Deney 3 – Kurşun Kromat Sentezi (Stokiyometri)

Çöktürme tepkimesiyle PbCrO₄ sentezi ve verim hesabı

Kurşun(II) asetat çözeltisi ile potasyum dikromat çözeltisinin reaksiyonu sonucu sarı renkli kurşun kromat (PbCrO₄) çökelti oluşur. Bu deney teorik verim hesabı ve deneysel verim karşılaştırması için klasik bir stokiyometri örneğidir.

2Pb(CH₃COO)₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂O → 2PbCrO₄↓(sarı) + 2KCH₃COO + 2CH₃COOH

M(Pb(CH₃COO)₂) = 325.3 g/mol | M(K₂Cr₂O₇) = 294.2 g/mol | M(PbCrO₄) = 323.2 g/mol

Girdi Kontrolü

Pb(CH₃COO)₂ miktarı: 7.0 g

K₂Cr₂O₇ miktarı: 4.0 g

Teorik Hesaplar

mol Pb(CH₃COO)₂

–

mol K₂Cr₂O₇

–

Sınırlayıcı reaktif

–

Teorik verim (g)

–

Deneysel Verim

Deneysel PbCrO₄ kütlesi (g):

Adım 1: Pb(CH₃COO)₂ çözeltisi hazırlayın. Slider ile miktarı ayarlayın.

Adım Adım Yönlendirme

1. Pb(CH₃COO)₂ çözeltisi hazırla (7g / 50mL)
2. K₂Cr₂O₇ çözeltisi hazırla (4g / 50mL)
3. K₂Cr₂O₇'yi Pb(CH₃COO)₂ çözeltisine yavaşça ekle → sarı çökelti oluşur
4. Filtreden geçir → PbCrO₄ çökeltiyi topla
5. 110°C'de etüvde 30 dk kurutt
6. Tartı alarak deneysel verimi hesapla

Gözlem ve Veri Tablosu

Parametre	Değer
Pb(CH₃COO)₂ kütlesi (g)
K₂Cr₂O₇ kütlesi (g)
Boş kroze kütlesi (g)
Kroze + kuru PbCrO₄ (g)
PbCrO₄ kütlesi (g)	–

Değerlendirme Soruları

Sınırlayıcı reaktif hangisidir? Hesabınızı gösteriniz.
% verim neden teorik değerden düşük çıktı? Olası kayıp nedenleri nelerdir?
Fazla miktarda kullanılan reaktifin miktarını hesaplayınız.
Sarı rengin kaynağı olan PbCrO₄'ün rengi neden sarıdır? (Elektronik geçiş açısından yorumlayınız.)

Gerekli Malzemeler

Kurşun asetat (Pb(CH₃COO)₂·3H₂O), potasyum dikromat (K₂Cr₂O₇), sülfürik asit (H₂SO₄), distile su, beher, terazi (hassas), süzme düzeneği (huni, süzgeç kağıdı, erlen veya nuçe), etüv, baget, saat camı.

Stokiyometri, Yunanca "stoicheion" (element) ve "metron" (ölçüm) kelimelerinin birleşiminden türemiştir ve kimyanın matematiksel temelini oluşturur. Kimyasal bir tepkimede, tepkimeye giren maddeler ile oluşan ürünler arasındaki nicel (kütlesel ve hacimsel) ilişkileri inceler. Stokiyometri, dengeli bir kimyasal denklemin katsayılarını kullanarak, belirli bir miktar tepkimeye giren maddeden ne kadar ürün elde edileceğini veya belirli bir miktar ürün elde etmek için ne kadar tepkimeye giren madde gerektiğini hesaplamamıza olanak tanır.

Dengeli bir kimyasal denklemdeki katsayılar, maddelerin mol oranlarını gösterir. Örneğin, aA + bB → cC + dD şeklindeki bir tepkimede, a mol A ile b mol B tepkimeye girerek c mol C ve d mol D oluşturur. Bu mol oranları, kütleler arasında dönüşüm yapmak için kullanılabilir çünkü bir maddenin kütlesi, mol sayısı ile mol kütlesinin çarpımına eşittir (m = n × MA). Bu sayede, gram cinsinden verilen bir madde miktarından kaç gram ürün elde edileceği hesaplanabilir.

Stokiyometrik hesaplamalarda, sınırlayıcı bileşen (tepkimeyi sınırlayan ve ürün miktarını belirleyen madde) ve verim (teorik olarak elde edilmesi gereken ürün miktarına karşılık gerçekte elde edilen miktarın oranı) kavramları da büyük önem taşır. Teorik verim, stokiyometrik hesaplamalarla bulunan maksimum ürün miktarıdır; gerçek verim ise deneysel olarak elde edilen ürün miktarıdır. Yüzde verim, (gerçek verim / teorik verim) × 100 formülü ile hesaplanır.

Bu deneyde, kurşun asetat (Pb(CH₃COO)₂·3H₂O) ile potasyum dikromat (K₂Cr₂O₇) arasındaki tepkimeden kurşun kromat (PbCrO₄) bileşiği sentezlenecektir. Kurşun kromat, parlak sarı renkli bir pigment olup "krom sarısı" adıyla bilinir ve teknikte boya olarak yaygın şekilde kullanılır. Tepkime asidik ortamda gerçekleştirilir; kurşun iyonları ile dikromat iyonları arasında çökelme tepkimesi sonucu sarı renkli katı kurşun kromat oluşur. Oluşan çökelti süzülür, yıkanır, kurutulur ve tartılarak ürün verimi hesaplanır. Ayrıca, elde edilen kurşun kromatın çeşitli çözücülerdeki (asetik asit, amonyak, nitrik asit, sodyum hidroksit) çözünürlük özellikleri de incelenir.

Kurşun Kromat (Stokiyometri)