3. GRUP KATYONLARI Bu grup katyonları NH 4 OH NH 4 Cl ile tamponlanmış bazik ortamda H 2 S (hidrojen sülfür) veya (NH 4 ) 2 S (amonyum sülfür) ile sülfürleri ve hidroksitleri halinde çökerler. Bu özellikleri nedeniyle de iki alt gruba ayrılırlar. 1) Demir Grubu (Grup 3A) : Fe 3+, Al 3+, Cr 3+ (Hidroksitleri halinde çökerler.) 2) Çinko Grubu (Grup 3B) : Ni 2+, Co 2+, Mn 2+, Zn 2+ (Sülfürleri halinde çökerler.)
Fe 3+ için tanıma reaksiyonları
Bütün Fe 3+ çözeltileri sarımtırak kırmızı renklidir. 1) NaOH ile: Kırmızı kahverengi Fe(OH) 3 çökeleği elde edilir. Bu çökelek reaktifin aşırısı ilave edildiği zaman çözünmez. (Alüminyum ve kromdan farkı) Fe 3+ + 3 NaOH Fe(OH) 3 + 3 Na + NH 4 (OH) ile de aynı çökelek meydana gelir. Çökelek reaktifin aşırısında çözünmez. 2) K 4 [Fe(CN) 6 ] (Potasyum ferrosiyanür) ile: Prusya mavisi bir kompleks meydana gelir. Reaktifin aşırısı ilave edildiğinde çökelme meydana gelir. 4 Fe 3+ + 3 K 4 [Fe(CN) 6 ] Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 + 12 K+ Fe 2+ : Ferro Fe 3+ : Ferri 3) NH 4 SCN (amonyum rodanür) veya KSCN (potasyum rodanür) ile: Koyu kırmızı renkli bir kompleks meydana gelir. Reaktifin aşırısı ilave edildiğinde çökelme meydana gelir. Fe 3+ + 3 SCN - Fe (SCN) 3 SCN - : Rodanür
Al 3+ için tanıma reaksiyonları
Çözeltileri renksiz olan bir katyondur. 1) NH 4 OH ile : Beyaz jelatinimsi Al (OH) 3 çöker. Al 3+ + 3 NH 4 OH Al(OH) 3 + 3 NH 4 + 2) NaOH ile: Reaktifin aşırısı ilave edildiğinde sodyum alüminat (Na[AlO 2 ] oluşumu ile çözünen beyaz renkli Al(OH 3 ) çökeleği elde edilir. Al 3+ + NaOH Na [AlO 2 ] AlO 2- : Alüminat 3) Thenard mavisi deneyi: Al 3+ + 3 NaOH Al(OH) 3 2 Al(OH) 3 + Q (ısı) Al 2 O 3 + 3 H 2 O 2 Al 2 O 3 + 2 Co(NO 3 ) 2 2 CoAl 2 O 4 + 4 NO 2 + O 2 (kobalt meta alüminat: mavi renkli) 1-2 damla Co(NO 3 ) 2 dan fazla kullanılacak olursa yakma sırasında oluşacak mavi renklenme siyah bir örtü ile perdelenir.
Cr 3+ için tanıma reaksiyonları
Çözeltileri yeşil renktedir. NH 4 OH ile gri-yeşil, gri-mavi jelatinimsi Cr(OH) 3 çökeleğini verir. Cr 3+ + 3 NH 4 OH Cr(OH) 3 + 3 NH 4 + NaOH ile aynı çökelek elde edilir. Reaktifin aşırısı ilave edildiğinde çökelek yeşil renkli sodyum kromit (Na[CrO 2 ]) vererek çözünür. Cr(OH) 3 + NaOH Na[CrO 2 ] + 2 H 2 O Oluşan sodyum kromit çözeltisine H 2 O 2 (hidrojen peroksit) katılırsa sarı renkli sodyum kromat (Na 2 CrO 4 ) ilave edilir. 2 Na[CrO 2 ] + 3 H 2 O 2 + 2 NaOH 2 Na 2 CrO 4 + 4 H 2 O Oluşan sodyum kromat çözeltisi üzerine BaCl 2 ilave edilirse sarı renkli BaCrO 4 çöker. Na 2 CrO 4 + BaCl 2 BaCrO 4
Zn 2+ için tanıma reaksiyonları
Çözeltileri renksizdir. 1) NH 4 OH ile reaktifin aşırında çinko tetraammin kompleksi oluşturarak ([Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ ) hızlı bir şekilde çözünen beyaz renkli Zn(OH) 2 (çinko hidroksit) çökeleği elde edilir. Zn 2+ + 2 NH 4 OH Zn(OH) 2 + 2 NH 4 + Zn(OH) 2 + 4 NH 3 [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ + 2 OH - 2) NaOH ile reaktifin aşırısında Na 2 [ZnO 2 ] (sodyum çinkat) oluşturarak çözünen beyaz jelatinimsi Zn(OH) 2 çökeleği elde edilir. (Mangandan farkı) Zn 2+ + 2 NH 4 OH Zn(OH) 2 + 2 NH 4 + Zn(OH) 2 + 2 NaOH Na 2 [ZnO 2 ] + 2 H 2 O 3) Rinmann yeşili deneyi: Na 2 ZnO 2 + Q (ısı) ZnO ZnO 2-2 : Çinkat ZnO + Co(NO 3 ) 2 2 CoZnO 2 + 4 NO 2 + O 2 kobalt çinkat (yeşil)
Mn 2+ için tanıma reaksiyonları
Çözeltileri hafif pembe renklidir. 1) NaOH ile reaktifin aşırısında çözünmeyen beyaz Mn(OH) 2 (mangan hidroksit) çökeleği elde edilir. Bu çökelek havada veya yükseltgen maddelerle kolayca oksitlenerek siyah renkli MnO 2 (mangan dioksit) çökeleğini verir. Mn 2+ + 2 NaOH Mn(OH) 2 + 2 Na + Mn(OH) 2 + H 2 O 2 MnO 2 + 2 H 2 O 2) NaBiO 3 (sodyum bizmutat) ile asitli ortamda Mn 2+ iyonları, menekşe renki permanganik asiti (HMnO 4 ) meydana getirirler. 2 Mn 2+ + 5 BiO 3- + 14 H + 2 MnO 4- + 5 Bi +3 + 7 H 2 O Bu deney yapılırken tüpe bir miktar numune alınır. HNO 3 ile asitlendirilir. Tüpün kenarına bir spatül ucu NaBiO 3 konur ve tüp hafifçe eğilerek katı sodyum bizmutata çözelti değdirilip çekilir. Akan sıvı menekşe renklli ise numunede mangan var demektir.
Co 2+ için tanıma reaksiyonları
Çözeltileri pembe renklidir. 1) NaOH ile soğukta mavi bazik tuz çökeleği verir. Reaktifin aşırısı ile ısıtıldığında bazik tuz pembe Co(OH) 2 e döner. Co(NO 3 ) 2 + NaOH Co(OH)NO 3 + NaNO 3 Co(OH)NO 3 + NaOH + Q Co(OH) 2 + NaNO 3 Co(OH) 2 hava ve H 2 O 2 den etkilenip siyah kobalt oksite (CoO) döner. 2) NH 4 OH ile aşırısında [Co(NH 3 ) 4 ] 2+ (kobalt tetraammin) kompleksi vererek çözünen mavi bazik tuz çökeleği verir. Co 2+ + 4 NH 3 [Co(NH 3 ) 4 ] 2+ 3) α nitrozo β- naftol (C 10 H 6 O 2 N) reaktifi ile seyreltik HCl veya seyreltik CH 3 COOH ile asitlendirilmiş sulu çözeltilerinde kırmızıkahverengi renklenme ve aynı renkte bir çökelti meydana getirir. Bu renklenme Co(C 10 H 6 O 2 N) 3 (kobalt nitroso β naftol iç kompleks tuzunun oluşumuna bağlıdır.
Ni 2+ için tanıma reaksiyonları
Çözeltileri yeşil renklidir. 1) NaOH ile reaktifin aşırısında çözünmeyen yeşil Ni(OH) 2 (nikel hidroksit) çökeleği elde edilir. Ni 2+ + 2 NaOH Ni(OH) 2 + 2 Na + Bu çökelek havadan veya H 2 O 2 den etkilenmez. (Kobalttan farkı) 2) NH 4 OH ile reaktifin aşırısı ilave edildiğinde [Ni(NH 3 ) 4 ] 2+ (nikel tetraammin) ve pek çok nikel amin kompleks bileşikleri vererek çözünen yeşil renkli bazik tuz çökeleği verir. NiCl 2 + NH 4 OH Ni (OH)Cl + NH 4 Cl Ni 2+ + 4 NH 3 [Ni(NH 3 ) 4 ] 2+ 3) Dimetil glioksim reaktifi ile bazik ortamda gül kırmızısı çökelek oluşturur.
KOLLOİDLEŞME Bir madde diğer bir madde içerisinde dağıldığı zaman dağılan fazın tanecik büyüklüğü 1 200 mµ (milimikron) arasında ise bu çözeltilere kolloidal çözeltiler denir. Kolloidlerde tanecik büyüklüğü gerçek çözeltilerdeki iyon ve moleküllerden fazla olmasına karşın kendi ağırlıklarının etkisiyle çökemeyecek kadar azdır. Kolloidal tanecikler elektrikçe yüklüdür ve birim ağırlıktaki dağılmış taneciğin yüzeyi çok büyüktür. Bunun sonucu olarak yüzeyde tutulma demek olan adsorbsiyon olayı önemlidir. Bu nedenlede kolloidal taneciklerin bir araya gelmesi sonucu oluşan çökelek adsorblanmış kirlilikleri de içerir. 3. grup katyonlarından NiS kolloidal bir çözelti meydana getirir. Kolloidal çözeltiler santrifüjlemek ve süzmekle çöktürülemeyeceği için analizde karışıklıklara yol açarlar. Bunun için kolloidal çözeltilerin oluşumunu engellemek amacıyla; 1) Çözelti ya karıştırılır ya da ısıtılır. 2) Ortama elektrolit ilavesi (NH 4 CH 3 COO gibi) gerekir.
Böylece çökeleğin etrafındaki negatif yüklü tanecikler yok olur ve dibe çökme yani flokülasyon (koagülasyon) dediğimiz olay meydana gelir. Bu çökeleğin yıkama işleminde su yerine elektrolit çözeltilerin kullanılması gerekir. Su ile yıkanırsa peptidleşme dediğimiz olay meydana gelir. Bunun anlamı, kolloidal parçaları çöktürülmüş olan iyonlar yıkama sırasında çökelekten uzaklaşır ve kolloidal parçacıklar yeniden yük kazanıp birbirlerini iterek kolloidal bir çözelti oluştururlar. Bu olaya peptidleşme denir.