5. GRUP KATYONLAR (Alkali grubu)
Mg +2 Na + K + Li +
Bu gruptaki katyonların hepsini çöktürebilen ortak bir reaktif yoktur. Na, K ve Li alkali metaller grubunun üyeleridir. NH 4 da bileşikleri alkali metal bileşiklerine benzediği için bu gruba alınmıştır. Magnezyum peryodik sistemlerde toprak alkali metallerinin bulunduğu 2. gruptadır. Fakat onlardan farklı olarak NH 4 Cl varlığında amonyum karbonatla çöktürülemediği için analiz sistematiğinde 5. grup adı verilen metaller arasında yer almıştır.
5. grup katyonların renksiz anyonlarla verdikleri bütün tuzları renksizdir ve iyonik bağlıdır. Bu nedenle birkaçı dışında tuzları suda çözünür.
Magnezyum (Mg) Bütün bileşikleri renksizdir. Hidroksit çökeleklerinin organik boyaları adsorblama özelliği vardır, böylece renklenirler. NH 3 çözeltisi ile Peltemsi beyaz Mg(OH) 2 çöker. Bu çökelek suda çok az çözünürken amonyum tuzlarında (NH 4 Cl de) çok çözünür. (Ortama amonyum iyonunun ilavesiyle ortam tamponlandığında OH - iyonu konsantrasyonu düşer ve Mg(OH) 2 in çözünürlük çarpımına erişileceği için çökelek çözünür.
Na 2 HPO 4 çözeltisi ile Amonyum tuzları ve amonyak çözeltisi varlığında beyaz magnezyum amonyum fosfat çöker. (Lityumdan farklıdır) Ortama konan amonyum tuzları, magnezyum hidroksitin çökmesini önler. MgNH 4 PO 4 çökeleğinin oluşmasını sağlamak için ortama NH 3 ın aşırısını ilave etmek gerekir. Difenil karbazit reaktifiyle Mg tuzu çözeltisi üzerine NaOH ilave edilir. Oluşan beyaz Mg(OH) 2 çökeleği üzerine birkaç damla difenil karbazit ayracından konduğunda beyaz çökelti kırmızımor renge boyanır. Kırmızı-mor rengin nedeni Mg(OH) 2 çökeleğinin difenil karbazit boyasını adsorbe etmesidir.
Sodyum (Na) Alev Deneyi: Sodyum tuzlarının buharları (Özellikle de NaCl buharı) bunzen alevinde sürekli ve şiddetli sarı renk verir. Bu renk kobalt camından geçmez. NH 4 tuzlarının buharları da kısa süreli bile olsa bunzen alevinde sarı renk verdiklerinden ortamdan uzaklaştırılmalıdır. Na tuzları bunzen alevinde cam bagetin ucuna takılmış Pt tel üzerinde yakılır ve renklenmeye bakılır.
Potasyum (K) Alev Deneyi: Potasyum tuzlarının buharları (Özellikle de KCl buharı) bunzen alevinde mor viole renk verir. K alevinin mor rengi, Na iyonları varlığında oluşan sarı alev tarafından maskelenir. Mavi bir perde (kobalt camı) bu sarı rengi perdeler ve K alevinin mavi rengini geçirir. Deneyde yine platin tel kullanılır.
Amonyum (NH 4 ) Renksiz bir iyondur ve renksiz anyonlarla, renksiz tuzlar verir. Ancak bu iyon asidik ortamda bulunur. Bazik ortamda, NH 4+ + OH - denklemine göre parçalanır. NH 3 + H 2 O İyon yarıçapı potasyuma çok benzediği için onun verdiği reaksiyonları çoğunlukla verir. Alev Deneyi: Alevin rengini kısa süreli ve şiddetli olmayan sarı renge boyar. (Na ile karıştırılabilir.)
NaOH çözeltisi ile : NH 4, NaOH ile ısıtılanca NH 3 gazı çıkar. NH 4 Cl + NaOH NH 3 + H 2 O + NaCl Bu gaz; Kokusundan Distile su ile ıslatılmış kırmızı turnusol kağıdının tüpün üzerindeki buhar ile temasıyla renk değiştirir. Derişik HCl ile ıslatılmış bir cam baget, çıkan buharlara tutulunca beyaz NH 4 Cl dumanları oluşur. Hg-I-nitratla ıslatılmış süzgeç kağıdını siyaha dönüştürür.
Lityum (Li) Na 2 HPO 4 çözeltisi ile : Nötral çözeltilerde Lityum fosfat çöker. NaOH li ortamda çökme tamdır. Isı da çökmeyi kolaylaştırır. Çökelek NH 4 Cl çözeltisinde suda olduğundan daha çok çözünür. (Mg dan farkı) çökelek Ba(OH) 2 ile kaynatılırsa çözünerek LiOH e döner. (Mg den farkı) Alev Deneyi : Lityum tuzlarının buharları Pt tel üzerinde bunzen alevinde yakılırsa alevi Karmen kırmızısı adı verilen renge boyar. Bu rengi Na tuzlarının varlığı maskeler, fakat bu renk kobalt camından geçer.
5. Grup Katyonların Analizi Katyon analizi yapacağımız numune çözeltisi ister yalnız 5. grup katyonlarını içersin, isterse bütün grup katyonları birarada içersin ilk yapılacak işlem NH 4 katyonunu aramaktır. 5. grup katyonlarını içeren bir numune de NH + 4 varlığı saptanırsa diğer katyonların analizini bozmaması için ortamdan uzaklaştırmak gerekir.
5. Grup Katyonların Analizi Bu amaçla krozeye alınan numune çözeltisi amyant tel üzerinde kuruluğa kadar buharlaştırılır. Çözeltinin yarısına gelindiğinde üzerine 1-2 damla derişik HCl ilavesiyle (böylece bütün grup katyonları Cl - tuzuna dönüşür) uçurma işlemine devam edilir.
Amyant tel bir süre sonra kaldırılıp, kroze porselen üçgene alınır ve çıplak alevde kızdırma işlemi yapılır. Beyaz NH 4 Cl buharlarının çıkışı bitene kadar bu işleme devam edilir. Kroze soğuduktan sonra kalıntı üzerine distile su ilave edilip çözülür ve ayrı ayrı Na, K ve Mg un deneyleri yapılır.
Platin telin cam bagete takılması. Cam bagetin ucu alevde iyice ısıtılır, sonra Pt tel ısıtılmış cama dikkatlice takılır. Sonra cam bagete takılmış Pt tel aleve tutulur. Alevi renklendiriyorsa bu renklenme bitince tüp içine alınmış HCl çözeltisine batırılır ve tekrar ateşe tutulur. Bu işleme alevde renk görülmeyinceye kadar devam edilir.
HCl İyi bir yükseltgeyicidir. Yani uçucu olmayan bir kimyasalı kolayca uçucu hale getirebilir. Bu sayede alev denemelerinde renkler daha belirgin görünür.
Alev Deneyi Prensibi Na + + Cl - (çözeltide) > NaCl (platin tel üzerinde katı) NaCl (katı) > NaCl (gaz) NaCl (gaz) > Na (atom) + Cl (atom) Na (atom) > Na* (uyarılmış atom) Na* (uyarılmış atom) > Na (atom) +hv (devamlı sarı ışık)