analitik kimya lab f%f6y 2012

7/30/2019 Analitik Kimya Lab f%F6y 2012

1/64

1

Bilecik eyh Edebali niversitesi Kimya ve Sre Mhendislii Blm Analitik Kimya Laboratuvar Fy

KATYONLARIN SSTEMATK NTEL ANALZ

Giri

Bir maddenin bileimini nitel (kalitatif) ve nicel (kantitatif) olarak belirlemek amacyla

kullanlan yntemlerin kurumsal ve deneysel ynlerini inceleyen bilim dalna analitik kimya

denir. Nitel analiz organik ya da inorganik zellikte olan bir maddenin bileenlerini, nicel

analiz ise bu bileenlerin miktarlarn belirler.

Gerek nitel (kalitatif) gerekse de nicel (kantitatif) analiz analitik kimyada tehis ve

tayin bilinen bir madde ile karlatrma eklinde yaplr.

Nitel (kantitatif) analitik kimya, kullanlan yntemebal olarak genelde blmde

incelenir:

Gravimetrik analiz Volimetrik analiz

Aletli (Enstrmental) Analiz

Nitel (kalitatif) ve nicel (kantitatif) analizde kullanlacak yntemin aadaki koullar

salamas gerekir.

a. Reaksiyon belirli ve tek olmaldr.

b. Reaksiyon tek ynde olumaldr.

c. Reaksiyon hzl olmaldr.

d. Reaksiyonun bitimi kolay saptanabilmelidir.

e. Reaksiyon tekrarlanabilir olmaldr.

Pozitif ykl iyonlar olan katyonlarn gruplandrlarak tannmasna katyonlarn

sistematik nitel analizi denir. Baz deiiklikler ile bu blmde uygulanan Freseniusun 23

katyon ieren sistematik analiz yntemi ilk kez 1840 ylnda yaynlanm ve gnmze dek

gncelliini korumutur.


2/64

2


izelge 1. Katyonlarn gruplandrlmas

Grup ktrme zellikleri Katyonlarn

Forml

Oluan keleklerin Forml ve Rengi

1 Seyreltik HCl ile klorrleriker.

Ag+ AgCl beyaz

Pb+2 PbCl2 beyazHg2

+2 Hg2Cl2 beyaz

2 Seyreltik HClli ortamda

H2S ile slfrleri ker.

Hg+2 HgS siyah

Cu+2 CuS siyah

Bi+3 Bi2S3 kahverengi-siyah

Pb+2 PbS siyah

Cd+2 CdS sar

As+3, As+5 As2S3 sar

As2S5 sar

Sb+3, Sb+5 Sb2S3 turuncu-krmz

Sb2S5 turuncu

Sn+3, Sn+4 SnS kahverengi

SnS2 sar

3 NH4Cll ortamda seyreltik

NH3 zeltisi ile

hidroksitleri ve NH4Cl ve

seyreltik NH3li ortamda

H2S ile slfrleri ker.

Al+3 Al(OH)3 beyaz

Cr+3 Cr(OH)3 yeil

Fe+3 Fe(OH)3 kahverengi

Fe+3 Fe2S3 siyah

Mn+2 MnS ak pembe

Ni+2 NiS siyah

Co

+2

CoS siyahZn+2 ZnS beyaz

4 NH3 ve NH4Cll

ortamda (NH4)2CO3

zeltisi ile karbonatlar

ker.

(ya da)

Kuvvetli NH3li ortamda

(NH4)2HPO4 zeltisi ile

fosfatlar ker.

Ba+2 BaCO3 beyaz

Sr+2 SrCO3 beyaz

Ca+2 CaCO3 beyaz

Mg+2 MgCO3(NH4)2\CO3.4H2O beyaz

Ba+2 Ba3(PO4)2 beyaz

Sr+2 Sr3(PO4)2 beyaz

Ca+2 Ca3(PO4)2 beyaz

Mg+2 MgNH4PO4.6H2O beyaz

5 Belirli bir ktrc yoktur NH4+

------------Na+ ------------

K+ ------------

Katyonlarn gruplandrlmas klorr, slfr, hidroksit, karbonat ve fosfat tuzlarnn

znrlklerinin farkl olmas temeline dayanr. Uygulanan yntemde katyonlar nce uygun

tepkenlerle klorr, slfr, hidroksit, karbonat ve fosfat tuzlarna dntrlerek, drd grup

tepkenleri ile ken biri znm halde olan be ana grupta toplandktan sonra her bir

gruptaki katyonlar ayrt edici zellikler ile birbirlerinden ayrlarak tek tek tanmlanr.


3/64

3


izelge 1de katyon gruplarnn ktrc tepkenleri ve ktrme ortamlar ile oluan

keleklerin kimyasal formlleri ve renkleri grlmektedir.

Katyonlarn sistematik nitel analizinde NH4+katyonu ieren tepkenler kullanldndan

tm dier katyonlarn analizinden nce zgn rnekte bu katyonun belirlenmesi gerekir.


4/64

4


Deney No: 1

1. GRUP KATYONLARIN NTEL ANALZ

Deneyin Amac

Verilen rnek zelti ierisindeki 1. grup katyonlarnayrlmas ve tannmas.

Deneyin Kuram

1.grup katyonlar, klorrleri souk seyreltik asitlerde znmeyen Ag+, Hg2+2 ve Pb+2

katyonlarn ierir (gm grubu). Gm grubu klorrlerin znrlk arpm (K)

deerleri ve znrlkleri () izelge 2de verilmitir.

izelge 2. Gm grubu klorrlerin znrlk arpm (K) deerleri ve znrlkleri ()

Tuz K (M)

AgCl 1,6*10 1,3*10

Hg2Cl2 2,0*1018 7,9*107

PbCl2 1,0*10 3,0*10

izelge 2deki deerlerden de grld gibi, PbCl2n znrl AgClnznrlnden yaklak bin kat, Hg2Cl2den ise yaklak yz bin kat daha fazladr.

ktrc anyonun fazlal durumunda, bu znrlklerinin ortak iyon etkisi nedeniyle

daha da azalaca aktr. Bu da AgCl ve Hg2Cl2n ktrme ortamnda hemen hemen

tamamen keceini, PbCl2n ise ou zaman tam olarak kmeyeceini ve dk

deriimlerde olduunda ise hi kmeyebileceini gsterir.

1.grup katyonlar klorrleri olarak dier gruplardan ayrldktan sonra, tek tek tannabilmesi

iin baz zelliklerinin bilinmesi gerekir.

rnein; PbCl2, AgCl ve Hg2Cl2den scak suda daha ok znmesi ile ayrlabilir. PbCl2n

0 C ve 100 C scaklklarnda sudaki znrlkleri srasyla 0,673g/100mL ve 3,34g/100mL

olup 100 Cdeki znrlk deeri 5 kat daha byktr. Fakat yine de bir miktar PbCl 2

znmeden AgCl ve Hg2Cl2 ile birlikte kalabilir ve bu nedenle Ag+ ve Hg2

+2katyonlarnn

tannmasn zorlatrabilir.

AgCl ise Hg2Cl2den amonyakta znerek, znr Ag(NH3)+ kompleks iyonunu

oluturmas ile ayrlabilir. NH3 ayn zamanda Hg2Cl2 ile her ikisi de suda znmeyen


5/64

5


metalik civa (Hg, siyah) ile civa (II) amino klorr (HgNH2Cl, beyaz) oluturarak Hg2+2

katyonunun zeltideki siyahlama ile tannmasn da salar.

DENEYN YAPILII

1.Grup katyonlarnn ktrlmesi:

1. Analizi yaplacak zeltiden 10 damla alnarak zerine, 3M HCl zeltisinden 34 damla

eklenir, iyice kartrlr ve santrifjlenir (HClnin az miktarda fazlas, ortak iyon etkisi

nedeniyle 1.grup klorrlerinin daha iyi kmesini salar. HCl ya da Cl - iyonunun fazla

miktarda eklenmesi ise znr AgCl3-2 ve PbCl4

-2 komplekslerinin aadaki tepkimeler

sonucu olumasn salar.)

AgCl (k) + 2Cl-AgCl3

-2

PbCl2 (k) + 2Cl-PbCl4

-2

2. kmenin tam olup olmadn anlamak iin stteki zeltiye, bir damla daha 3M HCl

zeltisi damlatlr. Yeniden kelek olursa zelti bir kez daha santrifjlenir ve kelek ile

zelti ayrlr.

3. Tpte kalan kelek, 1 damla 3M HCl ieren 10 damla souk su ile ykayp yeniden

santrifjlenir ve ykama suyunu atlr. (PbCl2 ykama srasnda nemli lde znebilir.

Ortak iyon etkisi PbCl2n znrln azaltacandan ykama suyuna HCl eklenir.)

Pb+2 + 2Cl- PbCl2(k)

beyaz

Ag+ + Cl-AgCl (k)

beyaz

Hg2+2 + 2Cl- Hg2Cl2(k)beyaz

kelek 1: Elde edilen beyaz kelek, PbCl2, AgCl ve Hg2Cl2 olabilir. Bu kelek 2. ilemde

Pb+2katyonunun ayrlmas ve tannmasnda kullanlacaktr.

zelti 1: 25. grup katyonlarn ierebileceinden bu gruplarn analizi iin saklanacaktr.


6/64

6


Pb2+katyonun ayrlmas ve tannmas:

4. kelek 1in zerine, 67 damla damtk su eklenerek, kaynarsu banyosunda 45 dakika

kartrarak stlr.

5. Karm scakken derhal santrfjlenerek, zelti hemen dikkatle ayrlmaldr. (PbCl2scak

suda olduka iyi znmesine karn, zelti souduunda ker. Pb+2 iyonu iin deneyin

ou kez yanl kmas, bu nedenledir.)

6. kelekte PbCl2kalmamas iin, kelek iki kez daha scak suyla ykanr.

7. Ykama suyundan alnan 1 damla zeltiye, 1 M K2CrO4zeltisi damlatlr.

8. kelek olumazsa, kelekte PbCl2yok demektir. kelek oluursa, kelek olumayana

dek ykama ilemini srdrlr.

kelek 2: AgCl ve Hg2Cl2ierebilir ve 3. ilemde Ag+ ile Hg2

+2katyonlarnn ayrlmas ve

tannmasnda kullanlacaktr.

zelti 2: PbCl2 ierebilir ve Pb+2katyonunun tannmasnda kullanlacaktr.

Pb2+katyonun tannmas:

9. zelti 2nin bir ksmna, 4 damla 1M K2CrO4zeltisi eklenir. Oluan SARI KELEK

Pb+2katyonun varln gsterir.

10. zeltinin dier ksmna ise, birka damla 3 M H2SO4 zeltisi eklendiinde oluan

BEYAZ KELEK Pb+2 katyonun varlnn dier bir kantdr.

Pb+2 + CrO42 PbCrO4 (k)

sar

Pb+2 + SO42 PbSO4 (k)

beyaz

Ag+ ile Hg22+katyonlarnn ayrlmas ve Hg22+katyonunun tannmas:11. kelek 2 zerine, 10 damla 3M NH3 zeltisi eklenerek iyice kartrlr.

12. Santrifjlenerek kelek ile zelti ayrlr:

Hg2Cl2(k) + 2 NH3 Hg (s)+ HgNH2Cl (k) + NH4+ + Cl-

siyah beyaz

AgCl (k) + 2 NH3 Ag(NH3)2+

+ Cl-


7/64

7


kelek 3: Oluan SYAH ya da GR KELEK, Hg (s) ile HgNH2Cl (k) karmdr ve

Hg22+katyonu varln gsterir.

zelti 3: Ag(NH3)2+ ve Cl-iyonlarn ierebilir ve 4. ilemde Ag+katyonunun tannmasnda

kullanlacaktr.

Ag+katyonunun tannmas:

13. zelti 3n bir ksm, 3 M HNO3zeltisi ile asitlendirilir. Oluan BEYAZ KELEK

Ag+ katyonu varln gsterir. (zeltinin asidik olup olmad turnusol kd ile

denetlenmelidir. Ag(NH3)2+nin AgCle dnmesi iin zelti asidik olmaldr. zelti asidik

deilse zeltide Ag+iyonlar bulunmasna karn kelek gzlenemez.)

Ag(NH3)2+

+ Cl-

+ 2H3O AgCl (k) + 2NH4+

+ 2H2Obeyaz

Deney Verileri:

Bilinen ve bilinmeyen rneklerin her ikisi iin de bulgularnz aadaki rnek izelgede

verildii gibi yazn (izelge 3). Bu izelgeyi tm katyon ve anyon analizlerinin veriler ve

sonular blmlerinde kullann.

izelge 3. Sistematik analizde verilerin sunulmasnda kullanlacak rnek izelge

Sorular

1. 1.grup katyonlarn ktrme zelliini yaznz?

2. 1.grupta ktrlen katyonlar hangileridir? ken tuzlarn formlleri ve isimlerini yaznz.

3. Kurun katyonunun tannmas deneyinde kelein scak su ile ykanmasnn nedeni nedir?


8/64

8


4. Renksiz bir bilinmeyen rnee (U), HCl ilave edildiinde beyaz bir kelek (k1)

olumaktadr. k1 keleine scak su eklendiinde, bir zelti (z) ve beyaz kelek

(k2) gzlenir. z zeltisi, K2CrO4 ve asetik asit ile muamele edildiinde kelek

gzlenmez, U zeltisinin bir ksmna ayn ilemler uygulandnda ise CrO4-2 iyonunu ieren

renkli bir zelti gzlenir. k2 keleine amonyak eklendiinde tamamen znd

grlmtr. Bu rnekte 1. gruptan hangi iyonlar bulunur, hangileri bulunmaz ve bulunma

ihtimali olanlar hangileridir?

5. Aada verilen Kdeerlerini kullanarak belirtilen scaklkta gm (I) klorrn sudaki

molar znrln hesaplaynz.

a) 50 Cde K = 1,3x10-9

b) 100 Cde K = 2x10-8


9/64

9


Deney No:2

II. GRUP KATYONLARIN NTEL ANALZ

Civa (II) (Hg2+), kurun (Pb2+), bizmut (III) (Bi3+), kadmiyum (Cd2+), arsenik (III)

(As3+), antimon (III) (Sb3+), kalay (II) (Sn2+) ve bakr (Cu2+) gibi katyonlara II. grup

katyonlar denir. Bu grup katyonlarn temel zellii 0,3 M HClli ortamda slfr ile renkli

kelek vermeleridir. Ortamn asitliinin ok iyi ayarlanmas gerekir. nk yksek pHlarda

III. grup katyonlar da slfrleri halinde ker. II. ve III. grup katyonlar slfrlerinin

znrlk arpmlar izelge 1de verilmitir.

izelge 1. II. ve III. grup katyonlarn slfrlerinin znrlk arpmlar

II grup katyon slfrleri III grup katyon slfrleri

Forml ve K deerleri Renkleri Forml ve Kdeerleri Renkleri

CdS:2,0xl0- Ak Sar MnS : 1,4 x 10- Pembe

PbS : 7,0 x 10- Siyah FeS: 6,0 xl0- Siyah

CuS : 6,0 x 10- Siyah NiS : 1,0 x 10- Siyah

HgS : 1,6 x 10- Siyah CoS : 5,0 x 10- Siyah

Sb2S3 : 1,7 x 10- Turuncu ZnS : 4,5 x 10- Beyaz

Bi2S3: 1,0x10-97 Koyu

Kahverengi

SnS: 1,2x10- Kahverengi

As2S3: bilinmiyor fakat ok

kk

Sar

II. ve III. grup katyonlar ayrmak iin bu slfrlerin znrlkleri arasndaki

farkllktan yararlanlr. Hidronyum iyonu deriimi, slfr iyonu deriimini kontrol ettiinden

dolay nemlidir. Slfrleri ktrmek iin gerekli olan S2- iyonlar H2Sin ayrmasyla


10/64

10


salanr. H2S gaz suda znen zayf bir asittir ve iki basamakl ayrma tepkimesi verir. II.

ve III. grup katyonlarn ieren bir karm H2S ile doyurulduunda ken slfrlerden

birbirine karmas en muhtemel olanlar ZnS2 ve SnSdir (Kleri birbirine en yakn olanlar).

H2S H+ + HS-

HS- H+ + S2

2 tepkime toplanarak,

H2S 2H+ + S2

Doygun H2S zeltisi yaklak 0,l Mdr. Bu durumda,

[H3O+]2 [S2-] = 6,8 x 10-24

II. grup katyonlarn slfrleri halinde kmesini salayan hidronyum iyonu deriimi

0,3 M (pH= 0,5) kabul edilirse katyonu ktrmek iin gerekli S2- iyonu deriimi:

(0,3)2 [S2-] = 6,8xl0-24[S2-] =7,5xl0-23 M olur.

Yar mikro analiz ynteminde katyonlarn kme ileminden nceki balang

deriimleri 0,01 M deerine eit veya daha kktr. Bu durum dikkate alndnda iki

deerlikli bir katyon (M2+) slfrnn znrlk arpm:

MS(k)M2+ + S2-

K= [M2+][S2-] = (0,01) (7,5 x 10-23) = 7,5 x 10-25 olur.

Daha nce verilen II. grup katyon slfrlerinin znrlk arpm deerlerinin

tamam [H3O+] = 0,3 M olan bir zeltide elde edilen znrlk arpm 7,5 x l0-25

deerinden kk, III. grup katyon slfrlerinin znrlk arpm deerleri ise 7,5 x l0-25

deerinden daha byktr. Dolaysyla bu ortamda yalnzca II. grup katyonlar kecektir. III.grup katyonlarn slfrleri halinde ktrmek iin ortamn pHn yeniden ayarlamak gerekir.

II. ve III. grup slfrlerinin ktrlmesi iin gerekli olan H2S; tiyoasetamid

(CH3CSNH2) ve demir slfr gibi eitli bileiklerden elde edilebilir. Bu uygulamada H2S

yerine tiyoasetamid bileiinin kullanlmas nerilmitir. nk tiyoasetamid bileii, suda

kolay znr ve H2S oluturmas iin sadece stmak yeterlidir. Tiyoasetamidin tek

dezavantaj pahal olmasdr. Tiyoasetamid stlnca hidrolizlenerekH2S oluturur.


11/64

11


CH3CSNH2 + 2H2O CH3COO- + NH4

+ + H2S

DENEYN YAPILII

Analizi yaplacak zeltinin 1mLsi bir deney tpne alnr ve zerine 2 damla 3 M HNO3zeltisi ekledikten sonra, su banyosunda 3 dakika stlr. (Not 1)

zeltiye, nce krmz turnusolun rengi maviye dnene kadar 3M NH3 zeltisinden,daha sonra yine tam krmz renge dnene kadar 3M HCl zeltisinden eklenir.

zelti, hacmi 1 mL oluncaya kadar buharlatrldktan sonra, 2 damla deriik HCl eklenir.Elde edilen bu zelti yaklak 0,3 M HCl deriimindedir.

zeltiye, 5 damla tiyoasetamid zeltisi eklenerek su banyosunda 5 dakika stlr.Arseniin H2S ile kmesi iin ortam scak ve asidik olmaldr.

zelti zerine, 0,51 mL damtk su ve 23 damla daha tiyoasetamid zeltisi eklenip, subanyosunda 5 dakika daha stldktan sonra santrifjlenir.

kelek ile zelti ayrlr.3HgCl2 + 2H2S + 4H2O HgCl2.2HgS (k) + 4H3O

+ + 4Cl-

beyaz

HgCl2.2HgS + H2S + 2H2O 3HgS (k) + 2H3O+ + 2Cl-

siyah

Cu+2 + H2S + 2H2O CuS(k) + 2H3O+

siyah

2Bi+3 + 3H2S + 6H2O Bi2S3 (k) + 6H3O+

kahverengi-siyah

Pb+2 + H2S + 2H2O PbS(k) + 2H3O+

siyah

Cd+2 + H2S + 2H2O CdS(k) + 2H3O+

sar

2H3AsO3 + 3H2S As2S3(k) + 6H2O

sar


12/64

12


2H2AsO4- + 5H2S + 2H3O

+ As2S5(k) + 10 H2O

arsenat iyonu sar

2SbCl4- + 3H2S + 6H2O Sb2S3(k) + 6H3O+ + 8Cl-

turuncu-krmz

2SbCl6- + 5H2S + 10H2O Sb2S5 (k) + 10 H3O

+ + 12Cl-

turuncu

Sn+2 + H2S + 2H2O SnS (k) + 2H3O+

kahverengi

SnCl62 + 2H2S + 4H2O SnS2(k) + 4H3O

+ + 6Cl-

klorostannat iyonu sar

kelek 1:HgS, CuS, Bi2S3, PbS, CdS, As2S3, As2S5, Sb2S3, Sb2S5, SnS ve SnS2 olabilir. Bukelek ikinci ilemde 2A ve 2B katyon gruplarnn ayrlmasnda kullanlacaktr.

zelti 1: 35. grup katyonlarn ierebilir. H2Sin uzaklatrlmas iin zelti kaynatlrve

dier gruplarn aranmas iin saklanr. (Not 2)

2A ve 2B gruplarnn ayrlmas:

Slfr keleklerini ieren kelek 1, 1 damla tiyoasetamid ve 1 damla doymu NH4Clzeltileri ieren 10 damla damtk su ile ykanp ykama suyuatlr.

kelee, 8 damla 3 M KOH zeltisi eklenip su banyosunda 3 dakika kartrarakstldktan sonra santrifjlenir ve zelti temiz bir deney tpne aktarlr.

Kalan kelee yeniden 8 damla 3 M KOH zeltisi eklenip santrifjlenir ve her iki zeltibirletirilir.

2As2S3(k) + 4OH- AsO2

- + 3AsS2- + 2H2O

3Sb2S3(k) + 4OH- Sb(OH)-4 + 3SbS-2

3SnS2(k) +6OH- Sn(OH)6

2 + 3SnS32

HgS (k) + S2 HgS2

2


13/64

13


kelek 2: 2A grubu katyonlarnn slfrleri olan HgS, CuS, Bi2S3, PbS ve CdS ile az

miktarda S ierebilir ve 3. ilemde 2A grubu katyonlarnn ayrlmas ve tannmasnda

kullanlacaktr.

zelti 2: 2B grubu katyonlar olan arsenik, antimon, kalayn ve az miktarda da civann

znr kompleks iyonlarn ierir ve 6. ilemde 2B grubu katyonlarnn ayrlmas ve


2A grubu katyonlarndan Hg2+katyonunun ayrlmas ve tannmas:

kelek 2, ortamdaki fazla KOHi uzaklatrmak iin 10 damla damtk su ile ykanpykama suyu atlr.

kelek zerine, 10 damla 3M HNO3 zeltisi eklenerek su banyosunda 3 dakikakartrarak stldktan sonra santrifjlenir. Eer ok miktarda kelek kalmsa ayn ilem

tekrar edilir ve zeltiler birletirilir.

zelti zerine kan serbest kkrt, camubuk yardmyla alnp atlr. Bakr, bizmut,kurun ve kadmiyum slfrleri, slfr iyonunun HNO3 zeltisinde serbest kkrde

ykseltgenmesi ile znrler. Civa slfr, HNO3 zeltisinde znmez.

3CuS (k) + 2NO3 + 8H3O

+ 3Cu+2 +2NO + 3S + 12H2O

Bi2S3(k) + 2NO3 + 8H3O

+ 2Bi+2 + 2NO + 3S + 12H2O

3PbS (k) + 2NO3 + 8H3O

+ 3Pb+2 + 2NO + 3S + 12H2O

3CdS (k) + 2NO3 + 8H3O

+ 3Cd+2 + 2NO + 3S + 12H2Okelek 3: HgS (siyah) ya da Hg(NO3)2.2HgS (beyaz) ve S olabilir ve Hg

2+ katyonunun

tannmasnda kullanlacaktr. HgS, HNO3 ile beyaz Hg(NO3)2.2HgS keleini verir.

zelti 3: Pb2+, Bi3+, Cu2+ ve Cd2+ iyonlarn ierebilir. 4. ilemde bu iyonlardan Pb2+nin

ayrlmasnda kullanlacaktr.


14/64

14


1. Hg+2katyonunun tannmas:

kelek 3 zerine, 3 damla deriik HNO3 ile 9 damla deriik HCl (kral suyu) eklediktensonra 10 damla da damtk su eklenip su banyosunda 2-3 dakika kelek znene kadar

kaynatlr.

zelti souduktan sonra, 2 damla SnCl2 zeltisi eklenir. BEYAZ (Hg2Cl2) ya da GR(Hg ve Hg2Cl2) KELEK Hg

2+katyonu varln kantlar. (Not 3)

3HgS (k) + 2NO3- + 8H3O

+ 3S + 2NO + 12 H2O +3Hg+2

3Hg+2 + 12Cl- 3HgCl42

Toplam reaksiyon,

3HgS (k) + 2NO3- + 8H3O

+ + 12Cl- 3HgCl42 + 2NO + 3S + 12 H2O

2HgCl42 + SnCl4

2 Hg2Cl2(k) + SnCl62 +4Cl-

beyaz

Hg2Cl2 + SnCl42 2Hg (s) + SnCl6

2

Siyah

2. Pb2+ katyonunun Bi3+, Cu2+ ve Cd2+katyonlarndan ayrlmas ve tannmas:

zelti 3, bir kapsle alnarak zerine 3 damla deriik H2SO4 eklenir ve koyu beyazdumanlar grnene dek eker ocakta stlr. Bu ileme, kapslde 23 damla madde kalana

kadar devam edilir.

Kapsl iyice souduktan sonra, zerine dikkatle 1 mL damtk su eklenir ve cam ubuklakartrlr.

Santrifj tpne aktarlarak santrifjlenir. Pb+2 iyonu PbSO4 eklinde ker. Bu kelekHNO3li ortamda Pb(HSO4)2 oluumuyla znr. Beyaz SO3 dumanlarn grlmesi

HNO3,n zeltiden uzaklatrldn gsterir.

Pb+2 + SO42 PbSO4 (k)

beyaz

H2SO4s SO3 (g) + H2O (g)


15/64

15


kelek 4:PbSO4 olabilir ve Pb+2katyonunun tannmasnda kullanlacaktr.

zelti 4: Bi+3, Cu+2, Cd+2 iyonlarn ierebilir ve bu iyonlardan Bi+3un ayrlmasnda

kullanlacaktr.

3. Pb2+katyonunun tannmas:

kelek 4, 4 damla damtk su ile ykanr ve ykama suyu atlr. Daha sonra zerine 10damla doymu amonyum asetat (NH4CH3COO) zeltisi eklenir ve su banyosunda 3 dakika

kartrarak stlr.

Bu ilem sonunda zelti bulank isesantrifjlenir ve oluan kelek atlr.

zeltiye, 1 damla deriik asetik asit ve 2 damla 1 M K2CrO4 zeltisi eklenir. SARIKELEK Pb+2katyonunun varln kantlar. (Not 4)

PbSO4(k) + 2CH3COO- Pb(CH3COO)2 + SO4

2

Pb(CH3COO)2 + CrO42 PbCrO4(k) + 2CH3COO

-

Sar

4. Bi3+ katyonunun Cu2+ ve Cd2+katyonlarndan ayrlmas ve tannmas: zelti 4n zerine, bazik oluncaya kadar, srekli kartrarak, damla damla, deriik NH 3zeltisi eklenir. Daha sonra 3 damla daha eklenir ve santrifjlenir.

Bi+3 + 3NH3 + 3H2O Bi(OH)3 (k) + 3NH4+

Bi(H2O)6+3 + 3NH3 Bi(H2O)3(OH)3(k) + 3NH4

+

Cu+2 + 4NH3 Cu(NH3)4+2

maviCd+2+ 4NH3 Cd(NH3)4

+2

renksiz

kelek 5:Bi(OH)3 olabilir ve Bi+3katyonun tannmasnda kullanlacaktr.

zelti 5: Cu(NH3)4+2 ve Cd(NH3)4

+2 komplekslerini ierebilir ve Cu+2 ve Cd+2katyonlarnn



16/64

16


5. Bi+3katyonunun tannmas :

kelek 5, 5 damla damtk su ile ykanarak ykama suyuatlr.

Daha sonra kelek zerine, 1012 damla yeni hazrlanm potasyum stannit zeltisieklenir. kelekteki ani siyahlama Bi+3 katyonunun varln gsterir. Potasyum stannit

zeltisi hazrlamak iin, 2 damla SnCl2 zeltisi zerine damla damla 3 M KOH zeltisi

eklenir ve oluan jelatimsi bir kelek olan Sn(OH)2 znene dek KOH zeltisi eklenmesi

srdrlr.

Sn+2 + 2OH- Sn(OH)2

Sn(H2O)4+2 + 2OH- Sn(H2O)2(OH)2(k) + 2H2O

Sn(OH)2 + OH- Sn(OH)3

Sn(H2O)2(OH)2(k) + (OH)3 Sn(H2O)2(OH)2 + H2O

2Bi(OH)3 + 3Sn(OH)3- + 3OH- 2Bi (k) + 3Sn(OH)6

2

2Bi(H2O)3(OH)3 + 3Sn(H2O)(OH)3- 2Bi (k) + 3Sn(H2O)(OH)

5- + 6H2O

siyah

6. Cu2+katyonunun tannmas:

zelti 5in rengi mavi ise, Cu+2

katyonu varlnn bir kantdr.

Bu zeltiden alnan 1 damla zerine, 1 damla 6 M asetik asit ve 1 damla 0,05 MK4Fe(CN)6 zeltisi eklendiinde oluan KIRMIZI KELEK Cu

+2 katyonu varlnn

dier bir kantdr.

2Cu+2 + Fe(N)64 Cu2[Fe(CN)6] (k)

koyu krmz

7. Cd2+katyonunun tannmas:

zelti 5 mavi renkli ise, rengini gidermek iin 1 M KCN zeltisinden renk kaybolanakadar, damla damla eklenir.

3 damla da fazladan 1 M KCN zeltisi ve 23 damla tiyoasetamid zeltisi eklenerek subanyosunda 5 dakika stlr.


17/64

17


Oluan sar kelek Cd+2 iyonu varln kantlar. Eklenen KCN ile Cu(NH3)4+2kompleksinden Cu(CN)3- kompleksi oluur. Cu+2 yoksa zelti renksiz olacandan KCN

eklemeye gerek yoktur.

2Cu(NH3)4+2 + 7CN- + 2OH- 2Cu(CN)3

2 + 8NH3 + CNO- + H2O

Cd(NH3)4+2 + 2CN- Cd(CN)2 (k) + 4NH3

beyaz

Cd(CN)2 (k) + 2CN- Cd(CN)4

2(k)

Cd(CN)42 + H2S CdS (k) + 2HCN + 2CN

-

sar

8. 2B grubu katyonlarndan arseniin ayrlmas ve tannmas :

zelti 2ye, asidik olana dek 3 M HCl zeltisi eklenir ve santrifjlenerek, elde edilenzelti atlr.

kelee, 10 damla deriik HCl zeltisi eklenerek, su banyosunda 45 dakika kartrarakstlr ve santrifjlenir. zelti temiz bir deney tpne aktarlarak saklanr. kelek ile

ilemlere devam edilir.

kelek zerine, 8 damla su ve 4 damla deriik HCl zeltisi eklenerek ykanr,santrifjlenir ve zelti bir nceki saklanan zelti ile birletirilir. zeltideki H2Si ortamdan

uzaklatrmak iin karm stlr. H2S uzaklatrlamazsa antimon ve kalay, HCl zeltisi

seyreltildiinde yeniden ker. kelek sar olana dek stlmaldr.

AsO2- + 3AsS2- + 4H3O

+ 2 As2S3(k) + 6H2O

sar

Sb(OH)4- + 3SbS2- + H2O 2Sb2S3(k) + 8H2O

turuncu-krmz

Sn(OH)4- + 3SbS2- + 6H3O

+ 3SnS2(k) + 12H2O

sar

kelee deriik HCl eklenmesiyle aadaki tepkimeler oluur.

Sb2S3 + 6H3O+ + 12Cl- 2SbCI6

3 + 3H2S + 6H2O

SnS2 + 4H3O+ + 6Cl- SnCl6

2 + 2H2S + 4H2O

As2S3+ Deriik HCl Tepkime vermez


18/64

18


kelek 6:As2S3, As2S5, ve S ierebilir. 2A grubundan kalan kk bir miktar HgS de burada

ortaya kabilir. Bu kelek arsenik katyonunun tannmasnda kullanlacaktr.

zelti 6:Sn+4 ve Sb+3iyonlar ierebilir ve bu iyonlarn tannmasnda kullanlacaktr.

9. Arsenik iyonunun tannmas :

kelek 6, scak su ile 3 kez ykanr ve ykama sular atlr. Ykama ilemi Cl -iyonlarnortamdan uzaklatrmak iin yaplr. Bu ilem yaplmadnda arsenik iyonu gzlenemez.

kelek zerine, 4 damla deriik HNO3 zeltisi eklenerek, 5 dakika su banyosundastlr.

Oluan zeltinin zerine, 5 damla 0,5 M AgNO3 zeltisi eklenir ve kartrlr. Eerkme olursa santrifjlenip kelek atlmaldr. Oluan kelek ortamdan uzaklatrlamayan

Cl- ile Ag+n AgCl oluturmasndan olabilir.

Duru zeltiye, 15 damla 2,5 M sodyum asetat zeltisi eklenir. Oluan KIRMIZIMSI-KAHVERENG KELEKAg3AsO4olup arsenik iyonunun varln gsterir.

As2S3(k) + 10NO3- + 8H3O

+ 2H2AsO4- + 3S + 10NO2 + 10H2O

2CH3COO- + H3O

+ 2CH3COOH + OH-

H2AsO4- + 2 OH- AsO4

3 + 2H2O

AsO43 + 3Ag+ Ag3AsO4(k)

Krmzms-kahverengi

10. Antimon iyonunun tannmas:

zelti 6, biri az biri ok olacak ekilde iki ksma ayrlrve az olan zelti ile antimon iin

aadaki iki deney yaplr.

ki ayr saat camna ok az miktarda NaNO2kristallerinden koyup zerine 3er damla 3 MHCl zeltisi eklenerek, NO2gaz giderilene kadar kartrlr.

Daha sonra her ikisine de, 2 damla rodamin-B zeltisi ekledikten sonra birine 1 damladamtk sudierine ise 1 damla zelti 6dan damlatlr ve renkleri karlatrlr.


19/64

19


Rodamin-Bnin krmz renginin LEYLAK-MOR renge doru dnmesi antimon iyonununvarlngsterir. Sodyum nitrit Sb3+ Sb5+e ykseltger. Sb5+ ise rodamin-Byi ykseltgeyip

renk deiimini salar. ok miktarda NaNO2 kullanldnda da ayn renk deiimi

gzleneceinden NaNO2 miktarna dikkat edilmelidir.

zelti 6 dan 12 damla alp zerine, 1 damla tiyoasetamid zeltisi eklenir ve stlr. Builemler sonucunda oluan TURUNCU KELEKantimon iyonunun varlngsterir.

2SbCl63 + 5H2S + 10 H2O Sb2S5(k) + 10H3O

+ + 12Cl-

turuncu

11. Kalay iyonunun tannmas:

zelti 6dan ayrlan miktarca ok olan zeltiye, kendi hacmi kadar 3 M HCl zeltisi vebir para Mg erit eklenerek, Mg erit tamamen znene dek kartrlr.

Bu zeltiye 4 damla doymu HgCl2 zeltisi eklenir. Oluan beyaz ya da gri kelekkalay iyonunun varln gsterir. Metalik Mg, Sb3+u metalik antimona ve Sn4+a, Sn2+a

indirger. zeltideki kk siyah taneciklerin oluumuantimon varlnn kantdr.

2SbCl63 +3Mg 2Sb (k) + 3Mg

+2 + 12Cl-

siyah

SnCl62 +Mg SnCl4

2 + Mg+2 + 2Cl-

SnCl42 + 2HgCl2 Hg2Cl2(k) + SnCl6

2

beyaz

Hg2Cl2 + SnCl42 2Hg(s) + SnCl6

2

siyah

Notlar:

1. Asidik karakteri nedeniyle SnS2nin KOHdaki znrl bazik karakterdeki SnSye

oranla ok daha fazladr. Bu nedenle Sn+2iyonlarn Sn+4iyonlarna ykseltgemek gerekir. Bu

ilem yaplmazsa KOH ile II. grup katyonlarnn 2A ve 2B alt gruplarna ayrlmas srasnda,

kalay kaybedilebilir. Sn+2iyonlarnn Sn+4iyonlarna ykseltgenme tepkimesi,

3 Sn+2 + 2 NO3- + 8 H3O+ + 18 Cl- 3SnCl6

2 + 2NO + 12 H2O

eklindedir ve ilem klorr iyonlar varlnda zeltinin nitrik asit ile stlmasyla yaplr.


20/64

20


2. zeltideki H2Sin uurulmad durumda, ak havann etkisiyle S2 iyonlar SO4

2

iyonlarna ykseltgenerek 4. grup katyonlarnn, zellikle de BaSO4n kmesine neden olur.

zeltide 2. grup katyonlardan baka katyon grubu yoksa ya da 3. grup katyonlarnn nitel

analizine hemen devam edilecekse S2 iyonlarnn SO42 iyonlarna ykseltgenmesi olduka

yava yrdnden bu ileme gerek yoktur.

3. Kral suyu (i) HNO3n ykseltgeme gc ile HgS deki slfr iyonunu serbest kkrte

ykseltgeyerek ve (ii) HCldeki klorr iyonunun kararl kompleksler oluturma eilimi ile

kararl HgCl42- iyonunu oluturarak HgSi zer. znmeden kalan ksm ise serbest

kkrttr.

4. Kurunu, PbCrO4eklinde ktrmeden nce zelti asetik asit ile asitlendirilmelidir. Bu

yaplmad durumda ortamda bulunabilecek olan bizmut, kromat olarak kebilir.

Sorular

1. II. grup katyonlar nelerdir? simleri, formlleri ve deerlikleri ile yaznz.

2. II. grupta bulunan metal katyonlarnn tiyoasetamid ile ktrlen tuzlarnn formllerini ve

kelek renklerini yaznz.

3. 2A ve 2B gruplarnn birbirlerinden ayrlmas iin deneyde kullanlan kimyasallar veuygulanan ilemler nelerdir? Ksaca aklaynz.

4. II. Grup katyonlar ktrlmeden nce ortamn pHnn ayarlanmas neden ok nemlidir?

5. II. grup katyonlarn tannmas deneyleri sonucunda bu katyonlarn oluturduklar

kelekleri ve bu keleklerin renklerini yaznz.


21/64

21


Deney No: 3

III. GRUP KATYONLARIN NTEL ANALZ

Deneyin Amac:3. grupta yer alan katyonlarn nitel analiz yntemleriyle gzlemlenmesi ve

tanmlanmas.

Deneyin Kuram

Freseniusun sistematik analizine gre 3.grupta; Al+3, Cr+3, Zn+2, Co+2, Ni+2, Mn+2 ve

Fe+2, Fe+3 katyonlar yer almaktadr. Bu katyonlar I. ve II. grup katyonlarnn ktrc

reaktifleriyle kelek oluturmazlar. NH3 ve NH4Cl zeltileri ile pH yaklak olarak 9a

ayarlanm H2S ieren bir ortamda kelek verirler. Al+3 ve Cr+3katyonlar, hidroksitlerinin

slfrlerinden daha az znr olmas nedeniyle hidroksitleri olarak, dierleri ise 2. grup

katyonlar gibi slfrleri olarak kerler. 3. grup slfrlerinin deerleri 2. grup slfrlerinin

znrlk arpm (K) deerlerinden daha byk olmas nedeniyle 3.grup slfrleri benzer

koullarda 2. grup slfrlerinden daha ok znrler. Bu nedenle 3. grup slfrlerinin

ktrlebilmesi iin 2. grup slfrleri iin gerekenden daha byk bir S2 iyonu deriimi

gerekmektedir. zeltinin H2S gaz ile doygun hale getirilmesi durumunda ktrme iin

gerekli olan S2iyonu deriiminin daha byk olabilmesi iin;

verilen eitlie gre [H+] 0,3 M olmas gerekir. Bunun salanabilmesi iin zeltinin daha az

asidik veya daha fazla bazik olmas gerekmektedir. Baziklik ortama NH 3 zeltisi eklenerek

salanabilir. NH3n ayrmas ile oluan OH-iyonlar ortamnpHn arttrrken Al+3 ve Cr+3

katyonlarnn da hidroksitleri olarak kmesini salar.

OH- iyonu deriimi ok yksek olursa 4. grup katyonlarndan Mg2+, Mg(OH)2

(K=1,1x1011 ) olarak kebilir. Bu durumda ortamdaki OH - iyonlar deriimi; S2- iyonu

deriimini 3. grup katyonlarnn slfrlerinin kebilecei bir deriime kadar arttracak,

Al(OH)3 ve Cr(OH)3n kmesine yeterli olacak ayn zamanda Mg(OH)2yi ktrmeyecek

bir deerde olmaldr. Bu da pHn yaklak olarak 9 deerinde tutulmas ile salanabilir.


22/64

22


Ortamn pH deerini sabit tutabilmek amacyla kullanlan zeltiler tampon

zeltilerdir. Tampon zeltilerinin pH, zeltiye asit veya bazn kk miktarlarnn

eklenmesinden etkilenmez. Tampon zeltilerinin kullanlan iki yaygn tr vardr.

Bir zayf asit ile bu zayf asidin bazik tuzundan oluan (CH3COOH ve NaCH3COOgibi) tampon zeltiler.

Bir zayf baz ile bu zayf bazn asidik tuzundan oluan (NH 3, NH4Cl gibi) tamponzeltiler.

Analizlerde pH yaklak 9 deerinde tutabilmek iin NH3 ve NH4Cl tampon zeltisi

kullanlacaktr. NH4+ iyonlar deriiminin arttrlmasyla OH- iyonlar deriiminin azalaca

NH3n ayrma dengesiyle ispatlanabilir.

NH3 + H2O NH4+ + OH-

veya

Ortama NH4Cl zeltisi eklenmesi OH- iyonu deriimini yukardaki koullar

salayabilecek bir deerde tutacak; bir baka deyile eklenen zelti tampon ilevi grerek

OH-

deriiminin istenen deerde tutulmasn salayacaktr.3. grup katyonlar kuvvetli bir bazn fazlas ile etkiletirilerek iki alt gruba ayrlr.

KOH fazlas eklendiinde hidroksitleri znen alminyum, krom ve inko 3A katyon

grubunu, hidroksitleri znmeyen kobalt, nikel, mangan ve demir ise 3B katyon grubunu

olutururlar. Bu ayrma nitel analizde byk kolaylk salamaktadr.

ALMNYUM

Alminyum periyodik cetvelin IIIA gurubu elementidir. Alminyum, yumuak ve

hafif bir metal olup mat gmms renktedir. Bu renk, havaya maruz kalmas nedeniyle

zerinde oluan ince oksit tabakasndan ileri gelir. Alminyum, zehirleyici ve manyetik

deildir. Younluu, eliin veya bakrn yaklak te biri kadardr. Atom arl 26.98

g/mol, ykseltgenme basama: 3+dr.


23/64

23


KROM

Krom periyodik cetvelin VIB gurubu elementidir. Krom, cilal parlakl ile beyaz-

mavi renkte sert bir metaldir. Younluu 6,9 g/cm3 tr. Erime noktas 1550 C ve kaynama

noktas 2482Cdr. Atom numaras 24 ve atom arl 51,996dr. Elementin tabi olarak ve

ktle numaras Cr50, Cr52, Cr53, Cr54 olan drt izotopu vardr. Bunlardan en bol bulunan

Cr52dir. Ykseltgenme basama: 1+, 2+, 3+, 4+, 5+, 6+ dr. Krom doada +3 deerlikli

bulunur, indirgenme reaksiyonuyla +6 deerlik alr.

NKO

inko periyodik cetvelin IIB gurubu elementidir. Mavimsi ak gri renkte, krlgan bir

metaldir. Elementlerin periyodik tablosunda gei elementleri grubunda yer alr. Dk

kaynama scakl dikkat ekicidir. Dklm halde sert ve krlgandr. 120 Cde

ekillendirilebilir. Atom arl 65,37 g/mol ve ykseltgenme basama 2+dir.

MANGAN

Mangan periyodik cetvelin VIIB gurubu elementidir. Mangan, gm parlaklnda,

sert ve krlgan bir metaldir. Toz haline getirilebilir. Erime noktas 1245C, kaynama noktas

2150 Cdir. zgl arl 7,43 g/cm3tr. Mn sembolyle gsterilip, atom numaras 25dir.

Atom arl 54,94 g/mol, ykseltgenme basama 1+, 2+, 3+, 4+, 5+, 6+, 7+dir. Grimsi

metal renklidir.

DEMR

Demir periyodik cetvelin VIIIB gurubu elementidir. Atom arl 55,85 mol/g,

ykseltgenme basama: 2+, 3+, 6+dir. Demir, yerkabuunda en ok bulunan metaldir.

KOBALT

Kobalt periyodik cetvelin VIIIB grubu elementidir. Atom numaras 27, atom arl

ise 58,9332 g/mol'dr.


24/64

24


DENEYN YAPILII

III. Grup Katyonlarnn ktrlmesi

1. Analizi yaplacak rnein (gruplarn analizi sryorsa 2. grup katyonlarnn nitel analizinde

1. ilemden ayrlan zelti 1) 1 mLsi bir deney tpne alnr ve zerine 4 damla doymu

NH4Cl zeltisi ve zelti iyice bazik oluncaya kadar damla damla deriik NH3 zeltisi

eklenir (Not 1).

Al+3 + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3(k) + 3NH4+

Fe+3 + 3NH3 + 3H2O Fe(OH)3(k) + 3NH4+

Cr+3 + 3NH3 + 3H2O Cr(OH)3(k) + 3NH4+

Bu iyonlarn sulu (hidrat) ekilleri kullanldnda tepkimeler aada verildii gibi

deimektedir.

Al(H2O)6+3 + 3NH3 Al(H2O)3(OH)3(k) + 3NH4

+

renksiz-jelatinimsi

Fe(H2O)6+3 + 3NH3 Fe(H2O)3(OH)3(k) + 3NH4

+

kahverengi-jelatinimsi

Cr (H2O)6+3 + 3NH3 Cr (H2O)3(OH)3(k) + 3NH4+

grimsi-yeil-jelatinimsi

Ni+2 + 6NH3 Ni(NH3)6+2

Co+2 + 6NH3 Co(NH3)6+2

Zn+2 + 4NH3 Zn (N3)4+2

Mn+2 + NH3 Tepkime vermez.

2. zelti zerine 10 damla tiyoasetamid zeltisi eklenir. Ardndan 5 dakika su banyosundastlr ve santrifjlenir. kmenin tam olarak gerekletiini denetlemek iin stteki duru

zeltiye 1 damla daha tiyoasetamid zeltisi eklenir ve 5 dakika daha stlp santrifjlenir.

kelek ile zelti ayrlr(Not 2).

2Fe(OH)3 + 3S2 + 6NH4

+ Fe2S3(k) + 6NH3 + 6H2O

siyah

Al(OH)3 ve Cr(OH)3, (NH4)2 Sden etkilenmez.


25/64

25


Mn2+ + S2- MnS (k)

pembe

Ni(NH3)62+ + S2- NiS (k) +6NH3

siyah

Co(NH3)62+ + S2- CoS (k) +6NH3

siyah

Zn (NH3)42+ + S2- ZnS (k) + 4NH3

beyaz

kelek 1: Al(OH)3, Cr(OH)3, Fe2S3, MnS, NiS, CoS ve ZnS ierebilir. 3A ve 3B gruplarnn

ayrlmasnda kullanlacaktr.

zelti 1: 45.grup katyonlarn ierebilir. zelti 3 M HCl zeltisi ile asitlendirildikten

sonra hacmi yarya inene kadar su banyosunda stlr. kelek oluursa zelti santrifjlenir

ve kelek uzaklatrlr. Duru ve renksiz zelti 4.grup katyonlarn analizi iin saklanr

(Not 3).

3A ve 3B gruplarnn ayrlmas

3. kelek 1 zerine 5 damla deriik HCl zeltisi eklenir ve kartrlr(Not 4).

Al(OH)3(k) + 3H3O Al+3 + 6H2O

Al(H2O)3(OH)3(k) + 3H3O Al(H2O)6+3 + 3H2O

Cr(OH)3(k) + 3H3O Cr+3 + 6H2O

Cr(H2O)3(OH)3(k) + 3H3O Cr(H2O)6+3 + 3H2O

Fe2S3(k) + 6H3O 2Fe+3 +3H2S + 6H2O

MnS (k) + 2H3O Mn+2 + H2S + 2H2O

ZnS (k) + 2H3O Zn+2 + H2S + 2H2O

4. HCl eklenmi zelti zerime 3 damla deriik HNO3 zeltisi eklenir ve su banyosunda tam

zelti oluuncaya kadar stlr.

NiS (k) + 2NO3- + 4H3O Ni

+2 + 2NO2 + S + 6H2O

CoS (k) + 2NO3- + 4H3O Co

+2 + 2NO2 + S + 6H2O


26/64

26


5. zelti 3 M KOH zeltisi ile bazikletirildikten sonra yaklak 0,2 g Na2O2 dikkatle ve

kartrlarak zeltiye eklenir. zelti su banyosunda 3 dakika stlr ve santrifjlenir.

kelek 10 damla su ile ykanr ve ykama suyu zelti ile birletirilir (Not 5). kelei

oluturan tepkimeler aada verildii gibi gereklemektedir.

Mn+2 + 2OH- Mn(OH)2(k)

Mn(OH)2(k) + O22 + H2O MnO(OH)2(k) + 2OH

-

Mn(H2O)4+2 +2OH- Mn(H2O)4(OH)2(k) + 2H2O

beyaz

Mn(H2O)4(OH)2(k) + O2-2 MnO(OH)2(k) + 2OH

-+ 2H2O

kahverengi

Son iki tepkimenin toplanmas ile elde edilen tepkime;Mn(H2O)4

+2 + O2-2 MnO(OH)2(k) +3H2O

(bazik zelti)

eklinde gerekleir.

Demirin en kararl hali Fe+3 olmas nedeniyle tm 3. grup analizi sresinde demir

yksek olaslkla Fe+3 olarak bulunur.

Fe+3 + 3OH- Fe(OH)3(k)

Fe(H2O)6+3 +3OH- Fe(H2O)3(OH)3(k)+ 3H2O

Kahverengi-jelatinimsi

Co+2 + 2OH- Co(OH)2(k)

Co(H2O)6+2 +2OH- Co(H2O)4(OH)2 + 2H2O

Pembe

2Co(OH)2(k) + O22 + 2H2O Co(OH)3(k) + 2OH-

2Co(H2O)4(OH)2 + O22 2Co(H2O)3(OH)3 + 2OH

-

Kahverengi

Ni+2 + 2OH- Ni(OH)2(k)

Ni(H2O)6+2 +2OH- Ni(H2O)4(OH)2 + 2H2O

Yeil-jelatinimsi


27/64

27


zeltiyi oluturan tepkimeler aadaki gibidir:

Al+3 + 3OH- Al(OH)3(k)

Al(OH)3(k) + OH- Al(OH)4- (veya AlO2- + 2H2O)

znr

Al(H2O)6+3 +3OH- Al(H2O)3(OH)3(k) + 3H2O

Beyaz-jelatinimsi

Al(H2O)3(OH)3(k) + OH- Al(H2O)2(OH)4

- + H2O

znr

Zn+2 + 2OH- Zn(OH)2(k)

Zn(OH)2(k) + OH- Zn(OH)3

- (veya HZnO2- + 2H2O)

znr

Zn(H2O)4+2 +2OH- Zn(H2O)2(OH)2(k) + 2H2O

Beyaz-jelatinimsi

Zn(H2O)2(OH)2(k) + OH- Zn(H2O)(OH)3- + H2O

znr

Cr+3 + 3OH- Cr(OH)3(k)

Cr(OH)3(k) + OH- Cr(OH)4

-

znr

2Cr(OH)4-(k) + 3O2

- 2CrO42+ 4OH- + 2H2O

znr

Cr(H2O)6+3 +3OH- Cr(H2O)3(OH)3(k) + 3H2O

Grimsi-yeil-jelatinimsi

Cr(H2O)3(OH)3(k) + OH- Cr(H2O)2(OH)4

- + H2O

znr

Cr(H2O)2(OH)4- +3O2- 2CrO42+ 4OH- + 6H2O

znr

kelek 2: MnO(OH)2 (hidrat mangan (IV) dioksit MnO2H2O), Fe(OH)3, Co(OH)3 ve

Ni(OH)2 ierebilir ve 5. ilemde 3B grubu katyonlarnn ayrlmas ve tannmasnda

kullanlacaktr.

zelti 2: Alminat (AlO2-), kromat (CrO4

-2) ve inkat (HZnO2-) iyonlarn ierebilir ve 3.

ilemde 3A grubu katyonlarnn ayrlmas ve tannmasnda kullanlacaktr.


28/64

28


3A grubu katyonlarndan Al+3katyonunun ayrlmas ve tannmas

6. zelti 2 zerine 10 damla doymu NH4CH3COO ve zelti tam asidik olana kadar 3 M

CH3COOH zeltisi eklenir. Ardndan zelti hafife bazik olana kadar 3 M NH 3

zeltisinden damla damla eklenir ve santrifjlenir.

7. Santrifj ileminin ardndan kelek vezelti ayrlr(Not 6).

Al(OH)4- + CH3COOH Al

+3 + CH3COO- + 4H2O

Al(H2O)2(OH)4- + 4CH3COOH Al(H2O)6

+3 + 4CH3COO-

Al+3 + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3(k) + 3NH4+

Al(H2O)6+3 + 3NH3 Al(H2O)3(OH)3(k) + 3NH4

+

Renksiz-jelatimsikelek 3: Al(OH)3 olabilir. Al

+3katyonunun tannmas iin kullanlacaktr.

zelti 3: CrO42- ve Zn(NH3)4

2+iyonlarn ierebilir. Krom ve inko iyonlarnn birbirlerinden

ayrlp tannmasnda kullanlacaktr (SARI RENKL zelti krom iyonu varln gsterir).

Al+3katyonunun tannmas

8. kelek 3, 10 damla damtk su ile ykanr ve ykama suyu atlr. kelek znene kadar

zerine 3 M HCl zeltisinden damla damla eklenir. Oluan zelti zerine 3 damla doymu

NH4CH3COO zeltisi ile 3 damla alimnon eklenir.

9. Ardndan zelti 3 M NH3 zeltisi ile hafif bazik duruma getirilir ve 2 dakika bekletilip ve

santrifjlenir. Oluan KIRMIZI KELEK Al+3katyonunun varln gsterir.

Al(OH)3(k) + 3H3O+ Al+3 + 6H2O

Al(H2O)3(OH)3(k) + 3H3O+ Al(H2O)6

+3(k)+ 3H2O

Al+3

+ 3NH3 + 3H2O Al(OH)3(k) + 3NH4+

Al(H2O)6

+3(k) + 3NH3 Al(H2O)3(OH)3(k) + 3NH4

+

Renksiz-jelatimsi

Al(H2O)3(OH)3(k) + Aliminon adsorpsiyonu KIRMIZI KELEK

Krom ve inko iyonlarnn ayrlmas ve tannmas

10. zelti 3 zerine kme tamamlanncaya kadar 2M Ba(CH3COO)2 zeltisi eklenir ve

zelti santrifjlenir.


29/64

29


11. Santrifj ileminin ardndan kelek ile zeltiyi ayrlr.

kelek 4: BaCrO4 veya BaSO4olabilir. Kromun tannmasnda kullanlacaktr (zeltideki

S2 iyonlar Na2O2 etkisiyle SO42 iyonlarna ykseltgenir ve SO4

2 iyonlar Ba2+iyonlar ile

BaSO4 olarak ker).

Ba+2 + CrO42 BaCrO4(k)

Sar

Ba+2 + SO42 BaSO4(k)

Beyaz

zelti 4: Zn(NH3)4+2iyonlarn ierebilir. inko katyonunun kullanlmasnda kullanlacaktr.

Kromun CrO42iyonu olarak tannmas

12. kelek 4, SARI RENKL ise CrO42iyonlarnn varln gsterir. kelek zerine 10

damla 3 M HCl zeltisi eklenir ve su banyosunda 1 dakika stldktan sonra oluan beyaz

kelek alnr (BaCrO4 HCl de znecek, BaSO4 ise znmeyecektir).

13. Bir para szge kd zerine zeltiden 2 damla damlatp zerine 2 damla H 2O2

zeltisi damlatlr. Hzla kaybolan MAV RENKkrom varlnn bir kantdr(Not 7).

BaCrO4(k) + H3O+ Ba+2 + HCrO4

- + H2O

HCrO4- + 2H2O2 + H3O

+ CrO5 + 4H2O

Mavi

4CrO5 +12H3O+ 4Cr+2 + 7O2 + 18H2O

Zn+2katyonunun tannmas

14. zelti 4, 3M CH3COOH zeltisi ile hafife asitletirildikten sonra 5 damla tiyoasetamid

zeltisi eklenir ve kaynayan su banyosunda 5 dakika bekletilir. Oluan BEYAZ KELEK

Zn+2kayonu varln gsterir(Not 8).

Zn(NH3)4+2 + 4CH3COOH Zn

+2 + 4NH4+ + 4CH3COO

-

Zn+2 + H2S + 2H2O ZnS(k) + 2H3O+

Beyaz


30/64

30


3B grubu katyonlarnn ayrlmas ve tannmas

15. kelek 2, 10 damla damtk su ile ykanr ve ykama suyu atlr. kelek 2-3 damla

deriik HCl zeltisi ile zlr ve zeltiye, hacmi yaklak 2 mL olana kadar damtk su

eklenir. Oluan zelti drt eit ksma blnr.

Ni(OH)2(k) + 2H3O+ Ni+2 + 4H2O

Fe(OH)3(k) + 2H3O+ Fe+2 + 6H2O

2Co(OH)3(k) + 6H3O+ + 2Cl- 2Co+2 + Cl2 + 12H2O

MnO(OH)2(k) + 4H3O+ + 2Cl- Mn+2 + Cl2 + 7H2O

Mangann MnO4-iyonu olarak tannmas

16. zeltinin birinci ksmna yaklak 0,2 gram kat sodyum bizmutat (NaBiO3) eklenip iyice

kartrldktan sonra santrifjlenir. KIRMIZIMSI-MOR bir zelti rengi permanganat

(MnO4-) iyonunun varln gsterir(Not 9).

2Mn+2 + 5BiO3- + 14H3O

+ 2MnO4- + 5Bi+3 + 21 H2O

Krmzms-mor

Fe+3katyonunun tannmas

17. zeltinin ikinci ksmna 2 damla 3M NH4SCN zeltisi eklenir. KOYU KIRMIZI bir

zelti rengi Fe3+katyonunun varln gsterir(Not 10).

Fe+3 + 6SCN- Fe(SCN)6-3

Koyu krmzms-kahverengi

Co+2iyonunun tannmas18. zeltinin nc ksmna znmeyen kat kalana kadar para para kat NaF eklenir

(Not 11).

19. zeltiye, bir spatl ucu NH4SCN eklendikten sonra, 10 damla alkoll NH4SCN zeltisi,

tp hafife eerek kenarndan ve iindeki svya kartrmadan yavaa eklenir. ki svnn

yzeyinde oluan MAV-YEL renk Co+2katyonunun varln gsterir.


31/64

31


Co+2 + 4 SCN- Co(SCN)4-2

Mavi-yeil

Ni+2katyonunun tannmas

20. zeltinin drdnc ksmna znmeyen kat kalana kadar para para kat NaF eklenir.

3M NH3zeltisi ile zelti bazikletirilip zerine 4 damla dimetilglioksim eklenir. Oluan

KIRMIZI KELEK Ni+2katyonunun varln gsterir(Not 12).

Ni+2 + 2NH3 + 2C4H8O2N2 (C4H7O2N2)2Ni (k) + 2NH4+

Krmz

Notlar:

1) Eer zelti; 2. gruptan kalan ve H2Si uurulduktan sonra saklanan zelti ise NH3eklendiinde oluan ve ar NH3de znmeyen krmz kahverengi kelek Fe

3+

iyonunun, renksiz jelatinimsi kelek ise Al3+ iyonunun varln gsterir.

2) Beyaz bir kelek oluumu zeltide inko iyonlarnn bulunduunu, demir, kobalt venikel iyonlarnn ise bulunmadn gsterir.

3) S2- iyonlar asitlendirme ve kaynatma ile ortamdan uzaklatrlmazsa, atmosferdekioksijenin etkisiyle SO4

2-iyonlarna ykseltgenerek 4. grup katyonlarndan bazlarnn

slfatlar olarak kmelerine ve ortamdan ayrlmalarna neden olurlar.

4) kelein tmyle znmesi Ni+2 ve Co+2 iyonlarnn bulunmadn gsterir. Bukatyonlar HClde olduka yava znrler. Bundan dolay bu aamada elde edilen ve

yalnzca karma HNO3eklendiinde znen siyah kelek, Ni+2 ya da Co+2 ya da

her ikisinin birlikte bulunduunu gsterir.

5) Fazla miktarda Na2O2eklenmesi sakncaldr. Fazla miktarda eklenen Na2O2 nedeniyledemir, kobalt ve nikel hidroksitleri kuvvetli bazik bir zeltide dalabilir ve

alminyum ve inko iyonlarnn bulunmas gletirirler. Bu nedenle zeltiden 1

dakika sreyle hava kabarcklar kacak kadar Na2O2 eklenmesi yeterli olacaktr.

Na2O2 eklenmesinin nedeni Cr3+ iyonunu CrO4

2- iyonuna, Fe(OH)2 ve Co(OH)2yi

Fe(OH)3 ve Co(OH)3e, ayrca Mn(OH)2yi MnO(OH)2ye ykseltmektir.


32/64

32


6) NH3 ve NH4CH3COO ile tamponlanm bir zeltide Al(OH)3 tmyle ktrlebilir.Bu zeltide inko, hidroksiti olarak kmeyip Zn(NH3)4

2+ kompleksi olarak zeltide

kalr.

7) CrO42- ieren asidik bir zeltiye H2O2 zeltisi, CrO5(perkromat) oluumu nedeniylemavi renk oluturur. Bu bileik kararsz olup oksijen gaz kartarak hemen bozunur

ve bu nedenle renk kaybolur.

8) St grnmmdeki beyaz kelek Zn+2 varln gsterir. Az miktarda Fe+2 ve Co+2iyonlarnn ya da 2. grupta kalabilen Pb+2 iyonlarnn FeS, CoS ve PbS olarak

kmeleri kelei siyahlatrabilir. Byle bir kelee 3M HCl zeltisi eklendiinde

ZnS, FeS ve PbS znr. CoS ise znmeden kalr. Santrifjlenerek alnan duru

zeltiye 0,05 g Na2O2ve 20 damla 3M KOH zeltisi eklenip 1 dakika kaynatldktan

sonra kelek oluumu varsa santrifjlenerek kelek atlr. zelti 1,5 M H2SO4

zeltisi ile asitlendirilir. Tekrar kelek oluumu varsa santrifjlenerek kelek atlr.

zelti 3M NH3 zeltisi ile hafife bazikletirilip ardndan 3 M CH3COOH zeltisi

ile asitlendirilir ve zerine 23 damla tiyoasetamid zeltisi eklenir. Oluan beyaz

kelek ZnS olup Zn+2kayonu varln gsterir.

9) Asidik zeltiye NaBiO3 yerine PbO2 eklendiinde Mn+2 iyonu mor renklipermanganat iyonuna ykseltgenir.

10)zeltinin rengi koyu krmzms kahverengi olmaldr. Kullanlan malzeme vemaddelerden gelebilecek eser miktardaki Fe3+iyonu ak krmz renk verir.

11)Fe+3 iyonunun varl Co+3 ve Ni+2 iyonlarn kapatr. Fe+3, Co+2 ve Ni+2 iyonlarnieren bir zeltiye eklenen F- iyonu, Fe+3 iyonunu renksiz ve kararl ferriflorr

kompleks iyonu oluturarak tutar.

Fe+3 + 6F- FeF63

FeF63 iyonu Co+3 ve Ni+3katyonlarnn tannmasnda kullanlan tepkenlerin hibiri ile

tepkime vermez.12)zeltide Co+2 iyonunun varl, dimetilglioksim ile koyu renkli bir kompleks

oluturarak Ni+2 iyonunu kapatabilir. Bunu nlemek iin 12 damla fazla

dimetilglioksim eklenerek krmz renkli nikel dimetilglioksimin kmesi salanmas

gerekmektedir.

Sorular

1. nc grup katyonlar nelerdir?


33/64

33


2. nc grup katyonlarn nitel analizinde ortam pHn yaklak 9da tutmann nedenini

aklaynz.

3. Tampon zeltisini tanmlayarak en yaygn olarak kullanlan iki trn yaznz.

4. NH3 ve NH4Cl tampon zeltilerinin kullanlmasnn nedenini aklaynz.

5. nc grup katyonlarn oluturduklar keleklerin yaps ve rengi nasldr?


34/64

34


Deney No: 4

IV. ve V. GRUP KATYONLARIN NTEL ANALZ

A)IV. GRUP KATYONLARININ ANALZ

Deneyin Amac:IV. grupta yer alan katyonlarn nitel analiz yntemleriyle gzlemlenmesi ve

tanmlanmas.

Deneyin Kuram

Bu grubun katyonlar baryum (Ba2+), kalsiyum (Ca2+), magnezyum (Mg2+) ve

stronsiyum (Sr2+) dur. IV. grup katyonlar olarak ken drt element, periyodik cetvelin II A

grubu elementleridir. Kimyasal zellikleri olduka birbirine benzeyen bu katyonlar sadece 2+

ykseltgenme basamana sahiptirler ve kompleks iyon oluturma eilimleri ok zayftr.

Ayrca Ba2+, Ca2+ ve Sr2+katyonlar karakteristik alev renkleri verirler.

IV. GRUP KATYONLARININ KTRLMES

IV. grup katyonlarnn hepsinin suda az znr tuzlar karbonat ve fosfatlardr. Bu

tuzlarn znrlkleri ve znrlk arpmlar izelge 1de verilmitir. Grld gibi

znrlkleri kk olup, magnezyum tuzlar dndakiler iin 10-3g/100 mL deerindedir.

izelge 1. IV. grup katyonlar tuzlarnn znrlkleri ve znrlk arpmlar

Bileik g/100 mL K

BaCO3 10

-3

10

-9

Ba3(PO4)2 10

-3 10-39

CaCO3 10-3 5.10-9

Ca3(PO)2 10-3 10-29

MgCO3 10-2 10-5

MgNH4PO4.6H2O 10-2 10-13

SrCO3 10-3 10-9

Sr3(PO4)2 10-3 10-31


35/64

35


IV. grup ktrc reaktifi olan amonyum karbonat ve amonyum hidrojen fosfat,

NH4+ iyonu ve NH3 ortamnda ayn etkinlikte deildir. Her iki anyonda grubun tamamen

ayrlmasn salayamaz.

IV. GRUP KTRCS OLARAK KARBONAT YONU

Avantaj: BaCO3, SrCO3 ve CaCO3 ieren IV. grup kelei asitte kolay znr ve

zme ilemi srasnda CO32- iyonu karbon dioksit halinde ortamdan uzaklar. Dolaysyla

alev testi bu iyonlara kolaylkla uygulanr.

Dezavantaj: NH4+iyonu ieren amonyakl bir zeltide IV. grup iyonlar tam olarak

CO32-anyonu ile ktrlemez. rnek zeltisinden I., II. ve III. grup katyonlarnn ayrlmas

ilemi srasnda ortama NH4+ tuzlan eklenmektedir. NH4

+iyonu aadaki tepkime gereince

karbonat iyonuna proton vererek karbonat iyonunun etkinliini azaltmaktadr.

NH4+ + CO3

2- NH3 + HCO3-

IV. GRUP KTRCS OLARAK FOSFAT YONU

Avantaj: Fosfat anyonu, Ba2+, Ca2+ ve Sr2+ katyonlarn NH4+ ve NH3 ortamnda

tersiyer fosfat tuzlan halinde tam olarak ktrr. Mg2+ iyonu ise MgNH4PO4eklinde tam

olarak ker.

Dezavantaj: Fosfat tuzlan, asidik ortamda karbonat tuzlar gibi kolay znmedii

iin deriik asidin arsnn kullanlmas ve tam bir znme salamak iin rnek zeltisinin

seyreltilmesi gerekir. Ayrcaayrma iin fosfat anyonu kullanlmas alev testini gletirir.

IV. GRUP KTRCS OLARAK FOSFAT - KARBONAT KARIIMI

Fosfat veya karbonat iyonlarnn grup reaktifi olarak tek balarna kullanlmas

yukarda akland gibi baz sakncalarn ortaya karr. Dier yandan fosfat-karbonat

karmnn kullanlmas avantajlardan bazlarm korurken, dezavantajlarnn hepsini de


36/64

36


tamaz. Bu nedenle IV. grup ktrcs olarak (NH4)2HPO4 ve (NH4)2CO3 karm

kullanlr.

BARYUM

Baryum element halinde beyaz-gri metalik rengindedir fakat yksek reaktivitelikten

dolay element halinde bulunmaz. Baryum'un hemen hemen btn bileikleri ise zehirlidir.

Metalik Ba yakldnda elma yeili bir renk verir. Metalik halde saklanmas ok zordur. Aktif

bir element olduu iin su, hava ve asitlerle kolayca reaksiyon verir. Baryum periyodik

cetvelin II A gurubu elementidir. Atom arl 137,34 g/mol ve ykseltgenme basama 2+

dir.

STRONSYUM

Gmms beyaz metalik kat bir elementtir. Sembol Sr'dir. Toprak alkal i metaldir.

Stronsiyum periyodik cetvelin IIA gurubu elementidir. Atom arl 87 ,62 g/mol ve

ykseltgenme basama 2+ dir.

MAGNEZYUM

Magnezyum (Mg), gm beyazlnda bir metaldir ve genellikle alam maddesi

olarak, yani baka metallerle kartrlarak kullanlr. Kimyasal simgesi Mg, atom numaras

12; atom arl 24,312 olan bu element en hafif metallerden biridir. Magnezyum periyodik

cetvelin IIA gurubu elementidir. Ykseltgenme basama 2+ dir.

DENEYN YAPILII

1. Analizi yaplacak zeltiden 1 mLalnp zerine hafif bazik olana dek damla damladeriik NH3 zeltisi eklenir.

2. zelti zerine 1012 damla 2M (NH4)2CO3 zeltisi ile tpteki zelti hacmi kadaretil alkol eklenir daha sonra bir cam ubukla iyice kartrarak souk suda 1012

dakika bekletilir ve santrifjleyerek, kelek ile zelti ayrlr.


37/64

37


Ba+2 + CO3-2BaCO3(k)

beyaz

Sr+2 + CO3-2SrCO3(k)

beyaz

Ca+2 + CO3-2CaCO3(k)

beyaz

Mg+2 + 2CO32 + 2NH4

+ + 4H2OMgCO3(NH4)2CO3 + 4H2O

beyaz

kelek 1: BaCO3, SrCO3, CaCO3 ve MgCO3(NH4)2CO3.4H2O ierebilir ve 2. ilemde

Baryum katyonunun ayrlmas ve tannmasnda kullanlacaktr.

zelti 1: 5. grup katyonlarn ierebileceinden 5. grup analizi iin saklanacaktr.

Ba+2katyonunun ayrlmas ve tannmas

3. kelek 1 zerine 56 damla 6 M CH3COOH zeltisi eklenir ve su banyosunda 2dakika kartrarak stlr. kelek znmezse 2 damla daha 6 M CH3COOH

zeltisi eklenir. 2 dakika daha stlr. (Not 1)

4. Duru zeltiye 1012 damla 2 M NH4CH3COO ve 2 damla 0,5 M K2CrO4zeltilerinden eklenir. Su banyosunda 2 dakika kartrarak stldktan sonra zelti

santrifujlenir. kelek ile zeltiyi ayrlr. zelti zerine 1 damla daha 0,5 M K2CrO4

zeltisi eklenir ve kmenin tam olup olmadn denetlenir.

BaCO3(k) + 2 CH3COOHBa+2 + 2 CH3COO

- + CO2 + H2O

SrCO3(k) + 2 CH3COOHSr+2 + 2 CH3COO- + CO2 + H2O

CaCO3(k) + 2 CH3COOHCa+2 + 2 CH3COO

- + CO2 + H2O

MgCO3(NH4)2CO34H2O (k) + 4 CH3COOHMg+2 + 4 CH3COO- + 2CO2 + 2 NH4

+ + 6H2O

Ba+2 + CrO4-BaCrO4(k)(sar)


38/64

38


kelek 2: BaCrO4 olabilir ve Ba+2katyonunun tannmasnda kullanlacaktr.

zelti 2: Sr+2, Ca+2, Mg+2 ve CrO42 iyonlarn ierebilir ve 3. ilemde Sr+2 katyonunun

ayrlmas ve tannmasnda kullanlacaktr.

Ba+2katyonunun tannmas

5. kelek 2, 10 damla damtk su ile ykanr ykama suyunu atlr. kelek zerine 10damla 12 M HCl zeltisi eklenir, su banyosunda starak znmesini salanr ve

daha sonra bu zelti bir kapslde kuruyuncaya dek stlr.

6. Kapsl souttuktan sonra 5 damla damtk su eklenir ve bu zelti ile alev deneyiaada anlatld gibi uygulanlr. Alevdeki SARI-YEL renk Ba katyonunun

varln gsterir. (Not 2)

7. Alev Deneyi: Bir platin (ya da nikel-krom) tel paras bir cam ubuun ucuna bekalevi ile cam ubuu yumuatarak sabitletirilir. Telin uzunluu yeterli ise ucunda

kk bir halka oluturulur. Daha sonra tel temiz deriik HCI zeltisine batrlr ve tel

akkor hale gelene dek kzdrlr. Alev renklenirse ayn ilem yinelenir ve bu ilem

alevde bir renklenme gzlenmeyinceye dek srdrlr. Temizlenen tel alev deneyinin

uygulanaca zeltiye batrlarak bek alevinin ykseltgen blgesine tutulur ve

alevdeki renklenme gzlenir. lem renkten emin olana dek yinelenir.

Sr +2 katyonunun ayrlmas ve tannmas

8. zelti 2, su banyosunda 3 dakika stlr ve scak iken zerine 12 damla 1M(NH4)2SO4zeltisi eklenerek 2 dakika daha stlr. Tp eme suyunda soutulurken

bir taraftan da iindeki zelti kartrlr. Daha sonra zeltiyi santrifujlenir ve

kelek ile zeltiyi ayrlr.Sr+2 + SO4

2SrSO4(k) (beyaz)

kelek 3: SrSO4 olabilir ve Sr+2katyonunun tannmasnda kullanlacaktr. (Not 3)

zelti 3: Ca+2, Mg+2 ve CrO42iyonlarn ierebilir ve 4. ilemde Ca+2katyonunun ayrlmas

ve tannmasnda kullanlacaktr.


39/64

39


Sr+2katyonunun tannmas

9. Beyaz renkli kelek 3 zerine 10 damla 1,5 M Na2CO3 zeltisi eklenir ve subanyosunda 5 dakika stlr. Oluan SrCO4 kelei, zelti santrifujlenerek ayrlr ve

zerine 810 damla 3 M HCI zeltisi eklenip kartrlr. znmeyen ksm

santrifujlenerek atlr. Duru zelti ile alev deneyi ilem 7 de anlatld gibi yaplr.

Alevdeki KARMEN KIRMIZISIrenk Sr katyonunun varln gsterir.

Ca+2katyonunun ayrlmas ve tannmas

10.zelti 3e; 7 damla 0,25 M (NH4)2C2O4 zeltisi eklenir ve su banyosunda 5 dakikakartrlarak stlp zerine 20 damla etil alkol eklenir. Tp eme suyunda

soutulduktan sonra zelti santrifujlenir. kelek ile zelti ayrlr. (Not 4)

Ca+2 + C2O42CaC2O4(k) (beyaz)

kelek 4: CaC2O4olabilir ve Ca katyonunun tannmasnda kullanlacaktr.

zelti 4: Mg+2 ve CrO42 i ierebilir ve Mg+2katyonunun tannmasnda kullanlacaktr.

Ca+2katyonunun tannmas

11.kelek 4 zerine, 1015 damla 1,5 M Na2CO3 zeltisi eklenir ve su banyosunda 5dakika kartrlarak stlr. Oluan CaCO3 keleini C2O42 iyonundan kurtarmak

iin kelek yeniden 10 damla 1,5 M Na2CO3 zeltisi ile ykanr ve ykama suyu

atlr. kelek zerine 1012 damla 3 M HCI zeltisi eklenir ve zeltinin znmesi

salanr. zeltiye alev deneyi 7. ilemde anlatld gibi uygulanlr. Alevdeki

TULA KIRMIZISI renk Ca+2katyonunun varln gsterir.

Mg+2katyonunun tannmas

12.zelti 4, iindeki NH4+ iyonunu uzaklatrmak iin stlr ve damtk su ile yaryarya seyreltilir. zeltiye bazik oluncaya dek deriik NH3 ve 6 damla da 0,5 M

(NH4)2HPO4zeltisi eklenir. zelti srekli kartrlarak 10 dakika bekletilir. Oluan

kristal yapdaki ufak taneli BEYAZ KELEK Mg+2katyonunun varln gsterir.

Mg+2 + HPO42 + NH3 + 6H2OMgNH4PO4.6H2O (k) (beyaz)


40/64

40


Sorular

1. znrlk ve znrlk arpm ifadelerini aklaynz.

2. 4. Grup Katyonlarn ktrlmesi iin yaplan ilemler nelerdir? Aklaynz

3. Alev deneyi nasl yaplr? Ksaca aklaynz.

4. 4.Grup katyonlarn analizinde alev deneyi uygulamasnn nedenlerini yaznz.

5. Sr+2 ve Mg+2 ieren bir zeltiye damla damla CO3-2ilavesiyle nce hangi kelek oluur?

Neden?

B) V. GRUP KATYONLARININ ANALZ

Deneyin Amac:IV. grupta yer alan katyonlarn nitel analiz yntemleriyle gzlemlenmesi ve

tanmlanmas.

Deneyin Kuram

Bu grubun katyonlar amonyum (NH4+), sodyum (Na+) ve potasyumdur (K+). Bu

iyonlarn birka istisna dnda btn tuzlar suda znr. Bu nedenle bu grup iin herhangi

bir ktrc reaktif yoktur.

SODYUM

Sodyum periyodik cetvelin I A grubu elementidir. Atom arl Na = 22,99 olan

kimyasal elementtir. Alkali madenler grubunda, lityum ile potasyum arasnda yer alr.

Dvlgen ve yumuak bir madendir; krk yzeyleri yeni olduu zaman parlak beyaz

renktedir, fakat havada hzla oksitlenerek donuklar. 0.97 g/mL, younluundadr, 98 Cde

erir. Ykseltgenme basama 1+dir.

POTASYUM

Potasyum periyodik cetvelin IA grubu elementidir. Potasyum yumuak, gm-beyaz

renkli alkali bir metaldir. Doada deniz suyunda ve pek ok mineralde dier elementlere bal

olarak bulunur. Havada hzla oksitlenir ve suya kar da ok aktiftir. Atom arl 39,10

gr/mol ve ykseltgenme basama 1+dir.


41/64

41


AMONYUM YONU (NH4+)

Amonyum iyonu ancak asidik ortamda mevcut olabilir. Bazik ortamda aadaki

tepkimeye gre ayrr. NH4CaPO4.7H2O, NH4CoPO4. H2O gibi birka istisna dnda tm,

amonyum tuzlan suda znrler.

NH4+ + OH- NH3 + H2O

DENEYN YAPILII

NH4+katyonunun tannmas

1. Bir deney tpne 4. grup katyon analizinden alnan zeltiden (zelti 1) 5 damladamlatlp zerine 5 damla da damtk su eklenir ve 3 M KOH zeltisi ile

bazikletirilir.

2. Tpn az slak turnusol kd ile kapatlr ve zelti su banyosundakaynamayacak ekilde 1 dakika stlr. Turnusol kdnn renginin MAVye

dnmesi NH4+katyonunun varln gsterir. Ayrca NH3 kokusu da hissedilebilir.

NH4++OH-NH3(g) + H2O

NH4+ katyonunun varln destekleyici deneme

3. Bir deney tpne rnekten (zelti 1) 12 damla damlatlr zerine 23 mLdamtk su ve 23 damla deriik NaOH zeltisi eklenir. Bu zeltiden szge

kdna 1 damla damlatlr ve zerine 1 damla da Nessler zeltisi damlatlr.

Oluan KAHVERENGI KELEK NH4+katyonunun varln destekler. (Not

5)

Na+ ve K+katvonlarnn NH4+ katyonundan ayrlmas ve tannmas

4. Analizi yaplacak zelti (zelti 1) bir kapsle alnr ve iyice kuruyuncaya dekstlr. Kapsl soutulduktan sonra zerine yeni hazrlanm kral suyundan 15

damla eklenir (Not 6). Kapsl yeniden kzl renk olana dek stlr. Istma ilemi

kapslden beyaz duman k bitene dek srdrlr. Kapsl iyice souduktan


42/64

42


sonra 56 damla damtk su eklenir ve geride kalan kat ksm zndrlr.

Oluan zeltiyi Na+ ve K+katyonlarn tanma deneyleri iin saklanacaktr.

Na+ katyonunun tannmas

5. Hazrlanan zeltiden bir saat camna 1 damla konur ve zerine 78 damladoymu inko uranil asetat zeltisi eklenir, zelti kartrlr ve 5 dakika

beklenir. Oluan SARI KELEK Na+ katyonunun varln gsterir. (Not 7)

Na+ + Zn+2 + 3UO2+2 + 9CH3COO

-NaZn(UO2)3(CH3COO)9(k) (sar)

6. Hazrlanan zeltiden 12 damla alnp 12 damla damtk su ile seyreltilir ve 12damla deriik HCI zeltisi ile asitlendirildikten sonra 4. grup katyonlarnn nitel

analizinde anlatld ekilde alev deneyini uygulanr. Alevde 5 saniye kalan

PARLAK SARI renk Na+katyonunun varln gsterir.

K+katyonunun tannmas

7a. Hazrlanan zeltiden bir saat camna 1 damla konur ve zerine 1 damla yeni

hazrlanm sodyum kobalt (III) hekza nitrit zeltisi eklenir. Biraz beklendikten sonra

oluan AIK SARI KELEK K+ katyonunun varln gsterir. kelek su

banyosunda starak zldkten sonra soutulur ve yeniden sodyum kobalt (III) hekza

nitrit zeltisi eklenir. Oluan AIK SARI KELEK K+ katyonunun varln

destekler.

2 K+ + Na+ + Co(NO2)63 NaK2Co(NO2)6(k)

Ak sar

7b. Hazrlanan zeltiden 12 damla alnr 12 damla damtk su ile seyreltilir vezerine 12 damla deriik HCl zeltisi eklenir. Daha sonra alev deneyi uygulanr.

Alevde 2 saniye kalan AIK EFLATUN renk K+ katyonunun varln gsterir.

Sorular

1. 5. grup katyonlarn ortak ktrclerinin olmamasnn nedeni nedir?

2. NH4+ katyonunun analizinin zgn rnekten yaplmasnn sebebi nedir?

3. Amonyum bir iyon olduu halde buhar nasl turnusol kadn maviye evirir?


43/64

43


4. Kral suyu hazrlann anlatnz.

5. Sodyum katyonunun tannmasnda alev deneyi neden uygulanmak zorundadr?

Notlar:

1. Kuvvetli asidik ortamda BaCrO4 kemeyeceinden zayf bir asit olan CH3COOHkullanlr.

2. BaCrO4 alev deneyinde kullanlacak kadar uucu bir madde olmadndan, UUCUbir ekle dntrlmelidir. HCl ile stldnda kromat iyonu, Cr+3 iyonuna indirgenir

ve CI- iyonu Cl2gazna ykseltgenir.

2BaCrO4(k) + 16 H3O+ + 6Cl-

2Ba+2

+2Cr+3

+3C12 +24 H2O

Ba+2iyonunun alev deneyi fazla miktarda HClli ortamda daha iyi bir sonu verir.

3. Sr+2 iyonu SrSO4 halinde ktrlerek Ca+2 iyonundan tmyle ayrlamaz. Deriikzeltilerinde CaSO4, SrSO4 ile birlikte kebildii gibi, SrSO4n znrlk

arpmnn byk olmas nedeniyle tm Sr+2, SrSO4 olarak kmeyip bir sonraki

deneyde SrC2O4 olarak CaC2O4 ile birlikte de kebilir.

4. CaC2O4n znrl az olmasna kar ar doymu zelti oluturmaeilimindedir. Bu nedenle zelti stlp bir cam ubukla kartrlmal ve

bekletilmelidir. kme yava ve kelek taneli olmaldr. Hemen ken kum

grnmndeki beyaz kelek SrC2O4 olabilir.

5. Nessler tepkeni ile ar metal iyonlar da ktnden yalnzca yardmc birdenemedir.

6. Kral suyu hazrlanrken1 hacim deriik HNO3ve 3 hacim deriik HCI kartrlr.7. Doymu inko uranil asetat zeltisi sodyum aranrken fazla bekletildiinde saat

camnn kenarnda ine seklinde kristalleebilir. Sodyum inko uranil asetat ise

saydam olmayan kum grnmnde bir kelektir. kelein grnmnden kesin

sonu karlamazsa, kelek zerine 45 damla damtk su eklenip kartrlr. Bu

durumda inko uranil asetatn znd gzlenir. Alminyum, amonyum, baryum,

kalsiyum, kadmiyum, kobalt, bakir, magnezyum, civa, mangan, nikel, potasyum,

stronsiyum ve inko iyonlan da benzer kelek oluturabilir. Bu nedenle alev deneyi

de mutlaka yaplmaldr.


44/64

44


Deney No:5

GRAVMETRK YNTEMLE DEMR TAYN

Deneyin Amac: Demir iyonu miktarnn gravimetrik yntem yardmyla belirlenmesi.

Deneyin Kuram

Gravimetrik yntem: Analit miktarnn ktle lmne dayanlarak tayin edildii

metotlarn ortak addr. Bunun yannda stma ile ortamdan uzaklaan su ve karbondioksit gibi

maddeler arlk azalmas gsterdikleri iin gravimetri yntemiyle tayin edilebilir.

Gravimetrik analiz nisbeten az alet istemesi ve renilmesi kolay olmas nedeni ile hem

kimya eitimi uygulamalarnda hem de pratik uygulamada ok yararldr.

Gravimetrik yntemle demir tayini; zeltideki btn demir iyonlarnn demir (III)e

ykseltgenmesinden sonra amonyak zeltisi ile demir (III) hidroksit halinde ktrlp

Fe2O3 halinde tartlmas temeline dayanr.

DENEYN YAPILII

1. znr demir tuzundan 0,5-1,0 g dolaynda duyarl olarak ayr ayr tartm alnr ve400 mllik beherlere konur, daha sonra 100 ml saf suda zlr.

2. rneklerden biri alnr ve iine 1 ml deriik HNO3 eklenip stlr. Bylece demir(II)nin, demir (III)e ykseltgenmesi salanr.

3Fe2+ + NO-3 + 4H+ 3Fe3+ NO + 2H2O

3. zelti kaynama noktasna kadar su banyosunda stlr. Daha sonra 6 N NH3zeltisinden kartrlarak damla damla eklenir. Kahverengi kelek olumaya

baladnda amonyak zeltisi daha dikkatle eklenmeye balanr. Amonyak eklenme

ilemi btn demir ktrlnceye kadar devam edilir. zeltinin amonyak kokmas

kmenin tam olduunu gsterir.

Fe+3 + 3NH4OH Fe(OH)3 +3NH4+


45/64

45


4. kelek yarm saat su banyosunda dinlendirilir.5. Scakken siyah bant szge kadndan szlr. Bunun iin nce, beherdeki kelek

zerindeki berrak sv bir baget yardmyla aktarlr. Daha sonra kelek 25 ml % 1lik

NH4NO3zeltisi ile ykanr. Bu ilem 3-4 kez tekrarlanr. Daha sonra kelek szge

kadna alnr.

6. Szge kd dikkatle katlanr ve nceden sabit tartma getirilen porselen krozeyealnr.

7. Kroze bir kil gene yerletirilir ve nce dk alevde yaklr.8. Kroze bir alev frnna alnr ve 800 Cde 1 saat kzdrlr. Bylece, Fe(OH)3in

Fe2O3e dnmesi salanr.

2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O

9. Kzdrma tamamlandktan sonra desikatrde soutulur ve tartlr. kelek sabit tartmagelinceye kadar kzdrma ve tartma ilemine devam edilir. Tartm miktar yardmyla

demir miktar hesaplanr.

10.Btn ilemler dier iki rnek iin de tekrarlanr. Her analizin ortalamas alnarakrnekteki demir miktar bulunur.

Deney Verileri:

rnek No rnek Tartm(g) Kroze Bo Tartm(g) Kroze Dolu Tartm(g) kelek Tartm(g)

1

2

3

Deney Hesaplanmas


46/64

46


Notlar:

1. Demirin ktrlmesi iin baka bir baz kullanlabilse de, en uygunu amonyakzeltisidir. Alkali bazlarda, katyonlar kelek tarafndan kuvvetle adsorplandndan

birlikte kerler. Bunlar ykama veya kzdrma srasnda kolaylkla

uzaklatrlamazlar. Amonyum tuzlar ise kzdrma srasnda bozunduundan

kolaylkla uzaklatrlrlar.

2. Ortamdaki suyun kelek ile birlikte srklenmi olmas nedeniyle kelek, peltemsigrnmdedir. Bu nedenle kelei Fe(OH)3 eklinde deil Fe2O3xH2O eklinde

gstermek daha uygundur.

3. Saf su ile ykama kolloidlemeye neden olduundan kelek bir elektrolit zeltisi ileykanr. Burada asit zeltisi uygun deildir, kelei zer. kelein znrl

yeterince az olduundan baz zeltisine de gerek yoktur. Bu nedenle kzdrldnda

buharlaabilen ntral bir tuz zeltisi, ounlukla amonyum nitrat kullanlr.

Amonyum klorr zeltisi ise tercih edilmez. nk kzdrma srasnda FeCl3

oluabilir ki, bu da uucudur.

Fe2O3+ 6NH4Cl 2FeCl3 + 6NH3 + 3H2O

4. Amonyum nitrat yksek scaklkta aadaki tepkime gereince bozunup uzaklar.NH4NO3NH3 + NO2 + H2O

5. Kzdrma srasnda szge kadnn karbonu, demiri indirgeyebilir.Fe2O3 + 3C2Fe + 3CO

bu indirgenme szge kadnn dk scaklkta yaklmasyla nlenebilir. Kzdrma

ok yksek scaklkta (1200C dolaynda) yaplrsa manyetik demir (Fe3O4) dnme

olabilir. Kzdrmann bek alevinde yaplmas yeterlidir.

6. Silis, SiO2 ve Silikat SiO32- iyonu Fe (III) hidroksit tarafndan sourulabilir veyatutulabilir. Bu nedenle ktrme ileminden nce bunlarn uzaklatrlmas ve

kullanlacak bazda znm olarak bulunmamalar gerekir.

7. ktrme ortamnda Al3+, Cr3+, Ti3+,Co3+, gibi deerlikli katyonlarn bulunmamasgerekir. Bunlar amonyak ile hidroksitleri halinde kelek verir. Zn2+, Ni2+ gibi baz


47/64

47


katyonlar yalnz bulunduklarnda kelek vermezken, demir ile birlikte kerler.

Dolaysyla da ortamda bulunmamas gerekir.

8. Katyonlar gibi, fosfat (PO43-), arsenat (AsO43-), vanadat (VO43-) gibi anyonlar demirile birlikte ktklerinden, tartarat (C4H4O6)2- ve Sitrat (C6H5O7)-3 gibi anyonlar ise

demir ile salam kompleksler vererek amonyak ile demirin kmesini

nleyebileceklerinden ortamda bulunmamalar gerekir.

9. Bu yntemle demirden baka, Al, Cr ve Ti gibi birok metaller hidroksitleri halindektrlr. Mangan ise brom, peroksit veya perslfat ile amonyakl ortamda

mangandioksit keleini verir. kelekler kzdrlp Al2O3, Cr2O3, TiO2 ve Mn3O4

ekline dntrlp tartlrlar.

Sorular

1. Gravimetrik yntem nedir? Gravimetrik demir iyonu tayini hangi temele dayanr?2. Demirin ktrlmesi iin kullanlan zelti ve zeltinin zellii nedir?3. Oluan kelek peltemsi grnmdedir. Neden?4. Oluan kelek neden amonyum nitrat zeltisi ile ykanr?5. Kroze sabit tartma geldiinde iinde 1 gram kelek (Fe2O3) olumas iin % 75

demir ieren demir tuzu rneinden ka gram almak gerekir? (Fe= 56 g/mol, H= 1

g/mol, O:16 g/mol).


48/64

48


Deney No: 6

GRAVMETRK YNTEMLE SLFAT YONU TAYN

Deneyin Amac: Nicel analitik kimyada kullanlan gravimetrik analiz yntemiyle slfat

iyonunun tayinini gerekletirmek.

Deneyin Kuram

Gravimetrik yntemle slfat tayini; slfat iyonunun zayf asitli ortamda baryum klorr

zeltisi ile baryum slfat olarak ktrlmesi ve tartlmas esasna dayanr.

SO4-2 + BaCl2BaSO4 + 2Cl

-

ktrme zayf asidik ortamda yapld zaman Ba+2 ile beraber PO3-3, CO3

-2 ve OH-

iyonlarnn kmesi ile nlenir. Asitlik ok fazla olursa BaSO4n znrl artacandan

tam olarak kme olmaz ve alnan sonularda hata oran byr.

DENEYN YAPILII

1. rnek etvde 105110 Cde 1 saat kurutulur ardndan desikatrde soutulur.

2. Soutulan rnekten 0,51,0 gram civarnda tartlr ve 400 mLlik beher iinde 150-200 mL

suda zlr. (rnek rencilere nemi alnm ve tartlm ekilde verilecektir.)

3. zelti zerine 6N HClden 1mL eklenir, az saat cam ile kapatlr ve su banyosunda

kaynama noktasna kadar stlr.

4. Hazrlanan %10luk BaCl2.2H2O kaynama noktasna kadar stlr.

5. Scak baryum klorr zeltisinden 10mL alnr ve scak rnek zeltisi zerine damla damla

kartrlarak tamam eklenir.

6. Beherin az saat cam ile kapatlp su banyosunda bekletilir.

7. kelek zerindeki berrak svya 1-2 damla baryum klorr zeltisi daha eklenip kontrol

denemesi yaplr. kme tam deil ise 5mL daha baryum klorr zeltisi eklenip kartrlr.

kme tam ise 1-2 mLbaryum klorr zeltisinin ars eklenir.


49/64

49


8. kelek su banyosunda 1 saat bekletilir.

9. kelek mavi bant szge kdnda szlr. Bunun iin nce stteki berrak sv aktarlr,

ardndan scak su ile kelek ykanr.

10. Szge kd dikkatle katlanr ve nceden sabit tartma getirilmi olan porselen krozeye

yerletirilir.

11. Kroze kil gene yerletirilir ve nce dk alevde kurutulup, daha sonra alev

ykseltilerek yaklr.

12. Kroze bir alev frnna alnr ve 800Cde yarm saat kzdrlr. Ardndan soutulur ve

tartlr.

13. Kzdrma ve soutma ilemine kroze sabit tartma gelinceye kadar devam edilir.

Deney Verileri

rnek tartm, g Bo kroze, g Dolu kroze tartm, g kelek tartm, g

Deney Hesaplamas

Notlar:

Baryum slfat oda scaklnda 100 gram suda 0,30,4 mg dolaynda znr.

znrlk mineral asitlerle nemli artar. ktrmenin asitli ortamda yaplmas gerekir.

nk Ba+2 iyonlar ntral veya bazik ortamda PO4-3, CO3-2 veya OH- iyonlar ile kelti

verir. Bu nedenle ktrmenin zayf asitli ortamda, yaklak 0,05 N deriimde yaplmas ve

asitin arsnn eklenmemesi gerekir. Zayf asitli ortamda ktrmenin yaplmas ile iri taneli

kelein elde edilmesi salanm olur.

ktrme ortamna eklenen baryum klorrn biraz ars, ortak iyon etkisi nedeniyle

znrl nemli lde azaltr.

Dinlendirme srasnda;

BaSO4 Ba+2 + SO4

-2


50/64

50


dengesi srdnden kk BaSO4 tanecikleri znerek zeltiye geerken, zeltideki

iyonlar yeni tanecikler oluturma yerine nceden olumu taneler zerinde toplanarak, iri

taneli kolay szlebilir kelein olumasn salar. Kk BaSO4 taneciklerinin znmesi

srasnda hapsedilmi olan yabanc iyonlar da zeltiye geeceinden kelein saflnn

artmasna katkda bulunur.

Baryum slfat yksek scaklkta szge kdnn karbonu ile kolaylkla indirgenir.

BaSO4 + 4C BaS + 4CO

Bu indirgenme szge kadnn dk scaklkta yaklmasyla giderilir. Byle bir

indirgenme olduunda kelek H2SO4ile nemlendirilip tekrar kzdrlarak hata giderilir.

Kzdrmann 800C civarnda yaplmas gerekmektedir. nk baryum slfata adsorplanm

olan su moleklleri ancak bu scaklkta uzaklatrlabilir. Kzdrma 500 Cnin altnda

yaplrsa %0,6lk bir hataya neden olunur. Scakln ok yksek olmas halinde;

BaSO4 BaO + SO3

gereince BaSO4 bozunabilir.

Baryum slfatn ortamda bulunan yabanc iyonlar beraberinde srkleme eilimi

yksek olduundan saf bir kelein elde edilmesi pratik olarak mmkn deildir. Bunun

neden olduu hata birlikte srklenen iyonlarn trne gre deiir ve bu yntemle slfat

tayini art veya eksi ynde mutlaka hata olasl tar.

Yabanc iyonlardan rnein; klorr, nitrat ve klorat, baryum tuzlar olarak baryumslfat ile birlikte ker. Bu durum gerek deerden daha yksek bir sonucun

bulunmasna neden olur. Baryum klorrn zeltiye ok yava kartrlarak

eklenmesiyle klorrn baryum slfat ile birlikte kmesi nlenebilir, nitrat ve kloratn

birlikte kmesi ise nlenemez. Bu nedenle bu iyonlarn ortamda bulunmamas veya

varsa HCl ile kaynatlarak uzaklatrlmas gerekir.

Yabanc katyonlarda rnein alkali metaller, kalsiyum ve demir (III), slfat tuzlarhalinde birlikte ker. Eer bunlar kzdrma srasnda bir deiiklie uramazlarsa

sonucun gerek deerden daha az bulunmasna neden olurlar. nk baryumun

edeer arl dier birok katyonun edeer arlndan daha byktr. te yandan

yabanc slfatlar kzdrma srasnda bir deiiklie urasalar bile ayn ekilde gerek


51/64

51


deerden daha az bir sonucun kmasna neden olurlar. rnein amonyum veya demir

slfat kzdrma srasnda;

(NH4)2SO4 NH3 + SO3 + H2O

Fe2(SO4)3 Fe2O3 + 3SO3

Bu yntemle slfat ve baryum tayinlerinin dnda slfat ile zor znen ve bileik

veren kurun ve stronyum tayinleri de yaplabilir. Ancak bu katyonlarn znrlkleri daha

fazla olduundan ktrme ve ykama srasnda bir takm nlemlerin alnmas gerekir.

Sorular

1. Gravimetrik yntemle slfat iyonu tayini hangi prensibe dayanlarak yapldn aklaynz.

2. ktrme ileminin zayf asidik ortamda yaplmasnn nedenini aklaynz.

3. Kzdrma ileminin 800Cde yaplmasnn nedenini aklaynz.

4. Yabanc iyonlarn slfat tayinine etkisini aklaynz.

5. Yabanc katyonlarn slfat tayinine etkisini aklaynz.

6. Ka eit szge kad vardr?


52/64

52


Deney No: 7

AST-BAZ TTRASYONLARI

Deneyin Amac: Asit zeltisinin ayarlanmas ve bu ayarl zeltiye dayanarak bilinmeyen

bir rnekteki baz miktarnn titrimetrik olarak hesaplamasdr.

Deneyin Kuram

Sulu ortamda bir asit ile bir baz arasnda meydana gelen

H3O+ + OH- 2 H2O

Reaksiyonuna ntralleme reaksiyonudenir. Her asit veya baz ntrallemede kullanlmaz.

Bu amala kullanlacak asit ve bazlarda aranan balca zellikler unlardr:

1- Sulu ortamda nemli lde iyonlarna ayrlmaldrlar.

2- Seyreltik zeltilerinde uucu olmamaldrlar.

3- Seyreltik zeltilerinin hava ve ktan kolaylkla etkilenmemeleri gerekir.

4- Seyreltik zeltilerinin kuvvetli ykseltgen veya indirgen olmamalar gerekir.

5- Ortamda bulunan tuzlarn suda znmeleri gerekir.

Asit-baz titrasyonlarnda analiz zeltisi veya ayarl zeltinin biri asit dieri ise

bazdr. Ancak aranan madde titrasyon ortammda nceden asit veya baz halinde

bulunmayabilir, belli tepkimeden sonra oluturulabilir. Asit-baz titrasyonlar ayarl bir asit

zeltisi ile baz tayini ve ayarl bir baz zeltisi ile asit tayini olmak zere iki grupta

incelenebilir.

Bir zeltideki baz miktarn tayin edilmesi iin ayarl bir asit zeltisinin

hazrlanmas gerekir. Ayarlama ilemi srasnda kullanlan saf kat maddeye birincil (primer)

standart, ayarl zeltiye ise ikincil (sekonder) standart denir. Tayini yaplacak bazn

zelliine gre uygun bir indikator seilir.


53/64

53


DENEYN YAPILII

A)0,1 N HCl zeltisinin hazrlanmas ve ayarlanmas

HazrlanmasAsit-baz titrasyonlarnda ayarl zelti olarak genellikle HCl veya H2SO4zeltileri kullanlr,

zayf asitler pek kullanlmaz. Nitrik asit kuvvetli bir asit ise de azot oksitlerini safszlk olarak

bulundurur ve asidin ayar zamanla bozulur, bu nedenle pek kullanlmaz.

lem

1) Litrelik l balonu nce kromik asit zeltisi ile temizlenir. Daha sonra srasyla eme

suyu ve saf su ile ykanr.

2) Deriik HClden (younluu 1,18 g/mL, %36lk), 10 mLlik bir mezr yardmyla 8,6 mL

llr ve yukarda hazrlanan balon jojeye aktarlr. Mezr 23 kez saf su ile alkalanr ve

balon jojedeki zeltinin zerine eklenir. Daha sonra balonun yarsna kadar saf su eklenip

alkalanr. l izgisine kadar saf su eklenerek balonun az kapatlr ve ayarlanmak zere

saklanr.

Not:Bir litre 0,1 N HC1 zeltisini hazrlamak iin 36,5 x 0,1= 3,65 g HC1; (100/36)x3,65=

10,14 g %36lk asit veya (10,14/1,18)=8,59 mL %36lk asit gereklidir.

AyarlanmasYaklak deriimde hazrlanan HC1 zeltisi ya ayarl bir baz zeltisi ile veya birincil

standart bir maddeye kars ayarlanr. Genellikle ayarl bir zelti olarak NaOH, birincil

standart madde olarak da Na2CO3kullanlr.

B) 0,1 N HC1 zeltisinin saf Na2CO3ile ayarlanmas

Asit zeltisinin Na2CO3 ile ayarlanmas ya ayarl Na2CO3 zeltisi ile veya belli

miktardaki kat Na2CO3ile yaplr.

1) Ayarl Na2CO3zeltisini hazrlamak iin; saf Na2CO3 etvde 100 C de kurutularak sabit

tartma getirilir. Buradan yaklak 5 gram civarnda duyarl olarak, litrelik bir l balonuna


54/64

54


aktarlr. Az miktarda saf suda zldkten sonra litreye tamamlanr. Tartlan Na2CO3

yardmyla hazrlanan zeltinin normalitesi hesaplanr.

2)Hazrlanan bu ayarl tartlan Na2CO3 zeltisinden bir pipet yardmyla 1020 mL

aralnda alnr. ine metil oranj indikatrnden 2 damla eklenir. ndikatrn rengi koyu

krmz oluncaya kadar titrasyon srdrlr. zelti 10 dk sre ile kaynatlr. Soutulur ve

tekrar krmz renk oluncaya kadar bretten HCl eklenir. Toplam harcanan HC1 miktar

bretten okunur, HC1 zeltisinin normalitesi hesaplanr.

lem en az iki rnekte daha tekrarlanr. Titrasyon sonularnn ortalamas alnarak asit

zeltisinin normalitesi bulunur.

Notlar:

Saf Na2CO3bulunmad veya saflndan endie edildii durumlarda NaHCO3n270300 Cde kzdrlmasyla saf Na2CO3 elde edilebilir. Bu amala yaklak 10

gram kadar tartlan Na2CO3porselen bir kapsle alnr. Dk bek alevinde stlr.

rnek iine daldrlan termometre ile scaklk kontrol edilir. Yaklak 270300 Cde

bir saat kadar daha kzdrlr. Kzdrma srasnda scakln 300 Cyi gememesine

dikkat edilmelidir. Aksi halde Na2CO3 bozunabilir.

2NaHCO3Na2CO3 + H2O + CO2

Na2CO3 Na2O + CO2

Bir saatlik kzdrmadan sonra desikatrde soutulur ve tartlr. Tekrar yarm saat sreile kzdrlr, soutulur ve tartlr. Bu ileme sabit tartma gelinceye kadar devam edilir.

Bu ekilde hazrlanan Na2CO3az kapal bir rnek kabnda desikatrde saklanr.


55/64

55


Asit zeltisi, ayarl baz veya Na2CO3 in yan sra CaCO3, veya HgO gibi bakamaddelerle de ayarlanabilir.

C)Ayarl asit zeltisi ile baz miktar

Ayarl 0,1 N HC1 zeltisi ile NaOH miktar tayiniTayini yaplacak baz zeltisi 250 mLlik bir erlene alnr ve 50 mLye seyreltilir. ine

fenolftaleyn indikatrnden 2 damla ilave edilir. Bir bretteki ayarl asit zeltisi ile indikatr

krmzdan renksize dnnceye kadar titre edilir. Harcanan asit miktar bretten okunur ve baz

miktarhesaplanr.

Genel olarak herhangi bir bazn miktar bilinmek istenirse;

Ayarl 0,1 N HCl zeltisi ile yemek sodasnda toplam baz tayiniYemek sodas, NaHCO3 etvde 110 Cde kurutulduktan sonra 0,30,4 g civarnda hassas

olarak tartlr. Bir erlende 50 mL suda zlr, 100 mLye seyreltilir. ine 12 damla

metiloranj indikatrnden damlatlr. Renk portakal sarya dnnceye kadar HCl zeltisi ile

titre edilir. zelti 2 dk kaynatlr ve tekrar titre edilir. Harcanan asit miktar bretten okunur

ve baz miktar tayin edilir.

Veya NaHCO3miktar iin;


56/64

56


Sorular

1. Primer standart ve sekonder standart terimlerini aklaynz.

2. Ayarlama ilemi neden nemlidir?

3. Titrasyon ileminde indikatr neden kullanlr?

4.Ntrallemede kullanlacak olan asit veya baz zeltilerinin zellikleri nasl olmaldr?

5. Asit zeltisi hazrlarken hangi hususlara dikkat edilmelidir?


57/64

57


Deney No:8

MOHR YNTEM LE KLORR TAYN

Deneyin Amac: Tuz kimyasal olarak sodyum klorr (NaCl) formunda bulunur. Bu deneyde

ama, belirli miktardaki NaClnin, normalitesi belli olan AgNO3 zeltisi ile titre edilerek,

yapsndaki klorr miktarnn saptanmasdr.

Deneyin Kuram

Mohr yntemi ile; bromr, klorr ve siyanr miktarlar, kromat indikatr kullanlarak

ve gm nitratla titrasyon edilerek tayin edilebilirler. Titrasyon ileminde dnm noktas,

krmz renkli Ag2CrO4n meydana gelmesinden anlalabilir. Bu reaksiyonda indikatr

vazifesini gren madde, yine az znen renkli bir tuzdur.

Kromat indikatrnn ortamda olduka snrl oranlar ierisinde bulunmas gerekir.

nk sar renkli kromat iyonunun konsantrasyonu byk olursa, zeltinin sar rengi, dnm

noktasn gsterecek olan krmz kelein rengini maskeler. Bu nedenle, 100 mL zeltide

0,05 gramdan fazla potasyum kromat bulunmamaldr.

Titrasyon ilemi pHa byk lde baldr. pHn dmesi, gm kromatn

znrln arttrdndan, ykselmesi de gm oksit halinde ktrdnden zararldr.

Bu nedenle pH 6,5-10 arasnda almak en uygundur.

DENEYN YAPILII

Klorr ieren zelti, ayarl AgNO3 zeltisi K2CrO4indikatrl altnda titre edilir.

1. Yaklak 8,5 gram AgNO3 tartlr ve renkli bir iede 500 mL saf suda zlr, iyice

alkalanr.


58/64

58


2. Analitik saflktaki NaClden bir numune kabna yaklak 0,25 gram alnr. Etvde 110

Cde bir saat sre ile kurutulur. Bu rnekten duyarl olarak 0,25gram dolaynda tartm

alnr ve 250 mLlik erlenlere aktarlr.

3. rneklerden biri alnr ve 50 mL saf

analitik kimya lab f%f6y 2012

Documents