3. GRUP KATYONLARI

Bu grup katyonları NH4OH – NH4Cl ile tamponlanmış bazik

ortamda H2S (hidrojen sülfür) veya (NH4)2S (amonyum sülfür) ile

sülfürleri ve hidroksitleri halinde çökerler. Bu özellikleri nedeniyle

de iki alt gruba ayrılırlar.

1) Demir Grubu (Grup 3A) : Fe3+, Al3+, Cr3+ (Hidroksitleri halinde

çökerler.)

2) Çinko Grubu (Grup 3B) : Ni2+, Co2+, Mn2+, Zn2+ (Sülfürleri halinde

çökerler.)

Fe3+ için tanıma reaksiyonları

Bütün Fe3+ çözeltileri sarımtırak kırmızı renklidir.

1) NaOH ile: Kırmızı kahverengi Fe(OH)3 çökeleği elde edilir. Bu

çökelek reaktifin aşırısı ilave edildiği zaman çözünmez. (Alüminyum

ve kromdan farkı)

Fe3+ + 3 NaOH Fe(OH)3 + 3 Na+

NH4(OH) ile de aynı çökelek meydana gelir. Çökelek reaktifin

aşırısında çözünmez.

2) K4 [Fe(CN)6] (Potasyum ferrosiyanür) ile: Prusya mavisi bir

kompleks meydana gelir. Reaktifin aşırısı ilave edildiğinde çökelme

meydana gelir.

4 Fe 3+ + 3 K4[Fe(CN)6] Fe4 [Fe(CN)6]3 + 12 K+

Fe2+ : Ferro Fe3+ : Ferri

3) NH4SCN (amonyum rodanür) veya KSCN (potasyum rodanür) ile: Koyu

kırmızı renkli bir kompleks meydana gelir. Reaktifin aşırısı ilave edildiğinde çökelme meydana gelir.

Fe 3+ + 3 SCN- Fe (SCN)3 SCN- : Rodanür

Al3+ için tanıma reaksiyonları

Çözeltileri renksiz olan bir katyondur.

1) NH4OH ile : Beyaz jelatinimsi Al (OH)3 çöker.

Al3+ + 3 NH4OH Al(OH)3 + 3 NH4+

2) NaOH ile: Reaktifin aşırısı ilave edildiğinde sodyum alüminat (Na[AlO2]

oluşumu ile çözünen beyaz renkli Al(OH3) çökeleği elde edilir.

Al3+ + NaOH Na [AlO2] AlO2- : Alüminat

3) Thenard mavisi deneyi:

Al3+ + 3 NaOH Al(OH)3

2 Al(OH)3 + Q (ısı) Al2O3 + 3 H2O

2 Al2O3 + 2 Co(NO3)2 2 CoAl2O4 + 4 NO2 + O2

(kobalt meta alüminat: mavi renkli)

1-2 damla Co(NO3)2’dan fazla kullanılacak olursa yakma sırasında

oluşacak mavi renklenme siyah bir örtü ile perdelenir.

Cr 3+ için tanıma reaksiyonları

Çözeltileri yeşil renktedir.

NH4OH ile gri-yeşil, gri-mavi jelatinimsi Cr(OH)3 çökeleğini verir.

Cr3+ + 3 NH4OH Cr(OH)3 + 3 NH4+

NaOH ile aynı çökelek elde edilir. Reaktifin aşırısı ilave edildiğinde

çökelek yeşil renkli sodyum kromit (Na[CrO2]) vererek çözünür.

Cr(OH)3 + NaOH Na[CrO2] + 2 H2O

Oluşan sodyum kromit çözeltisine H2O2 (hidrojen peroksit) katılırsa

sarı renkli sodyum kromat (Na2CrO4) ilave edilir.

2 Na[CrO2] + 3 H2O2 + 2 NaOH 2 Na2CrO4 + 4 H2O

Oluşan sodyum kromat çözeltisi üzerine BaCl2 ilave edilirse sarı

renkli BaCrO4 çöker.

Na2CrO4 + BaCl2 BaCrO4

Zn 2+ için tanıma reaksiyonları

Çözeltileri renksizdir.

1) NH4OH ile reaktifin aşırında çinko tetraammin kompleksi oluşturarak

([Zn(NH3)4]2+) hızlı bir şekilde çözünen beyaz renkli Zn(OH)2 (çinko

hidroksit) çökeleği elde edilir.

Zn2+ + 2 NH4OH Zn(OH)2 + 2 NH4+

Zn(OH)2 + 4 NH3 [Zn(NH3)4]2+ + 2 OH-

2) NaOH ile reaktifin aşırısında Na2[ZnO2] (sodyum çinkat) oluşturarak

çözünen beyaz jelatinimsi Zn(OH)2 çökeleği elde edilir. (Mangandan

farkı)

Zn2+ + 2 NH4OH Zn(OH)2 + 2 NH4+

Zn(OH)2 + 2 NaOH Na2[ZnO2] + 2 H2O ZnO2-2: Çinkat

3) Rinmann yeşili deneyi:

Na2ZnO2 + Q (ısı) ZnO

ZnO + Co(NO3)2 2 CoZnO2 + 4 NO2 + O2

kobalt çinkat (yeşil)

Mn 2+ için tanıma reaksiyonları

Çözeltileri hafif pembe renklidir.

1) NaOH ile reaktifin aşırısında çözünmeyen beyaz Mn(OH)2

(mangan hidroksit) çökeleği elde edilir. Bu çökelek havada

veya yükseltgen maddelerle kolayca oksitlenerek siyah renkli

MnO2 (mangan dioksit) çökeleğini verir.

Mn2+ + 2 NaOH Mn(OH)2 + 2 Na+

Mn(OH)2 + H2O2 MnO2 + 2 H2O

2) NaBiO3 (sodyum bizmutat) ile asitli ortamda Mn2+ iyonları,

menekşe renki permanganik asiti (HMnO4) meydana getirirler.

2 Mn2+ + 5 BiO3- + 14 H+ 2 MnO4

- + 5 Bi+3 + 7 H2O

Bu deney yapılırken tüpe bir miktar numune alınır. HNO3

ile asitlendirilir. Tüpün kenarına bir spatül ucu NaBiO3 konur

ve tüp hafifçe eğilerek katı sodyum bizmutata çözelti değdirilip

çekilir. Akan sıvı menekşe renklli ise numunede mangan var

demektir.

Co 2+ için tanıma reaksiyonları

Çözeltileri pembe renklidir.

1) NaOH ile soğukta mavi bazik tuz çökeleği verir. Reaktifin aşırısı

ile ısıtıldığında bazik tuz pembe Co(OH)2’e döner.

Co(NO3)2 + NaOH Co(OH)NO3 + NaNO3

Co(OH)NO3 + NaOH + Q Co(OH)2 + NaNO3

Co(OH)2 hava ve H2O2’den etkilenip siyah kobalt oksite (CoO)

döner.

2) NH4OH ile aşırısında [Co(NH3)4]2+ (kobalt tetraammin) kompleksi

vererek çözünen mavi bazik tuz çökeleği verir.

Co2+ + 4 NH3 ↔ [Co(NH3)4]2+

3) α – nitrozo – β- naftol (C10H6O2N) reaktifi ile seyreltik HCl veya

seyreltik CH3COOH ile asitlendirilmiş sulu çözeltilerinde kırmızı-

kahverengi renklenme ve aynı renkte bir çökelti meydana getirir.

Bu renklenme Co(C10H6O2N)3 (kobalt – nitroso – β – naftol iç

kompleks tuzunun oluşumuna bağlıdır.

Ni 2+ için tanıma reaksiyonları

Çözeltileri yeşil renklidir.

1) NaOH ile reaktifin aşırısında çözünmeyen yeşil Ni(OH)2 (nikel

hidroksit) çökeleği elde edilir.

Ni2+ + 2 NaOH ↔ Ni(OH)2 + 2 Na+

Bu çökelek havadan veya H2O2’den etkilenmez. (Kobalttan farkı)

2) NH4OH ile reaktifin aşırısı ilave edildiğinde [Ni(NH3)4]2+ (nikel

tetraammin) ve pek çok nikel – amin kompleks bileşikleri vererek

çözünen yeşil renkli bazik tuz çökeleği verir.

NiCl2 + NH4OH Ni (OH)Cl + NH4Cl

Ni2+ + 4 NH3 [Ni(NH3)4]2+

3) Dimetil glioksim reaktifi ile bazik ortamda gül kırmızısı çökelek

oluşturur.

KOLLOİDLEŞME

Bir madde diğer bir madde içerisinde dağıldığı zaman dağılan

fazın tanecik büyüklüğü 1 – 200 mµ (milimikron) arasında ise bu

çözeltilere kolloidal çözeltiler denir. Kolloidlerde tanecik büyüklüğü

gerçek çözeltilerdeki iyon ve moleküllerden fazla olmasına karşın

kendi ağırlıklarının etkisiyle çökemeyecek kadar azdır. Kolloidal

tanecikler elektrikçe yüklüdür ve birim ağırlıktaki dağılmış taneciğin

yüzeyi çok büyüktür. Bunun sonucu olarak yüzeyde tutulma demek

olan adsorbsiyon olayı önemlidir. Bu nedenlede kolloidal taneciklerin

bir araya gelmesi sonucu oluşan çökelek adsorblanmış kirlilikleri de

içerir. 3. grup katyonlarından NiS kolloidal bir çözelti meydana getirir.

Kolloidal çözeltiler santrifüjlemek ve süzmekle çöktürülemeyeceği

için analizde karışıklıklara yol açarlar. Bunun için kolloidal çözeltilerin

oluşumunu engellemek amacıyla;

1) Çözelti ya karıştırılır ya da ısıtılır.

2) Ortama elektrolit ilavesi (NH4CH3COO gibi) gerekir.

Böylece çökeleğin etrafındaki negatif yüklü tanecikler yok olur

ve dibe çökme yani flokülasyon (koagülasyon) dediğimiz olay

meydana gelir. Bu çökeleğin yıkama işleminde su yerine elektrolit

çözeltilerin kullanılması gerekir. Su ile yıkanırsa peptidleşme

dediğimiz olay meydana gelir. Bunun anlamı, kolloidal parçaları

çöktürülmüş olan iyonlar yıkama sırasında çökelekten uzaklaşır ve

kolloidal parçacıklar yeniden yük kazanıp birbirlerini iterek kolloidal

bir çözelti oluştururlar. Bu olaya peptidleşme denir.