ANALİTİK KİMYA LABORATUVAR FÖYÜ 1

ANALİTİK KİMYA LABORATUVAR FÖYÜ 1 Anyon ve katyonları sistematik analizleri Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Analitik Kimya Anabilim Dalı

İçindekiler 1. ANYONLARIN KALİTATİF ANALİZİ... 2 1.1. Klorür (Cl ) tanıma deneyi... 2 1.2. Sülfat (SO42 ) tanıma deneyi... 3 1.3. Nitrat (NO3 ) tanıma deneyi... 3 1.4. Karbonat (CO32 ) tanıma deneyi... 3 1.5. Ortofosfat (HPO42 ) tanıma deneyleri... 4 2) V. GRUP KATYONLAR (Mg 2+, Na +, K +, NH4 + )... 6 2.1. NH4 + Analizi... 7 2.2. Mg 2+ Analizi... 7 2.3. Na + Analizi... 7 2.4. K + Analizi... 7 3) IV. VE V. GRUP KATYONLARIN AYRILMASI... 8 4) IV. GRUP KATYONLAR (Ba 2+, Ca 2+, Sr 2+ )... 9 5) III. GRUP KATYONLARI (Fe 3+, Al 3+, Cr 3+, Ni 2+, Co 2+, Mn 2+, Zn 2+ )... 10 III. GRUP KATYONLARININ SİSTEMATİK ANALİZİ... 10 6) II. GRUP KATYONLARI... 12 (As +3, Sb +3, Sn +2, Hg +2, Cu +2, Cd +2, Pb +2, Bi +3 )... 12 7) I. GRUP KATYONLAR... 15 (Ag +, Hg22 + ve Pb 2+ )... 15 7.1. Ag + iyonu tayini... 15 7.2. Pb 2+ iyonu tayini... 16 7.3. Hg2 2+ iyonu tayini... 17 1

Bu föyde anyon ve katyonların sistematik analizleri anlatılmaktadır. Deneylerde her bir damla sıvının 0,05 ml ye denk geldiği kabul edilmektedir. Dolayısıyla pipet kullanılarak çekilecek 1 ml sıvı yaklaşık 20 damlaya denk geldiği kabul edilecektir. 1. ANYONLARIN KALİTATİF ANALİZİ Cl, SO 2 4, NO 3, CO 2 3 3 ve PO 4 kendilerine özgü reaksiyonları sayesinde birbirleri yanında kolayca belirlenebilirler. Bu nedenle bu anyonların tanıma reaksiyonları yapılırken herhangi bir ayırma işlemine gerek yoktur. Laboratuvarda yapılacak anyon tanıma testlerinde aksi belirtilmedikçe reaktifler tüp çeperine değil direk çözelti içerisine damla damla eklenmelidir. 1.1. Klorür (Cl ) tanıma deneyi 1.1.1. Gümüş nitrat (AgNO3) ile Ön bilgi : Nötral ortamda Cl, SO 2 2 3 4, CO 3 ve PO 4 anyonlarının hepsi AgNO3 ilavesiyle gümüş tuzları şeklinde çökerler. Fakat HNO3 ilavesiyle gümüş klorür (AgCl) dışındaki diğer gümüş tuzları çözünürler. Bu yüzden klorür tanıma deneyinde, AgNO3 ilavesinden önce ortama HNO3 eklenerek AgCl dışındaki gümüş tuzlarının çökmesi engellenmiş olur. 0.5 ml numune bir tüp içine alınır, üzerine 7 damla HNO3 ve 1 damla AgNO3 eklenir. Beyaz renkli çökelek AgCl dir ve numunede Cl olduğunu gösterir. Cl + AgNO 3 AgCl (k) + NO 3 Bu çökeleğin AgCl olduğunu doğrulamak için aynı tüpe 20 damla NH4OH eklenir. AgCl tuzu NH3 ile kompleks oluşturarak çözündüğü için tüpteki beyaz çökelek kaybolur. AgCl (k) + 2NH 3 [Ag(NH 3 ) 2 ] + + Cl Çözünen kompleks üzerine 15 damla HNO3 eklendiğinde tekrar beyaz bir çökelek oluşur. Bunun sebebi gümüş diamin kompleksinin ( [Ag(NH 3 ) 2 ] + ) HNO3 lü ortamda parçalanarak tekrar AgCl halinde çökmesidir. [Ag(NH 3 ) 2 ] + + Cl + 2HNO 3 2NH 4 + + 2NO 3 + AgCl (k) 2

1.2. Sülfat (SO 2 4 ) tanıma deneyi 1.2.1. Baryum klorür (BaCl2) ile Ön bilgi : Nötral ortamda SO 2 2 3 4, CO 3 ve PO 4 anyonları, BaCl2 ilavesiyle beyaz renkli baryum tuzları şeklinde çökerler. Fakat asit ilavesiyle baryum sülfat (BaSO4) dışındaki diğer baryum tuzları çözünürler. Bu yüzden sülfat tanıma deneyinde, BaCl2 ilavesinden önce ortam asidik hale getirilerek BaSO4 dışındaki baryum tuzlarının çökmesi engellenmiş olur. 0.5 ml numune bir tüp içine alınır, üzerine 7 damla HNO3 ve 1 damla BaCl2 eklenir. Beyaz renkli 2 çökelek BaSO4 tır ve bu çökeleğin oluşumu numunede SO 4 olduğunu gösterir. SO 2 4 + BaCl 2 BaSO 4 (k) + 2 Cl 1.3. Nitrat (NO 3 ) tanıma deneyi Ön bilgi: Renksiz bir reaktif olan difenilamin, NO 3 gibi bir oksitleyici varlığında mavi renkli difenilbenzidin viyoleye yükseltgenir ve bu reaksiyon asidik ortamda yürür. 0.5 ml numune bir saat camına alınır. Üzerine 1 damla difenilamin çözeltisi eklendiğinde çözeltilerin temas yüzeyinde mavi bir renk oluşur. Bu renklenme belli bir süre sonrasında kaybolabilir. (Laboratuvarda öğrencilere verilen difenilamin çözeltisi H2SO4 içerisinde hazırlandığı için, ortamı asidik hale getirmek için saat camına asit eklemeye gerek yoktur. Bununla birlikte derişik H2SO4 delici ve tahriş edici olabileceğinden daha fazla dikkat edilmesi gerekmektedir.) 1.4. Karbonat (CO 2 3 ) tanıma deneyi 1.4.1. Asit ilavesi ile 2 ml numune bir tüpe alınır. Üzerine 1 ml asit (örneğin CH3COOH, HCl veya HNO3) hızlıca ilave 2 edilir. Çözeltideki gaz çıkışı numunede CO 3 varlığını gösterir. Çıkan gaz ise CO2 dir. Tüp çalkalanarak gaz çıkışı hızlandırılabilir. CO 3 2 + 2CH 3 COOH 2CH 3 COO + H 2 O + CO 2 (g) 3

1.4.2. BaCl2 ile 2 2 Bu deney, CO 3 varlığını kesin olarak kanıtlamaz. Fakat SO 4 varlığını BaCl2 ekleyerek kanıtlamak için neden ortamın asitlendirilmesi gerektiğini anlamanızı sağlar. 0.5 ml numune bir tüp içine alınır, üzerine 1 damla BaCl2 eklenir. Beyaz renkli çökelek baryum karbonat (BaCO3) varlığını gösterebilir. BaCO3 olduğunun anlaşılması için tüpe 7 damla HNO3 eklenir, çökelek CO2 çıkararak çözünüyorsa sağlaması yapılmış olur. CO 2 3 + BaCl 2 BaCO 3 (k) + 2 Cl 1.4.3. AgNO3 ile BaCO 3 (k) + 2H+ Ba 2+ + H 2 O + CO 2 (g) 2 Bu deney, CO 3 varlığını kesin olarak kanıtlamaz. Fakat Cl varlığını AgNO3 ekleyerek kanıtlamak için neden ortamın asitlendirilmesi gerektiğini anlamanızı sağlar. 0.5 ml numune bir tüp içine alınır, üzerine 1 damla AgNO3 eklenir. Beyaz renkli çökelek gümüş karbonat (Ag2CO3) olabilir. Ag2CO3 olduğunun anlaşılması için tüpe 7 damla HNO3 eklenir, çökelek CO2 çıkararak çözünüyorsa sağlaması yapılmış olur. CO 2 3 + 2AgNO 3 Ag 2 CO 3 (k) + 2NO 3 Ag 2 CO 3 (k) + 2H+ 2Ag + + H 2 O + CO 2 (g) 1.5. Ortofosfat (HPO 2 4 ) tanıma deneyleri 1.5.1. Amonyum molibdat ((NH4)2MoO4) ile 0.5 ml numune bir tüp içine alınır, üzerine 5 damla HNO3 ve 5 damla amonyum molibdat eklenir. 40 C deki su banyosunda 5 dakika boyunca ısıtılır. Sarı renkli çökelek amonyum 2 fosfomolibdattır ((NH 4 ) 3 (MoO 3 ) 12 PO 4 ) ve bu çökeleğin oluşumu numunede HPO 4 olduğunu gösterir. HPO 4 2 + 12(NH 4 ) 2 MoO 4 + 23HNO 3 (NH 4 ) 3 (MoO 3 ) 12 PO 4(k) + 21NH 4 + + 23NO 3 + 12H 2 O 4

1.5.2. BaCl2 ile 2 2 Bu deney, HPO 4 varlığını kesin olarak kanıtlamaz. Fakat SO 4 varlığını BaCl2 ekleyerek kanıtlamak için neden ortamın asitlendirilmesi gerektiğini anlamanızı sağlar. 0.5 ml numune bir tüp içine alınır, üzerine 1 damla BaCl2 eklenir. Beyaz renkli çökelek baryum 3 hidrojen fosfat (BaHPO4) olabilir ve numunede PO 4 olabileceğini gösterir. Bu tüpe 7 damla HNO3 eklendiğinde çökelek kaybolur. Bunun sebebi BaHPO4 ün asidik ortamda çözünmesidir. HPO 2 4 + BaCl 2 BaHPO 4 (k) + 2 Cl 1.5.3. AgNO3 ile BaHPO 4 (k) + 2H+ Ba 2+ + H 3 PO 4 2 Bu deney, HPO 4 varlığını kesin olarak kanıtlamaz. Fakat Cl varlığını AgNO3 ekleyerek kanıtlamak için neden ortamın asitlendirilmesi gerektiğini anlamanızı sağlar. 0.5 ml numune bir tüp içine alınır, üzerine 1 damla AgNO3 eklenir. Sarı renkli çökelek gümüş 2 fosfat (Ag3PO4) tır ve HPO 4 varlığını gösterir. Bu tüpe 7 damla HNO3 eklendiğinde çökelek kaybolur. Bunun sebebi Ag3PO4 ün asidik ortamda çözünmesidir. HPO 4 2 + 3AgNO 3 Ag 3 PO 4 (k) + 2NO 3 + HNO 3 Ag 3 PO 4 (k) + 3H+ 3Ag + + H 3 PO 4 5

2) V. GRUP KATYONLAR (Mg 2+, Na +, K +, NH 4+ ) Bu gruptaki katyonların hepsini çöktürebilen ortak bir reaktif yoktur. Sodyum ve potasyum alkali metaller grubunun üyeleridir. NH4 + bileşikleri alkali metal bileşiklerine benzediği için bu gruba alınmıştır. Magnezyum periyodik sistemlerde toprak alkali metallerinin bulunduğu II. gruptadır. Fakat onlardan farklı olarak amonyum klorür (NH4Cl) varlığında amonyum karbonat ((NH4)2CO3) ile çöktürülemediği için analiz sistematiğinde V. grup adı verilen metaller arasında yer almıştır. V. grup katyonlarının renksiz anyonlarla verdikleri bütün tuzları renksizdir ve iyonik bağlıdır. Bu nedenle birkaçı dışında tuzları suda çözünür. Bu özelliklerinden dolayı V. grup için herhangi bir ortak çöktürücü yoktur. Dikkat edilecek noktalar; Bazik olana kadar yazan kısımda bazik olup olmadığı mutlaka turnusol kağıdı ile kontrol edilmelidir. Turnusol kağıdının tüpün kenarına değdirilmemesi gerekir. Tüpten sıçrayan çözeltinin de turnusol kağıdının rengini değiştirebileceğine dikkat edilmelidir. Platin Telin Temizlenmesi: Platin telin temiz olup olmadığının kontrolü tel aleve tutularak yapılır. Eğer platin tel alevi renklendiriyorsa, tüp içine alınmış 6M HCl çözeltisine batırılır ve ateşe tutulur. Bu işlem en az 3 kez tekrarlanır. Eğer alevde renklenme yoksa platin tel temizlenmiş demektir. K + alevinin mor rengi, Na + iyonları varlığında oluşan sarı alev tarafından maskelenir. Mavi bir perde (kobalt camı) bu sarı rengi perdeler ve K + alevinin mor rengini geçirir. Deneyde yine platin tel kullanılır. Eğer numunede NH4 + varsa, Na + ve K + iyonlarının tayini zorlaşır. Çünkü NH4 + da Na + gibi alev deneyinde sarı renk verir. Bu nedenle ilk önce numunede NH4 + olup olmadığına bakılmalıdır. Eğer numunede NH4 + yoksa Na + ve K + numuneden aranır, varsa önce NH4 + numuneden uzaklaştırılır. NH4 + ın uzaklaştırılması: 50 damla numune porselen krozeye alınır ve numune çözeltisi amyant tel üzerinde kuruluğa kadar buharlaştırılır. Çözeltinin yarısına gelindiğinde üzerine 10 damla derişik HCl ilavesiyle uçurma işlemine devam edilir. Amyant tel bir süre sonra kaldırılıp, kroze porselen üçgene alınır ve çıplak alevde ısıtma işlemi yapılır. Beyaz NH4Cl buharlarının çıkışı bitene kadar bu işleme devam edilir. Kroze soğuduktan sonra kalıntı üzerine 50 damla distile su ilave edilip tamamen çözülür. Elde edilen çözelti Mg 2+, Na + ve K + iyonlarının analizi için kullanılır. 6

2.1. NH 4 + Analizi 20 damla NH4 + numunesi bir tüpe alınır, üzerine 10 damla distile su eklenir. Çözelti 10 damla NaOH ile bazikleştirilir. Bazikleştirilen çözelti su banyosunda ısıtılırken, tüpün ağzına distile su ile ıslatılmış kırmızı turnusol kağıdı tutulur. Aksi takdirde NH3 gazı ortamdan uzaklaştığı için, NH4 + iyonunun varlığı izlenemez. Kırmızı turnusol kağıdının maviye dönmesi NH4 + iyonunun varlığını gösterir. 2.2. Mg 2+ Analizi Difenil karbazit reaktifiyle 20 damla Mg 2+ numunesine 3 damla NaOH ilave edilir. Oluşan beyaz magnezyum hidroksit (Mg(OH)2) çökeleği üzerine 3 damla difenil karbazit reaktifi konduğunda beyaz çökelti kırmızımor renge boyanır. Kırmızı-mor rengin nedeni Mg(OH)2 çökeleğinin difenil karbazit boyasını adsorbe etmesidir. Mg 2+ + 2 NaOH Mg(OH)2 + 2 Na + 2.3. Na + Analizi 10 damla Na + numunesi bir tüpe alınır, üzerine 10 damla distile su ve 10 damla derişik HCI eklenir. Temizlenmiş platin tel, Na + çözeltisine batırılıp alevin yükseltgen kısmına tutulur. Na + iyonunun varlığı alevdeki parlak sarı renk ile gözlenir. 2.4. K + Analizi 10 damla K + çözeltisi bir tüpe alınır, üzerine 10 damla distile su ve 10 damla derişik HCl eklenir. Temizlenmiş platin tel, K + çözeltisine batırılıp alevin yükseltgen kısmına tutulur. K + iyonunun varlığı alevdeki mor renk ile gözlenir. 7

3) IV. VE V. GRUP KATYONLARIN AYRILMASI IV. ve V. grup katyonlarını ayırmaya başlamadan önce NH4 + aranmalıdır. IV. ve V. grup katyonlarından oluştuğu bilinen numuneden 1 ml (~20 damla) santrifüj tüpüne alınır. Üzerine 1 spatül ucu ya da sıvı haldeyse 20 damla 1 M amonyum klorür (NH4Cl) ilave edilir ve karıştırılır. Ortam bazik olana kadar NH4OH ilave edilir. Ortamın bazikliği turnusol kağıdı ile kontrol edildikten sonra çökelme tam olana kadar (NH4)2CO3 ilave edilir ve karıştırılır. Ardından su banyosunda birkaç dakika ısıtılır ve santrifüj edilir. Süzüntüde V. grup katyonları, çökelekte ise IV. grup katyonları bulunmaktadır. Çökelek üzerine 20 damla 5 M asetik asit (CH3COOH) ilave edilir ve IV. grup sistematiğine bu noktadan başlanır. Dikkat edilecek noktalar: IV. ve V. Grup katyonların ayrılmasında reaktiflerin eklenme sırası önemlidir. Ortamın NH4OH - NH4Cl ile tamponlanması sırasında önce NH4Cl daha sonra NH4OH eklenmelidir. Önce NH4OH ilave edilirse, V. gruba ait olan Mg 2+, Mg(OH)2 halinde çöker ve çökelekte IV. grup katyonlarla kalır. NH4Cl, NH4OH ve (NH4)2CO3 sırasıyla ilave edildiğinde, IV. Grup katyonların hepsi karbonatlar halinde çöker ve Mg 2+, V. grup katyonları ile süzüntüde kalır. 8

4) IV. GRUP KATYONLAR (Ba 2+, Ca 2+, Sr 2+ ) Dikkat edilecek noktalar; Analizler sistematik analiz tablosunda gösterildiği şekilde gerçekleştirilecektir. Çökelti ve süzüntü yazan her yerde santrifüj yapılacaktır, sadece sıcakken süzülür yazan kısımda santrifüj yapılmayacaktır. (SrSO4 sadece sıcak ortamda çöker) Bazik olana kadar yazan kısımda bazik olup olmadığı mutlaka turnusol kağıdı ile kontrol edilmelidir. Santrifüj işlemlerinden sonra çökelti üzerine birkaç ml distile su ilave edilerek tekrar santrifüj yapılarak çökelti yıkanır. 20 damla numune tüpe alınır üzerine 8 damla 5 M CH3COOH ve 12 damla 0.25 M potasyum kromat (K2CrO4) eklenir, numunede Ba 2+ varsa sarı renkli baryum kromat (BaCrO4) çöker. (Kuvvetli asidik ortamda BaCrO4 çökemeyeceğinden zayıf asit kullanılır). Çökelek ve süzüntü santrifüj yapılarak ayrılır. Çökelek yıkandıktan sonra derişik HCl de çözülür ve Pt tel üzerinde yakılırsa yeşil alev gözlenir. Süzüntü üzerine bazik olana kadar amonyum hidroksit (NH4OH) eklenir. Daha sonra 12 damla 1.5 M amonyum karbonat ((NH4)2CO3) eklenir ve santrifüj edilerek çökelek kısmı alınır. Çökelek kısmı yıkandıktan sonra 25 damla 5 M CH3COOH eklenir. Ortamdaki bütün CO2 uzaklaştırılana kadar ısıtılır. Isıtma işleminden sonra 20 damla 1 M amonyum sülfat ((NH4)2SO4) ve 1-2 kristal sodyum tiyosülfat (Na2S2O3) ilave edilerek kaynatılır ve sıcakken süzülür. Çökelek yıkandıktan sonra derişik HCl de çözülür ve Pt tel üzerinde yakıldığında karmen kırmızısı renk gözlenmesi numunede Sr 2+ varlığını gösterir. Süzüntü üzerine 20 damla 5 M NH4OH ve bir spatül ucu amonyum okzalat ((NH4)2C2O4) eklenir ve santrifüj edilir. Çökelek kısmı ayrılır. Çökelek yıkandıktan sonra derişik HCl de çözülür ve Pt tel üzerinde yakıldığında kiremit kırmızısı renk gözlenmesi numunede Ca 2+ varlığını gösterir. 9

5) III. GRUP KATYONLARI (Fe 3+, Al 3+, Cr 3+, Ni 2+, Co 2+, Mn 2+, Zn 2+ ) Genel Özellikleri: Bu grup katyonları NH4OH NH4Cl ile tamponlanmış bazik ortamda hidrojen sülfür (H2S) veya tiyoasetamid çözeltisi ile sülfürleri ve hidroksitleri halinde çökerler. Bu katyonlar I. ve II. grup katyonlarının çöktürücü reaktifleriyle çökelek oluşturmazlar. İki alt gruba ayrılırlar. 1) Demir Grubu (Grup III A) : Fe 3+, Al 3+, Cr 3+ (Hidroksitleri halinde çökerler.) 2) Çinko Grubu (Grup III B) : Ni 2+, Co 2+, Mn 2+, Zn 2+ (Sülfürleri halinde çökerler.) III. GRUP KATYONLARININ SİSTEMATİK ANALİZİ İçerisinde Fe 3+, Al 3+, Cr 3+, Ni 2+, Co 2+, Mn 2+, Zn 2+ bulunan numuneden 20 damla bir tüp içerisine alınır. Üzerine 4 M NH4Cl çözeltisinden 10 damla, 2 M NH4OH (%33) çözeltisinden damla damla eklenir ve bazik olup olmadığı turnusol kağıdı ile kontrol edilir. Ortam bazik olduktan sonra 20 damla NH4OH çözeltisinden eklenir ve Fe 3+, Al 3+ ve Cr 3+ hidroksitleri halinde çöker. Bu çözelti 5 dk su banyosunda ısıtılır ve üzerine 20 damla tiyoasetamid çözeltisi eklenir böylece Ni 2+, Co 2+, Zn 2+ ve Mn 2+ sülfürleri halinde çöker. (ORTAK ÇÖKELEK) Bu çökelekte Al(OH)3, Cr(OH)3, Fe(OH)3, NiS, CoS, MnS, ZnS bulunmaktadır. Bu çökelek 0,1 M NH4Cl ile birkaç kez yıkanır. Yıkanan çökeleğin üzerine 20 damla seyreltik 6 M HCl eklenir. Santrifüjlenir. Süzüntü A ve çökelek A oluşur. Çökelek A (CoS ve NiS): Çökelek A krozeye alınır, ısıtılır, üzerine 20 damla kral suyu (15 damla derişik 6 M HCl + 5 damla derişik 6 M HNO3) eklenerek çözünme sağlanır. Üzerine NH4OH (%33 lük) çözeltisinden bazik olana kadar eklenir. Bu çözelti 2 ye ayrılır, 1. kısma 10 damla 0,1 M potasyum ferrisiyanür (K4[Fe(CN)6]) çözeltisi eklendiğinde koyu yeşil renkli kobalt ferrisiyanür (Co2[Fe(CN)6]) çökeleği oluşur. Bu, numunede Co 2+ bulunduğunu gösterir. 2. kısıma 2 damla 6 M NaOH ve 2 damla dimetil glioksim (%96 lık alkolde %1 lik) eklendiğinde oluşan gül kırmızı çökelek, numunede Ni 2+ bulunduğunu gösterir. 10

Süzüntü A (Fe 3+, Al 3+, Cr 3+, Mn 2+, Zn 2+ ): Süzüntü A üzerine 20 damla 6 M NaOH ve 20 damla %3 lük H2O2 eklenir. Santrifüjlenir. Süzüntü B ve çökelek B oluşur. Çökelek B den bir miktar temiz bir tüpe alınır, üzerine 10 damla HNO3 (%37,5 luk) ve spatül ucu ile az miktarda sodyum bizmutat (NaBiO3) tüpün kenarından eklenir. Gözlenen menekşe renk, numunede Mn 2+ varlığını gösterir. Çökelek B den kalan kısım üzerine 0,1 M potasyum ferrosiyanür (K4[Fe(CN)6]) eklenir Oluşan prusya mavisi çökelek Fe 3+ varlığını gösterir. (Lavaboda daha net görünmektedir). Süzüntü B (Zn 2+, Al 3+, Cr 3+ ): Üzerine 20 damla HNO3 ve bazik olana kadar NH4OH çözeltisinden eklenir. Santrifüjlenir. Süzüntü C ve çökelek C oluşur. Çökelek C, beyaz alüminyum hidroksit (Al(OH)3) tür. İçerisinde Cr 3+ ve Zn 2+ bulunan süzüntü C nin sarı renkte olması Cr 3+ nın varlığını gösterir. Süzüntü C ye 2 M 20 damla CH3COOH eklenerek ortam asidik yapılır. Üzerine spatül ucu ile sodyum asetat (NaCH3COO) eklenir. Bu çözelti su banyosunda ısıtılır ve sıcakken üzerine 0,5 M BaCl2 çözeltisinden 2 damla eklenir. Meydana gelen çökelek D, baryum kromattır (BaCrO4). Süzüntü D üzerine 2 damla tiyoasetamid çözeltisi eklenip su banyosunda beyaz çökelek gözlenene kadar 5 dakika karıştırarak ısıtılır. Kirli beyaz renkteki çinko sülfür (ZnS) çökeleğinin oluşması Zn 2+ varlığını gösterir. Başlangıçtaki çözeltiye NH3 eklendiğinde oluşan ve aşırı NH3 de çözünmeyen KIRMIZI- KAHVERENGİ ÇÖKELEK Fe 3+ iyonunun, RENKSİZ JELATİNİMSİ ÇÖKELEK ise Al 3+ iyonunun varlığını gösterir. 11

6) II. GRUP KATYONLARI (As +3, Sb +3, Sn +2, Hg +2, Cu +2, Cd +2, Pb +2, Bi +3 ) Katyonların sistematik analizlerinde 13 katyon sülfürleri halinde çökmektedir. Bu katyonların sülfürlerinin çözünürlük çarpımları (Kçç) arasındaki farktan yararlanarak çözünürlükleri daha düşük olan 8 tanesi II. grup katyonları, daha yüksek olan 5 tanesi ise III. grup katyonları olarak sınıflandırılmıştır: II. ve III. grup katyonlarının sülfürlerinin Kçç değerleri II. grup III. grup Sülfür Kçç Sülfür Kçç HgS 3.0x10 53 ZnS 1.2x10 23 CuS 1.0x10 44 CoS 7.0x10 23 Bi2S3 1.6x10 72 NiS 1.4x10 24 Sb2S3 1x10 30 FeS 3.7x10 19 CdS 3.6x10 29 MnS 1.4x10 15 PbS 3.4x10 28 SnS 1.8x10 28 As2S3 4.4x10 27 40 damla numune bir tüp içerisine alınır ve üzerine 4 damla derişik HCl eklenir. Ardından 14 damla %11 lik (a/h) tiyoasetamid çözeltisinden eklenerek su banyosunda 5 dakika ısıtılır ve santrifüj edilerek (3000 rpm hızda 4 dk) çökelek ayrılır, süzüntü atılır. Elde edilen çökelek üzerine, yıkamak için başka bir tüpte hazırlanan ve 2 damla doygun NH4Cl, 2 damla tiyoasetamid ve 16 damla distile su içeren çözelti eklenir. Daha sonra bu yıkama çözeltisi de atılır. Elde edilen çökelek, numunedeki II. grup katyonlarına ait sülfür çökelekleridir. Ardından II. grup çökeleklerini, II A (suda çözünmeyen sülfürleri) ve II B grubu (kompleks iyonları halinde çözünenleri) halinde iki gruba ayırmak için 20 damla 3 M KOH çözeltisi ilave edilir ve su banyosunda 3 dakika karıştırılarak ısıtılır. 12

Santrifüjlendikten sonra çökelek A (civa, bakır, kadmiyum, kurşun ve bizmut) ile süzüntü A (arsenik, antimon ve kalay) ayrılır. Çökelek A: HgS, CuS, CdS, PbS ve Bi2S3 içerebilir. Süzüntü A: As +3, Sb +3, ve Sn +2 katyonlarının çözünebilen kompleks iyonlarını (AsO3 3-, AsS3 3-, SbO2 -, SbS2 -, SnO2 2- ) içerebilir. Çökelek A: Çökelek 10 damla 3 M KOH ile yıkanır ve çözelti atılır. Çökelek öncelikle KOH ın uzaklaştırılması için 0.5 ml kadar saf suyla yıkanır. Ardından çökelek üzerine 24 damla, 6 M HNO3 eklenir ve su banyosunda 5 dakika beklettikten sonra santrifüjlenir. Oluşan çökelek (Çökelek B) civa (II) sülfür (HgS) dür ve civa testi için ayrılırken süzüntü B bir porselen krozeye alınarak üzerine 2 damla 6 M H2SO4 eklenir. Civa testi: Ayrı bir tüp içerisinde 12 damla HCl ve 4 damla HNO3 (3:1, h/h) çözeltilerinin karışımından oluşan kral suyu çözeltisi hazırlanır ve bu kral suyu çözeltisi ayrılan çökelek B üzerine eklenerek çözülür. Elde edilen çözelti porselen krozeye alınır ve üçayak üzerine 45 o açıyla yerleştirilerek bek alevi kullanılarak kurutulur. Ardından üzerine 2-3 ml saf su eklenerek çözülür. Bu çözelti bir saat camında bir parça bakır tel üzerine eklenir ve oluşan kaplama Hg 2+ nın varlığını gösterir. Porselen krozedeki, üzerine sülfürik asit eklenmiş süzüntü B, birkaç damla sıvı kalıncaya kadar dikkatlice ısıtılır ve ardından oda sıcaklığına gelene kadar soğutulur. Üzerine 40 damla saf su eklendikten sonra iyice karıştırılır ve bir santrifüj tüpüne alınarak santrifüjlenir. Oluşan çökelek (Çökelek C) kurşun (II) sülfat (PbSO4) dır. Elde edilen çökelek C kurşun testi için ayrılırken, süzüntü C de başka bir tüpe alınır. Kurşun testi için, çökelek C öncelikle 20 damla saf suyla yıkandıktan sonra, üzerine sırasıyla 20 damla 1.7 M amonyum asetat (NH4CH3COO), 6 damla 6 M asetik asit (CH3COOH) ve 4 damla 1 M potasyum kromat (K2CrO4) eklenir. Oluşan sarı çökelek Pb 2+ nın varlığını gösterir. Süzüntü C üzerine, çözelti bazik oluncaya kadar derişik NH4OH eklenir. Çözeltinin bazikliği turnusol kağıdı ile kontrol edilmelidir. Bazik hale getirilen çözelti üzerine 3 damla daha NH4OH eklenir ve santrifüjlenir. Elde edilen çökelek (Çökelek D) bizmut hidroksit (Bi(OH)3) çökeleğidir. Çökelek D bizmut testi için ayrılırken, süzüntü D başka bir tüpe alınır. Çökelek D 20 damla saf su ile yıkandıktan sonra üzerine 10 damla taze hazırlanmış sodyum stannit (Na2SnO2) çözeltisi eklenir. Çökeleğin renginin siyaha dönmesi Bi 3+ varlığını gösterir. Süzüntü D nin mavi renkli olması Cu 2+ ın varlığını gösterir ve eğer süzüntü mavi renkli ise renk kayboluncaya kadar 1 M potasyum siyanür (KCN) den damla damla eklenmelidir. Çözelti renksizleşince birkaç damla daha KCN eklenir. Ardından 6 damla 13

%11 lik (a/h) tiyoasetamid çözeltisinden eklenir ve su banyosunda 5 dakika ısıtılır. Oluşan sarımsı kadmiyum sülfür (CdS) çökeleği Cd 2+ varlığını gösterir. Süzüntü D renksizse Cu 2+ varlığından bahsedilemez ve KCN eklenmeden direkt olarak 6 damla % 11 lik (a/h) tiyoasetamid çözeltisi eklenerek 5 dakika su banyosunda ısıtılır ve sarımsı CdS çökeleği aranır. Süzüntü A: Turnusol kağıdı ile asitliği kontrol edilerek, hafif asidik oluncaya kadar 3 M HCl çözeltisi süzüntüye damla damla eklenir. Santrifüj edilerek süzüntü atılır. Çökelek üzerine 20 damla derişik HCl çözeltisi eklenir ve su banyosunda 5 dakika karıştırılarak ısıtılır. Numune santrifüjlenir ve çökelek E ile süzüntü E ayrılır. Çökelek E arsenik (III) sülfür (As2S3) ve arsenik (V) sülfür (As2S5) içerebilir. Bu yüzden, çökelek E 3 kez 10 ar damla saf su ile yıkanır. Üzerine 20 damla derişik HNO3 eklenir ve su banyosunda 5 dakika karıştırılarak ısıtılır. Ardından, bu çözeltinin üzerine 10 damla 0.5 M AgNO3 eklenip karıştırılır (Eğer beyaz renkte AgCl çökeleği oluşursa santrifüjlenerek çökelek atılmalıdır). Üzerine 10 damla 2.5 M sodyum asetat (NaCH3COO) eklendiğinde kırmızı çökelek (gümüş arsenat: Ag3AsO4) oluşumu As 3+ varlığını gösterir. Süzüntü E ise Sn +4 ve Sb +3 katyonlarını içerebilir ve Kalay ve Antimon testleri için ikiye ayrılır. Kalay testi için ayrılan numuneye damla damla NaOH eklenerek bazik hale getirilir. Ardından üzerine birkaç damla bazik ortamda hazırlanmış sodyum bizmutat (NaBiO3) eklenir ve bir süre bekletilir. Siyah çökelek oluşumu bizmutun indirgenmesini dolayısıyla Sn 4+ varlığını gösterir. Antimon için ayrılan numuneye ise 6 damla %11 lık (a/h) tiyoasetamid çözeltisi eklenip su banyosunda ısıtıldığında portakal rengi çökelek (antimon (III) sülfür: Sb2S3) oluşumu Sb +3 varlığını gösterir. 14

7) I. GRUP KATYONLAR (Ag +, Hg 2+ 2 ve Pb 2+ ) Bu grupta, Ag + 2+, Hg 2 ve Pb 2+ iyonları bulunmaktadır ve bu grubun en belirgin özelliği çok derişik olmayan HCl çözeltisi ile, suda çözünmeyen klorür tuzları şeklinde çökmeleridir. Ancak, Çizelge 1 deki çözünürlük çarpımları (Kçç) dikkate alındığında, kurşun (II) klorürün (PbCl2) sudaki (sıcak suda daha çok çözünür) çözünürlüğü yüksek olduğu için kurşun iyonunun tamamı bu grupta çöktürülemeyecektir. Buna rağmen kurşun iyonu 1. grupta analiz edilir. Çizelge 1. I. Grup klorür tuzlarının çözünürlük çarpımları Madde AgCl 1 x 10-10 PbCl2 1.56 x 10-10 Hg2Cl2 2.0 x 10-18 Kçç 2+ Bu gruptaki katyonlar (Ag+, Hg 2 ve Pb +2 ) 0.3 M HCl ile klorürleri halinde çöktürülerek kolaylıkla analiz edilebilir. Kullanılan asit derişimi artırıldığında, ortamda çöken tuzların tekrar çözünmeleri söz konusu olduğundan asidin derişimi oldukça önemlidir. 7.1. Ag + iyonu tayini 7.1.1. Klorür iyonları ile: 20 damla Ag + numunesine 4-5 damla 1 M HCl çözeltisi ilave edilirse, Ag + iyonları beyaz renkli klorürleri şeklinde çöker. Ag + + HCl AgCl + H + (Beyaz) Oluşan beyaz renkli çözelti santrifüj edilerek çökelek kısmı alınır, üzerine çözününceye kadar 6 M NH3 çözeltisi ilave edilir. Çözelti ortamındaki gümüş klorür (AgCl) çökeleğinin NH3 ile birlikte diamingümüş kompleks iyonu (Ag(NH3)2 + ) vererek çözünür. AgCI + 2NH3 Ag(NH3)2 + + Cl - 7.1.2. Potasyum iyodür (KI) çözeltisi: 20 damla Ag + numunesine 4 damla 1 M KI çözeltisi eklenir ve krem kıvamında gümüş iyodür (AgI) çöker. 15

Ag + + KI AgI + K + (Sarı) Oluşan çözelti santrifüjlendikten sonra süzüntü kısmı atılır, kalan çökeleğe çözününceye kadar 1 M potasyum siyanür (KCN) çözeltisi ilave edilirse [Ag(CN)2] - kompleksi vererek çözünür. 7.1.3. Potasyum kromat (K2CrO4) çözeltisi: 20 damla Ag + numunesi üzerine 4 damla K2CrO4 reaktif çözeltisi ilave edildiğinde kiremit kırmızısı renginde gümüş kromat (Ag2CrO4) çöker. 2Ag + + CrO4 2- Ag2CrO4 (Kiremit Kırmızısı) 7.1.4. Sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi: 20 damla Ag + numunesi üzerine 4-5 damla 1 M NaOH çözeltisi ilave edilirse siyah-kahverengi renkli gümüş hidroksit (AgOH) çöker. Ancak oluşan bileşik kararsız olduğundan bozunmaya uğrar ve siyah renkli gümüş oksite (Ag2O) dönüşür. 7.2. Pb 2+ iyonu tayini 7.2.1. Klorür iyonları ile: Ag + + OH - AgOH (Siyah-Kahverengi) 2AgOH Ag2O + H2O (Siyah) 20 damla Pb 2+ numunesine 4 damla 1 M HCl çözeltisi ilave edildiğinde Pb 2+ iyonları beyaz renkli klorürleri halinde çökerler. Pb 2+ + 2HCl PbCl2 + 2H + (Beyaz) Oluşan beyaz çökelek santrifüjlenerek çözeltiden ayırılır, üzerine 2 ml distile su ilave edilir ve su banyosunda 5 dakika ısıtıldığında çökelek çözünürse ortamda Pb 2+ iyonları vardır. 16

7.2.2. KI çözeltisi: 20 damla Pb 2+ numunesine 20 damla distile su ve 1-2 damla 1 M KI çözeltisi eklendiğinde sarı renkli kurşun (II) iyodür (PbI2) çöker. Çözelti su banyosunda iyice ısıtılır ve çeşme suyunun altında hızlıca soğutulursa, iğne şeklinde kristaller oluşur. Pb 2+ + KI PbI2 + K + (Sarı) 7.2.3. Tiyoasetamid (CH3CSNH2) çözeltisi: 20 damla Pb 2+ çözeltisine 20 damla distile su ve 3-4 damla tiyoasetamid çözeltisi eklenerek su banyosunda 5 dakika ısıtılırsa siyah renkli kurşun (II) sülfür (PbS) çökeleği oluşur. Pb 2+ + H2S PbS (Siyah) Devamında oluşan çökelek 3 M HNO3 çözeltisi içerisinde çözünmelidir. 7.2.4. K2CrO4 çözeltisi: 20 damla Pb 2+ numunesi üzerine 3-4 damla K2CrO4 reaktif çözeltisi ilave edilirse sarı renkli kurşun (II) kromat (PbCrO4) çöker. 7.3. Hg 2 2+ iyonu tayini 7.3.1. Klorür iyonları ile: Pb 2+ + CrO4 2- PbCrO4 (Sarı) 20 damla Hg2 2+ numunesine 3-4 damla 3 M HCl çözeltisi ilave edilirse Hg2 2+ iyonları beyaz renkli klorürleri şeklinde çöker. Oluşan çökelek soğuk ve sıcak suda ve seyreltik nitrik asitte (HNO3) çözünmez. NH3, derişik HNO3 ve kral suyunda çözünür. Hg2 2+ + 2 Cl - Hg2Cl2 (Beyaz) 7.3.2. K2CrO4 çözeltisi: 20 damla Hg2 2+ numunesinin üzerine 3-4 damla K2CrO4 reaktif çözeltisi ilave edildiğinde ortamda kırmızı-kahverengi renkli civa (I) kromat (Hg 2CrO4) çöker. 17

Hg2 2+ + CrO4 2- Hg 2CrO4 (Kırmızı-Kahverengi) 7.3.3. KI çözeltisi: 20 damla Hg2 2+ numunesine 20 damla distile su ve 4-5 damla 1 M KI çözeltisi eklendiğinde sarıyeşil renkli civa (I) iyodür (Hg2I2) çöker. Çökelek, fazla miktarda KI eklenirse çözünür, ancak seyreltik asitlerde çözünmez. Hg2 2+ + 2KI Hg2I2 + 2K + (Sarı-Yeşil) 7.3.4. Bakır Şerit (Malgama deneyi): Öncelikle, bakır tel (şerit) parçası 8-10 damla derişik HNO3 ile saat camı içerisinde temizlenir, süzgeç kağıdıyla kurutulur ve üzerine Hg2 2+ aranacak numune çözeltisi ilave edilir. Bakır şerit üzerinde parlak gri rengin oluşması (Hg nın kaplanması sonucu oluşur) Hg2 2+ iyonlarının varlığını gösterir. 18