Kimyam.NET: III. GRUP KATYONLARININ ANALİZİ

III. GRUP KATYONLARININ ANALİZİ

III. grup katyonları demir(III) (Fe³⁺), aluminyum (III) (Al³⁺ ), krom (III) (Cr³⁺), nikel (II) (Ni²⁺), cobalt (II) (Co²⁺), mangan(II) (Mn²⁺), çinko(II) (Zn²⁺) dur. Bu katyonlar I. ve II. grup katyonlarının çöktürücü reaktifleriyle çökelek oluşturmazlar. Bunlar NH3 - NH₄CI ortamında sülfürleri ve hidroksitleri halinde çöktürülerek çözeltiden ayrılırlar. Bu ortamda Cr³⁺ ve Al³⁺ iyonları hidroksitleri, diğerleri ise sülfürleri halinde çökerler.

3.1.1. ALÜMİNYUM

Alüminyum periyodik cetvelin III A gurubu elementidir. Alüminyum, yumuşak ve hafif bir metal olup mat gümüşümsü renktedir. Bu renk, havaya maruz kaldığında üzerinde oluşan ince oksit tabakasından ileri gelir. Alüminyum, zehirleyici ve manyetik değildir. Yoğunluğu, çeliğin veya bakırın yaklaşık üçte biri kadardır. Atom ağırlığı 26.98 g/mol, yükseltgenme basamağı: 3+ dür.

Doğada Bulunuşu:

Doğada oksijen ve silisyumdan sonra en çok bulunan üçüncü elementtir. Silikat ve oksit mineralleri halinde bulunur. Bunlardan en önemlileri korendon (AI₂O₃), boksit, kriyolit, feldispat, kaolonittir (AI₂O₃. 2Si0₂. 2H₂0).

Kullanım Alanları:

Aliminyum soğutucu yapımında,
Spot ışıklarda,
Mutfak gereçleri yapımında,
Hafiflik esas olan araçların yapımında (uçak, bisiklet vs.) kullanılır.

Az çözünen bileşikleri:

Al(OH)₃. AlPO₄, Na₃(AlF₆) dır. -

Bunun damdaki bileşikleri genellikle hidrolize uğrarlar.

Alüminyum iyonu birçok maddel«f-^" — florür, klorür. okzalat, sitrat. tartarat, sui o aluminon, 8-hidroksikinolindir.

ALÜMİNYUM İYONUNUN (Al³⁺) ÖN DENEMELERİ

a) Amonyak çözeltisi (NH₃):

5-6 damla Al³⁺ çözeltisine 5 damla su ve jelatimsi beyaz çökelek görülünceye kadar 3 M NH₃ ekleyin.

3NH₃+ 3H₂0 => Al(OH)₃ + 3NH₄⁺

b) Sodyum hidroksit çözeltisi (NaOH) :

4 damla Al³⁺çözeltisine çökelek oluşuncaya kadar 1 M NaOH ekleyin,

AI³⁺ + 3 OH^- => Al(OH)₃

Oluşan çökeleğe çözününceye kadar 1-2 damla 6 M NaOH ekleyip değişmeyi izleyin.

Al(OH)₃ + NaOH => AI0₂^- + 2 H₂0 + Na⁺

Aluminat

Elde edilen çözeltiye yeniden çökelek oluşuncaya kadar doygun NH₄CH₃COO çözeltisi ekleyip karıştırın ve ısıtın.

AIO₂^- + NH₄⁺ + H₂0 => Al(OH)₃ + NH₃

Oluşan çökeleğe çözününceye kadar 1 M HC1 ekleyin.

Al(OH)₃ + 3HC1 => Al³⁺ + 3 Cl^- + 3H₂O

a) Aluminon çözeltisi:

2-3 damla Al³⁺ çözeltisine 5 damla su, 3-4 damla doygun NH₄CH₃COO çözeltisi ve 2 damla aluminon çözeltisi ekleyin, 3 M NH₃çözeltisi ile bazikleştirip ısıtın.

3.1.2. KROM

Krom periyodik cetvelin VI B gurubu elementidir. Krom, cilalı parlaklığı ile beyaz-mavi renkte sert bir metaldir. Yoğunluğu 6,9 g/cm³ tür. Erime noktası 1550°C ve kaynama noktası 2482°C’dır. Atom numarası 24 ve atom ağırlığı 51,996’dır. Elementin tabiî olarak ve kütle numarası Cr₅₀, Cr₅₂, Cr₅₃, Cr₅₄olan dört izotopu vardır. Bunlardan en bol bulunanı Cr₅₂ dir.yükseltgenme basamağı: 1+, 2+, 3+, 4+, 5+, 6+ dır. Krom doğada +3 değerlikli bulunur, indirgenme reaksiyonuyla +6 değerlik alır.

Doğada bulunuşu:

Kromun doğada en çok bulunan ve krom eldesinde kullanılan minerali kromit ( FeO.Cr₂0₃ ) dür.

Kullanım alanları:

Krom kimyasalları paslanmayı önleyici özellikleri dolayısıyla uçak ve gemi sanayinde
Kimya endustrisinde de sodyum bi-kromat, kromik asit boya hammaddesi yapımında,
Metal kaplama,
Deri tabaklama,
Boya maddeleri ( pigment),
Seramikler,
Parlatıcı gereçler,
Katalistler,
Boyalar,
Organik sentetikler,
Konserve yapma ajanları,
Su işleme,
Sondaj çamuru ve diğer birçok alanda tüketilir.

Suda çözünen bileşikleri:

Cr(CH₃COO)₃. H₂O, Cr(NO₃)₃. 9H₂O, Cr(CO)₃. 6H₂O, Cr₂(SO₄)₃. 15(H₂O) dir.

Suda çözünmeyen bileşikleri:

CrBr₃. CrF₃, Cr₂0₃, CrP0₄.6H₂0, CrCl₃ dir.

KROM(III) İYONUNUN (Cr³⁺) ÖN DENEMELERİ

a) Amonyak çözeltisi (NH₃):

2-3 damla Cr³⁺ çözeltisine 5 damla su ve yeşil çökelek oluşuncaya kadar 3 M NH₃ çözeltisi ekleyin.

Cr³⁺ + 3NH₃ + 3H₂0 => Cr(OH)₃ + 3 NH₄⁺

b) Sodyum hidroksit çözeltisi (NaOH):

2-3 damla Cr³⁺ çözeltisine 10 damla su, 1-2 damla 0.1 M NaOH çözeltisi ekleyin.

Cr³⁺ + 3 0H^- => Cr(OH)₃

Oluşan çökeleğe çözününceye kadar 6 M NaOH ekleyin.

Cr(OH)3 + NaOH => Cr0₂^- + Na⁺ + 2 H₂0

kromit

Elde edilen çözeltiye 1-2 damla % 3lük H₂O₂ çözeltisi ekleyin.

Cr0₂^- + 3H₂0₂ + 2 NaOH => Na₂Cr0₄ + 4H₂0

c) Hidrojen peroksit çözeltisi (H₂O₂):

2-3 damla 1.0 M K₂Cr0₄ çözeltisine 10 damla 1.5 M H₂S0₄ çözeltisi ve 1 mL eter ekleyip tüpün dış yüzünü çeşme suyunda soğutun.

Cr0₄^- + H₂O+ => HCr0₄^- + H₂0

Elde edilen çözeltiye 1-2 damla % 3'lük H₂0₂ çözeltisi damlatıp tüpü iyice çalkalayın.

HCr0₄^- + 2H₂O₂ + H₃0⁺ => Cr0₅ + 4 H₂0

2Cr0₅ + 6H₃0⁺ => 2Cr³⁺ + 7/2 0₂ + 9H₂0

Eter fazındaki renk oluşumunu izleyin.

3.1.3. ÇİNKO

Çinko periyodik cetvelin II B gurubu elementidir. Mavimsi açık gri renkte, kırılgan bir metaldir. Elementlerin periyodik tablosunda geçiş elementleri grubunda yer alır. Düşük kaynama sıcaklığı dikkat çekicidir. Dökülmüş halde sert ve kırılgandır. 120 °C'de şekillendirilebilir. Atom ağırlığı 65.37 g/mol ve

yükseltgenme basamağı 2+ dir.

Doğada bulunuşu:

Doğada mineralleri halinde bulunur. Çinko blendl

(ZnS), çinkospat (ZnC0₃), çinko slikat(Zn₂Si0₄. H₂O).

Kullanım Alanları:

Korozyondan korunma amacıyla, çelik gibi diğer metallerin galvanize edilmesinde,
Pirinç, nikelli gümüş, değişik lehimler, alman gümüşü gibi alaşımların yapımında,
Otomotiv endüstrisinde döküm kalıplarında,
Pillerin gövdelerinin yapımında,
Çinko oksit, sulu boyalarda beyaz pigment olarak,
Lastik sanayinde aktivatör olarak
Çinko klorür, deodorantlarda ve ahşap koruyucu olarak,
Çinko sülfür, karanlıkta parlayan pigment olarak saatlerin akrep ve yelkovanlarında,
Çinko metil, (Zn(CH₃)₂) pek çok organik maddenin sentezinde,
Çinko, pek çok günlük vitamin ve mineral ilaçlarının bileşenidir.

Suda çözünmeyen bileşikleri:

ZnS, Zn(OH)2. ZnC₂0₄, K₂Zn₃(Fe(CN)₆]₂. ZnC0₃

Başlıca kompleksleri,

ZnCl₄^2-, Zn(NH₃)₄²⁺, Zn(CN₄)^2-. Zn(C₂0₄)₃^4-

ÇİNKO İYONUNUN (Zn²⁺) ÖN DENEMELERİ

a) Tiyoasetamid çözeltisi:

5-6 damla Zn²⁺ çözeltisine 5 damla su, 3-4 damla 3 M CH₃COOH çözeltisi ve 1-2 damla tiyoasetamid çözeltisi ekleyip su banyosunda beyaz çökelek görülünceye kadar 5 dakika karıştırarak ısıtın.

Zn²⁺ + H₂S => ZnS + 2 H⁺

b) Sodyum hidroksit çözeltisi (NaOH):

Zn²⁺ + 2 OH^- => Zn(OH)₂

3-4 damla Zn²⁺ çözeltisine 5 damla su ve 4-5 damla 1 M NaOH çözeltisi ekleyin.

Oluşan çökeleğe çözününceye kadar 1 M NaOH çözeltisi ekleyin.

Zn{OH)₂ + 2 OH^- => Zn0₂^2- + 2 H₂0

Çinkat

c) Potasyum ferrosiyanür çözeltisi (K₄Fe(CN)₆)

3-4 damla Zn²⁺ çözeltisine 5 damla su ve 3-4 damla 0.1 M K₄Fe(CN)₆ çözeltisi ekleyin.

2 Zn²⁺ + Fe(CN)₆^4- => Zn₂[ Fe(CN)₆

3.1.4. MANGAN

Mangan periyodik cetvelin VII B gurubu elementidir. Mangan, gümüş parlaklığında, sert ve kırılgan bir metaldir. Toz hâline getirilebilir. Erime noktası 1245°C, kaynama noktası 2150°C’dir. Özgül ağırlığı 7,43 g/cm³ tür. Mn sembolüyle gösterilip, atom numarası 25’dir.Atom ağırlığı 54.94 g/mol, yükseltgenme basamağı 1+, 2+, 3+, 4+, 5+, 6+, 7+ dir. Grimsi metal renklidir.

Doğada bulunuşu:

Doğada piroluzit (MnO₂). manganit (Mn₂0₃. H₂O),

hausmannit (Mn₃O₄) gibi oksit mineralleri şeklinde ve mangan silikat (MnSiO₃), mangan spat (MnC0₃), mangan sülfür (MnS) şeklinde bulunur.

Kullanım Alanları:

Demir-çelik endüstrisinde,
Kimya sanayiinde,
Pil-batarya,
Elektrolitik çinko üretimi,
Cam ve seramik endüstrisi,
Kaynak sanayii,
Tarım sektörü

Mangan bileşikleri:

Mn(OH)₂, MnS, MnC0₃, MnNH₄P0₄ dışında genellikle suda çözünürler.

MANGAN(II) İYONUNUN (Mn²⁺) ÖN DENEMELERİ

a) Tiyoasetamid çözeltisi:

3-4 damla Mn²⁺ çözelüsine 5 damla su, 2-3 damla 3 M NH₃ ve 2 damla tiyoasetamid çözeltisi ekleyip açık pembe renkli çökelek görülünceye kadar su banyosunda ısıtın.

Mn²⁺ + H₂S => MnS + 2 H⁺

b) Sodyum hidroksit çözeltisi (NaOH):

3-4 damla Mn²⁺ çözeltisine 5 damla su ve 2-3 damla 3 M NaOH çözeltisi ekleyin,

Mn²⁺ + 2 OH^- => Mn(OH)₂

c) Katı kurşun dioksit (Pb0₂):

3-4 damla Mn²⁺ çözeltisine 10 damla su, bir spatül ucu Pb0₂ ve 4-5 damla derişik HNO₃ ekleyip çözelti rengi pembe oluncaya kadar su banyosunda 5 dakika ısıtın.

5 Pb0₂ + 2 Mn²⁺ + 6 HNO₃ => 2 HMn0₄ + 3 Pb(N0₃)₂ + 2 Pb²⁺ + 2 H₂O

3.1.5. DEMİR

Demir periyodik cetvelin VIII B gurubu elementidir. Atom ağırlığı 55.85 mol/g, yükseltgenme basamağı: 2+. 3+, 6+ dir. Demir, yerkabuğunda en çok bulunan metaldir.

Doğada bulunuşu:

Doğada elementel halde bulunmaz. Buna karşılık bileşikleri çok bulunur. Magnetit (Fe₃0₄), spinel (FeO.Fe2C>3), hematit (Fe₂0₃), limonit (hidratlı demir oksit) gibi oksit mineralleri, pirit (FeS₂) gibi sülfür mineralleri, demir Spat (FeCC>3) gibi karbonat mineralleri halinde bulunur.

Kullanım Alanları:

Demir, tüm metaller içinde en çok kullanılandır ve tüm dünyada üretilen metallerin ağırlıkça %95'ini oluşturur. Düşük fiyatı ve yüksek mukavemet özellikleri demiri,
Otomotiv,
Gemi gövdesi yapımı,
Binaların yapısal bileşeni olarak
Demir(III) oksit: bilgisayarlarda manyetik depolama ünitelerinin yapımında kullanılır.

Demir(II) bileşiklerinden,

FeC₂0₄, FeC0₃, FeS, Fe(OH)₂, K₂Fe[Fe(CN)₆] dışında diğerleri genellikle suda çözünürler.

Suda çözünmeyen denıir (III) bileşikleri ise,

Fe(OH)₃, FeP0₄, Fe₂S₃, KFe[Fe(CN)₆] dır.

Demir{II) ve demir(III) iyonlarının her ikisi de kompleks oluşumuna oldukça yatkındırlar.

DEMİR (III) İYONUNUN (Fe³⁺) ÖN DENEMELERİ

a) Sodyum hidroksit çözeltisi {NaOH):

2-3 damla Fe³⁺ çözeltisine 5 damla su ve kahverengi çökelek oluşuncaya kadar 3 M NaOH çözeltisi ekleyin,

Fe³⁺ + 3OH^- => Fe(OH)₃

b) Amonyum tiyosiyanat (rodanür) çözeltisi (NH₄SCN):

2.3 damla Fe³⁺ çözeltisine 5 damla su ve 2 damla 0.1 M NH₄SCN çözeltisi ekleyin.

Fe³⁺ + SCN^- => FeSCN²⁺

Çözelti üzerine renk kayboluncaya kadar (bir spatül ucu) katı NaF ekleyin.

FeSCN²⁺ + 5 SCN^- + 6 NaF => FeF₆^3- + 6NaSCN

c) Potasyum ferrosiyanür çözeltisi (K₄Fe(CN)₆]

2-3 damla Fe³⁺ çözeltisine 5 damla su ve 2 damla 0.1 M K₄Fe(CN)₆ çözeltisi ekleyin.

Fe³⁺ + K₄Fe(CN)₆=> Fe(Fe(CN)₆)^- + 4 K⁺

3.1.6. KOBALT

Kobalt periyodik cetvelin VIII B grubu elementidir. Atom numarası 27, atom ağırlığı ise 58.9332 g/mol'dür.

Doğada Bulunuşu:

Doğada minerali az bulunan bir elementtir. En bilinen mineralleri smaltin(CoAs₂) ve kobalün(CoAsS)dir.

Kullanım alanları:

Kobalt bileşikleri genellikle suda çözünürler.

C0Cl₂.2H₂O, Co(N0₃)₂. 6H₂0. CoI₂,6H₂0, Co(I0₃)₂; 6H₂0, Co(CH₃COO)₂. 4H₂0

Suda çözünmeyen büeşikleri,

CoS, C0CO₃. Co(OH)₂, Co(CN)₂, C0C₂O₄

Bilinen kompleksleri,

Co(SCN)₄^2- COCI₄^2- Co(NH₃)₆²⁺ Co(CN)₆^4-

KOBALT(II) İYONUNUN ( Co²⁺ ) ÖN DENEMELERİ

a) Sodyum hidroksit çözeltisi (NaOH) :

2-3 damla Co²⁺ çözeltisine 4-5 damla 3 M NaOH çözeltisi ekleyin.

Co²⁺ + 2 NaOH => Co(OH}₂ + 2Na⁺

Oluşan çökeleği bir süre bekletin, değişimi izleyin.

Co(OH)₂ + 1/2 0₂ + H₂0 => Co(OH)₃

b) Alkollü amonyum tiyosiyanat çözeltisi :

2-3 damla Co²⁺ çözeltisine 15 damla su, bir spatül ucu katı NH₄SCN ekleyin. 2-3 damla alkollü NH₄SCN çözeltisini tübün kenarından yavaşça akıtın. İki faz arasındaki yüzeyde oluşan rengi izleyin.

{Alkollü NH₄SCN çözeltisi, 5 damla amil alkol ile 3 M NH₄SCN çözeltisi karıştırılarak hazırlanır.)

Co²⁺ + 4SCN^- => Co(SCN)₄^2-

3.1.7. NİKEL

Nikel gümüş-beyaz bir metaldir. Oldukça sert olup, periyodik cetvelde geçiş metalleri arasında yer alır. Nikel doğada genelde kobalt ile birlikte bulunur. Alaşımlar (özellikle süper alaşımlar) ve paslanmaz çelik üretiminde önemlidir. Nikelin oksitlenmiş hali genelde +2 değerliklidir ancak 0, +1, +3, +4 değerlikleri de gözlemlenmiştir. Nikel periyodik cetvelin VIII B gurubu elementidir. Atom ağırlığı 58.71 g/mol dur.

Doğada bulunuşu:

Doğada daha çok mineralleri halinde bulunur. Bunlar nikelin (NiAs), nikel blendi (NiS), arsenikli nikel galeni (NiAsS), bunsenid (NiO) dir. Nikel (II) iyonu ve tuzları yeşil renklidir.

Kullanım Alanları:

Nikel paslanmaz çelik, mıknatıs, bozuk para ve özel alaşımlar gibi birçok endüstriyel ve son kullanıcı ürünlerinde
Cama yeşil renk vermek amacıyla,
Nikel herşeyden önce bir alaşım metalidir. Bakır, krom, alüminyum, kurşun, kobalt, gümüş ve altın ile alaşım yapımında,
Nikel ayrıca bozuk paraların üretiminde ve dekoratif gümüş yerine kullanılmaktadır.
Nikel(III) oksit ise birçok nikel-kadmiyum, nikel-demir ve nikel-metal hidrit şarj edilebilir pilde katot olarak,
Kimyasal araç ve gereçlerin üretiminde ve Alman Gümüşü gibi birçok alaşımın üretiminde kullanılır.

Suda çözünen bileşikleri,

Ni(N0₃)₂. 6H₂0, NiSO₄. 7H₂0, NiCI₂. 6H₂0 dur.

Suda çözünmeyen bileşikleri,

NiS, Ni(CN)₂, NiCO₃

Kompleksleri farklı renklerde olabilir. Ni(CN)₄^2- sarı, Ni(NH₃)₆²⁺ koyu mavi ve nikel(II) dimetilgloksim kompleksi kırmızıdır.

NİKEL (II) İYONUNUN (Ni²⁺) ÖN DENEMELERİ

a)Sodyum hidroksit çözeltisi (NaOH) :

2-3 damla Ni²⁺ çözeltisine 5 damla su ve 2-3 damla 0.1 M NaOH çözeltisi tekleyin

Ni²⁺ + 2 OH^- => Ni(OH)₂

b)Dimetilgloksim çözeltisi:

2-3 damla Ni²⁺ çözeltisine 10 damla su ekleyip 3 M NH₃ çözeltisi ile bazikleştirin ve 2-3 damla dimetilgloksim ekleyin. Kırmızı renkli nikel-dimetilgloksim kompleksinin oluşumunu gözleyin.

3.2. III. GRUP KATYONLARININ SİSTEMATİK ANALİZİ

III. GRUP KATYONLARININ ÇÖKTÜRÜLMESİ

II. guruptan ayrılan Çözelti II üzerine 4 damla doygun NH₄CI ve iyice bazik olana kadar damla damla derişik NH₃ eklenir (1*). Çözelti üzerine 10 damla tiyoasetamid çözeltisi eklendikten sonra 5 dakika su banyosunda ısıtılıp santrifüjlenir (2*). Çökelek III ve Çözelti III ayrılır.

*Çökelek III*	*Çözelti III*
FeS (siyah), ZnS (beyaz), NiS (siyah), MnS (açık pembe), CoS (siyah). Al(OH)₃ (beyaz) ve Cr(OH)₃ (yeşil) içerebilir. Çökelek üzerine 10 damla derişik HC1 eklendikten sonra çökelek baget ile karıştırılır (4*). Su banyosunda ısıtılarak çökelek çözününceye kadar derişik HNO₃ eklenir.	IV. ve V. grup katyonlarını içerebilir. Bu çözelti 3 M HC1 ile asitlendirildikten sonra çözelti hacmi yarıya ininceye kadar su banyosunda ısıtılır. Oluşan çökelek atılır. Berrak ve renksiz çözelti saklanır (3*).

Grup III-A ile III-B ayrılması:

Çökelek III den elde edilen çözelti 3 M KOH ile bazikleştirildikten sonra spatül ucuyla Na₂0₂ eklenir (5*). Çözelti 5 dakika su banyosunda ısıtılır ve santrifüjlenir. Çökelek A (grup III-B) ve Çözelti A (grup III-A) ayrılır.

*Çökelek A*	*Çözelti A*
Çökelek 10 damla suyla yıkanıp yıka 1 suyu atılır. Çökelek Fe(OH)₃. MnO(OH)₂, Ni(OH)₂ ve Co(OH)₃ içerebilir. Bunlar III-B grubu katyonlarını oluşturur.	AIO₂^-, CrO₄^2- ve ZnO₂^- içerebilir. Bunlar III-A grubu katyonlarını oluşturur.

3.2.1. III-A GRUP KATYONLARININ ANALİZİ

Çözelti A: Aluminat (AIO₂^-), kromat (CrO₄^2-) ve çinkat (Zn0₂^-) iyonlarını içerebilir. Bu çözeltiye 10 damla doygun NH₄CH₃COO ve çözelti tam asidik oluncaya kadar 3 M CH3COOH eklenir. Daha sonra hafifçe bazik oluncaya kadar 3 M NH₃ eklenip çözelti santrifüjlenir (6). Çökelek B ile Çözelti B ayrılır.

*Çökelek B*	*Çözelti B*
A1(0H)₃ olabilir. Çökelek 10 damla suyla yıkanıp yıkama suyu atıldıktan sonra çökelek çözününceye kadar damla damla 3 M CH₃COOH eklenir. Çözeltiye 3 damla doygun NH₄CH₃COO ile 3 damla aluminon eklendikten sonra 3 M NH₃ ile hafifçe bazik duruma getirilir. 2 dakika bekledikten sonra santri-füjlenir (7). Oluşan KIRMIZI ÇÖKELEK* Al^{3 +}nun varlığını belirler.	Cr0₄^2- veya Zn(NH₃)₄²⁺ içerebilir (8). Çözelti üzerine çökme tamamlanıncaya kadar 1 M Ba(CH₃COO)₂ eklenip santrifüjlenir. Çökelek C ile Çözelti C ayrılır.*

Çökelek C

Çözelti C

BaSO4 ve/veya BaCrOH olabilir (9*). SARI ÇÖKELEK Cr³⁺ nun varlığını gösterir. Çökelek üzerine 6-7 damla 3 M HNO₃ eklenip su banyosunda 5 dakika ısıtılır. Üzerine 2 damla 1 M Na₂S0₄ çözeltisi eklenip santrifüjlenir ve berrak çözelti alınır. Bu çözelti üzerine 1 cm yüksekliğinde eter eklenip tüpün dışı çeşme suyunda soğutulur ve %3’ lük H₂O₂ den 3 damla eklenip hemen karıştırılır. Eter tabakasındaki MAVİ RENK Cr³⁺ nun varlığını belirler (10*). Bu renk geçici olabilir.

Çözelti Zn(NH₃)₄²⁺ içerebilir. Çözelti 3 M CH₃COOH ile hafifçe asidik yapıldıktan sonra berrak çözelti ikiye ayrılır.

a) Birinci kısmına K₄Fe(CN)₆ çözeltisi eklenir. Oluşan ^{BEYAZ ÇÖKELEK} Zn²⁺ nun varlığını gösterir.

b) İkinci kısmına 5 damla tiyoasetamid ekleyip su banyosunda 5 dakika ısıtılır. Oluşan BEYAZ ÇÖKELEK Zn²⁺ nun varlığını gösterir (11*).

3.2.2. III - B GRUP KATYONLARININ ANALİZİ

Çökelek A: Fe(OH)₃, MnO(OH)₂. Ni(OH)₂ ve Co(OH)₃ içerebilir. Çökelek 10 damla suyla yıkanıp yıkama suyu atılır, çökelek çözününceye kadar derişik HC1 ekledikten sonra bir kapsüle alınır ve asit dışarı sıçratılmadan çözelti birkaç damla kalıncaya kadar uçurulup kapsül soğutulur. Kapsüle 2 mL su eklenerek çözelti 4 eşit kısma bölünür.

BİRİNCİ KISIM; Çözeltiye 7-8 damla derişik HN0₃ ve bir spatül ucu PbO₂ ekleyip 5 dakika karıştırılarak su banyosunda ısıtılır. Tüp içinde PbO₂ kalmamışsa dipte az miktarda kalacak şekilde tekrar PbO₂ eklenip 5 dakika kaynatılır ve 5 dakika tüplükte bekletilir. Çözeltide oluşan MOR RENK Mn²⁺ nun varlığını gösterir (12*).

İKİNCİ KISIM: Çözeltiye 3 damla 3 M NH₄SCN ekleyip karıştırılır. Çözeltide oluşan KOYU KIRMIZI RENK Fe³⁺ nun varlığını gösterir (13*).

ÜÇÜNCÜ KISIM: Çözeltiye çözünmeyen katı kalıncaya kadar parça parça katı NaF eklenir (14*). Daha sonra bir spatül ucu NH₄SCN eklendikten sonra 10 damla alkollü NH₄SCN tübün kenarından, içindeki çözeltiye karıştırılmadan eklenir. İki sıvının arasındaki yüzeyde görülen MAVİ-YEŞİL RENK Ni²⁺ gösterir.

DÖRDÜNCÜ KISIM: Çözeltiye çözünmeyen katı kalıncaya kadar parça parça katı NaF eklenir (14). Çözelti 3 M NH₃ ile bazikleştirilip, 6 damla dimemetilgloksim eklenir. Oluşan PEMBE ÇÖKELEK Ni²⁺ nun varlığım gösterir (15*).

3.3. III. GRUP KATYONLARININ ANALİZ NOTLARI

1*) H₂S ile III. grup katyonlarının tepkimesi sonucunda oluşan hidrojen iyonunun derişimi, sülfürlerin tümüyle çökmesine engel olacak düzeydedir. Çökmenin tamamlanması için çözeltinin bazik yapılması gerekir. Bununla birlikte, IV. grup katyonlarından Mg²⁺ nin Mg(OH)₂ şeklinde çökmesini önlemek için OH^- derişimi düşük tutulmalıdır. Bu durumu sağlamak ve ortamı tamponlamak İçin NH₄CI eklenmelidir.

Başlangıçtaki çözeltiye NH₃ eklendiğinde oluşan ve aşırı NH₃ de çözünmeyen KIRMIZI KAHVERENGİ ÇÖKELEK demir(III) iyonunun, RENKSİZ JELATİNİMSİ ÇÖKELEK ise alüminyum (III) iyonunun varlığını gösterir.

2*) Çökmenin tam olup olmadığını anlamak amacıyla elde edilen berrak çözeltiye bir damla daha tiyoasetamid eklenir ve beş dakika daha ısıtılır. Oluşan BEYAZ ÇÖKELEK Fe(III), Co(II) ve Ni(II) iyonlarının bulunmadığını gösterir.

3*) Sülfür iyonu asitlendirilip ortamdan uzaklaştırılmazsa atmosferdeki oksijenin etkisiyle S^2-, SO₄^2- na yükseltgenir ve IV. grup katyonlarından özellikle baryumun sülfat şeklinde ortamdan çökerek ayrılmasına neden olur.

4*) Çökelek tümüyle çözünürü Ni²⁺ ve Co²⁺ nın bulunmadığı anlaşılır. Bunun nedeni bu katyonlarınızı de oldukça yavaş çözünmeleridir. Bu aşamada elde edilen ve yalnızca HNO₃ eklendiğinde çözünen SİYAH ÇÖKELEK Ni²⁺ veya Co²⁺ bulunduğunu ya da da her ikisinin birlikte bulunduğunu gösterir.

5*) Çok fazla miktarda Na₂O₂ eklemekten kaçınılmalıdır. Çözeltiden bir dakika süreyle hava kabarcıkları çıkaracak kadar Na₂O₂ eklemek yeterlidir. Fazla miktarda eklenen Na₂O₂ nedeniyle demir, kobalt ve nikel hidroksitleri çözeltiye geçip alüminyum ve çinko iyonlarının bulunmasını güçleştirirler. (Bu aşamada Na₂O₂ eklenmesinin nedeni Cr (III), Fe(II), ve Co(II) iyonlarını sırasıyla Cr(IV), Fe(III), ve Co (II)’e ayrıca Mn(H₂0)₂²⁺ iyonunu da MnO(OH)₂ ye yükseltgemektedir.)

6*) NH₃ ve NH₄CH₃COO ile tamponlanmış bir çözeltide Al(OH)₃yaklaşık tümüyle çöktürülür. Bu durumda Zn²⁺, hidroksit halinde çöktürülmeyip Zn(NH₃)₄²⁺ şeklinde çözeltide kalır.

7*) Burada alüminyum hidroksit çökeleği üzerine adsorplanan aluminon KOYU PEMBE RENKLİ çökelek oluşturur.

8*) Eğer çözeltide krom iyonu varsa çözelti san renkli olmalıdır. Ba(N0₃)₂ eklendiğinde renk kayboluyorsa Cr³⁺ nun varlığı kesinleşir.

9*) H₂S ile oluşturulan sülfürler HNO₃ ile çözünürken sülfürün bir kısmı sülfat iyonuna yükseltgenir. BaSO₄ in çözünürlüğü çok düşük oluğundan Ba²⁺ BEYAZ ÇÖKELEK oluşturarak BaS04 halinde çöker. Ortamda Cr0₄^2- olduğunda BaS0₄ ve BaCrO₄ birlikte çökerler.

10*) Cr0₄^2- içeren asidik bir çözeltiye eklenen H₂O₂, CrO₅ oluşumu nedeniyle MAVİ bir renk oluşturur. Bu bileşik kararsız olup oksijen çıkararak hemen bozunur ve renk de kaybolur.

11*) Süt görünümündeki BEYAZ ÇÖKELEK Zn²⁺ nu gösterir. Bununla birlikte, FeS ve CoS halinde çöken az miktardaki Fe²⁺ ve Co²⁺ iyonlarıyla, II. gruptan kaçan ve PbS halinde çöken Pb²⁺ iyonu nedeniyle çökelekte siyahlaşma olabilir. Bu durumda, 3 M HC1 eklendiğinde ZnS, FeS ve PbS çözünür, CoS ise çökelek halinde kalır. Santrifüjİenerek alınan berrak çözeltiye 0,05 gr Na₂O₂ ve 20 damla 3 M KOH eklenir. Bir dakika kaynatılarak oluşabilecek çökelek atılır. Çözelti 1,5 M H₂SO₄ ile asitlendirilip, bu aşamada da oluşan çökelek atılır. 3 M NH₃ ile hafifçe bazik yapılan çözelti daha sonra 3 M CH₃COOH ile asitlendirilip üzerine 2-3 damla tiyoasetamid eklenir. Oluşan BEYAZ ÇÖKELEK ZnS olup Zn²⁺ nun varlığını gösterir.

12*) Asidik çözeltiye eklenen Pb0₂ (veya NaBi0₃) mangan(II) iyonunu MOR RENKLİ permanganat iyonuna yükseltger.

13*) Çözeltinin rengi KOYU KIRMIZIMSI- KAHVERENGİ olmalıdır. Kullanılan malzeme ve maddelerden gelebilecek eser miktardaki demir (III) iyonu AÇIK KIRMIZI RENK verir.

14*) Fe³⁺ iyonunun varlığı Co²⁺ ve Ni²⁺ iyonlarını kapatır. Fe^3+, Co²⁺ ve Ni²⁺ iyonlarının karışımını içeren bir çözeltiye eklenen F^- iyonu, Fe³⁺ iyonunu kompleks oluşturarak tutar. Bu durumda Co²⁺ ile Ni²⁺ iyonları için deneyin yapılması mümkün olur.

15*) Co²⁺ iyonu varsa, dimetilglioksim ile kahverengi bir kompleks vererek Ni²⁺ iyonunu kapatabilir. Bunu önlemek için 1-2 damla fazla dimetilglioksim eklenmelidir.

/�Nb e � �� t;mso-table-top:8.25pt;mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-border-insideh:.5pt solid windowtext;mso-border-insidev:.5pt solid windowtext'>

Çökelek D

Çözelti D

Bi(OH)₃ ve Al(OH)₃ olabilir. Çökelek üzerine 5 damla damıtık su eklenerek çökelek yıkanır ve yıkama suyu atılır. Daha sonra çökelek üzerine 10-12 damla yeni hazırlanmış potasyum stannit çöze1tisi eklenir. ÇÖKELEKTEKİ ANİ SİYAHLAŞMA Bi^{3 +} nun varlığını gösterir.

Cu(NH₃)₄²⁺ ve Cd(NH₃)₄²⁺ içerebilir. Çözeltideki MAVİ RENK Cu²⁺ iyonunu gösterir. Çözelti ikiye ayrılır,

a) Çözeltinin bir kısmına 6 M CH₃COOH ve 1 damla K₄Fe(CN)₆ eklendiğinde oluşan KIRMIZI ÇÖKELEK varlığını Cu ⁺² nin varlığını gösterir.

b) Çözelti D'de Cu olduğundan mavi rengi gidermek için çözeltinin ikinci kısmına damla damla renk kayboluncaya kadar 1 M KCN eklenir(11*). Daha sonra 3 damla da fazladan 1 M KCN ve 2-3 damla tiyo-asetamid çözeltisi eklenip 5 dakika su banyosunda ısıtıldığında oluşan SARI ÇÖKELEK Cd²⁺ nun varlığını gösterir (12*).

2.2.2. II-B GRUP KATYONLARININ ANALİZİ

Çözelti A: Çözeltiye hafif asidik oluncaya kadar 3 M HCI eklenir (13*). Santrifüjlenerek çözelti atılır. Çökelek üzerine 10 damla derişik HCI (14*) eklenip su banyosunda 4-5 dakika karıştırılarak ısıtılır (15*), santrifujlenir ve ÇÖKELEK E ile ÇÖZELTİ E ayrılır.

Çökelek E: As₂S₃, As₂S₅ ve S içerebilir. Çökelek su ile 3 kez yıkanır (16*) ve yıkama suları atılır. Çökelek üzerine 10 damla derişik HNO₃ eklenerek su banyosunda 5 dakika karıştırılır. Bunun üzerine 5 damla 0.5 M AgNO₃ eklenip karıştırılır. (Eğer beyaz çökelek oluşursa santrifüjlenip çökelek atılmalıdır. Bu çökelek ortamdan uzaklaştırılamayan CI^- ile Ag⁺ nun AgCl oluşturmasından olabilir.) Berrak çözelti ikiye ayrılır. Çözeltinin;

a) Birinci kısmına 5 damla 2.5 M NaCH₃COO eklendiğinde oluşan KIRMIZIMSI KAHVERENGİ ÇÖKELEK (Ag₃As0₄) As^{3 +} varlığını gösterir,

b) İkinci kısmına 3 damla su ile 10 damla amonyum molibdat çözeltisi eklenip su banyosunda 10-15 dakika ısıtıldığında oluşan SARI ÇÖKELEK As³⁺ varlığını gösterir (17*).

Çözelti E: Sn⁴⁺ ve Sb³⁺ iyonlarını içerebilir. Çözelti beş kısma ayrılır.

Sb³⁺aranması:

a) İki saat camına konulan birer spatül ucu NaN0₂ kristalleri üzerine 4-5 damla 3 M HC1 ekleyip NO₂gazının çıkışı sağlanır. Her ikisinin üstüne rodamin-B eklendikten sonra birine 1 damla su, diğerine ise bilinmeyen örnek çözeltisinden damlatılır. Rodamin-B'nin renginin KIRMIZIDAN MORA DÖNMESİ Sb³⁺ varlığını gösterir (18*).

b) Çözelti E'nin bir kısmına 1 damla tiyoasetamid eklenip ısıtıldığında oluşan PORTAKAL RENKLİ ÇÖKELEK Sb³⁺ varlığını gösterir.

c) Derişik HC1 ile temizlenmiş demir tel üzerine 2 damla 3 M HC1 damlatıldığında oluşan siyah kaplama Sb³⁺ varlığını gösterir.

Sn²⁺ aranması:

Çözelti E'nin iki kısmı üzerine 5 damla 3 M HC1 ve bir parça Mg şerit eklenerek karıştırılır (19*). Üstteki berrak çözelti ikiye ayrılır. Çözeltinin,

a)birinci kısmına 4 damla doymuş HgCI₂ çözeltisi eklendiğinde oluşan BEYAZ veya GRİ ÇÖKELEK Sn²⁺ varlığını gösterir,

b) ikinci kısmı NaOH ile bazikleştirilir„ve üzerine NaOH ile bazikleştirlir.Bi³⁺ çözeltisi eklenir. Oluşan SİYAH ÇÖKELEK Sn²⁺ varlığını gösterir.

2.3. II. GRUP KATYONLARININ ANALİZİNDE NOTLARI

1*) Çözelti bazik duruma getirilirken çökme olabilirse de HC1 eklenmesi ile bir kısım çökelek yeniden çözünür. Tiyoasetamid eklendiğinde çözünmenin tam olması gerekmediğinden fazla HCI eklenmemelidir.

2*) Arseniğin H₂S ile çökmesi için ortam sıcak ve asidik olmalıdır.

3*) İşlemler sonucu oluşan çözelti hidronyum iyonu yönünden 0.3 M olmalıdır. Bu asitlik II. ve III. grup katyonlarının birbirlerinden ayrılması için uygundur. Çözelti fazla asidik olduğunda bazı II. grup katyonları tam çökmez ve çözeltide kalır. Bu özellikle kalay, kurşun ve kadmiyum iyonları için geçerlidir. Çözelti yeterince asidik olmadığında ise III. gruptan bazı katyonlar II. grup katyonlarının sülfürleri ile birlikte çökerler. Bu durum da özellikle çinko, nikel ve kobalt iyonları için geçerlidir.

4*) Pb(CH₃COO)₂damlatılmış süzgeç kağıdı tüpün ağzına kapatılır. Kararmanın olması H₂S varlığını gösterir. Çözeltideki H₂S 'in uçurulmadığı durumda açık havanın etkisiyle S^2-, SO₄^2- iyonlarına yükseltgenir. Ortamdaki sülfat iyonları ile de IV. grup katyonları, özellikle baryum, sülfat halinde çöker. Çözeltide II. gruptan başka bir katyon grubu yoksa bu işlem yapılmaz.

5*) Bakır, bizmut, kadmiyum ve kurşun sülfürleri, sülfür iyonunun nitrat iyonu tarafından serbest kükürde yükseltgenmesiyle çözünürler.

6*) Kral suyu HgS' ü iki tür tepkime sonucunda çözer. Sülfür iyonu, nitrat iyonu tarafından serbest kükürde yükseltgenir ve Cl^- iyonu HgCI₄^2- kompleksini oluşturur. Çözünmeden kalan kısım ise serbest kükürttür.

7*) Kurşun iyonu PbS0₄ şeklinde çöker. Bu çökelek HN0₃'li ortamda Pb(HS0₄)₂ oluşumuyla çözünür. Beyaz SO₃ dumanlarının görülmesi HNO₃ 'in uzaklaştığını gösterir.

8*) Bu karışım seyreltildikten sonra iki dakikadan fazla kalmamalıdır. Bu süre içinde kullanıldığında bazik beyaz bizmut sülfat çökeleği oluşur. Santrifüj işleminden sonra elde edilen çökelek kurşun iyonu için yapılan tüm denemelerde olumlu sonuç verir. Ancak kromatla oluşan bizmut çökeleği NaOH içinde çözünmez.

9*) Kurşunu, PbCrO₄ şeklinde çöktürmeden önce çözelti asetik asit ile asitlendirilmelidir. Bu yapılmadığı durumda ortamda bulunabilecek olan bizmut, kromat halinde çöker.

10*) Bizmut hidroksit jelimsi bir katı olduğundan gözlemek güçtür. Al³⁺ eklenerek Al(OH)₃ ve Bi(0H)₃ çökeleklerinin karışımı elde edilir ve çökelek gözlenebilir duruma getirilir.

11*) KCN çok zehirli bir madde olduğundan dikkatli çalışmak gerekir. Eklenen KCN ile Cu(NH)₄²⁺ ayrılarak Cu(CN)₄^2- kompleksi oluşur. Cu²⁺ yoksa çözeltinin rengi mavi olmayacağı için KCN eklemeye gerek yoktur ve doğrudan Cd²⁺ analizine geçilir. ,Cu²⁺ ve Cd²⁺ iyonlarının beraber bulunduğu bir çözeltide bakır iyonları KCN çözeltisi ile tutulur. Cu(CN)₄^2-kompleksi H₂S ile tepkime vermez ve Cd²⁺ bu ortamda H₂S ile belirlenir.

12*) Bu aşamada siyah çökelek elde edildiyse çözelti kısmı atılır ve çökelek 5 damla suyla yıkanıp yıkama suyu da atılır. Çökelek üzerine 10 damla 1 M H₂SO₄ eklenip su banyosunda 4 dakika karıştırılır, santrifüjlenerek çözünmeyen kısım atılır. Çözelti derişik NH₃ ile nötralleştirilip 3 M asetik asitle hafif asidik yapılır. Daha sonra 1-2 damla tiyoasetamid eklenir. SARI ÇÖKELEK oluşumu Cd²⁺ iyonunun varlığını, gösterir.

13*) Bazik çözelti II-B grubu katyonlarının çözünmüş tiyo veya oksitiyo komplekslerini içerir. Bu çözelti asitlendirildiğinde kompleks iyonlar bozunduğundan II-B grubu katyonları sülfürler şeklinde çöker.

14*) Derişik HC1 ortamında As₂S₃ çözünmez, Sb₂S₃ ve SnS çözünür. Bu işlem dikkatli yapılmadığı takdirde Çözelti E'de Sb³⁺ ve Sn²⁺ iyonları gözlenmez.

15*) Çözeltideki H₂S' ü ortamdan uzaklaştırmak için karışım ısıtılır. H₂S uzaklaştırılmazsa antimon ve kalay HC1 çözeltisi ile seyreldiğinden yeniden çöker. Çökelek oluşuncaya kadar ısıtılmalıdır.

16*) Yıkama işlemi klor iyonunu ortamdan uzaklaştırmayı amaçlar. Bu işlem yapılmadığında As³⁺ gözlenemez.

17*) Amonyum molibdat istenilenden 1-2 damla daha çok kullanılmalıdır. Bu ekleme yapılmadığında oluşan çökelek HNO₃ çözeltisinde çözünür. As³⁺ 'ün bulunmadığı ortamda kirli beyaz renkli H₂MoO₄ oluşur.

18*) Sodyum nitrit. Sb³⁺ 'ü Sb⁵⁺ 'e yükseltger. Sb⁵⁺ Rodamin-B yi yükseltgeyip renk değişimim sağlar. Çok miktarda NaNO₂ kullanıldığında renk değişimi gözlenemez.

19*) Bu durumda eklenen metalik Mg, Sb³⁺ ü metalik antimona ve

Sn⁴⁺ ' ü Sn²⁺ ' ye indirger.

Bu Sitede Ara

Site Haritası

III. GRUP KATYONLARININ ANALİZİ

Hiç yorum yok:

Popüler Yayınlar