ANALİTİK KİMYA LABORATUVAR FÖYÜ 1 Anyon ve katyonları sistematik analizleri

Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Analitik Kimya Anabilim Dalı

1

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 (Mg2+, Na+, K+, NH4+) ........................................................................ 6

2.1. NH4+ Analizi .................................................................................................................. 7

2.2. Mg2+ Analizi .................................................................................................................. 7

2.3. Na+ Analizi .................................................................................................................... 7

2.4. K+ Analizi ...................................................................................................................... 7

3) IV. VE V. GRUP KATYONLARIN AYRILMASI ......................................................................... 8

4) IV. GRUP KATYONLAR (Ba2+, Ca2+, Sr2+) .............................................................................. 9

5) III. GRUP KATYONLARI (Fe3+, Al3+, Cr3+, Ni2+, Co2+, Mn2+, Zn2+ ) ....................................... 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 Pb2+) .............................................................................................................. 15

7.1. Ag+ iyonu tayini .......................................................................................................... 15

7.2. Pb2+ iyonu tayini......................................................................................................... 16

7.3. Hg22+ iyonu tayini ....................................................................................................... 17

2

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−, SO42−, NO3

−, CO32−ve PO4

3− 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−, SO42−, CO3

2− ve PO43− 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.

Deneyin yapılışı:

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− + AgNO3 → AgCl(k) + NO3−

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) + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+ + Cl−

Çözünen kompleks üzerine 15 damla HNO3 eklendiğinde tekrar beyaz bir çökelek oluşur.

Bunun sebebi gümüş diamin kompleksinin ( [Ag(NH3)2]+ ) HNO3’lü ortamda parçalanarak

tekrar AgCl halinde çökmesidir.

[Ag(NH3)2]+ + Cl− + 2HNO3 → 2NH4+ + 2NO3

− + AgCl(k)

3

1.2. Sülfat (𝐒𝐎𝟒𝟐−) tanıma deneyi

1.2.1. Baryum klorür (BaCl2) ile

Ön bilgi : Nötral ortamda SO42−, CO3

2− ve PO43− 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.

Deneyin yapılışı:

0.5 mL numune bir tüp içine alınır, üzerine 7 damla HNO3 ve 1 damla BaCl2 eklenir. Beyaz renkli

çökelek BaSO4’tır ve bu çökeleğin oluşumu numunede SO42− olduğunu gösterir.

SO42− + BaCl2 → BaSO4 (k) + 2 Cl−

1.3. Nitrat (𝐍𝐎𝟑−) tanıma deneyi

Ön bilgi:

Renksiz bir reaktif olan difenilamin, NO3− gibi bir oksitleyici varlığında mavi renkli

difenilbenzidin viyoleye yükseltgenir ve bu reaksiyon asidik ortamda yürür.

Deneyin yapılışı:

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 (𝐂𝐎𝟑𝟐−) tanıma deneyi

1.4.1. Asit ilavesi ile

Deneyin yapılışı:

2 mL numune bir tüpe alınır. Üzerine 1 mL asit (örneğin CH3COOH, HCl veya HNO3) hızlıca ilave

edilir. Çözeltideki gaz çıkışı numunede CO32− varlığını gösterir. Çıkan gaz ise CO2’dir. Tüp

çalkalanarak gaz çıkışı hızlandırılabilir.

CO32− + 2CH3COOH → 2CH3COO− + H2O + CO2(g)

4

1.4.2. BaCl2 ile

Bu deney, CO32− varlığını kesin olarak kanıtlamaz. Fakat SO4

2− varlığını BaCl2 ekleyerek

kanıtlamak için neden ortamın asitlendirilmesi gerektiğini anlamanızı sağlar.

Deneyin yapılışı:

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.

CO32− + BaCl2 → BaCO3(k)

+ 2 Cl−

BaCO3(k)+ 2H+ → Ba2+ + H2O + CO2(g)

1.4.3. AgNO3 ile

Bu deney, CO32− varlığını kesin olarak kanıtlamaz. Fakat Cl− varlığını AgNO3 ekleyerek

kanıtlamak için neden ortamın asitlendirilmesi gerektiğini anlamanızı sağlar.

Deneyin yapılışı:

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.

CO32− + 2AgNO3 → Ag2CO3(k)

+ 2NO3−

Ag2CO3(k)+ 2H+ → 2Ag+ + H2O + CO2(g)

1.5. Ortofosfat (𝐇𝐏𝐎𝟒𝟐−) tanıma deneyleri

1.5.1. Amonyum molibdat ((NH4)2MoO4) ile

Deneyin yapılışı:

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

fosfomolibdattır ((NH4)3(MoO3)12PO4) ve bu çökeleğin oluşumu numunede HPO42−

olduğunu gösterir.

HPO42− + 12(NH4)2MoO4 + 23HNO3

→ (NH4)3(MoO3)12PO4(k)+ 21NH4

+ + 23NO3− + 12H2O

5

1.5.2. BaCl2 ile

Deneyin yapılışı:

Bu deney, HPO42− varlığını kesin olarak kanıtlamaz. Fakat SO4

2− 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

hidrojen fosfat (BaHPO4) olabilir ve numunede PO43− olabileceğini gösterir. Bu tüpe 7 damla

HNO3 eklendiğinde çökelek kaybolur. Bunun sebebi BaHPO4’ün asidik ortamda çözünmesidir.

HPO42− + BaCl2 → BaHPO4(k)

+ 2 Cl−

BaHPO4(k) + 2H+ → Ba2+ + H3PO4

1.5.3. AgNO3 ile

Deneyin yapılışı:

Bu deney, HPO42− 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

fosfat (Ag3PO4)’tır ve HPO42− varlığını gösterir. Bu tüpe 7 damla HNO3 eklendiğinde çökelek

kaybolur. Bunun sebebi Ag3PO4’ün asidik ortamda çözünmesidir.

HPO42− + 3AgNO3 → Ag3PO4(k)

+ 2NO3− + HNO3

Ag3PO4(k)+ 3H+ → 3Ag+ + H3PO4

6

2) V. GRUP KATYONLAR (Mg2+, Na+, K+, NH4+)

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 Mg2+, Na+ ve K+ iyonlarının analizi

için kullanılır.

7

2.1. NH4+ 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. Mg2+ Analizi

Difenil karbazit reaktifiyle

• 20 damla Mg2+ numunesine 3 damla NaOH ilave edilir. Oluşan beyaz magnezyum hidroksit

(Mg(OH)2) çökeleği üzerine 3 damla difenil karbazit reaktifi konduğunda beyaz çökelti kırmızı-

mor renge boyanır.

• Kırmızı-mor rengin nedeni Mg(OH)2 çökeleğinin difenil karbazit boyasını adsorbe etmesidir.

Mg2+ + 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.

8

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 Mg2+, 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 Mg2+, V. grup katyonları ile süzüntüde kalır.

9

4) IV. GRUP KATYONLAR (Ba2+, Ca2+, Sr2+)

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.

Deneyin yapılışı:

20 damla numune tüpe alınır üzerine 8 damla 5 M CH3COOH ve 12 damla 0.25 M potasyum

kromat (K2CrO4) eklenir, numunede Ba2+ 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 Sr2+ 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 Ca2+ varlığını gösterir.

10

5) III. GRUP KATYONLARI (Fe3+, Al3+, Cr3+, Ni2+, Co2+, Mn2+, Zn2+ )

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) : Fe3+, Al3+, Cr3+ (Hidroksitleri halinde çökerler.)

2) Çinko Grubu (Grup III B) : Ni2+, Co2+, Mn2+, Zn2+ (Sülfürleri halinde çökerler.)

III. GRUP KATYONLARININ SİSTEMATİK ANALİZİ

• İçerisinde Fe3+, Al3+, Cr 3+, Ni2+, Co2+, Mn2+, Zn2+ 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 Fe3+, Al3+ ve Cr3+

hidroksitleri halinde çöker.

• Bu çözelti 5 dk su banyosunda ısıtılır ve üzerine 20 damla tiyoasetamid çözeltisi eklenir

böylece Ni2+, Co2+, Zn2+ ve Mn2+ 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 Co2+ 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 Ni2+ bulunduğunu gösterir.

11

Süzüntü A (Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn2+, Zn2+ ):

• 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 Mn2+ varlığını gösterir.

• Çökelek B’den kalan kısım üzerine 0,1 M potasyum ferrosiyanür (K4[Fe(CN)6]) eklenir

Oluşan prusya mavisi çökelek Fe3+ varlığını gösterir. (Lavaboda daha net

görünmektedir).

Süzüntü B (Zn2+, Al3+, Cr3+):

• 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 Cr3+ ve Zn2+ bulunan süzüntü C’nin sarı renkte olması Cr3+’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 Zn2+ varlığını gösterir.

Başlangıçtaki çözeltiye NH3 eklendiğinde oluşan ve aşırı NH3’de çözünmeyen KIRMIZI-

KAHVERENGİ ÇÖKELEK Fe3+ iyonunun, RENKSİZ JELATİNİMSİ ÇÖKELEK ise Al3+ iyonunun

varlığını gösterir.

12

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.

13

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 (AsO33-,

AsS33-, 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 45o 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 Hg2+’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

Pb2+’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 Bi3+

varlığını gösterir.

• Süzüntü D’nin mavi renkli olması Cu2+’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

14

%11’lik (a/h) tiyoasetamid çözeltisinden eklenir ve su banyosunda 5 dakika ısıtılır.

Oluşan sarımsı kadmiyum sülfür (CdS) çökeleği Cd2+ varlığını gösterir.

• Süzüntü D renksizse Cu2+ 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 As3+ 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 Sn4+ 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.

15

7) I. GRUP KATYONLAR

(Ag+, 𝐇𝐠𝟐𝟐+ ve Pb2+)

Bu grupta, Ag+, Hg22+ ve Pb2+ 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 Kçç

AgCl 1 x 10-10

PbCl2 1.56 x 10-10

Hg2Cl2 2.0 x 10-18

Bu gruptaki katyonlar (Ag+, Hg22+ 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.

16

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+ + CrO42- → 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.

Ag+ + OH- → AgOH ↓

(Siyah-Kahverengi)

2AgOH → Ag2O ↓ + H2O

(Siyah)

7.2. Pb2+ iyonu tayini

7.2.1. Klorür iyonları ile:

20 damla Pb2+ numunesine 4 damla 1 M HCl çözeltisi ilave edildiğinde Pb2+ iyonları beyaz renkli

klorürleri halinde çökerler.

Pb2+ + 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 Pb2+ iyonları vardır.

17

7.2.2. KI çözeltisi:

20 damla Pb2+ 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.

Pb2+ + KI → PbI2 ↓+ K+

(Sarı)

7.2.3. Tiyoasetamid (CH3CSNH2) çözeltisi:

20 damla Pb2+ 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.

Pb2+ + H2S → PbS ↓

(Siyah)

Devamında oluşan çökelek 3 M HNO3 çözeltisi içerisinde çözünmelidir.

7.2.4. K2CrO4 çözeltisi:

20 damla Pb2+ numunesi üzerine 3-4 damla K2CrO4 reaktif çözeltisi ilave edilirse sarı renkli

kurşun (II) kromat (PbCrO4) çöker.

Pb2+ + CrO42- → PbCrO4 ↓

(Sarı)

7.3. Hg22+ iyonu tayini

7.3.1. Klorür iyonları ile:

20 damla Hg22+ 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.

Hg22+ + 2 Cl- → Hg2Cl2↓

(Beyaz)

7.3.2. K2CrO4 çözeltisi:

20 damla Hg22+ numunesinin üzerine 3-4 damla K2CrO4 reaktif çözeltisi ilave edildiğinde

ortamda kırmızı-kahverengi renkli civa (I) kromat (Hg2CrO4) çöker.

18

Hg22+ + CrO4

2- → Hg2CrO4 ↓

(Kırmızı-Kahverengi)

7.3.3. KI çözeltisi:

20 damla Hg22+ numunesine 20 damla distile su ve 4-5 damla 1 M KI çözeltisi eklendiğinde sarı-

yeşil renkli civa (I) iyodür (Hg2I2) çöker. Çökelek, fazla miktarda KI eklenirse çözünür, ancak

seyreltik asitlerde çözünmez.

Hg22+ + 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 Hg22+ aranacak numune çözeltisi ilave edilir. Bakır şerit

üzerinde parlak gri rengin oluşması (Hg’nın kaplanması sonucu oluşur) Hg22+ iyonlarının

varlığını gösterir.