4. GRUP KATYONLARI (TOPRAK ALKALİLERİ GRUBU)
Ba +2, Ca +2, Sr +2 Bu grup katyonlarının bir grup altında toplanmalarına neden olan ortak özellikleri, amonyak (NH 4 OH) amonyum klorür (NH 4 Cl) tamponu ile tamponlanmış bazik ortamda amonyum karbonat ((NH 4 )CO 3 ) ile karbonatları halinde çökmeleridir.
Ba +2 1)K 2 CrO 4 (Potasyum Kromat) ile: Sarı renkli BaCrO 4 (Baryum kromat) çökeleğini verir. Bu çökelek diğer 4. grup katyonlarından farklı olarak suda ve asetik asitte çözünmez. Fakat mineral asitlerde çözünür. Baryum kromat çözeltisine asit ilave edildiğinde sarı rengin kırmızımsı turuncuya döndüğü görülür. Nedeni ortamda meydana gelen Cr 2 O 7-2 (Bikromat) anyonudur.
Bu durumdan da anlaşıldığı gibi, BaCrO 4 ın çökmesi için ortamda yüksek konsantrasyonda hidrojen iyonu olmamalıdır. Varsa sodyum asetat (NaCH 3 COO) ilavesi ile nötralize edilmelidir.
2) Sodyum Rodizonat ile: Nötral çözeltilerde kırmızımsı kahverengi bir çökelek meydana gelir. Kalsiyum bu şartlarda çökelek oluşturmaz. Stronsiyum ise aynı baryum gibi çökmesine rağmen, çökeleği seyreltik HCl de çözünür.
3) Alev Deneyi : Baryum tuzları bunzen alevinde platin tel üzerinde yakıldıklarında alevi sarımsı yeşil renge boyar.
Sr +2 (Stronsiyum) 1)Amonyum okzalat ile ((NH 4 ) 2 C 2 O 4 ) : Stronsiyum okzalattan oluşan (SrC 2 O 4 ) beyaz bir çökelek meydana gelir. Bu çökelek suda çok az çözünür. 2) Alev Deneyi: Stronsiyum tuzları, platin tel üzerinde yakıldığında alevi karmen kırmızısı renge boyar.
Ca +2 (Kalsiyum) 1)Seyreltik H 2 SO 4 ile : Derişik çözeltilerinde CaSO 4 tan oluşan beyaz bir çökelek meydana gelir. Bu çökelek suda ve asitlerde çözünür. Bu çökelek, diğer 4. grup katyonlarından farklı olarak, amonyum sülfat çözeltisi ile kaynatıldığında amonyum kalsiyum sülfat ((NH 4 ) 2 [Ca(SO 4 )]) tuzu oluşturarak çözünür.
2) Potasyum Ferrosiyanür ile (K 2 [Fe(CN) 6 ]): Kalsiyum potasyum ferrosiyanürden oluşan beyaz bir çökelek meydana gelir. ( Ca K 2 [Fe(CN) 6 ). Ortamda fazla miktarda bulunan Ba +2 ve Mg +2 de bu reaksiyonu verirler. 3) Alev deneyi: Kalsiyum tuzları alevi kiremit kırmızısı renge boyar.
SODA EKSTRAKSİYONU (SODA ÇÖZÜNÜRLEŞTİRİLMESİ)
İlk anyonlar 5. grup dışındaki katyonların bulunduğu ortamda aranmazlar. Çünkü; 1)Bu katyonların bir kısmı renklidir ve bu ortamda ilk anyonların teşhis reaktifleriyle verdiği çökeleklerin rengi teşhis edilemez. 2) Katyonların bir kısmı ortama ilave edilen ilk anyon reaktifleri ile reaksiyon verirler. 3) BaSO 4 gibi bazı bileşikler ise suda çözünmezler. Bu durumda anyonların tanıma deneylerini yapmak mümkün olmaz.
Soda çözünürleştirilmesinin amacı, iyonların çözünürlüklerinin artırılması ve renkli iyonların renklerinin giderilmesidir.
YAPILIŞI Verilen numunenin bir miktar santrifüj tüpüne alınır. Öncelikle turnusol kağıdı ile asidik olup olmadığı kontrol edilir. Çözelti asidikse damla damla NaOH ilave edilir. Her damladan sonra bagetle karıştırılır ve yine bagetle çözeltiden alınan bir damla turnusol kağıdı üzerine damlatılarak, çözeltinin bazik hale geçip geçmediği kontrol edilir. Bazik olduktan sonra üzerine 3 kaşık spatül dolusu (5 ince spatül) sodyum karbonat (Na 2 CO 3 ) ilave edilir. Su banyosunda kaynatılır. Üst kısım berrak oluncaya kadar kaynatılır. Santrifüj edilir. Çökelekte katyonlar karbonat tuzları halinde bulunur. Anyonlar ise berrak kısımda bulunur. Bu berrak kısım başka bir tüpe aktarılarak alınır. Tüpe alınan kısım eşit olarak diğer deney tüplerine bölünerek ilk anyon deneyleri yapılır.
DİKKAT EDİLMESİ GEREKLİ NOKTALAR 1) Numune asidik ise muhakkak nötralize edilmelidir. 2) Karbonat anyonu daima soda çözünürleştirilmesinden önce doğrudan numuneden aranır. 3) Soda çözünürleştirilmesinden sonra ilk anyonlar aranırken, ortama ilave edilen asit ile ortamın asidik hale geçip geçmediği kontrol edilmelidir. (Turnusol kağıdı ile).
SPEKTROSKOP Spektroskop, içerisinde bir cam prizma bulunan ve ışık analizinde kullanılan bir cihazdır. Uçucu bir tuz çözeltisi platin tel üzerinde yakıldığında, her bir katyona özgü olan belli dalga boylarındaki ışınlardan meydana gelmiş bir ışık yayarlar. Işınlar bir cam prizmadan geçirilecek olursa kendisine oluşturan bileşenlerine ayrılır ve çizgilerden oluşan kesikli bir spektrum meydana gelir.
Ca +2 için Sr +2 için Ba +2 için
4) Eğer baryumun ilk başta BaCrO 4 halinde çöktüğü görülüyorsa, aynı santrifüj tüpünde santrifüj yapıldıktan sonra süzüntüden analize devam edilmelidir. Numunede baryum yoksa analize Ca +2, Sr +2 yazan yerden başlanmalıdır. Çünkü buraya kadar olana aşamalar, eğer numunede baryum varsa baryumu tamamen uzaklaştırmak için gerçekleştirilen aşamalardır. SİSTEMATİK ANALİZ SIRASINDA DİKKAT EDİLECEK NOKTALAR 1) 4. grup katyonlarının sistematik analizine ayrı bir santrifüj tüpünde başlanmalıdır. 2) Çökelek ve süzüntünün görüldüğü her yerde santrifüj yapılacaktır. Sadece Sıcakken süzülür yazan kısımda santrifüj yapılmayacaktır. Çünkü burada SrSO 4 sadece sıcakta çöker. 3) Bazik olana kadar yazan kısımlarda baziklik muhakkak turnusol kağıdı ile kontrol edilip emin olunduktan sonra diğer aşamalara geçilmelidir. Örneğin, Ca +2 ve Sr +2 bulunduğu tahmin edilen çözeltiyi bazik hale getiremezsek bu taktirde (NH 4 ) 2 CO 3 ilave edildiğinde çökme değil kabarcık çıkışı görülecektir. Bu da sonuçta hatalara sebep olacaktır.
5) Sistematik içerisindeki bütün CO 2 ortamdan uzaklaşana kadar ısıt işlemi, aynı CO -2 3 tayininde olduğu gibi gaz kabarcıklarının çıkışı bitene kadar devam ettirilecektir. 6) Santrifüj cihazı kullanılırken tüplerin konulduğu kısmın karşısında başka ve aynı miktarda dolu bir tüp olduğu muhakkak kontrol edilmelidir. Tek bir kişi santrifüjü çalıştırırken, santrifüj tüpünün karşısına aynı miktarda distile su dolu bir tüp koymalıdır.