Kimya 3 Ders Notları PDF

KİMYA 3 İÇERİK ANALİTİK KİMYA Kalitatif-kantitatif analiz yöntemleri, Anyon-katyon analizi, İçme suyunun kalitatif analizleri, Gravimetrik analiz metotları, Titrimetrik analiz metotları, Volumetrik analiz ve hesaplama yöntemleri, Enstrümental analiz yöntemleri. ORGANİK KİMYA Organik...

KİMYA 3 İÇERİK ANALİTİK KİMYA Kalitatif-kantitatif analiz yöntemleri, Anyon-katyon analizi, İçme suyunun kalitatif analizleri, Gravimetrik analiz metotları, Titrimetrik analiz metotları, Volumetrik analiz ve hesaplama yöntemleri, Enstrümental analiz yöntemleri. ORGANİK KİMYA Organik kimyaya giriş, Organik kimyada temel kavramlar (molekül formülleri ve adlandırılmaları, yapısal formül, radikal kavramı)  Deniz kıyısında yürüyüş yaparken gördüğümüz kıyıya vurmuş olan balığın ölüm sebebi, denize karışan bir kimyasal mı yoksa farklı bir neden midir? Çevremizdeki sanayi tesislerinin bacalarından yayılan duman çevre için zararlı mıdır? Sporcuların performans artışı için hangi ilaçları kullandığını nasıl belirleyebiliriz? Ay’dan getirilen toprak örneğinde neler olabileceğini belirlemek mümkün müdür? Analitik Kimyaya Giriş Analitik kimya, maddelerin tanınması, analizi, bileşiminin nicel ve nitel yönden incelenmesiyle ilgilenir. Analitik Kimyada Kimyasal Analiz: Kalitatif (Nitel) Analiz: Bir maddenin hangi bileşenlerden meydana geldiğini bulmaya yarayan analiz türüdür. Kantitatif (Nicel) Analiz: Bir maddenin bileşenlerinden her birinin miktarını veya derişimini bulmaya yarayan analiz türüdür. Bir maddenin içinde nelerin var olduğunun araştırılması işlemine nitel analiz, ne kadar var olduğunun araştırılması işlemine nicel analiz denir. Bu kapsamda analitik kimyacının işi sadece kimyasal analiz yapmak değil, aynı zamanda var olan yöntemleri iyileştirmek, mevcut yöntemleri yeni örneklere uygulamak, doğru-duyarlı-seçici-kolay-ucuz-hızlı-çevre dostu yeni yöntemler geliştirmektir. Analitik Kimyaya Giriş Analitik ölçümler; kimya, biyokimya, mühendislik, çevre, ziraat, biyoloji, sağlık bilimleri, jeoloji, fizik ve diğer dallardaki pek çok araştırma alanı için önemli rol oynamaktadır. Analitik Kimyaya Giriş Uygulama Alanları Bir ürünün istenen Kalite kontrolleri kalitede olup olmadığı, Yeni ürünlerin araştırılması Biyoanalitik analizler bir maddenin zararlı Çevre analizleri bileşenler içerip Klinik analizler içermediği, Eczacılık analizleri Doping kontrolleri bir hastalığı teşhisi Kriminolojik analizler Arkeolojik çalışmalar gibi bir çok noktada kimyasal analize Analitik Kimyaya Giriş Örnekler: Hastalıkların teşhis ve tedavisinde kan örneğindeki O2 ve CO2 derişimlerinin tayin edilmesi İnsanlarda paratiroid hastalığının teşhisinde, kan serumunda Ca2+ iyonunun tayini Besinlerdeki azotun nicel tayiniyle protein miktarı ve dolayısıyla besleyicilik değerinin bulunması Bir yüzme havuzundaki uygun klor seviyesinin ayarlanması Şeker hastalığının teşhis ve tedavisinde kanda glikoz derişiminin tayini Çelik üretiminde karbon, nikel, krom gibi element oranlarını ayarlayarak çeliğin sertlik, korozyona direnç ve işlenebilirlik özelliklerini geliştirmek Kalite kontrol analizleri Şeker pancarındaki şeker oranının ölçülmesi Eksoz gazındaki azot oksit, hidrokarbon ve CO derişimlerinin analizi Yakıtlardaki merkaptan oranının belirlenmesi Tarımda bitki ve toprak analizleri Arkeolojide çeşitli aletlerin ticaretinin hangi yollardan yapıldığını anlamak için volkanik camlarda element analizi Teknik Terimler Analiz: Bir örnek veya içerisindeki bileşenlerle ilgili fiziksel veya kimyasal bilgi edinme, incelemeye alma işlemidir. Analit: Bir örnekteki tayin edilecek bileşenlere analit denir. Matriks: Örneği oluşturan analit dışındaki diğer bileşenlere matriks denir. Örnek, analit ve matriksi içerir. Tayin: Örnekteki analitin ne olduğunun (nitel), ne kadar olduğunun (nicel), analiti karakterize eden kimyasal yapı, denge sabiti, tanecik büyüklüğü vb. bazı özelliklerin saptanmasıdır. Ölçüm: Analitin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi için bir sistem, düzenek veya cihazdan veri alınması işlemidir. Teknik Terimler Teknik: Bir örnekteki analiti tayin etmek için kullanılan analitle ilgili bir fiziksel özelliği ölçme sistemidir. Örnek: İçme suyundaki Pb miktarını tayin etmek için Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi (AAS) tekniği kullanılabilir. Yöntem (Metot): Bir örnekte bir analitin tayini için izlenen yoldur. Teknik aynı olsa bile yöntem farklı olabilir. Örnek: İçme suyundaki Pb tayini için uygulanan yöntem, kan, idrar ve toprak örneklerinde Pb tayini için uygulanan yöntem birbirinden farklıdır. İşlem: Bir analitin tayinindeki tüm yapılacakların (örnek alma, kalibrasyon, sonuç hesaplama), kullanılacak kimyasalların, malzemelerin ve cihazların teknik özelliklerini, güvenlik önlemlerini tüm detaylarıyla adım adım içeren yazılı bir dokümandır. Teknik Terimler Dünya sağlık örgütü, bir içme suyunun arsenik yönünden içilip içilemeyeceğini ortaya koymak için su örneklerinin düzenli olarak analiz edilmesini ister. Bu analizde, su örnekleri içerisindeki arsenik miktarını tayin etmek için uygulanan yöntemde hidrür oluşturmalı atomik absorpsiyon tekniği kullanılır ve absorbans adı verilen sinyallerin ölçümü yapılır. Örnek Miktarına Göre Kimyasal Analiz Türü Analit Miktarına Göre Bileşen Türleri Ölçmede Temel Birimler Derişim birimleri Analizlerde Kullanılan Temel İşlemler Çözelti Hazırlama: Bileşiminde birden çok tür içeren homojen karışımlardır. Bir çözeltide miktarca fazla olan bileşene çözücü, miktarca daha az olan bileşene ise çözünmüş madde denir. Analitik işlemlerde çözelti denildiğinde çoğu kez sulu çözeltiler belirtilmiş olur. Çökelek Oluşumu: Sıvı fazdan ayrılabilen bir katı faz oluşması olayına çökelek oluşumu ve oluşan katı faza çökelti veya çökelek denir. Analizlerde Kullanılan Temel İşlemler Karıştırma: İyi bir analiz sonucu elde edebilmek için çözeltiler bir cam baget yardımıyla karıştırılmalıdır. Isıtma: Çözeltilerin ısıtılması için en iyi yöntem kaynar su banyosunda ısıtmaktır. Isı kaynağı olarak bunzen bekleri kullanılır. Analizlerde Kullanılan Temel İşlemler Buharlaştırma: Çözeltiyi açık alev üzerinde uygun bir tutacak ile bir porselen kapsül (kroze) de kuruluğa kadar buharlaştırmada, birkaç damla sıvı kaldığında kapsül alevden alınmalıdır. Kimyasal Tepkimeler Analitik Reaksiyon: Bir maddeyi oluşturan bileşenlerin saptanmasına, madde miktarının tayinine, maddelerin çözünürleştirilmesine, maddenin bileşenlerine ayrılmasına yarayan reaksiyonlar analitik reaksiyonlardır. Bir analitik reaksiyonun bileşenleri: Analit ve Reaktif (Ayıraç) Bir analitik reaksiyonun sağlaması gereken başlıca koşullar şunlardır: 1) Reaksiyon gözlenebilir olmalıdır. Reaksiyon sonucunda bir çökelek oluşmalı veya kaybolmalı, bir renk meydana gelmeli veya kaybolmalı veya bir gaz çıkışı veya ısı alışverişi gözlenebilmelidir. 2) Reaksiyon duyarlı olmalıdır. Aranılan maddenin çok az bir miktarı bile kuşkuya yer bırakmaksızın belirlenebilmelidir. 3) Reaksiyon yalnız aranılan maddeye özgü olmalıdır. Ortamda bulunabilecek başka maddeler aynı reaksiyonu vermemelidir. Kimyasal Tepkimeler Bir kimyasal madde ısı, elektrik veya çözücü gibi çeşitli fiziksel veya kimyasal etki sonucu yeni bir veya birkaç maddeye dönüşebilir A→B+C A+B→ C A+B→C+D Sulu çözeltilerde iyonik halde bulunan maddelerin gerçekleştirdiği tepkimeleri başlıca 4 başlık altında toplamak mümkündür. Bunlar; Nötralleşme tepkimeleri Çökme tepkimeleri Redoks tepkimeleri Kompleksleşme tepkimeleri En Çok Kullanılan Laboratuvar Gereçleri Laboratuvar tüpleri En Çok Kullanılan Laboratuvar Gereçleri Puar Pipet Piset Mezür Maşa Damlalık şişe Baget Spatül Kimyasal Analizde Kullanılan Analitik Teknikler Nitel (Kalitatif) Analiz (Neler var?) Nicel (Kantitatif) Analiz (Ne kadar var?) Şüphesiz, maddenin nicel yapısının bilinebilmesi için nitel yapısının bilinmesi gerekir. Bu nedenledir ki analitik kimya öğretiminde önce nitel analiz ilgili bilgiler, daha sonra nicel analizle ilgili bilgiler verilir. Klasik tekniklerden; gravimetride kütle, volumetride hacim ölçümü yapılır. Aletli tekniklerde; maddenin ışık absorpsiyonu, ışık emisyonu, potansiyel, direnç, akım, elektrik miktarı, radyoaktiflik gibi özelliklerin ölçümüne dayalı enstrümental analiz tekniklerinden yararlanılmaktadır. Kimyasal Analiz Basamakları 1. Yöntem seçimi 2. Örnek alma 3. Örnek hazırlama ve çözme 4. Bozucu etkilerin giderilmesi 5. Kalibrasyon ve ölçüm 6. Sonuçların hesaplanması 7. Sonuçların güvenilirliğinin belirlenmesi Kimyasal Analiz Adımları 1. Yöntem Seçimi: İstenilen doğruluk, analiz süresi, örnek miktarı, analit derişimi, örneğin fiziksel ve kimyasal özellikleri, örnek sayısı, örnekteki bileşen sayısı, hız, kolaylık, maliyet, laboratuvar şartları, personelin uzmanlığı gibi özellikler yöntem seçimini etkiler. Bir yöntemin sahip olması istenen özellikler; Seçiciliği iyi olmalı Doğruluğu iyi olmalı Kesinliği iyi olmalı Duyarlığı yüksek olmalı Geniş doğrusal derişim aralığı olmalı Kullanımı kolay olmalı Hızlı olmalı Maliyeti düşük olmalı Kimyasal Analiz Adımları Yöntem Seçimi Seçicilik: Analitik sinyal, örnek matriksinden önemli düzeyde etkilenmeden analit miktarının bir fonksiyonu olarak ölçülebiliyorsa yöntem seçicidir. Eğer ölçülen analitik sinyal örnek matriksinden hiç etkilenmeden sadece örnekteki analit miktarına bağlı olarak ölçülebiliyorsa yöntem spesifiktir. Gerçek örnekler için spesifik yöntem pek mümkün değildir, o nedenle daha çok seçicilik göz önüne alınır. Özellikle analit derişiminin çok küçük olduğu durumlarda matriks etkileri önemli olmaya başlar ve seçicilik problemleri ile karşılaşılır.  Kimyasal Analiz Adımları Yöntem Seçimi Doğruluk: Aynı şartlar altında yapılan tekrar ölçümlerinin ortalamasının gerçek (µ) ya da gerçek kabul edilen değere yakın olma özelliğidir. Gerçek değer yerine pratikte, gerçek olduğu kabul edilen bir değer kullanılır. Gerçek kabul edilen değerin belirlenmesi için sertifikalı referans materyallerden (SRM) yararlanılır. Doğruluk, bir yöntemin sistematik hatasını ifade eder. Doğruluğun ölçütü olarak mutlak veya bağıl hata kullanılır. Kimyasal Analiz Adımları Yöntem Seçimi Kesinlik: Aynı yolla yapılan tekrarlı ölçüm sonuçlarının birbirine yakınlığının bir ölçüsüdür. Kesinlik rasgele (belirsiz) hataların bir ölçüsüdür. Kesinliğin sayısal ölçütü standart sapma (s), varyans (s2), yayılım (aralık, R) ve bağıl standart sapmadır. Kimyasal Analiz Adımları Doğruluk ve Kesinlik İlişkisi Kimyasal Analiz Adımları Yöntem Seçimi Duyarlık: Bir yöntemin duyarlığı, analit derişimindeki küçük anlamlı farkları ayırt edebilme yeteneğinin bir ölçüsüdür. Bir diğer ifade ile birim analitik miktar değişimine karşılık sinyaldeki değişimin bir ölçüsüdür. Kalibrasyon doğrusunu eğimi duyarlığı verir. Kesinliği aynı olan iki yöntemden eğimi büyük olanın duyarlığı daha iyidir. Kimyasal Analiz Adımları 2. Örnek Alma: Analit ya da analitleri tayin etmek için alınacak örnek katı, sıvı ve gaz ve bunlar homojen ya da heterojen olabilir. Miktarı çok az ya da çok fazla olabildiği gibi, örnek doğadaki herhangi bir materyal (su, toprak, hava, kömür, petrol) ya da bir canlıdan (insan, hayvan ya da bitki) alınabilir. Örnek almada en önemli nokta örneğin bütünü temsil edecek şekilde alınmasıdır. 25 ton gümüş cevheri taşıyan bir vagondan 1 g örnek almadaki zorluk örnek verilebilir. Kimyasal Analiz Adımları 3. Örnek Hazırlama ve Çözme: Örnek katı ve iri parçalı ise kırılır, öğütülür ve homojenize edilir, nem içeriyorsa kurutulur, sıvı örnekler süzülüp homojenize edilir. Örnek hemen analiz edilmeyecekse uygun şartlarda (koruyucu reaktif ekleme, uygun kap, uygun ışık, uygun sıcaklık vb) saklanması gerekir. Tek bir ölçüm sonucu güvenilir olmayacağı için tekrar örnekleri hazırlanır. Ölçümlerin çoğu çözelti ortamında yapılır. Örnek katı ise uygun çözücüde çözülür. Kimyasal Analiz Adımları 4. Bozucu Etkilerin Giderilmesi: Analit dışında örnekte bulunan ve analitin tayininde bozucu etki yapan maddelere girişimci denir. Girişimcilerin varlığı yöntemin seçiciliğini etkiler. Böyle bir durum varsa girişimcilerin giderilmesi gerekir. Bu amaçla uygun bir ayırma yöntemi (çöktürme, elektroliz, ekstraksiyon vb.) kullanıldığında analit ya da girişimci örnekten ayrılabilir ya da uygun bir reaktifle girişim yapan madde etkisiz hale getirilebilir (maskeleme). Kimyasal Analiz Adımları 5. Ölçme: Örnekteki analit miktarına bağlı ve onunla orantılı bir fiziksel özellik uygun bir analitik teknik kullanılarak ölçülür ve elde edilen veriler kaydedilir. Bu özellik kütle, hacim, akım, potansiyel, absorbans, emisyon olabilir. Ölçülen sinyal ile analit miktarı arasındaki ilişki; S = k. C ile gösterilir. Baca gazı analizi Volumetrik analiz Askıda katı madde analizi Kimyasal Analiz Adımları 6. Sonuçların Hesaplanması: Ölçüm aşamasında kaydedilen veriler için gerekli istatistiksel hesaplamalar yapılır. 7. Sonuçların Güvenirliğinin Belirlenmesi: Analiz sonuçları belirli bir istatistiksel güven düzeyinde belirsizliği ile birlikte (standart sapma veya güven sınırları ile) verilmelidir. Belirsizliği verilmemiş bir sonucun hiçbir anlamı ve güvenirliği yoktur. Normal dağılım eğrisi Güven sınırı : Kimyasal Analiz Adımları Geyik Ölümü Kentucky Devlet Parkı’ndaki vahşi hayat bölgesinde, çok sayıda beyaz kuyruklu geyiğin ölümüne sebep olan maddenin tayininde kullanılan nicel analizin basamakları: Kimyasal Analiz Adımları Geyik Ölümü Problem: Olay, bir park bekçisinin güney Kentucky’de Göl Devlet Parkı’nda bir göl kenarında ölü bir beyaz kuyruklu geyik bulması ile başladı. Park bekçisi geyiğin ölüm nedeninin bulunması için devlet veteriner teşhis laboratuvarındaki kimyagere başvurdu. Bekçi ve kimyacı, olay yerinde inceleme yaptı. Ceset bozulmuştu ve taze organ dokusu bulamadılar. Birkaç gün sonra bekçi, aynı bölgede iki geyik ölüsü daha buldu. Geyikleri hemen laboratuvara götürüp aynı zamanda olay yerinde inceleme yaptılar. İncelemelerde araştırmacılar olay yerinin yakınlarındaki çimlerin solmuş olduğunu fark ettiler. Çimler için kullanılan herbisitler bu durumdan sorumlu olabilirdi. Herbisitlerdeki en yaygın bileşen arseniktir. Bitki enzimindeki sistein, arsenikli bileşiklerle reaksiyona girerse bitki ölür. Benzer etkiler hayvanlarda da olur. Araştırmacılar, arsenik miktar tayini için rengi gitmiş çim örnekleri de topladılar. Kimyasal Analiz Adımları Geyik Ölümü Yöntem Seçimi: Biyolojik örneklerdeki As tayini için kullanılan yöntem, arseniğin arsine dönüştürülmesi ve derişiminin kolorimetrik olarak ölçülmesini kapsar. Temsili Örnek Alma: Şüpheli olarak görülen As, böbreklerde birikir. Bu yüzden örnek olarak böbrekler seçildi. Örnek Hazırlama, Tekrar Örneklerinin Alınması ve Örneklerin Çözülmesi: Böbrek örnekleri blenderde parçalandı ve homojen hale getirildi. Dokudan 10 gramlık üç örnek alındı. Örnekler 555 oC’de iki saat ısıtıldı ve HCl ile çözüldü (As2O5 H3AsO’e dönüştü). Bozucu Etkilerin Giderilmesi: Arsenik arsine (AsH3) dönüştürülerek bozucu etki yapabilecek diğer maddelerden ayrıldı. Kimyasal Analiz Adımları Geyik Ölümü Analit Miktarının Ölçülmesi: Örneklerdeki analit miktarı, spektrofotometrede, çözeltideki kırmızı renk şiddeti ölçülerek tayin edildi. Derişimin Hesaplanması: As derişiminin hesaplanması için kalibrasyon grafiklerinden yararlanıldı. İki geyikteki As derişimi 16 ppm ve 22 ppm olarak hesaplandı. Hayvanların böbrek dokularındaki As, 10 ppm’in üzerinde ise toksiktir. Çimen örneklerinde As miktarı 600 ppm olarak hesaplandı. Verilerin Güvenirliği: Belirsizlik için gerekli hesaplamalar yapıldı. Geyiklerin zehirli çimenleri yemeleri sonucu ölmüş olabilecekleri kararına varıldı. Kimyasal Analizlerde Hata Hata mı? Yanlış mı? Hata, yapılan bir işin doğasında vardır ve kaçınılmazdır. Yanlış ise olmaması ya da yapılmaması gerekendir. Kimyasal Analizlerde Hata Paris’te Montparnesse istasyonundaki meşhur tren kazasında (22 Ekim 1895) tren, frenleri tutmadığı için duramamış ve istasyon duvarına tırmanmış ve lokomotif 9 m aşağıdaki caddeye düşmüş ve bir kişinin ölümüne yol açmıştır. Kimyasal analizlerde hatalar böylesine dramatik sonuçlara yol açabilir. Analitik sonuçların, hastalıkların teşhis ve tedavisi, tehlikeli atıkların kontrolü ve ağır suçların faillerinin bulunması (masum bir insanı suçlu bulmak veya bir suçluyu masum görmek) gibi uygulama alanları vardır. Böyle durumlarda, analizlerin hatalı olması, kişileri ve toplumu derinden etkiler. Kimyasal Analizlerde Hata Türleri Kimyasal Analizlerde Hata Türleri Belirli (Sistematik) Hatalar Aynı yolla tekrarlanan ölçümlerde aynı büyüklükte gerçekleşen Ölçülebilen belli bir değeri olan Tekrarlanan ölçümlerin hepsine aynı yönde etki eden (+ veya – yönde bir işareti olan) Kaynağı tespit edilebilen ve giderilebilen Ölçüm sonuçlarının doğruluğuna etki eden hatalardır. Sabit hata veya orantılı hata olmak üzere iki türdür. Sabit Hata: Örnek miktarından bağımsız olan hata türüdür. Örnek miktarı azaldıkça etkisi artan hatadır. Orantılı Hata: Örnek miktarı ile orantılı olan hatadır. Kimyasal Analizlerde Hata Türleri Belirli (Sistematik) Hata Kaynakları Belirli hata kaynakları; Aletsel hatalar (Ölçme cihazlarındaki kusurlardan kaynaklanır.) Kişisel hatalar (Dikkatsizlik, ihmal veya deneycinin kişisel kusurlarından kaynaklanır. Rasgele hatalardan farklı olarak, tekrarlanır hataların olması gerekir. Örneğin, renk körlüğü, titrasyon esnasında renk dönümlerinin kaçırılmasına sebep olabilir. Ya da büret kullanılan bir deneyde ölçüm skalasını bilmemek ya da yanlış bilmek de her deneyde aynı miktar hataya sebep olur.) Yöntem hataları (Analiz yönteminin bir kısmında veya tamamındaki mantık hatalarıdır. Örneğin, fazla ya da az reaktif ilave edilmesi, yanlış dalga boyunda alınan ölçümler gibi.) Sistematik Hataların Tespiti ve Düzeltme Metotları Tanık Tayinler Standart Numunenin Analizi Standart Ekleme Bağımsız Analizler Numune Büyüklüğünde Değişme Kimyasal Analizlerde Hata Türleri Rasgele (Belirsiz) Hatalar Her ölçmede kaçınılmaz olan, Düzeltilemeyen ve kontrol edilemeyen bir çok nedenden kaynaklanan, Tamamen yok edilemeyen ancak etkisi azaltılabilen, Tekrarlanan ölçümlerde farklı büyüklüklerde olan, Tekrarlanan ölçümlerde bazen pozitif bazen negatif olarak gerçekleşen, Analiz sonuçlarının kesinliğine etki eden hatalardır. Yeterli sayıda ölçüm yapılırsa, pozitif ve negatif hatalar birbirini götürür ve ortalama değer doğru değere yaklaşır (sistematik ve büyük hata yoksa). Kimyasal Analizlerde Hata Türleri Rasgele (Belirsiz) Hatalar Ölçümlerde, en büyük ve en küçük hata yapma olasılığı en az iken, hatasız ölçme yapma olasılığı daha fazladır. Ölçüm sayısı artırılarak belirsizlik azaltılabilir. Normal dağılım eğrisine göre, az hata yapılmış olma ihtimali yüksek; büyük hata yapılmış olma ihtimali daha azdır. Analiz Sonuçlarının Değerlendirilmesi Ortalama Mutlak Hata Bağıl Hata Ortanca Standart Sapma Varyans Yayılım (Aralık) Bağıl Standart Sapma Varyasyon Katsayısı (% RSD) Güven Sınırı Q Testi Analiz Sonuçlarının Değerlendirilmesi Ortalama: Ölçüm sonuçlarının toplamının ölçüm sayısına bölünmesidir. N x i X  i 1 N Burada xi, tekrarlanan N tane ölçümden oluşan bir takımdaki her bir x değerini gösterir. Mutlak hata: Ölçülen değerle gerçek değer arasındaki farktır. E = xi – xt Bağıl hata: Mutlak hatanın gerçek değere oranıdır. Ortanca: Analiz sonuçları en küçükten en büyüğe doğru sıraya konduğunda sıranın ortasına düşen sonuç orta değerdir. Analiz Sonuçlarının Değerlendirilmesi Standart Sapma: Verilerin ortalama değer etrafındaki dağılımını belirler. Standart sapmanın küçük olması verilerin birbirine yakın (kesinliğin iyi) olduğunu gösterir. Varyans: Standart sapmanın karesidir (s2). Yayılım (Aralık): En büyük değer ile en küçük değer arasındaki farktır. R = W = Xen büyük – X en küçük Bağıl Standart Sapma (RSD): Standart sapmanın ortalama değere bölünmesidir. Varyasyon Katsayısı (VK): Bağıl standart sapmanın 100 ile çarpımıdır. V.K = % RSD = RSD x 100 Analiz Sonuçlarının Değerlendirilmesi Güven Sınırı/Güven Aralığı: μ = x ± z σ / (N)^1/2 (Eğer σ tam olarak biliniyorsa) μ = x ± t s / (N)^1/2 Büyük Hataların Belirlenmesi Q Testi: Qdeneysel = Şüpheli değer – şüpheli değere en yakın değer / Dağılım (Dağılım: Verilerin en büyüğü ile en küçüğü arasındaki farktır.) Bu oran daha sonra çizelgeden elde edilen kritik Q değeri ile karşılaştırılır. Qdeneysel > Qkritik ise, şüpheli değer atılabilir. Örnekler Aşağıdaki analiz sonuçlarının ortalama ve ortanca değeri kaçtır? Bu analiz için doğru kabul edilen değer 1,1724 olduğuna göre mutlak ve yüzde bağıl hata kaçtır? 1,1668; 1,1559; 1,1833; 1,1622; 1,1713; ; 1,1699 Cevap: Ortalama=1,1682, Ortanca=1,1684, Mutlak hata=0,0042 % Bağıl Hata= - % 0,358 Örnek: 20.00 mg etken madde içerdiği bilinen bir ilaçta yapılan etken madde analizlerinde şu sonuçlar alınmıştır. 19,80 mg; 20,30 mg; 20,60 mg; 19,20 mg ve 19,70 mg Ortalama değer, ortanca değer, aralık, mutlak hata, bağıl hata ve yüzde bağıl hatayı hesaplayınız. Cevap: Ortalama: 19,92 mg, ortanca: 19,80 mg, aralık:1,4, mutlak hata: - 0,08, bağıl hata: - 0,004, yüzde bağıl hata: - % 0,4  Sulu bir çözeltide Fe tayini için yapılan deney sonucunda elde edilen değerler; 19,4; 19,5; 19,6; 19,8; 20,1 ve 20,3 ppm’dir. Örnekteki Fe miktarının 20,0 ppm olduğu bilindiğine göre ölçüm sonuçları için ortalama, ortanca, mutlak hata, yüzde bağıl hata değerlerini hesaplayınız. Cevap: Ortalama=19,8 ppm Ortanca=19,7 ppm Mutlak hata= - 0,2 Yüzde Bağıl Hata= - %1  Örnek: Bir bakır filizi ile yapılan üç analizde %24,87, %24,93 ve %24,69 bakır bulunmuştur. Bu filizdeki gerçek bakır %25,06 olduğunu göre, ortalama değer ve yüzde bağıl hatayı hesaplayınız. Cevap: Ortalama: 24,83, % B.H.: - % 0,91 Örnek: Bir kireçtaşındaki CaO ve Fe2O3 gerçek değerleri %30,12 ve %2,69’dur. Ancak analizin sonunda yazılan raporda %30,36 CaO ve %2,61 Fe2O3 olduğu belirtilmiştir. Buna göre mutlak hata ve yüzde bağıl hata nedir? Örnek: Kütle ölçümüne dayalı bir analizde 0,5 mg çökelek kaybı olmaktadır. 500 mg ve 50 mg çökelti için çözünürlük kaybından ileri gelen % bağıl hatayı hesaplayınız. Cevap: 500 mg için - % 0,1; 50 mg için - % 1,0  Örnek: Aşağıdaki analiz sonuçları için standart sapma ve varyasyon katsayısı değerlerini hesaplayınız. 3,16; 3,35; 3,28; 3,22; 3,20; 3,34 Cevap: s=0,08, VK=% 2,45 Örnek: Aşağıdaki ölçümlerin standart sapma ve varyasyon katsayısı değerlerini hesaplayınız. 10,5; 9,9; 10,4; 9,5; 9,6; 11,5; 9,0; 10,0; 10,5; 9,0; 10,1 Cevap: s = 0,73, VK = 7,3 Örnek: Bir kan örneğindeki Pb miktarları; 0,752; 0,756; 0,752; 0,751; 0,760 olarak bulunmuştur. Sonuçların % bağıl standart sapma değerini hesaplayınız. Cevap: % 0,53  Örnek: İçme suyunda Mg2+ miktarı 5,2 mg/L’dir. Bu örneği analiz eden dört farklı araştırmacının analiz sonuçları aşağıdaki gibidir. 4,9; 5,1; 4,8; 5,0; 5,2 4,2; 6,0; 5,3; 4,3; 5,9 7,2; 6,9; 7,4; 7,0; 7,1 7,2; 8,1; 6,9; 9,3; 7,8 Her bir araştırmacının analiz sonuçlarını doğruluk ve kesinlik açısından değerlendiriniz. Cevap: Birinci: Yüksek doğruluk, yüksek kesinlik İkinci: Yüksek doğruluk, düşük kesinlik Üçüncü: Düşük doğruluk, yüksek kesinlik Dördüncü: Düşük doğruluk, düşük kesinlik  Örnek: Bir demir filizi analizi sonuçları yüzde demir olarak 32,42, 32,58, 32,36, 32,60, 32,00 ve 32,52 bulunmuştur. (Qkritik = 0,56) Buradaki 32.00 değerinin % 90 güven seviyesinde atılıp atılamayacağını araştırınız. Cevap: Q = 0,36 / 0,60 = 0,60 Qdeneysel > Qkritik olduğu için 32 değeri atılabilir. Örnek: Bir numunede etil alkol analizi yapılmış ve aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. % alkol miktarı (v/v): 9,21; 9,18; 9,15; 9,16 Analiz sonuçlarının ortalamasının %90 ve %95 güven seviyesindeki güven sınırlarını hesaplayınız. (t=2,35 ve 3,18) Cevap: %90 güven seviyesinde 9,18 ± 0,0309 % 95 güven seviyesinde 9,18 ± 0,0421  Örnek: Bir çinko filizin analiz sonuçları yüzde çinko olarak şöyledir. 42,62, 43,12, 42,20, 43,22, 42,56, 42,86. Bu analizin ortalama değerini, standart sapmasını ve %95 ve %99 güvenle güven sınırlarını bulunuz. (t=2,57 ve 4,03) Cevap: Ortalama = 42,76; S =0,38; 42,76 ± 0,40 (% 95 güvenle); 42,76 ± 0,62 (% 99 güvenle) Örnek: B vitamini haplarında yapılan analizlerde aşağıdaki sonuçlar bulunmuştur. 81,10 mg; 79,30 mg; 80,40 mg ve 79,70 mg Ortalamayı, standart sapmayı ve % 95 güven seviyesi için güven sınırını hesaplayınız.  Örnek: Kalsiyum içeriğinin 22 mg/L olduğu bildirilen bir sertifikalı referans madde spektrometrik bir yöntemle tekrarlı ölçüm alınarak içerisindeki kalsiyum miktarı mg/L cinsinden 20,8; 21,2; 19,9; 22,1; 21,4; 20,5; 21,6 olarak bulunuyor. Bu analiz sonuçları için % bağıl hata, standart sapma, % bağıl standart sapma ve güven sınırını hesaplayınız (% 95 güven seviyesinde t=2,45) Cevap: %Bağıl hata=%4,33 s=0,734 %BSS=3,48 Güven sınırları=21,07 ± 0,68 (20,39-21,75)  Örnek: Bir içme suyu örneğinde çinko analizi sonuçları mg/L olarak şöyledir: 6,42; 6,58; 6,36; 6,60; 6,00 ve 6,52 Bu analiz sonuçlarından 6,00 değerinin %90 ve %95 güven seviyelerinde atılıp atılamayacağını araştırınız. (Q kritik %90 ve %95 güven seviyelerinde sırasıyla 0,560 ve 0,625) Cevap: Qdeneysel=0,60 Buna göre şüpheli değer % 90 güven seviyesinde atılır, % 95 güven seviyesinde atılmaz. Örnek: Bir su örneğindeki bor miktarının tayini için yapılan tekrarlı ölçümlerden elde edilen sonuçlar mg/L cinsinden 1,25; 1,27; 1,28; 1,30 ve 1,36 olarak bulunmuştur. 1,36 değeri veri takımında tutulmalı mıdır? (% 95 güven seviyesinde Qkritik=0,71) Cevap: 1,36 değeri veri takımında tutulmalıdır.  Örnek: Bir analizin sonuçları şu şekilde bulunmuştur: 15,12, 16,82, 16,32, 16,22, 16,32, 16,02. Bu ölçümlerden herhangi birinin atılıp atılamayacağını araştırınız. (Q kritik=0,51) Cevap: 15,12 değeri atılabilir, 16,82 değeri atılmamalıdır. Örnek: Bir bakır filiz analizi sonuçları %53,13, %50,20 ve %51,23 olarak bulunmuştur. Bu değerlerin herhangi birinin % 90 güven seviyesinde atılıp atılamayacağını araştırınız. (Q kritik=0,94) Bir klorür analizde şu sonuçlar bulunmuştur : 14,32, 14,75, 14,57 ve 14,80. Buna göre raporda klorür miktarını ne şekilde yazmak gerekir?  Örnek: Bir toz örneği için yapılan analizde çinko miktarı mg/L cinsinden 1,45; 1,49; 1,42; 1,47; 1,42;1,58 olarak hesaplanmıştır. Bu veri takımı içerisinde şüpheli bir ölçüm sonucu var mıdır? Varsa bu sonuç veri takımı içerisinde değerlendirilmeli mi, yoksa atılmalı mıdır? Yorumlayınız. (Qkritik=0,625) Cevap: 1,58 şüpheli olabilir. Ancak Qdeneysel (0,563) < Qkritik (0,625) olduğu için atılmamalıdır.