerekmektir.

5. Nem:

Tartılacak nesnenin bulunduğu ortamın nemiyle terazi odasının nemi aynı olmalıdır

6. Maddenin özelliği:

Bazı maddeler açık kaplarda tartıldığında nem çeker ve ağırlaşır, bu tip maddeler kapalı tartım kaplarında ve terazilerde tartılmalıdır.

—BÖLÜM 5.
ÇÖZELTİLER VE ÇÖZELTİLERDE KONSANTRASYON

—Çözelti:

 İki ya da daha fazla maddenin birbiri içinde serbest ya da iyonlar halinde dağılmasıyla oluşan tek fazlı homojen karışımdır.

Bir çözeltide miktarı fazla olan maddeye  çözücü, miktarı az olan maddeye  ise çözünen madde denir.

Belli bir sıcaklıkta bir çözünenin bir çözücü içinde en çok çözünebildiği derişime çözünürlük denir. Yani; çözeltinin çözünen ile doyduğu andaki derişimi çözünürlüğe eşittir.

—Gerçek çözelti  :

Gerçek çözelti tek fazlıdır. Sıvı faz içerisinde dağılmış tanecikleri ayırmak  mümkün değildir.

Gerçek çözeltilerde molekül çapları 1-20 °A (Angstrom)’dur.

Laktoz ve mineral maddeler süt içerisinde gerçek çözelti halindedir.

—Emülsiyon  :

Sıvının sıvı içerisinde küçük damlacıklar halinde dağılmasıyla oluşan  heterojen karışımdır. Süt yağı süt içerisinde emülsiyondur.

—Süspansiyon :

Katının sıvı içerisinde heterojen dağılmasıyla oluşan bir karışımdır.

Kil-su , kireç-su örnek olarak verilebilir. Bu maddeler süzme ile kolaylıkla ayrılabilirler.

 Süspansiyon çözeltilerde molekül çapları  10 000 °A’ dan daha büyük olmaktadır.

—Koloidal çözelti :

Koloidal çözeltilerde molekül boyutu 30-1000 °A’ dur. İki fazlı olmalarına rağmen gözle bakıldığında gerçek çözeltiler gibi tek fazlı be berrak görünürler. Proteinler süt içerisinde koloidal haldedir.

—Çözeltilerde Konsantrasyon (derişim):

Konsantrasyon; bir çözeltide çözünen madde ile çözücü madde arasındaki orandır. Diğer bir deyişle; çözeltinin belirli bir volümü içinde çözünmüş olan madde (substrat) miktarıdır.

Çözeltiler konsantrasyonlarına  göre 5 gruba ayrılırlar;

—Seyreltik Çözeltiler    (% 10’luk H2SO4)

—Derişik Çözeltiler     (% 98’lik H2SO4)

—Doymamış Çözeltiler (0.1 N NaOH)

—Doymuş Çözeltiler

—Aşırı doymuş çözeltiler

% Konsantrasyon  = a / a+b x 100  

(a : çözünen, b: çözücü )

Derişim; Çözeltideki çözünen madde miktarı derişim (konsantrasyon) olarak tanımlanır. Derişim;

—Yüzde (% )

—Molarite (M)

—Molalite (m)

—Normalite (N)

—ppm

—ppb

—ppt

 cinsinden ifade edilir.

—Hacimsel olarak ifade edilen çözeltiler

Çözücü madde ile çözünen madde miktarlarının hacim olarak ifade edildiği çözeltilerdir. Bu çözeltiler kaba analizlerde kullanılırlar. Çözeltinin konsantrasyonu tam olarak bilinmez.

Oranlar 1:2 ya da 1/2 şeklinde gösterilir.

Örneğin;

1:2 HCI çözeltisi; 1 hacim derişik HCI 2 hacim damıtık su ile hazırlanmış demektir. Çözücü belirtilmemişse saf su anlaşılmalıdır.

—Yüzdesel olarak ifade edilen çözeltiler

Çözeltilerin konsantrasyonlarını ifade etmek amacıyla 100 mL ya da 100 g çözelti içerisindeki çözünen maddenin gram ya da mL olarak miktarını gösteren çözeltilerdir.

Örneğin;

% 10’luk (w/v=ağırlık/hacim) tuz çözeltisi; 100 mL son hacim içerisinde 10 g tuzun bulunduğunu veya

% 15’lik (v/v= hacim/hacim) alkol çözeltisi; 100 mL son hacim içerisinde 15 mL alkol olduğunu gösterir.

—Yüzde (%) konsantrasyonlar

—1. Ağırlık esasına göre yüzdesel çözeltiler
( w/w , % A)

100  g çözeltide çözünen maddenin g olarak miktarıdır.

Örnek : % 10’luk (w/v) NaOH çözeltisi nasıl hazırlanır?

100 mL’lik balon jojeye 10 g NaOH tartılır ve damıtık su ile çizgisine kadar tamamlanır.

—2 . Hacim esasına göre yüzdesel çözeltiler
( w/v,   % H)

100 ml çözeltide çözünen maddenin g olarak miktarıdır.

Örnek : % 10’luk (w/w) NaOH çözeltisi nasıl hazırlanır?

10 g NaOH tartılır ve üzerine 90 g damıtık su ilave edilir.

% H = % A  x  d

w/v       w/w     w/v

—Örnek :

40 g NaCl2’ den 200 g NaCl2  çözeltisi hazırlanmıştır. Bu çözeltinin ağırlıkça yüzdesi (% A) kaçtır?

Çözüm

1. yol:

  200 g çöz. de      40 g NaCl2 varsa

  100 g       da       x : 20 g NaCl2 vardır.   

     % 20 (w/w, % A)

2. yol:

         % Konsantrasyon = a/ a+b x100

         % A = 40 / 200 x 100 = 20

—Örnek :

Konsantrasyonu % 50.11 (w/w, g/g) olan çözeltinin yoğunluğu 1.4 gr/mL’dir. Bu çözeltinin hacimce yüzdesi (% H) kaçtır?

  Çözüm:

 % H = 50.11 x 1.4 = 70.154  (g/100 mL)

—Örnek  :

88.06 g çözünen içeren 200 ml HCI çözeltisinin % A ve % H  nedir?(d:1,19 g/mL)

Çözüm;

       200 mL çöz. de 88.06 g  HCI   varsa

       100 mL çöz.  de    x : 44,03 g vardır  

      % H = 44.03

—Çözeltilerin seyreltilmesine ilişkin örnekler

C1xV1 + C2xV2 = C3 x(V1+ V2) 

       V1 : 1. çözeltinin g veya ml olarak miktarı

       C1: 1. çözeltinin konsantrasyonu, %

       V2 :  2. çözeltinin g veya ml olarak miktarı

       C2 : 2. çözeltinin konsantrasyonu, %

      (V1+ V2) : elde edilecek toplam çözelti miktarı (g veya ml)

       C3: elde edilecek çözeltinin konsantrasyonu,%

—Örnek :

200 mL % 96’lık H2SO4  ile 500 mL  % 45’lik  H2SO4  karıştırıldığında elde edilen  çözelti konsantrasyonu yüzde kaçtır?

   I. yol 

96 x200 + 45×500 = C3 x  (200 + 500)   

% 59,57 (w/v, % H)   

    II. yol 

100 mL çöz. de  96 gr H2SO4  varsa

200 mL  çöz. de     x : 192 gr çözünen vardır  (1. çöz.)

100 mL çöz. de 45 gr H2SO4  varsa

500 mL çöz. de   x : 225 gr çözünen vardır    (2. çöz.)

   Toplam çözelti   = 200 + 500  = 700 mL           

   Toplam çözünen = 192 + 225 = 417 gr        

700 mL çözeltide  417 gr çözünen varsa

100 mL çözeltide   x : 59,57 gr çözünen vardır.   

% 59,57 (w/v)

Not :  Seyreltmede damıtık su kullanıldığında  C2 değeri  yerine 0 kullanılır.

—Örnek  :

100 mL % 96’lık H2SO4’ten seyreltme ile % 60’lık H2SO4 hazırlamak için ne kadar su ilave edilmelidir?

     (100 x 96) + 0 = (100 + C2 ) x 60      

              9600 = 6000C2   

 C2 = 60  ml su ilave edilmeli

—Özgül ağırlıkla ifade edilen çözeltiler

Konsantrasyon ile özgül ağırlık arasında ilişki olduğundan bazı çözeltiler örneğin, hidroklorik asit (HCl), sülfürik asit (H2SO4), nitrik asit (HNO3) özgül ağırlıkla da gösterilmektedir.

Özgül ağırlık ve konsantrasyon arasındaki ilişki çözeltiler için aşağıdaki şekilde gösterilmektedir;

C1 x d1  =    C2  x d2

En çok kullanılan başlıca asit ve alkalilerin ağırlık olarak % konsantrasyonu ile özgül ağırlıklarının nasıl değiştiğini gösteren cetveller oluşturulmuştur. Bu  cetvellerde en önemli faktör sıcaklıktır. Sıcaklık arttıkça özgül ağırlık azalmaktadır. Burada belirtilen konsantrasyon ağırlık olarak % (%A) konsantrasyondur.

Örneğin; Laboratuarda mevcut orijinal şişeler üzerindeki bilgilere göre;

—Saf  H2SO4 ; 1,84 g/mL yoğunluğunda olup, % 98 oranında H2SO4 içerir.

—Saf HCL ; 1,19 g/mL yoğunluğunda olup, % 37 oranında HCL içerir.

—Saf HNO3 ; 1,40 g/mL yoğunluğunda olup % 65 oranında HNO3 içerir.

Konsantrasyonu, yoğunluğu ve hacmi bilinen bir çözeltiden daha seyreltik yoğunluğa ve konsantrasyona sahip  bir çözelti hazırlamak için  aşağıdaki formülden yaralanılır;

C1 x d1 x V1  =    C2  x d2 x V2 

  ( C: %,  d: g/ mL, V : mL )

—Örnek :

% 98’lik derişik  H2SO4’den1 litre % 25’lik H2SO4 nasıl hazırlanır?

Şişenin üzerindeki bilgilere göre;

% 98’lik H2SO4’ün yoğunluğu 1,84 g/mL’dir. Çizelgeden de % 25’lik H2SO4’ün yoğunluğunun 1,178 g/mL olduğu belirlenir. Bu durumda;

     C1 x d1 x V1  =    C2  x d2 x V2   

0,98 x 1,84 x V1 = 0,25 x1,178 x 1000   

  V1 = 163,18 mL

—Çözeltinin hazırlanması

Bir miktar damıtık su üzerine 163 mL % 98’lik H2SO4 alınır, yavaş yavaş ilave edilir, soğutulur ve damıtık su ile seviye tamamlanır.

Not : Sülfirik asit (H2SO4), hidroklorik asit (HCl) gibi sıvı çözeltiler gram olarak alınmazlar. İlk önce 100 mL’ lerinde gram olarak bulunan madde miktarı bulunur ve daha sonra çözeltinin hazırlanması için gerekli olan madde miktarının derişik çözeltinin kaç mL’sine karşılık geldiği hesaplanır. Bulunan miktar mL olarak alınır ve çözeltisi hazırlanır. Isınan reaksiyon verdiği için  asit üzerine su konmaz, su üzerine asit  yavaş yavaş  ilave edilir.

—Örnek 

Konsantrasyonu % 98(w/w), yoğunluğu 1.84 olan derişik H2SO4 çözeltisinden 2000 mL % 10’luk (% H) H2SO4çözeltisi nasıl hazırlanır?

% H = % A x d     

 % H = 98 x 1. 84   % H = 180,32 (g/ 100 mL)

100 ml çözeltide         10 g H2SO4 varsa

2000 ml çözeltide    X = 200 g saf H2SO4  olmalı

                                 (gerekli madde miktarı)

100 ml çözeltide     180,32 g H2SO4 varsa

X  ml çözeltide       200    g H2SO4 vardır   

  X =  110,91 ml % 98’lik  H2SO4 çözeltisinde                       gereken madde miktarı vardır.

İlave edilecek su miktarı : 2000 – 110,91 = 1889,09

Çözeltinin hazırlanması:

  1889,09 ml damıtık su üzerine 110,91 ml % 98’lik  H2SO4 çözeltisi yavaş yavaş ilave  edilir.

ppm (parts per million) ile ifade edilen çözeltiler

ppm çözelti; bir milyon kısım çözelti içerisindeki bir kısım çözünen madde miktarını ifade eder.

Bazen çok hassas analizlerde çok küçük olan derişimler ppm olarak ifade edilir. 

( mg/ L  ya da   µg/ mL = ppm )

—Örnek –

2 L, 25 ppm lik NaCI  çözeltisi hazırlamak için ne yapılmalıdır?

  25 ppm  – 1 L            25 mg NaCI

                  2 L            x = 50 mg NaCI

Çözeltinin hazırlanması:

 50 mg NaCI tartılıp hacmi 2 L’ye damıtık su ile tamamlanır.

—Örnek

300 ppm’lik bir çözeltiden 15 ppm’ lik 250 ml çözelti nasıl hazırlanır?         

 ppm1 x ml1  =  ppm2 x ml2  eşitliğine göre;

    300 x ml1  = 15 x 250          

               ml1 = 12,5

Çözeltinin hazırlanması:

12,5 ml  300 ppm’lik çözeltiden alınır ve ölçülü balonda 250 ml’ye tamamlanır.

—Molar Çözeltiler (M)

Litresinde 1 mol madde ihtiva eden çözeltiye molar çözelti denir. Çözünen maddenin bir molekül gramının tartılıp çözündürüldükten sonra litreye tamamlanması yoluyla 1 molar çözelti  elde edilir.           

Molarite =   m/ma       (mol sayısı, n = m/ma)

                     V ( L)              

Molarite =    m x 1000                    

                    ma x V(mL)

—Normalite (N)

Bir litresinde bir eşdeğer gram madde (ekivalan gram madde) içeren çözeltiye “normal çözelti” denir.

Bir maddenin eşdeğer gramının çözündürülüp litreye tamamlanması suretiyle 1 normal çözelti elde edilmiş olur.

Normal çözelti ile molar çözelti arasındaki fark; molar sistemde molekül ağırlığı, normal sistemde ise ekivalant ağırlığı (eşdeğer ağırlığı) söz konusudur.

 Normalite (N)  =    m x 1000

                                EA x  V (mL)           

Bileşiklerin ekivalent ağırlıkları tesir değerliklerine göre hesaplanmaktadır. Maddelerin tesir değerleri girdikleri reaksiyon çeşidine ve reaksiyonun gerçekleştiği ortam koşullarına göre değişmektedir. Genel olarak bir maddenin ekivalent gramını bulabilmek için onun vermiş olduğu tepkimeyi bilmek gerekir.

Eşdeğer Ağırlık (EA)  =  Molekül Ağırlığı (ma) / Tesir

                                        Değerliği  (td)

Asitlerin  tesir değerliği mol birimlerinin vermiş oldukları hidroksonyum (OH+3) veya hidrojen (H+) iyonlarının iyon sayısına eşittir.

 HCI                                ma: 36,5   td :  1       EA : 36.5

 CH3COOH (asetik asit)  ma: 60     td :  1       EA : 60

  H2SO4                             ma : 98     td :   2     EA : 49

Bazlarda  ortam verdikleri OH  sayısına bağlı olarak tesir değerliği değişir.

NaOH                 ma : 40         td : 1      EA : 40

 KOH                   ma : 56,11    td : 1      EA :56.11

 NH3 (amonyak)  ma : 17,05    td : 1      EA:  17.05

Yükseltgen ve indirgen maddelerde alınan veya verilen elektron sayısına eşittir.

K2Cr2O7  (potasyum dikromat)              ma: 294    td : 6   EA : 49

KMnO4   (potasyum permanganat)       ma: 158    td : 5      EA : 31.6

Tuzlarda ise artı veya eksi yüklerin toplamına eşittir.

NaCI  (sodyum klorür)     ma:58,5       td : 1    EA : 58,5

CaCI2 (kalsiyum klorür)   ma: 111        td : 2    EA : 55,5

K2SO4 (potasyum sülfat)  ma: 117        td : 2    EA : 58.5

N = M x td

—Kesin Normaliteli Çözeltilerin Hazırlanması

Titrasyonda kullanılan ve derişimi kesin olarak bilinen çözeltilere ayarlı (standart) çözeltiler denir. Hazırlanan bu çözeltilerinin derişiminin doğruluğu yapılan analizin doğruluğu anlamına gelmektedir. Normal çözelti yapılacak madde tamamen saf ya da tartılabilir durumda ise bundan çözelti hazırlamak oldukça kolaydır. Bu maddeden normal çözelti hazırlamak için istenilen normalite ve hacme göre gereken miktarda madde tartılıp ölçülü balona konulduktan sonra saf su ile hacmi tamamlanır.

Bu şekilde normal çözeltisi hazırlanan maddelere potasyum dikromat (K2Cr2O4), sodyum okzalat (Na2C2O4),okzalik asit (H2C2O4), potasyum asit fitalat (KHC2H4O4), sodyum karbonat (Na2CO3), gümüş nitrat (AgNO3) vb. maddeleri örnek olarak gösterebiliriz.

Bazı maddelerin çeşitli kimyasal özelliklerinden dolayı (nem çekici olması, kararlı olamaması, çabuk buharlaşması) direkt olarak ayarlı çözeltileri hazırlanamaz. Bu tür maddelerle (örneğin sodyum ve potasyum hidroksitler) hazırlanan çözeltilere seconder standart çözeltiler denir. Sekonder standart çözeltilerin ayarlaması başka bir primer standart çözelti ile yapılır.

Söz konusu maddelerin normal çözeltileri önce yaklaşık normaliteli olarak hazırlanır ve sonra primer standart madde adı verilen  maddeler ile kesin normaliteleri ayarlanır. Primer standart maddeler volumetrik analizlerde kullanılan analitik saflıktaki kimyasallardır. Hazırlanan bir çözeltinin gerçek derişimini bulmaya yardımcı olurlar.

Sıcaklık, nem, ışık gibi fiziksel koşullardan etkilenmeyen ve çok hassas olarak tartılıp çözeltileri hazırlandığında gerçek konsantrasyonda çözelti veren maddelere  primer standart madde denir.

Asit çözeltilerin ayarlanmasında kullanılan primer standart maddeler;

susuz sodyum karbonat,

sodyum okzalat,

potasyum dikromat,

potasyum iyodat vb’ dir.

Alkali çözeltilerin ayarlanmasında  kullanılan primer standart maddeler;

potasyum asit fitalat,

okzalik asit dehidrat,

potasyum asit okzalat  vb.’dir.

Ayarlamalar en az 2 veya 3 paralelli yapılmalı ve paraleller arasında en fazla  % 0,1-0,2 fark olmalıdır.

1 – Yaklaşık normaliteli  asit çözeltilerinin kesin normalitelerinin  ayarlanması :

Asit çözeltilerin ayarlanmasında genellikle sodyum karbonat (Na2CO3) kullanılır. Primer standart maddeden bir saat camına ya da petri kutusuna 4-5 gram tartılır ve etüvde 1 saat kadar yüksek sıcaklıkta (250-270 o C) kurutulur. Desikatöre alınarak soğutulur. Bu şekilde sabit ağırlığa getirilen örnekten hassas terazide çıkarma usulü ile 0,15-0,2 g arasında 2-3 tartım alınır. 250 mL’lik erlene konur ve 100  mL damıtık suda çözündürülür. Üzerine 2-3 damla karışık indikatör ilave edilerek yaklaşık normaliteli asit çözeltisi ile mor renge kadar  titre edilir. Oluşan karbondioksit gazını uçurmak için 1 dakika kaynatılır. Renk açılırsa titrasyona devam edilir.

Hassas bir sonuç alınabilmesi için titrasyon işlemi birkaç ayrı tartım ile tekrarlanır. Hesaplanan değerler arasındaki fark % 0,1’den az fark olanların ortalaması alınarak kesin normalite tayin edilir.

Nk =  T1 / V1 x me                   

    Nk : asit çözeltisinin kesin normalitesi

    T : Primer standart maddeden alınan miktar, g .

   V : yaklaşık normaliteli çözeltiden harcanan miktar, mL

   me: primer standart maddenin miliekivalent ağırlığı,

   (EA /1000)    ( Na2CO3 için me : 0,053)

Nk1 +  Nk2 +  Nk3  /  3 = Nk

2 – Yaklaşık normaliteli  baz çözeltilerinin kesin normalitelerinin  ayarlanması :

Baz çözeltilerin ayarlanmasında genellikle potasyum asit fitalat (KHC2H4O4) kullanılır. Primer standart maddeden bir saat camına ya da petri kutusuna 4-5 gram tartılır ve etüvde 1 saat kadar 125 o C’de kurutulur. Desikatöre alınarak soğutulur. Bu şekilde sabit ağırlığa getirilen örnekten hassas terazide çıkarma usulü ile 0,6-0,8 g arasında 2-3 tartım alınır. 250 mL’lik erlene konur ve 100  mL damıtık suda çözündürülür. Üzerine 2-3 damla fenol fitaleyn indikatörü  ilave edilerek yaklaşık normaliteli asit çözeltisi ile açık pembe renge kadar  titre edilir.  

Oluşan karbondioksit gazını uçurmak için 1 dakika kaynatılır. Renk açılırsa titrasyona devam edilir. Hassas bir sonuç alınabilmesi için titrasyon işlemi birkaç ayrı tartım ile tekrarlanır. Hesaplanan değerler arasındaki fark % 0,1’den az fark olanların ortalaması alınarak kesin normalite tayin edilir.

Nk =  T / V x me    

     Nk : Baz  çözeltisinin kesin normalitesi  

     T :  Primer standart maddeden alınan miktar, g .

    V : Yaklaşık normaliteli çözeltiden harcanan miktar, mL,  ( KHC2H4O4  me  =  0,20423 )

Nk1 +  Nk2 +  Nk3  /  3 = Nk

—Çözeltilerin Özellikleri ve Önemli Tanımlar

Erime

Katı bir maddenin ısı enerjisi alarak sıvı hale geçmesi olayıdır.

Katı maddeler ısıtıldıkları zaman taneciklerin kinetik enerjileri artar ve bundan dolayı tanecikler arası çekim kuvveti azalır. Dolayısıyla tanecikler birbirinden uzaklaşır ve serbest hale geçer.

Katı bir maddenin sıvı hale geçmeye başladığı sıcaklığa erime sıcaklığı denir.

Donma

Sıvı bir maddenin ısı enerjisini vererek katı hale dönüşmesine donma denir. 

Sıvının katı hale geçmeye başladığı sıcaklık noktasına ise donma noktası denir.

—Bir maddenin sabit basınçta erime ve donma noktaları aynıdır.

—Buz 0 C de erimesi, suyun 0 C de donması gibi.

Buharlaşma

Sıvı maddelerin çevreden aldığı ısı sonucunda, sıvıyı oluşturan taneciklerin kinetik enerjileri artar.

Yüzeye yakın ve yüzeye dik olan tanecikler bu kinetik enerji sayesinde, çevrenin çekim kuvvetini yenerek sıvı fazdan gaz fazına geçerler. Bu olaya buharlaşma denir.

Yoğunlaşma

Bir maddenin gaz halden sıvı hale geçmesine yoğunlaşma, yoğunlaşmanın meydana geldiği sıcaklığa yoğunlaşma sıcaklığı denir.

Buhar Basıncı ve Kaynama Noktası

Buhar fazına geçen taneciklerin sıvı yüzeyine çıkmadan önce sıvı fazdaki taneciklere yaptığa basınca buhar basıncıdenir.

Sıcaklık değişmediği sürece buhar basıncı da değişmez.

Isıtılan bir sıvının buhar basıncı sürekli artar. Bir sıvının buhar basıncının dış buhar basıncına eşit olduğu  anda kaynama olayı başlar. Bu olayın gerçekleştiği sıcaklığa da kaynama sıcaklığı veya kaynama noktası denir.

Herhangi bir sıvının üzerine etkiyen dış basınç azaldıkça, kaynama noktası düşer.

Çözeltilerin Donma ve Kaynama Noktaları

Bir çözücüde, uçucu olmayan bir maddenin çözünmesi onun buhar basıncını düşürür. Çünkü çözünen madde tanecikleri birim yüzeydeki çözücü taneciklerinin sayısını azaltır. Bu nedenle çözücü daha zor buharlaşır.

Buhar basıncının düşmesi de kaynama noktasının artmasına neden olur.

Donma noktasında katı ve sıvının buhar basıncı eşittir.

—BÖLÜM 6. ANALİZ  YÖNTEMLERİ

Analiz yöntemleri 2 gruba ayrılır.

1. Fiziksel

— Dansimetrik

— Optik

2.  Kimyasal

—Volumetrik

—Gravimetrik

—1. FİZİKSEL ANALİZ YÖNTEMLERİ

Dansimetrik yöntemler

Bir maddenin birim hacimdeki ağırlığına yoğunluk denir.

Birimi g/ml, g/cm3 ya da kg/dm3 olarak gösterilir. Yoğunluk sıcaklığa ve konsantrasyona bağlı olarak değişir. Sıcaklığın artmasıyla yoğunluk azalır, konsantrasyonun artması ile yoğunluk yükselir.

Özgül ağırlık ise maddenin t oC’deki ağırlığının, aynı hacimdeki t oC’deki suyun ağırlığına oranıdır. Diğer bir değişle; o maddenin sudan kaç kez ağır olduğunu gösterir ve birimsizdir.

Sıvılarda özgül ağırlık başlıca 3 yolla belirlenir:

—Piknometre  ile

—Dalıcı cisimlerle (Westphal terazisi)

—Yüzücü cisimlerle (Dansimetre)

1. Piknometre ile Özgül Ağırlık Tayini

Piknometreler küçük, hafif, belirli hacimde camdan yapılmış aletlerdir.

Piknometreler ile aynı hacimdeki su ve sıvının belirli sıcaklıktaki ağırlıkları tartılır.

Değişik tip ve şekillerde piknometreler vardır.

Sprengel- Oswalt Piknometresi; en hassaları olup ancak kullanımı yaygın değildir.

—Şekildeki B kapiler borusu sıvı ile tamamen, A kapiler borusu ise işaretli yere kadar sıvı ile doldurulur.

—Piknometre, ısısı belli su banyosunda 20-30 dakika asılı olarak tutulur.

—Banyodan çıkarmaksızın sıvı çizgi hizasına getirilir.

—Sonra hassas olarak tartılır.

—Çizginin üst tarafında kalan boş kısım genişleme dolayısıyla yükselen sıvıyı tutar.

—Tartım sonucunda özgül ağırlık bulunur.

Boot piknometresi; Bunlar kapaklı olup kapağın içinde bir kapiler boru vardır.Ayrıca üzerinde bir de muhafaza kapağı olur. Bunların büyük bir kısmı çift cidarlıdır. İki cidar arasındaki hava alınmıştır. Bu nedenle de özgül ağırlığı tayin edilecek sıvı, istenilen sıcaklık derecesine getirildikten sonra piknometreye koyularak bu sıcaklık muhafaza  edilebilir

—Piknometrenin içinin yıkanması ve aynı ısı derecesinde olması için piknometre 1-2 defa analizi yapılacak sıvı ile çalkalanır.

—Daha sonra ağzına kadar sıvı ile doldurularak kapak yerleştirilir. Kapak yerleştirilirken fazla gelen sıvı kapaktaki kapiler borudan yükselerek dışarı çıkar.

—Serçe parmağın ucu ile kapağın üstü silinir. Piknometrenin üstü temiz bir bezle silinip, kurulanır ve tartılır.

—Dış sıcaklık yüksek olduğu taktirde piknometredeki sıvı kapiler borudan yükselerek kapağın üzerinde damlacık halinde toplanırsa da bu damlacık silinmez ve öyle tartılır.

—Boot tipi piknometreler özellikle rutin analizlerde işte sürat sağladığından tercih edilir.

Reischauaer piknometresi;

Bu tip piknometreler şekilden de görüldüğü geniş bir gövde ile ince uzun boyun kısmından ibaret olup boyun kısmının ortasında bir çizgi vardır. Standart Reischauer tipi piknometreler boyun kısmı 65-85 mm, yüksekliği ise 140-160 mm. Boyun iç çapı 2,5-3,5 mm’dir. İşaret çizgisi, boynun yukardan 25-35 mm aşağısındadır. Su kapasitesi 20ºC de 48-50 gr .

Şekilde ;

1)Piknometre doldurma hunisi

2)Piknometredeki sıvıyı çizgisine getirmekte kullanılan kılcal boru

3)Piknometredeki sıvının kılcal boru ile boşaltılması

Piknometrenin Kullanılması:

Piknometre de bulunan suyun ağırlığına o piknometrenin “su kıymeti” denir.

Piknometrenin su kıymetini bulmak için ilk önce boş piknometre sabit ağırlığa getirilerek darası bulunur.

—Bunun için önce; %4 potasyum / sodyum bikromat’lı sülfirik asit ile temizlenir. Daha sonra alkol yada eter ile çalkalanır, kurutulur.

—Hassas terazide 20-30 dk. bırakılarak dördüncü haneye kadar tartılır.

—Daha sonra piknometre yeni kaynatılmış ve soğutulmuş damıtık su ile çizginin biraz üstüne kadar doldurulur. Özgül ağırlık 20ºC sıcaklığa göre verildiği için deneylerin bu sıcaklığa ayarlı su banyosunda gerçekleştirilmesi tavsiye edilir.

—Su banyosundaki suyun piknometrenin boğazındaki çizginin biraz üstüne çıkacak kadar dolu olmasına dikkat edilir. Piknometrenin içinde bulunduğu müddetçe su banyosundaki ısının 20 ± 0.1°C kalması sağlanır.

—Piknometredeki dış ısıyı tamamen alması için 30 dakika su banyosunda bekletilir

—Kılcal boru yardımı ile su seviyesi tam çizgiye getirilir. İçerisinde hava kabarcığının kalmamasına dikkat edilmelidir.

—Daha sonra piknometrenin dış çeperi iyice kurutularak 4 haneli bir terazide tartım alınır.

Örneğin, sabit tartıma getirilmiş piknometrenin kendi darası 21,3515 g ve su ile beraber tartıldığında ise 71,3853 gram geliyorsa piknometre su kıymeti:71,3853 – 21,3515 = 50,0338 gr. olur ki bu da piknometrenin hacmi demektir.

Piknometrenin su kıymeti her analizde tekrarlanmaz  3-4 ayda bir kontrol edilmelidir.

—Daha sonra yoğunluğunu tayin edilecek sıvı ile piknometre birkaç defa çalkalanır ve sıvı çizgisinin biraz üstüne kadar doldurulur .

—Aynı şekilde su banyosunda aynı derecede bekletilerek ve aynen su gibi tartılır. Dara çıktıktan sonra sıvının ağırlığı 49,9842 gr. ise

    (özgül ağırlık 20 C de)     d= 49,9842

                                                  50,0338 

                                                =0,9990 g/mL

—2. Westphal Terazisi ile Özgül Ağırlık Tayini

Bu yöntem, kısmen yada tamamen sıvıya daldırılan bir cismin yer değiştirdiği sıvının ağırlığı kadar bir kuvvetle sıvının içinden yukarıya doğru itilir.

Belirli bir cismi vakumda (havada) ve yoğunluğu tayin edilecek sıvının içinde tartarak, Arşimet kanununa göre o sıvının yoğunluğunu tayin etmek mümkündür.

Duyarlı çalışılması gerekli araştırmalarda ve laktodansimetre ile yoğunlukları belirlenemeyen ağız sütleri veya çok sulu sütlerde kullanılır.

—Bu terazinin temel parçalarından biri olan bir dalıcı bulunmaktadır. Bu dalıcının 20 derecedeki ağırlığı kesin olarak 5 g dır (cihazın her türlü ağırlığı 20 oC de yapıldığı için bütün kullanılacak çözeltiler ve deney ortamı 20 oC de olmalıdır).

—Ağırlıkları 5 g, 0,5 g, 0,05 g ve 0,005 g olan dört tane nal şeklinde ağırlık bulunmaktadır. Bu ağırlıkların her biri virgülden sonraki basamağı ifade etmektedir. Yani 5 g lık ağırlık virgülden sonraki birinci haneyi; 0,5 g lık ağırlık virgülden sonraki ikinci haneyi verir.

—Bu ağırlıklar terazinin denge kolunda 1 den 10 a kadar sıralanmış çentiklere terazi kolunu dengeye getirecek şekilde yerleştirilir.

Örneğin; 5 g ağırlık 9 nolu çentiğe 0,5 nolu ağırlık 7 nolu çentiğe, 0,05 g ağırlık 5 nolu çentiğe ve 0,005 g ağırlık 3 nolu çentiğe koyduğumuz zaman terazi kolu dengeye geliyorsa bu sıvının yoğunluğu 0,9753 g/ ml’dir.

Öncelikle dalıcı içerisinde su dolu bir kaba daldırılır. Suyun 20 C ki yoğunluğu 1 olduğu için 5 g lık ağırlık platin ipin kola bağlandığı yere asılmalıdır (9 dan sonraki yer). Dalıcı, platin telle teraziye bağlanır ve sabittir (1-1,5 cm).

—Dalıcı çözeltinin bulunduğu kabın dibine ve çeperlerine değmemelidir.

—Çözeltinin içerisine iyice daldırılmalı ve serbest kalmalıdır. 

—Yoğunluğu 1 den büyük olan sıvılarda ise aynı ağırlık (5 g) 2 farklı çeltiğe takıldığı zaman ancak dengeye geliyorsa örneğin 2 ve 9 nolu çentiğe 5 g ağırlık takılıyorsa o zaman 0,9+0,2 =1,1 g/ ml dir yoğunluğu.

—Yani 5 g ağırlık 9 nolu ve 2 nolu çentiğe; 0,5 nolu ağırlık 7 nolu çentiğe, 0,05 g ağırlık 5 nolu çentiğe ve 0,005 g ağırlık 3 nolu çentiğe koyduğumuz zaman terazi kolu dengeye geliyorsa bu sıvının yoğunluğu 0,9+0,2+0,07+0,005+0,0003=1,1753 g/mL olur.

—3. Areometreler ile özgül ağırlık tayini

Aerometrelerin esası aynı cismin yüzdüğü bütün sıvılarda aynı ağırlıktaki sıvı ile yer değiştirmesi ilkesine dayanır. Yer değiştiren sıvının ağırlığı hacmine ve yoğunluğuna bağlıdır.

Areometreler kapalı bir cam tüpten yapılmıştır. Alt kısmı areometrenin dik durması ve gerekli ağırlığı vermesi için içerisinde kurşun veya civa bulunan kürecik şeklindedir.
Pratikte en çok kullanılan aletlerdir.

Kullanımları sırasında dikkat edilmesi gereken hususlar

—Tamamen kuru ve temzi olmalıdır.

—Özgül ağırlığı tayin edilecek sıvı berrak olmalı üzerinde köpük olmamalıdır.

—Sıvının doldurulacağı sıvı areometreye uygun olmalı çapı ve boyu areometrenin serbestçe yüzmesine izin vermelidir.

—Areometre sıvı içerisine yavaşca daldırılmalı ve özellikle sıvı yüzeyinin üstünde kalacak sap kısmı ıslanmamalıdır.

—Okuma işlemi areometre sabit durunca yapılmalıdır.

Dansimetre

—Süt dansimetresi  (yoğunluk  ölçer) laktodansimetre olarak adlandırılır.

—Çabuk sonuç almak için laktodansimetreden yararlanılır. Dansimetreler doğrudan doğruya sıvının özgül ağırlığını verir.

—Normal olarak ölçümün laktodansimetrenin kalibrasyon sıcaklığının en fazla 5 derece üstünde ya da altındaki sıcaklıklarda yapılması gerekir.

— Sıcaklık düzeltme faktörü 0.2 dir. Sıcaklık yüksek olduğunda her bir 1 oC için 0.2 laktodansimetre değeri (LD) ilave edilir, düşük olduğu durumlarda ise her bir 1 oC için 0.2 LD çıkartılır.

Örneğin;    

Okunan LD = 32

 Sütün sıcaklığı  = 18 oC

Öngörülen sıcaklık = 20 oC

                   Fark = – 2 oC

                  Düzeltme faktörü =   -2 x 0.2 = – 0.4

                  Düzeltilmiş LD = 32.0 – 0.4  = 31.6

Laktodansimetre değeri yoğunluk olarak ifade edilmek istenirse;

1000 + LD  / 1000 =  1000 + 31.6 / 1000 = 1.0316 g/mL

Özgül ağırlığı (20 C de) = 1.0316 g/mL dir.

Öksele :

Üzüm ve meyve şıralarında kullanılan areometre çeşitleridir.

Ö/ 4= % kuru madde

(Ö/ 4) -3 = % şeker

Ö/ 8= % hacim alkol (mL/100mL)

Ö/ 10= % vezin alkol (g /100mL)

Buradaki Ö, öksele dansimetre skalasında okunan değerdir. Örneğin skalada 75 değeri okuyorsa Ö yerine bu değer koyularak yaklaşık istenen % değerleri elde edilebilir.

Bome :

Bome areometresi yoğunluk ve şekere göre değil de %10’luk tuzlu suya göre kalibre edilmiştir.

Sudan ağır sıvılara ait olan bome areometrelerinin 15°C deki suda battığı yer (0), %10’luk tuz çözeltisinde battığı yere 10 koyularak kalibrasyonu yapılmıştır.

Areometrelerde skala 0-10 arasında eşit olarak bölünmüştür ve her bir çizgi %1 tuza (NaCl) denk gelecek şekilde ayarlanmıştır.

Bome areometresi çözeltideki g/100g olarak tuz (NaCl) miktarını ifade eder. 

Sakkarometre (Balling) Areometresi:

Kalibrasyonu saf şeker çözeltisine göre yapılmıştır. Çözeltilerdeki ağırlıkça % şeker miktarını verir.

Brix:

Balling gibi sakaroz çözeltisine göre kalibrasyonu yapılmıştır. Yalnız bunda şekerin su ile karıştığı zaman meydana gelen hacim değişmesi hesap edilmiştir. Balling ve briks için sıcaklık düzeltme tablosu kullanılmalıdır.

Balling ve briks areometrelerinin sıcaklık düzeltme faktörü 0.06 dır.

Salinometre :

Bu areometre turşuculukta, salamura sularında kullanılır. Tuzlu su çözeltisinin su ile doyma derecesini gösterir.

Doymuş NaCl çözeltisi 20°C de %26,5 NaCl içerir. Buda salonimetrede 100 olarak yani % tuz miktarının hemen hemen 4 katı olarak gösterilmiştir.

Böylece salonimetre cihazında okunan değerin 4 e bölünmesi ile % tuz miktarı bulunabilir. 

Alkolimetri:

Alkol ve su karışımında ağırlık ve hacim olarak % alkol miktarını verir. Alkol tayininde kullanılan areometreler genellikle % hacim gösterenler olup 15,56°C ye göre kalibre edilmiştir.

Sıcak düzeltme faktörü beher derecesi için 0,18 dir. Yalnız bu sıcaklık düzeltmesi 15,5°C ye yakın olan sıcaklıklarda yapılmalıdır.

Çözelti sıcaklığı areometre kalibrasyon sıcaklığından yüksekse, sıcaklık düzeltmesi bulunan değerden çıkarılır. Eğer daha düşükse bulunan değere eklenir.

—Katı Cisimlerde Özgül Ağırlık Tayini

Katı cisme etki etmeyen ve yoğunluğu belli olan sıvı içinde cismin kaybettiği ağırlığı ölçmektir.

Özgül  = cismin havadaki ağırlığı x batırıldığı sıvının özgül ağırlığı

 ağırlık    havada ve sıvı içindeki ağırlıkların farkı

—Sıvılarda Viskozite

Bir akışkanın (sıvı veya gaz) viskozitesi, akışkan üzerine uygulanan kaydırma kuvvetinin karşılaştığı sürtünme direncinin bir ölçüsüdür.

SI birim sisteminde viskozitenin birimi pascal saniyedir (Pa.s). Pa.s birimi ;kg m-1s-1 yani (kütle)-1(zaman)-1 veya N s m-2 ile eşdeğerdir.

Sıvıların viskozitesi, artan sıcaklıkla azalır. Boşluk (hole) teorisine göre bir sıvı içerisinde boşluklar bulunmaktadır ve moleküller sürekli boşluklara doğru hareket ederler. Bu olay akışa izin verir, fakat bir molekülün bir boşluğa taşınması bir aktivasyon enerjisine ihtiyaç duyduğundan enerji gerektirir. Yüksek sıcaklıklarda aktivasyon enerjisi daha kolay temin edileceğinden sıcaklık yükseldikçe sıvı daha kolay akar.

Gıda ve süt sanayinde özellikle Brookfield marka viskozimetreler yaygın olarak kullanılmaktadır. Viskozite ölçümü konusunda kullanılan belli başlı metodlar;

Rotasyonel Viskozimetre: Viskozite akışkanın içerisine daldırılmış olan silindirik yapıdaki rotoru döndürmek için kullanılan torkdan yararlanılarak tespit edilir.

Kapiler Viskozimetre: Viskozite akışkanın bir kapiler içinde akmasını sağlamak yoluyla bulunur.Ölçüm kapilerin her iki ucundaki basınç farklılığı ile veya süre ile tespit edilir.

Falling-ball Viskozimetre: Silindirik yada küre şeklindeki standart bir cismin belirli bir mesafeden akışkan içinde serbest düşüşünü sağlayarak viskozite ölçülür.Bu sırada düşüşün süresi ölçülür.

Kap tipi Viskozimetreler : Dibinde bir delik bulunan (Orifis) bir kaba doldurulan akışkanın, kabı boşaltması için gerekli sürenin tespiti ile belirlenir.

Analog Viskozimetreler

—Analog okumalı viskometreler çeşitli kalite kontrol uygulamaları için düşük maliyetlidir.

— Viskozite (Akışkanlık) Analog göstergeden kırmızı ibre yardımı ile okunur ve Brookfield tarafından hazırlanmış özel bir tablo ile gerçek cP (centipoise) veya mPa.s (miliPaskal saniye) olarak  belirlenir.

— Ölçülecek viskozite aralığına göre model seçilir.

Dijital Viskozimetreler

Faklı hız seçeneklerine sahiptir (0.1-250 RPM kadar).

Akışkanlığı ve sıcaklığı aynı anda gösterebilir. Krebs, gram, cPs, birimlerinde direkt gösterim ve ölçüm sürekliliği için yeni ve gelişmiş deney aralığı sunar. Bilgisayara bağlanabilir. 

—Optik Yöntemler

Refraktometre: Bir ışık demeti saydam bir ortamdan dik olmayan bir açı ile optik yoğunluğu farklı diğer saydam bir ortama geçerse bir kısmı yansır, bir kısmı o ortama girer.

Gelen ışının iki saydam ortamı ayıran yüzeye düşerken ayırma yüzeyine dik olan çizgi ile (normal ile) yaptığı açıyageliş açısı (i), kırılan ışının normal ile yaptığı açıya kırılma açısı (r) denir.

Geliş açısının sinüsünün kırılma açısının sinüsüne oranına kırılma indisi denir

—Kırılma indisi genellikle havaya göre verilir. Işının havadan o cisme girişinde kırılma indisi belirlenir.

—Organik sıvı maddelerin kırılma indisi 1.30- 1.80 arasındadır.

—Suyun kırılma indisi n= 1.33 dür. Metil alkol hariç diğer maddelerin sudaki çözeltilerinin kırılma indisi bu değerden büyüktür.

—Çözeltilerde kırılma indisi konsantrasyonla düzenli bir şekilde değişmektedir.

Refraktometre ile sıvı cisimlerin kırılma indislerini veya sıvılarda erimiş olan maddelerin % miktarlarını tayin etmeye yarayan aletlerdir.

El refraktometresi 1-2 damla sıvı ile birkaç dak. İçinde sonuç almak mümkündür.

—El refraktometreleri kullanılmadan önce ayar edilmelidir.

—Birkaç damla saf su prizma üzerine damlatılır. Kapağı kapatılarak okuma yapılır.

—Gölgenin 0 hizasında olması gerekir. Değilse ayarlama yapılır. Dürbün tarafında bulunan vidası çevirilerek 0’a getirilir.

—Su bir kağıt havlu ile silinir.

—Sıvı örnek (süt) damlatılarak okuma yapılır.

Genellikle skalada sol tarafta kırılma indisleri sağda ise % kuru madde değerini göstermektedir.

—Abbe Refraktometresi

—Masa tipi refraktometredir.

—1.30- 1.71 kırılma indisini ve %0-85 kuru maddeyi gösterir.

—Bu refraktometrenin sıcaklık düzeltme faktörü 0.0004 dür. (yüksek sıcaklıklarda ilave edilir)

—Polarimetre

Polarize ışık; tabii ışık yada sodyum lambası gibi özel bir ışık kaynağından elde edilen belirli dalga boyundaki ışık, yayılma yönüne dik muhtelif düzeylerde titreşir. Bu ışıktan kırılma ve yansıma esasına dayanarak yalnız bir yüzeyde titreşen ışığa polarize ışık denir.

Bazı kristallerde ve bünyelerinde asimetrik karbon atomu içeren organik maddelerde polarize ışığın titreşim düzlemini döndürme özelliği vardır. Bu özelliğe sahip cisimlere optikçe aktif cisimler denir.

Polarize ışığa etki eden bileşiklerin bazıları bu ışığa sağa bazıları sola çevirir. Çevirme derecesi şu formül ile hesaplanır.

[α]D20 = a x 100 / L x C

    α :  spesifik çevirme derecesi
a : okunan çevirme açısı
L : tüp uzunluğu (dm)
C : konsantrasyon (g/100 ml)
20: çözelti sıcaklığı
D : ışık kaynağının sodyum olduğunu (sodyum lambası) gösterir.

Optikçe aktif cisimlerin çözeltilerinin polarize ışığı çevirme derecesini tespite yarayan aletlere denir.

Polarimetre,

1.ışık kaynağı

2.her yönde titreşen ışıktan bir düzlemde ışık elde etmeye yarayan polarizatör

3.Çevirme derecesi belirlenecek çözeltinin konulduğu uzunluğu belirli tüp

4.Polarize ışığının dönme derecesini ölçen analizatör olmak üzere 4 kısımdan oluşur.

Laktoz tayininde polarimetreden yararlanılmaktadır. Sütte laktoz tayini şu şekilde yapılır.

Ø100 ml’lik ölçü balonuna 75 g süt tam olarak tartılır.

Ø2 ml Carrez I, 2 ml Carrez II ilave edilir.

Carrez I çözeltisi: 150 g tetrakalium hekzasiyanoferrat saf suda çözündürülür 100 ml’ye tamamlanır.

Carrez II çözeltisi: 300 g çnko sülfat saf suda çözündürülür 100 ml’ye tamamlanır.

Ø1 ml laktik asit ilave edilip 100 ml’ ye tamamlanır.

Øİyice karıştırılır ve filtre kağıdından(no:597) süzülür.

ØTamamen berrak olan filitrat 20 C de 200 mm uzunluğundaki polarimetre tüpünün içine doldurulur. Çevirme derecesi okunur.

Süt şekeri= a x 100 / 52.53 x 2

a= okunan çevirme derecesi

52.53 = saf süt şekerinin spesifik çevirme derecesi

Bulunan sonuç 100 g süt için hesaplanmalıdır. Protein çökmesi ile hacim değişmesinden ileri gelen hatanın giderilmesi için sonuç tam yağlı sütte 0.94, yarım yağlı sütte 0.97 ile çarpılmalıdır.

Laktoz (%)= çözeltinin süt şekeri (%)x 100 x (0.94 veya 0.97)

                                              süt miktarı (g)

—Donma Noktasının Belirlenmesi

Sütte donma noktası tayini süte hile amacıyla ilave edilen su miktarını belirlemek amacıyla yapılır. Sütün donma noktası 0 oC’ye ne kadar yaklaşırsa içine o kadar su katılmış demektir.

Sütte gerçek çözelti halinde bulunan laktoz ve mineral maddeler sütün suya oranla daha düşük derecede donmasına neden olurlar. Sütün donma noktası oldukça sabit bir değer gösterir.

Normal bileşimdeki inek sütünün donma noktası;

 – 0.530 – 0,550 arasında, ortalama – 0,545 oC’dir.

Genellikle normal ve yağsız sütlerde platform testi olarak yapılır. Bu yöntem kimyasal madde ilave edilmiş ve asitliği yükselmiş sütlerde kullanılmaz. Sütün asitliğinin artması çözünür madde miktarını arttırdığı için donma noktasının düşmesine neden olur. Meme rahatsızlıkları sonucunda sütün tuz miktarında meydana gelen değişmeler de donma noktasının düşmesine neden olur.

Asitliği yükselmiş sütlerde donma noktası tayini ile ilave edilen su miktarının hesaplanması pek kesin sonuç vermez.

Çünkü süt şekerinin mikrobiyal parçalanması sonucu, donma noktasını etkileyen maddelerin konsantrasyonunda değişmeler meydana gelir. Bu nedenle titrasyon asitliği 8 oSH’ yı aşan sütlerde donma noktası aracılığıyla ilave edilen su miktarı hesaplanmaz. Eğer bir zorululuk mevcut ise, asitliği 12 oSH’e kadar artan sütlerde, tespit edilen donma noktası değerinden her oSH  derecesi için 0.008 oC düşmek gerekir.

Sütün donma noktası kriyoskop adı verilen cihazlarla ölçülür. Mekanik olarak çalışan bu aletlerin yerini, günümüzde dijital, sensörlü ve bilgisayarlı cihazlar almıştır.

 Donma noktası tayini sonucu tahmini katılan su miktarı bulunabilir.

Bir süt örneğinde DN -0,47 oC

% Katılan su =   0,550 x 100     – 100

                                       0,47

                %     =  17

Not :  Genel olarak donma noktasına her 0,01 oC’lik artış için % 2 su katıldığı düşünülebilir.

—2. KİMYASAL ANALİZ YÖNTEMLERİ

Kimyasal analizler kalitatif (nitel) ve kantitatif (nicel) olmak üzere ikiye ayrılır.

Kalitatif analiz; bir örnek de hangi bileşik, iyon ya da elementlerin olduğunu tespit etmek için kullanılır.

Kantitatif analiz; bileşimi bilinen bir madde ya da çözeltideki bileşik, iyon ya da fonksiyonel grupların miktarını belirlemek için yapılır.

Kimyasal analiz yöntemleri prensiplerine göre  3 grup altında toplanır.

—Gravimetrik yöntem

—Volumetrik yöntem

—Enstrümantal yöntem

—Gravimetrik Yöntem

Analizde kimyasal reaksiyonun  sonucu, tartım suretiyle bulunuyorsa buna “gravimetrik analiz” denir.

Gravimetrik analizlerde genel olarak yapılan işlemler;

a.Örnek alma

b.Çöktürme

c.Süzme (filtrasyon)

d.Yıkama

e.Kurutma ve yakma

f.Buharlaştırma

g.Distilasyon

h.Kristallendirme

i.Süblimleşme

—A. Örnek alma ve analize hazırlama

Örnek alma işleminde temel kural analize alınacak örnek tesadüf örneği olmalı ve bütün kitleyi temsil edecek miktarda olmalıdır.

Sıvı örnekler, çalkalamak, karıştırmak suretiyle kolaylıkla homojen hale getirilebilirler.

Katı maddeler, genellikle öğütülmek suretiyle homojen edilmelidir. Bu amaçla değirmenler ve havanlardan yaralanılır.

sıvı örneklerin bazı analizlerinde, hacmi azaltmak veya kuru hale getirmek gerekir. Bu amaçla buharlaştırma işleminden yararlanılır.

Süt Teknolojisinde buharlaştırma ile yapılan gravimetrik analiz kuru madde tayinidir.

Yöntemin prensibi; belirli miktardaki sütün sabit sıcaklıkta değişmez ağırlığa gelinceye kadar suyu uçurulur ve kalan kısımdan kurumadde hesaplanır. En hassas olan yöntemdir.

—B. Çöktürme

Gravimetrik analizlerin büyük bir kısmı tayini yapılacak unsurun çöktürülmesine dayanır. İki  çözeltinin birbirine katılması sonucunda ortamda çözünmeyen bir maddenin katı olarak ayrılması olayına “çökme” denir.

Katı-sıvı heterojen karışımdan katı olarak ayrılan maddeye “çökelek” yapılan işleme ise “çöktürme” denir.

Oluşan çökeleğin tümünün dibe çökmesi beklenir ve üstteki sıvı duru sıvı bulandırılmadan başka kaba aktarılır. Bu şekilde üstteki sıvı kısmın ayrılmasına “aktarma” (dekantasyon) denir.

—Sıvı içerisindeki katı tanecikler hafif, ince taneli ve çok az miktarda  ise ayrıca süzme ile ayırmak mümkün değilsesantrifüj aletinden yararlanılır.

Santrifüj, merkezkaç kuvvetinin etkisi ile yoğunlukları farklı maddeleri ayırabiliriz.

—Santrifüj ile ayrılmayan maddeleri (kolloidal 1-100 nm çapında tanecikler) ayırmak için “dializ” işlemi kullanılır.

Dializde, delik çapları 1-5 nm olan selofan, hayvan derisi, parşömen gibi süzgeç görevi yapan yarı-geçirgen bir zar kullanılır.

—Heterojen sıvı-sıvı karışımları ayırmak için ise “ayırma hunileri” kullanılır. Fazları ayrılan karışım ayırma hunisinin alt musluğundan serbest bırakılarak alınır.

—C. Süzme

Tortu ve çökeltiyi ayırmak için en çok uygulanan  işlemdir.

Laboratuvarda süzmede kullanılan materyaller;

ØFiltre kağıdı

ØGooch süzgeçleri

ØGözenekli (poroz) porselen süzgeçler

Süzme işlemini kolaylaştırmak  ve çabuklaştırmak için süzgeç altından vakum uygulanır. Bu işlem için genellikle yatay konuma delikli porselen  yüzey içeren Buchner hunisi ve Nuche erleni kullanılır.

—Filtre kağıtları

Nicel analizlerde kantitatif süzgeç kağıtları kullanılır.

—Kantitatif süzgeç kağıtları, derişik renk ve gözenek büyüklüğündedir. Filtre kağıtları 60 °C lık koni şeklinde ya da çok katlı olarak katlanarak kullanılır.

—Gooch süzgeçleri, filtre kağıdı ile süzme uygun olmadığında asbestli Gooch filtreler kullanılır. Porselen delikli tabla üzerine asbest konularak işlem gerçekleştirilir.

—Gözenekli poroz süzgeçler, farklı büyüklük ve çaptaki porselen süzgeçler asbestsiz olarak kullanılır.

—4. Yıkama

Çözeltiler yabancı maddelerden temizlemek amacıyla yıkanır. Yıkama sıvısı genellikle saf sudur.

Bazı durumlarda yıkanan madde saf suda çözünebilir bu durumda ortak iyon ilave edilir. Ortak iyon çözünürlüğü azaltır.

—5. Kurutma ve Yakma

Süzgeç kağıdı ile birlikte madde alınıp krozeye konur. Kroze etüvde 105 C de bekletilerek kurutulur. Daha sonra kroze bir bek alevinde veya bir elektrikli ısıtıcı üzerinde tutularak kağıdın kömürleşmesi sağlanır. Bu esnada kağıt alevde yanmamalıdır.

Kömürleşme işleminden sonra kroze elektirikli fırında 70-1000 °C arasında 2 saat tutularak yakma işlemi tamamlanır.

—6. Buharlaştırma

Çözeltiler kimi zaman çok seyreltik olabilir. Bunları buharlaştırma işlemiyle konsantre hale getirmek veya uçucu olan bir bileşeni ortamdan uzaklaştırmak istenebilir. Buharlaştırma işlemi sırasında; buzen beki, elektrikli ısıtma işlemi yapan “hot plate” vb. aletler kullanılmaktadır.

—7. Distilasyon

Distilasyon işlemi sıvı karışımlardaki bileşenleri birbirinden ayırmak için bu bileşenleri saflaştırmakta kullanılır.

Her maddenin farklı kaynama noktasına sahip olma özelliğinden yararlanarak, sıvı karışımın kaynatılıp gaz haline dönüştürülmesi ve bu gazın soğutulup yeniden sıvı hale yoğunlaştırılması ile teker teker geri kazanılması işlemine “distilasyon” denir.

—Kaynama noktaları çok yüksek olan veya kaynama noktalarına gelmeden bozulan maddeleri içeren karışımlar düşük basınçta distile edilir. Bu durumda maddenin kaynama noktası düşer.

Düşük basınçta distilasyon için düzeneğe vakum pompası bağlanır. Bu tür distilasyona “vakum distilasyonu” denir.

—8. Kristallendirme

Kristallendirme katı karışımlardaki bileşenleri birbirinden ayırmakta ve bu bileşenleri saflaştırmada kullanılan bir yöntemdir.

Kristallenme ile ayırmaya “ ayrımsal kristallendirme” ve saflaştırmaya “kristallendirme” denir.

—9. Sublimleşme

Sıvı fazdan geçmeden, katı-gaz ve gaz-katı dönüşmeleri mümkündür bu olguya “süblimleşme” denir. Bu tür özellikteki maddeleri içeren bir karışım ısıtıldığında süblimleşebilen madde soğuk yüzeyde tekrar katı olarak saf halde ayrılır.

—Volumetri (Titrimetri):

Konsantrasyonu bilinen bir çözeltinin titrasyon reaksiyonunun (tepkimesinin) tamamlanabilmesi için gerekli hacminin ölçülmesi esasına dayalı kantitatif (nicel) kimyasal analiz yöntemine volumetri denir.

Yöntem hacimsel (hacim=volume) olduğundan volumetri adını alır. Ayrıca titrasyona dayalı olduğu için titrimetriolarak da adlandırılır. Volumetrik analiz, kullanım alanı en yaygın kantitatif analiz yöntemidir.

Birbirleriyle tepkimeye giren maddelerin eşdeğer gram sayılarının eşitliği esasına dayanır. Bir element ya da bileşiğin ekivalan ağırlığı 1 mol hidrojen ile birleşen veya onun yerine geçebilen miktarını ifade eder.

Miktarı belirlenecek madde çözeltisi genel olarak bir erlenmayer içine, derişimi bilinen çözelti (standart çözelti) isebürete konur. Miktarı belirlenecek maddenin tümü standart madde ile reaksiyona girinceye kadar (ekivalan nokta ya da eşdeğerlik noktasına kadar)  büretten erlenmayer üzerine damlatılır. Bir indikatör eşliğinde çözeltiler tepkimeye sokulur.  Bu işleme titre etmek (titrasyon) denir.

—Volumetrik analizlerin doğrulukları, titrasyon bitiş noktasının kesin olarak saptanmasına bağlıdır. Titrasyon bitiş noktasında gözle görülebilir bir değişiklik sağlamak amacıyla reaksiyon ortamına o titrasyona özgü ve ekivalan noktada yer değiştirebilen bileşikler konulur. Bu bileşiklere  indikatör adı verilir.

—İndikatör; titrasyon sırasında çözeltideki konsantrasyon değişikliklerine göre renk vererek eşdeğerlik noktasına gelindiğini belli eden organik kökenli boyalardır. İndikatörler kullanıldıkları titrasyona özgüdür.

Asit-Baz İndikatörleri: Asit-baz titrasyonlarının ekivalan noktasının saptanması için kullanılan  indikatörler; zayıf asit ya da zayıf baz özelliği gösteren organik bileşiklerdir. Bunlar ortamın pH’sına göre renk değiştirdiğinden pH indikatörleri de denir. pH indikatörlerinin renk değiştirdiği pH alanına o indikatörün renk değiştirme alanı ya da renk dönüm intervali denir.

Karışık indikatörler :  Bazı titrasyonlarda daha hassas sonuç alabilmek için, daha dar pH aralığında titrasyonun gerçekleşmesi istenir. Bu nedenle uygun iki indikatör karıştırılarak çok yakın pH aralığında renk değiştiren bir karışım elde edilir. Örneğin metilen mavisi-metilen kırmızısı (tashiri indikatörü) pH 5.45 ile 5.5 gibi dar bir alan içerisinde viole renginden yeşile döner.

Bazı indikatörlerin hazırlanması :

İndikatörler genellikle % 0,1 ile % 1 indikatör kapsayacak şekilde hazırlanmalıdırlar. İndikatörlerin kendileri de  zayıf asit ya da zayıf baz özelliği gösterdiklerinden titrasyonlarda fazla miktarda kullanılmamalıdırlar.

—Metil oranj                                Su içinde % 1’lik

—Metilen mavisi                          % 90’lık alkol içinde % 1’lik

—Fenol ftalein                             % 70’lik alkol içinde % 0,1’lik

—p-nitro fenol                               Su içinde % 0,1’lik

—Karışık indikatör              

                    0,1 g Metil Red + 75 mL % 96’lık alkol

                    0,1 g Metilen Mavisi + 80 mL % 96’lık alkol

—BÖLÜM 7. ENSTRÜMENTAL ANALİZ YÖNTEMLERİ

—1. SPEKTROSKOPİ

Bir örnekteki atom, molekül veya iyonların bir enerji düzeyinden diğerine geçişleri sırasında absorplanan veya yayılan elektromanyetik ışımanın, ölçülmesi ve yorumlanmasına spektroskopi denir. Diğer bir deyişle, madde ile ışın arasındaki etkileşmeye inceleyen bilim dalıdır.

Bir madde, üzerine düşürülen çeşitli dalga boylarından (mor ötesi ışınlarından- radyo dalgalarına kadar) ancak bazılarını soğurur. Maddenin bu özelliğinden yapısı, konsantrasyonu vs. tayin edilebilir.

Bunun için madde üzerine dalga boyu 110 nm- 3000 nm’ye kadar değişen ışınlar düşürülür.

Bütün bu dalga boylarını verecek ve hangi dalga boylarlarının soğurulduğunu tespit edecek tek bir cihaz yapmak mümkün olmadığından, belirli dalga boyları arasında çalışan cihazlar geliştirilmiştir.

110-1000 nm                mor ötesi-görünür alan

2500-25000 nm               kırmızı-altı

Yüzlerce metreye kadar(radyo dalgaları)              NMR (nükleer magnetik rezonans)

Elektromagnetik ışın, yayılma eksenine dik açılarda olan, aynı fazda yayılan sinüs salınımları şeklindeki elektrik ve magnetik alanların varlığı ile tanımlanır.

Boşlukta ışının hızı dalga boyundan bağımsız olup alabileceği en büyük değerdedir. Madde içeren herhangi bir ortamda, ışının yayılma hızı, ışının elektromagnetik alanı ile maddedeki bağlı elektronlar arasındaki etkileşim nedeniyle azalır.

—

Dalga boyu (λ), ard arda gelen maksimum veya minimumlar arasindaki dogrusal uzakliktir ve birimi uzaklik birimidir (örnegin, cm).

Frekans (n) ise belirli bir noktadan birim zamanda geçendalga sayisi olup birimi s-1 veya buna esdeger Hertz (Hz) dir.

Frekans, dalga boyu ve ışının yayılma hızı arasında,
λ.n= c bağıntısı vardır.

Analitik amaçlar için önem tasiyan spektrum bölgelerinin dalga boyu ve frekans araliklari asagida belirtilmistir.

Spektroskopik yöntemler, Atomik Spektroskopi ve Moleküler Spektroskopi olmak üzere temelde iki gruba ayrilir.

Atomik spektrum sadece elektronlarin bir enerji düzeyinden digerine geçisleri içerir. Bu geçisler sirasinda absorplanan veya yayilan isimanin enerjisi, atomun potansiyel enerjisindeki degisim ile orantilidir ve ΔE = hv esitligi ile verilir.

Bir atomun elektronlarinin yüksek enerjili düzeylere uyarilmasinda absorplanan veya uyarilmis bir atomun temel düzeye dönüşü sirasinda yayilan ışıma enerjileri, elektromanyetik spektrumun ultraviyole veya görünür bölge sınırları içindedir.

Moleküler spektrum, elektronik düzeyler arasindaki geçislere ek olarak dönme ve titresim enerji düzeyleri arasindaki geçisleride içerir.

Bu geçisler sirasinda bir molekülün toplam enerjisi, Etoplam = Eelektronik + Etitresim + Edönme esitligi ile verilir. Bu nedenle moleküllerin spektrumlari atom spektrumlarina oranla daha karmasiktir.

—1. Mor Ötesi (UV) ve Görünür Bölge Soğurma Spektroskopisi

Bir ışın geçirgen bir sıvı, katı yada gaz katmanından geçirilirse bazı frekanslarda şiddeti çok azalır. Nu durumda soğurma (absorbsiyon) yapmaktadır.

Bu olay temel haldeki molekül veya atomların daha yüksek enerjili konuma geçmesiyle oluşur. Buna yüksek enerjili konuma uyarılmış hal denir. Uyarılmış atom veya moleküller bir süre sonunda eski hallerine dönerler. Enerjilerini yitirirler.

Moleküllerdeki elektronik uyarılma mor ötesi ve görünür bölge ışınlarıyla oluşur.

Bu uyarılma yanında titreşim ve dönme uyarılmaları da oluşur.

Yalnız titreşim uyarılmaları IR (Infra red) bölgesinde, yalnız dönme uyarıları ise 10-100 m luk ışının bölgesinde oluşur.

Organik bileşiklerin pek çoğunun spektrofotometrik ölçümleri 180 nm den daha büyük dalga boyu bölgesine aittir. UV ve görünür bölge (GB) spektrometresi ile kromofor grup içeren bileşik veya karışımların kalitatif veya kantitatif analizleri yapılabilir.

Lambert-Beer Yasası: maddenin ışığı soğurma (absorplama) derecesini ölçmek ve bundan yararlanarak derişimi saptamak için soğurma ile derişim arasıdaki ilişki bilinmelidir.

Monokromatik (tek dalgaboylu ışıma) ve Io şiddetindeki bir ışık demeti, kalınlığı b cm olan bir tüpte bulunan çözeltideki herhangi bir molekül tarafından absorplandığında şiddeti azalır ve tüpü I1 şiddetinde terkeder. Bu azalma lambert-beereşitliği ile verilir.

Absorbsiyonun ölçülmesinde kullanılan spektrometrelerin kısımları:

Örnek kapları: manomarkörlerin optik elemanları arasında örneği bulunduran seller (celles) veya küvet istenilen dalga boyu bölgesinde ışığı geçiren materyalden yapılmış olmalıdır.

Işın dedektörleri: ışın enerjisini elektrik enerjisine çeviren düzeneklerdir.

Absorbsiyon ölçen cihazlar

1. Kolorimetreler

Konsantrasyonu bilinmeyen renkli bir maddenin standart seri karşılaştırılarak konsantrasyonunun belirlenmesinekolorimetre ve bu işi yapan cihaza da kolorimetre denir.

2. Fotometreler

Absorbsiyon analizinin yapılabilmesi için basit, nispeten de ucuz bir alettir.  

3. Spektrofotometreler

En basit ve en ucuz spektrofotometre

ler  doğrudan absorbans veya

transmittans gösteren optik ağ momokromatörlü tek ışın yollu cihazlardır.

—2. Atomik Absorbsiyon Spektrofotometresi

Metalik elementlerin analizinde kullanılmaktadır. Tayin edilecek element; elementel duruma indirgenmiş olmalıdır. Bu işlem örnek ince bir borudan çekilerek, sis halindeki alev içerisine püskürtülmek suretiyle gerçekleştirilir.

Atomik absorbsiyon spektrometresi;

—analiz edilecek elementin absorpayacağı ışığı yayan ışık kaynağı

—örnek çözeltisinin atomik buhar haline getirildiği atomlaştırıcı

—Çalışılan dalgaboyunu diğer dalgaboylarından ayrıştırılmasını sağlayan monokromatör

—Işık şiddetinin ölçüldüğü dedektörden oluşmaktadır.

—3. Atomik Emisyon Spektrofotometresi

Emisyon spektrometresi, uyarılmış enerji düzeyine çıkan atomların daha düşük enerjili düzeylerine geçişlerinde yaydıkları UV-GB ışımasının ölçülmesine dayanır.

Atomik emisyon spektrometresi uyarmayı sağlayan enerji kaynağına göre isimlendirilir.

Atomlaştırmak ve uyarmak için alev kullanıldığında; alev emisyon spektrometresi

Elektriksel boşalım ve plazma gibi yüksek enerji kaynağı kullanan; atomik emisyon (optik) spektrometresi

—4. Plazma Kaynaklı Emisyon Spektrofotometresi

Katyon ve elektronlardan meydana gelen ve elektrik akımını ileten ortama plazma denir. Gaz halindeki iyon akımı olarak da tanımlanabilir. Plazmanın dışarıya yükü sıfırdır.

Numuneden buharlaşan atomların katyonları miktar olarak argon katyonları ve elektronlardan azdır. Bir plazmada argon iyonları oluştuktan sonra bu iyonlar, daha fazla iyonlaşma ile plazma halini sürdürülmesini sağlayacak bir düzeyde sıcaklık oluşturmak için bir dış kaynaktan yeterli güç absorplama yeteneğine sahiptir. Yani argon katyonları enerji absorplayarak ortamın sıcaklığı yaklaşık 10000 K de sabit olarak tutulur.

Üç tip yüksek sıcaklık plazması vardır. Bunlar

—İndüktif eşleşmiş plazma (ICP)

—Doğru akım plazması (DCP)

—Mikrodalga plazma (MIP)

İndüktif Eşleşmiş Plazma (ICP=Inductively Coupled Plasma)

Gıda alanında en çok kullanılan atomik emisyon spektrometresidir. Alaşımlardan madenlere, organik materyalin külünden atmosferik tozlara kadar uygulama alanı vardır.

Gıda analizlerinde özellikle ağır metallerin emisyonlarına göre miktar belirlenir. Katı veya sıvı haldeki örneklerdeki metal içerikleri çeşitli uyarma yöntemleri ile (kıvılcım, ark, plazma gibi) emisyon verecek şeklide belirlenmektedir. Plazma sıcaklıkları 7000-16000 K arasında değişir.

—5. Infrared Spektroskopisi

Elektromanyetik spektrum dalgaboyu 0.75 µm -1000 µm arasında kalan bölgeye infrared bölgesi adı verilir. 

İnfrared spektrometresine titreşim spektrometresi de denir. Infrared ışınları molekülün titreşim hareketleri tarafından absorplanmaktadır.  Çünkü infrared ışıması yüksek enerjili değildir.

İnfrared spektrometresinde spektrometresinde ışık kaynağı, infrared ışıması yayan ve elektrikle 1600-200 K kadar ısınabilen sert maddelerdir.

Işın kaynakları;

—Nerst çubuğu

—Globar çubuğu

—Tungsten-Flaman lambası

—Civa-arl lambası

—Nikrom teli

Infrared dedektör çeşitleri;

Piroelektrik dedektör

Fotoiletken dedektör

Termal dedektör

Yakın İnfrared Spektrometresi (NIR)

Elektromanyetik spektrumun dalgaboyu 770-2500 nm arasında olduğu bölgeye yakın infrared bölgesi denir. Bu bölgede oluşan titreşimler C-H, N-H ve O-H bağlarına aittir. NIR spektroskopisi su, protein, tarım, gıda, petrol ve kimya endüstrisindeki yağların kantitatif tayininde kullanılır. En çok bu alanda kullanılan cihazlar, çift ışınlı, diod serili ve fouier dönüşümlü olanlardır.

Işık kaynağı; kuvars pencereli tungsten –halojene lambalar

Absorpsiyon hücresi; kuvars veya eritilmiş silika

Dedektörler; kurşun sülfürden yapılmış foto iletkenlerdir.

—KROMATAOGRAFİ

Başlıca bir analiz yöntemi ve bilim dalı olan kromatografi “ayırma bilimi” olarak tanımlanır.

Kromatografide ayırılacak maddeler bir kolona veya bir tabakaya verilir ve hareketli faz sabit fazın üzerinden madde bileşenlerini taşır.

Kromatografik yöntemler hareketli ve sabit fazın özelliğine ve yöntemine göre sınıflandırılmıştır.

1.Kağıt Kromatografisi:

Kağıt kromatografisi sıvı-sıvı partisyon kromatografisinin

…