Bu Sitede Ara

Site Haritası

I. GRUP KATYONLARININ ANALİZİ


I. grup katyonlar gümüş (Ag+), kurşun (Pb2+) ve civa (I) (Hg22+), sulu ortamda klorürleri şeklinde çöktürülerek ayrılır (AgCI, PbCI2, Hg2CI2). Bu grup katyonların çöktürülmesi seyreltik (3M) HCI çözeltisiyle gerçekleştirilir. Derişik HCI çözeltisi kullanıldığında AgCI ve PbCI2 aşağıdaki tepkimelere göre kompleks iyonlarını oluşturarak çözünürler. Bu nedenle çöktürme ortamının pH’ı iyi ayarlanmalıdır.

AgCI     +    HC1    =>'    AgCl2-    +    H+
PbCI2    +   2HC1 =>     PbCI42-    +    2H+

Oluşan I.  grup katyon klorürlerinin çözünürlük çarpımı  (Kçç)* değerleri aşağıda verilmiştir:

PbCl2 (1.6 x 10-5 ).  
AgCI (1.8 x 10-10 ).
Hg2CI2 (1.3 x 1.0-18 )

PbCI2 bileşiğinin çözünürlüğü AgCI ve Hg2CI2' e göre oldukça büyük olduğundan,   Pb2+   iyonu klorürü halinde çözeltiden tamamen çöktürülüp ayrılamaz.   Bu nedenle Pb2+  iyonu II.  grup katyon analizinde de gözlenebilir.





1.1.1. Gümüş

Gümüş, elementlerin periyodik tablosunda simgesi Ag olan, beyaz, parlak, kıymetli bir metalik elementtir. Atom numarası 47, atom ağırlığı 107,87 gramdır. Ergime noktası 961,9 °C, kaynama noktası 1950 °C ve özgül ağırlığı da 10,5 g/cm³'tür. Çoğu bileşiklerinde +1 değerliklidir. Gümüş periyodik cetvelin I B Grubu elementidir.

Doğada bulunuşu:

Doğada metalik şekilde ve mineralleri halinde bulunur. En önemli mineralleri argentit (Ag2S),  arsenikli gümüş (AgCI).

Kullanım Alanları:   

ü      Gümüş elektriği çok iyi geçirdiğinden ve kolayca tel haline geldiğinden, elektrik teli olarak (Pahalı olduğundan tercih edilmez)
ü      Süs eşyası üretiminde,
ü      Ayna yapımında,
ü      Fotoğrafçılıkta,
ü      Bazı ilaçlar ve alaşımların hazırlanmasında
ü      Saf gümüş asetik asit, boyalar ve fotoğraf maddeleri elde etmede
ü      Toz halinde gümüş, cam ve ahşabı elektrik iletkeni yapmak için yeni seramik tipi kaplama işlerinde
ü      Gümüş zeolitler, acil durumlarda, deniz suyundan içilebilir su elde etmek için kullanılabilmektedir.

Suda çözünen tuzları:
AgN03. AgMn04. AgCIO3. AgCIO4

Suda çözünmeyen tuzları:
AgCI, AgBr, Agl, Ag2S04, Ag2C204, AgCN,

Ag2Cr04, Ag20, Ag2S, AgSCN, Ag2C03   dır. Başlıca kompleksleri: Ag(CN)2-,   Ag(S203)23-,   AgCl2-,   AgI2-,   Ag(NH3)2+   dır.

GÜMÜŞ İYONUNUN (Ag+) ÖN DENEMELERİ

a) Hidroklorik asit çözeltisi (HCl) :

4 - 5 damla Ag+ çözeltisine 2 damla 1 M HCl çözeltisi ekleyin.
Ag+      +      HCl     =»     AgCI      +      H+

Çökelekli çözeltiyi ikiye ayırın,   santrifüjleyerek çözeltileri atın. (çökeleği ikiye ayırın). Elde edilen beyaz çökeleğin,

i)                    Birinci kısmına 15 - 20 damla su koyduktan sonra su banyosunda ısıtarak çözünürlüğünü gözleyin.
ii)                  İkinci kısmına çökelek çözününceye kadar derişik HCl çözeltisi ekleyin.

AgCI      +      HCl     =>     AgCl2-      +      H+


b) Amonyak çözeltisi (NH3):

AgCI çökeleğini yeniden oluşturduktan sonra,   çökelek üzerine çözününceye kadar 6 M NH3 çözeltisi ekleyin.

AgCI      +      2 NH3    =>     Ag(NH3)2+     +      Cl-

Bu çözeltiyi (c) şıkkı için saklayın.
* Bütün çözünürlük denemelerinde, çökelek üzerindeki çözelti ayrıldıktan sonra çökeleğe istenilen çözücü eklenir.
**Bir çökeleğin çözünmesi, çözeltinin tamamen BERRAK olması demektir.

c) Potasyum İyodür Çözeltisi (KI):
i) 4 damla Ag+ çözeltisine 2 damla 1 M KI çözeltisi ekleyin.
Ag+   + KI     =>     AgI    +     K+

Santrifüjleyerek çözeltiyi atın, oluşan AgI çökeleğine çözününceye kadar 0.5 M KCN çözeltisi ekleyin. 

Agl   +    2CN-      =>      Ag(CN)2-     +      I-

ii) b şıkkındaki çözeltiyi ikiye ayırın: Birinci tüpe 1 damla 6 M HNO3 çözeltisi ve ikinci tüpe 1 damla 0.1M KI çözeltisi damlatın.

Ag(NH3)2+ + Cl-  +   2HN03  =>   AgCI  +   2 NH4NO3

Ag(NH3)2+  +   Cl- +   KI =>    Agl   +   KCI +   2 NH3


1.1.2. Kurşun

Kurşun periyodik cetvelin IV A Grubu elementidir. Kurşun (Pb) atom numarası 82 ve atom kütlesi 207,19 olan mavi-gümüş rengi karışımı bir elementtir. 327,5 °C de erir ve 1740 °C de kaynar. Doğada, kütle numaraları 208, 206, 207 ve 204 olmak üzere 4 izotopu vardır. Kurşun genellikle bileşiklerinde +4 yerine +2 değerlik alır.

Kullanım Alanları

ü      Kurşun metali ve oksidi pillerde,
ü      Petroldeki vuruntuyu önleyici olarak kullanılan PbEt4 eldesin de,
ü      X-ray cihazları ve nükleer reaktörlerin radyasyondan korumak amacıyla kaplanmasında,
ü      Kristal cam üretiminde,
ü      Kabloları kaplamak için,
ü      Aşındırıcı sıvıların saklanacağı kapların yapımında,
ü      Renksiz lenslerin yapımında (yüksek kırılma indisine sahiptir),
ü      Su taşınması için kullanılan boruların yapımında kullanılmaktadır.

Doğada bulunuşu: Doğada en yaygın olarak parlak metal görünümlü, grafit renginde galen (PbS) minerali şeklinde bulunur. Kurşunun en çok rastlanılan cevherleri, sülfür minerali galen (PbS) ve onun oksitlenmiş ürünleri olan serüsit (PbCO3) ve anglezit’dir (PbSO4). Bu mineraller arasında en önemli olanı galendir. Genel olarak sfalerit (ZnS), gümüş ve pirit (FeS2) ile birleşik halde bulunur.

Suda çözünen tuzları:
Pb(N03)2,  Pb(CH3COO)2,  Pb(C103)2 ve PbCl2

Suda çözünmeyen başlıca tuzları:
PbF2, PbBr2, PbS04, PbC204, PbS, PbC03,  PbCr04,

Başlıca kompleksleri:  
IPbCI3]-, [PbCl4]2- [Pbl4]2- , [Pb(CH3COO)4]2-, [Pb(S203)2]2-

KURŞUN İYONUNUN (Pb2+) ÖN DENEMELERİ

a) Hidroklorik asit çözeltisi (HCl) :

4 - 5 damla Pb2+ çözeltisine 4 damla 3 M HCl çözeltisi ekleyin,

Pb2+    +   2 HCl      =>    PbCl2    +    2H+

 Oluşan beyaz çökeleği ikiye ayırın:

i)                    Birinci kısmına 20 damla su koyduktan sonra, su banyosunda ısıtarak çözünürlüğünü gözleyin, sonra tekrar soğutun.

ii)                  İkinci kısmına çökelek çözününceye kadar derişik HCl çözeltisi ekleyin.

PbCl2      +      2 HCl     =>      PbCl42-      +     2 H+

b) Potasyum iyodür çözeltisi (KI):

i) 2 damla Pb2+ çözeltisine 5 damla su ve 1 damla 1 M KI çözeltisi ekleyin. Karışımı dikkatlice amyant tel üzerinde alevde kaynayıncaya kadar ısıttıktan sonra çeşme suyunda soğutarak sonucu not edin.

ii) i şıkkında elde edilen Pbl2 çökeleğinin üzerine 1 M KI çözeltisinin fazlasını ekleyin.   

Pbl2      +      2 KI      =>      K2(PbI4)

c) Tiyoasetamid çözeltisi:

1 - 2 damla Pb2+ çözeltisine 10 damla su ve 2 damla tiyoasetamid çözeltisi ekleyip su banyosunda 5 dakika ısıtın.
Pb2+     +      H2S     =>  PbS    +     2 KL

Oluşan çökeleğe çözününceye kadar 3 M HNO3 çözeltisi ekleyerek su banyosunda ısıtın.

3 PbS    +  8 HNO3    =>    3 Pb2+   +  6 NO3-  + 2 NO. 4 H20    +  3 S


d) Potasyum kromat çözeltisi (K2CIO4):

4 - 5 damla Pb2+ çözeltisine 10 damla su ve 2 - 3 damla 0.1 M K2Cr04 çözeltisi ekleyin.

Pb2+      +    K2Cr04     =>     PbCr04     +    2 K+

Oluşan çökeleği ikiye ayırın:

i) Birinci kısmına çözününceye kadar 6 M NaOH çözeltisi ekleyin.

PbCr04  + 4 NaOH =>  Pb022- + Cr042- + 4 Na+ +  2 H20

 ii) İkinci kısmına çözününceye kadar 6 M HN03 çözeltisi ekleyin.

2 PbCr04 +  2 H+    =>    2 Pb2+  + Cr2072- +     H20

e) Sülfürik asit çözelüsi (H2S04) :

4- 5 damla Pb2+ çözeltisine 10 damla su ve 4 - 5 damla 0.1 M H2S04 çözeltisi ekleyin.

Pb2+     +     H2S04      =>     PbS04      +     2 H+

Oluşan çökeleği ikiye ayırın:

i) Birinci kısmına çözününceye kadar amonyum asetat (NH4CH3COO) çözeltisi ekleyin    

PbS04   + 4NH4CH3C00 =>   Pb(CH3COO)42- + 4 NH4+    +   S042-


1.1.3    Civa

Ağır, gümüş renkli bir geçiş metali olan cıva, oda şartlarında (25 ºC'de) ya da normal şartlar altında sıvı durumda bulunan beş elementten biridir. Civa periyodik cetvelin II B Grubu elementidir. Atom ağırlığı 200.59 gr/mol, yükseltgenme basamağı: 1+, 2+ dir.

Doğada bulunuşu:

Doğada en çok zencefre (HgS) şeklinde bulunur. Az oranda bazı kayalar arasında çok ince dağılmış elemental halde de bulunmaktadır.

Kullanım Alanları:

ü     Termometre (sıcaklık ölçer) ve barometre (basınçölçer) gibi bilimsel aygıtlarda
ü     Cıva, platin ve demir hariç diğer metallerle "amalgam" adı verilen alaşımlar yapar. Gümüş, kalay, kadmiyum ve cıvadan ibaret bir cins amalgam dişleri doldurmakta kullanılır.
ü     Kırmızı cıva "(2)" sülfür (HgS) vermilion adı altında kırmızı boya olarak kullanılır. Gemi teknelerinin su altındaki kısmı, bu boyayla boyanarak midye ve istiridyelerin tekneye yapışarak toplanmaları önlenir.
ü     Cıva buharlı lambalarda kullanılır.
ü     Aynaların sırlanmasında, altın ve gümüş üretiminde, tıpta tedavi maddesi olarak cıvadan faydalanılır.
ü     Bazı elektrik devre anahtarlarının yapımında da cıva kullanılır.

Suda çözünen başlıca civa(I) tuzları:
Hg2(N03)2.2H2O,  Hg2(Cl04)2. 4H20  dir.

Suda çözünmeyen civa(I) bileşikleri:
Hg2Cl2, Hg2Br2, Hg2I2, Hg2Cr04, Hg2S04, Hg2C03, Hg2S. Hg2(CN)2,  Hg2(SCN)2,    Hg2C204  dır.

CİVA (I) İYONUNUN (Hg22+) ÖN DENEMELERİ

a)     Hidroklorik asit çözeltisi (HCI) :

4 - 5 damla Hg22+ çözeltisine 2 damla 1 M HCI çözeltisi ekleyin.

Hg22+      +      2 HCI      =>      Hg2CI2      +      2H+

Oluşan beyaz çökeleği ikiye ayırın.
i)                    Birinci kısmına 15 - 20 damla su koyduktan sonra su banyosunda ısıtarak çözünürlüğünü gözleyin.
ii)                  İkinci kısmına çökelek çözününceye kadar kral suyu (1 hacim derişik HNO3 + 3 hacim HCI) ekleyin.

3Hg2Cl2  + 4N03-  + 16 H+  => 6 Hg2+ + 4 NO  + 3 Cl2  +  8 H20

b) Amonyak çözeltisi (NH3):

Hg2CI2 çökeleğini yeniden oluşturduktan sonra, üzerine 3 - 4 damla 3 M NH3 çözeltisi ekleyin, 

Hg2CI2 + 2 NH3    =>  Hg(NH2)Cl    +  Hg +     NH4CI 
 
Oluşan çökeleğin üzerine çözününceye kadar kral suyu ekleyin, çözünmezse ısıtın.

Hg(NH2)Cl    +     3 Hg    +  15 Cl-    +    3 NO3-     +     10 H+ =>   4HgCl42-   +    3 NO    +    1/2 N2    +  6 H2O

Çözeltiyi c şıkkında kullanmak için saklayın.

c) Potasyum iyodür çözeltisi (KI):

c şıkkında ayırdığınız çözeltiye 3 damla 1 M KI çözeltisi ekleyin



d) Kalay klorür çözeltisi (SnCI2):

1- 2 damla Hg22+ çözeltisine 1 - 2 damla 0.1 M SnCr2 çözeltisi ve 1 -2       damla 3 M HC1 çözeltisi ekleyin.

Hg22+   +   SnCI2   + 2 HC1 => 2 Hg    +   SnCI4 +   2H+

e ) Bakış şerit (Cu):

Bakır şerit parçasına 4.-5 Derişik HNO3 çözeltisi ile temiz damla Hg22+ çözeltisi damlatın

Hg22+     +     Cu     =>     Cu2+  + 2Hg

1.2.      I. GRUP KATYONLARININ SİSTEMATİK ANALİZİ

I. GRUP KATYONLARIN ÇÖKTÜRÜLMESİ

Analiz edilecek çözeltiden bir tüpe 20 damla alınır (1*). Bunun çizerine 5 damla 3 M HC1 eklenip iyice karıştırdıktan sonra santrifüjlenir (2*). Çökmenin tam olup olmadığını anlamak için üstteki çözeltiye 1 damla daha 3 M HC1 damlatılır. Yeniden çökelek oluşursa santrifüjlenerek çökelek I ve çözelti I ayrılır.

Çökelek I:1 damla 3 M HC1 içeren 10 damla soğuk suyla yıkanıp yeniden santrifüjlenir ve yıkama suyu atılır (4*). Elde edilen beyaz çökelek AgCI, PbCI2 ve Hg2CI2 içerebilir. Çökelek I üzerine 6-7 damla su eklenerek karıştırılır ve 4-5 dakika su banyosunda ısıtılarak PbCI ün çözünmesi sağlanır. Karışım sıcakken santrifüjlenir, soğumuş ise yeniden tüp sarsılmadan ısıtılır. Santrifüjledikten sonra çökelek A ve çözelti A olarak ayrılır.
           
Çözelti I,   II. III. IV. ve V. grup katyonların analizi için saklanır (3*)
!!!Katı örneğin çözülmesi işleminde HC1 çözeltisi kullanıldıysa, ortamda çözünmeden kalan beyaz çökelek I. grup katyonlarının klorürlerini içerebilir. Bu durumda analize çökelek içeren çözelti ile başlanmalıdır.


Çökelek A  
Çözelti A
AgCI ve Hg2CI2 içerebilir. Bu çökelekte PbCI2 kalıp kalmadığını anlamak için Çözelti ikiye çökeleğe 3-4 damla su eklenir ve su banyosunda ısıtılır. Üstteki çözeltiden 1 damla saat camına alınarak üzerine 1 damla 1 M K2Cr04 çözeltisi eklenir, sarı renkli PbCr04 çökeleği oluşmazsa çökelek A da PbCI2 yok demektir. Aksi hallerde yıkama işlemi bir kaç kez tekrarlanır. Çökelek üzerine 15 damla 3 M NH3 eklenip bir bagetle iyice karıştırılır. Çözelti bazik yapılıp santrifüjlenir {5*} ve ÇÖKELEK B ile ÇÖZELTİ B ayrılır.
Çözelti A PbCI2 içerebilir. Çözelti ikiye ayrılır.
a) Birinci kısmına 4 damla 1M K2CrO4 eklenince oluşan SARI ÇÖKELEK Pb+2 oluştuğunu gösterir. Bu çökelek üzerine 10 damla 2.5 M H2SO4 eklenip bagetle iyice karıştırılır. PBSO4 oluşumu sebebiyle beyaz çökelek elde edilirse Pb+2 vardır. Ayrıca bu çökelek (PbSO4) üzerine 10 damla amonyum asetat eklendiğinde çökeleğin çözünmesi Pb+2’nin varlığını destekler.

b) ikinci kısmına 1-2 damla 1 M KI çözeltisi eklenir. Elde edilen sarı çökelek çözününceye kadar amyant tel üzerinde bek alevinde ısıtılıp hemen çeşme suyunda soğutulduğunda oluşan PARLAK SARl KRİSTALLİ ÇÖKELEK Pb+2 nu gösterir.








Çökelek B
Çözelti B
Çökelek B içinde HgNH2Cl, Hg olabilir (6*). SİYAH-GRİ ÇÖKELEK Hg22+    nu gösterir. Çökelek 10 damla su ile yıkanıp yıkama suyu atılır. Çökeleğe 20 damla kral suyu eklenir, su banyosunda 5 dakika karıştırılarak ısıtılır, kapsüle alınır ve kuruluğa kadar ısıtılır. Soğuduktan sonra 5 damla suyla seyreltilip berrak çözelti ikiye ayrılır.
a) birinci kısmına 2-3 damla SnCI2 çözeltisi eklenir, BEYAZ VEYA GRİ ÇÖKELEK Hg22+    nu gösterir.

b) ikinci kısmına 2-3 damla KI eklenir. PORTAKAL RENKLİ ÇÖKELEK Hg22+    nu gösterir.
Çözelti B, Ag(NH3)2+ ve CI- içerebilir.

a) birinci kısmı 3 M HNO3 ile asidik yapılır (7*). AgCI oluşumu nedeniyle BEYAZ ÇÖKELEK elde edilirse Ag+  nu gösterir.

b) ikinci kısmına 2 damla 0.1 M KI çözeltisi eklendiğinde oluşan AÇIK SARl ÇÖKELEK Ag+ nu gösterir. Bu çökeleğin 10 damla 0.5 M KCN eklendiğinde çözünmesi Ag+  varlığını destekler.












1.3.      I. GRUP KATYONLARININ ANALİZİNDE NOTLAR

1*) I. grup katyonlarını çöktürürken ortam pH iyi ayarlanmalıdır. HCl çözeltisinin fazla eldenmesi durumunda, I. grup katyon klorürleri "kompleks iyonlarını oluşturarak çözünürler. HCl çözeltisinin az eklenmesi durumunda ise Sb(III) ve Bi(III)'ün beyaz" renkli oksiklorürleri (SbOCI, BiOCl) hidroliz nedeniyle çökerler. Bu nedenle seyreltik HCl çözeltisi kullanılır ve bu oksiklorürler aşağıdaki tepkimeye göre çözünürler.

BiOCl   +    2 H30+    =>    Bi3+     +    Cl-     +     3 H20

2*) Karışımda yalnızca I. grup katyonları bulunursa HCl ile çöktürdükten sonra, su banyosunda ısıtmaya geçilir.

3*) Kurşun klorür yıkama sırasında önemli ölçüde çözünebilir. Bunu önlemek için,  ortak iyon etkisi kurşun klorürün çözünürlüğünü azaltacağından HCl eklenir.

4*) Kurşun klorür sıcak suda oldukça iyi çözünmesine karşılık, çözelti soğuduğunda çöker. Kurşun iyonu için deneyin çoğu kez yanlış çıkması, bu noktaya dikkat edilmemesinden kaynaklanır. Kurşun klorürün çözünürlüğü sıcaklıkla şöyle değişir:

100 mL suda 0 °C      0.67 gram PbCl2
100 mL suda 100 °C  3.34 gram PbCl2

5*) AgCI ve Hg2Cl2 karışımının NH3 ile tepkimesi aşağıdaki gibidir:

AgCI + 2 NH3     =>     Ag(NH3)2+     + Cl-
Hg2Cl2     + 2NH3    => Hg(NH2)Cl    +    Hg +  NH4CI    

Kullanılan NH3 miktarı her iki tepkime için yeterli olmadığında, yalnızca Hg2CI2 ile NH3 tepkimesi olur ve çözünmeden kalır. Bu nedenle, eğer ortamda oldukça çok civa(I)  bulunuyorsa (NH3 ilk eklendiğinde oluşan siyah veya gri çökelek bunu gösterir) gümüş kaçırılabilir. Bunu önlemek için, ikinci bir kısım daha eklenerek çözeltinin bazik olması sağlanır.
;

6*). Civa(I) iyonu varsa, amonyak eklendiğinde oluşan çökelek siyah veya gri renkte olur. Bu aşamada oluşan beyaz bir çökelek, ayrılamamış kurşun klorür ile amonyağın oluşturduğu kurşun oksiklorür olabileceği gibi, çözünmeden kalan gümüş klorür de olabilir. Bu nedenle amonyağın yeterli miktarda eklenmesine özen gösterilmelidir.

7*). Çözeltinin asitli olup olmadığı turnusol kağıdı ile incelenir. Ag(NH3)'nin AgCl'e dönüşmesi için çözelti asidik olmalıdır. Aksi takdirde gümüş iyonu bulunmasına karşılık çökelek gözlenemez.

Hiç yorum yok:

Popüler Yayınlar