5. GRUP KATYONLAR (Alkali grubu)

5. GRUP KATYONLAR
(Alkali grubu)
Mg+2
Na
+
K+
Li+
• Bu gruptaki katyonların hepsini çöktürebilen ortak bir
reaktif yoktur.
• Na, K ve Li alkali metaller grubunun üyeleridir.
• NH4 da bileşikleri alkali metal bileşiklerine benzediği için
bu gruba alınmıştır.
Magnezyum
peryodik
sistemlerde
toprak
alkali
metallerinin
bulunduğu 2. gruptadır.
Fakat onlardan farklı
olarak NH4Cl varlığında
amonyum
karbonatla
çöktürülemediği
için
analiz sistematiğinde 5.
grup
adı
verilen
metaller arasında yer
almıştır.
5. grup katyonların renksiz anyonlarla
verdikleri bütün tuzları renksizdir ve
iyonik bağlıdır. Bu nedenle birkaçı dışında
tuzları suda çözünür.
Magnezyum (Mg)
• Bütün bileşikleri renksizdir.
• Hidroksit çökeleklerinin organik boyaları adsorblama
özelliği vardır, böylece renklenirler.
NH3 çözeltisi ile
• Peltemsi beyaz Mg(OH)2 çöker.
• Bu çökelek suda çok az çözünürken amonyum
tuzlarında (NH4Cl’de) çok çözünür.
• (Ortama
amonyum
iyonunun
ilavesiyle
ortam
tamponlandığında OH- iyonu konsantrasyonu düşer ve
Mg(OH)2’in çözünürlük çarpımına erişileceği için
çökelek çözünür.
Na2HPO4 çözeltisi ile
• Amonyum tuzları ve amonyak çözeltisi varlığında beyaz
magnezyum amonyum fosfat çöker. (Lityumdan farklıdır)
• Ortama konan amonyum tuzları, magnezyum hidroksitin
çökmesini önler. MgNH4PO4 çökeleğinin oluşmasını
sağlamak için ortama NH3’ın aşırısını ilave etmek gerekir.
Difenil karbazit reaktifiyle
• Mg tuzu çözeltisi üzerine NaOH ilave edilir. Oluşan
beyaz Mg(OH)2 çökeleği üzerine birkaç damla difenil
karbazit ayracından konduğunda beyaz çökelti kırmızımor renge boyanır.
• Kırmızı-mor rengin nedeni Mg(OH)2 çökeleğinin difenil
karbazit boyasını adsorbe etmesidir.
Sodyum (Na)
Alev Deneyi:
• Sodyum tuzlarının buharları (Özellikle de NaCl buharı)
bunzen alevinde sürekli ve şiddetli sarı renk verir. Bu
renk kobalt camından geçmez.
• NH4 tuzlarının buharları da kısa süreli bile olsa bunzen
alevinde
sarı
renk
verdiklerinden
ortamdan
uzaklaştırılmalıdır.
• Na tuzları bunzen alevinde cam bagetin ucuna takılmış Pt
tel üzerinde yakılır ve renklenmeye bakılır.
Potasyum (K)
Alev Deneyi:
• Potasyum tuzlarının buharları (Özellikle de KCl buharı)
bunzen alevinde mor viole renk verir.
• K alevinin mor rengi, Na iyonları varlığında oluşan sarı
alev tarafından maskelenir.
• Mavi bir perde (kobalt camı) bu sarı rengi perdeler ve
K alevinin mavi rengini geçirir. Deneyde yine platin tel
kullanılır.
Amonyum (NH4)
• Renksiz bir iyondur ve renksiz anyonlarla, renksiz
tuzlar verir. Ancak bu iyon asidik ortamda bulunur.
• Bazik ortamda,
NH4+ + OHNH3 + H2O
denklemine göre parçalanır.
İyon yarıçapı potasyuma çok benzediği için onun verdiği
reaksiyonları çoğunlukla verir.
Alev Deneyi:
Alevin rengini kısa süreli ve şiddetli olmayan sarı renge
boyar. (Na ile karıştırılabilir.)
NaOH çözeltisi ile :
• NH4, NaOH ile ısıtılanca NH3 gazı çıkar.
NH4Cl + NaOH
NH3
+ H2O + NaCl
Bu gaz;
• Kokusundan
• Distile su ile ıslatılmış kırmızı turnusol kağıdının tüpün
üzerindeki buhar ile temasıyla renk değiştirir.
• Derişik HCl ile ıslatılmış bir cam baget, çıkan buharlara
tutulunca beyaz NH4Cl dumanları oluşur.
• Hg-I-nitratla ıslatılmış süzgeç kağıdını siyaha
dönüştürür.
Lityum (Li)
Na2HPO4 çözeltisi ile :
• Nötral çözeltilerde Lityum fosfat çöker.
• NaOH’li ortamda çökme tamdır. Isı da çökmeyi
kolaylaştırır.
• Çökelek NH4Cl çözeltisinde suda olduğundan daha çok
çözünür. (Mg’dan farkı) çökelek Ba(OH)2 ile kaynatılırsa
çözünerek LiOH’e döner. (Mg’den farkı)
Alev Deneyi :
• Lityum tuzlarının buharları Pt tel üzerinde bunzen
alevinde yakılırsa alevi Karmen kırmızısı adı verilen
renge boyar. Bu rengi Na tuzlarının varlığı maskeler,
fakat bu renk kobalt camından geçer.
5. Grup Katyonların Analizi
• Katyon analizi yapacağımız numune çözeltisi
ister yalnız 5. grup katyonlarını içersin,
isterse bütün grup katyonları birarada
içersin ilk yapılacak işlem NH4 katyonunu
aramaktır.
• 5. grup katyonlarını içeren bir numune de
NH4+ varlığı saptanırsa diğer katyonların
analizini
bozmaması
için
ortamdan
uzaklaştırmak gerekir.
5. Grup Katyonların Analizi
Bu amaçla krozeye alınan numune çözeltisi
amyant tel üzerinde kuruluğa kadar
buharlaştırılır.
Çözeltinin yarısına gelindiğinde üzerine 1-2
damla derişik HCl ilavesiyle (böylece bütün
grup katyonları Cl- tuzuna dönüşür) uçurma
işlemine devam edilir.
• Amyant tel bir süre sonra kaldırılıp, kroze
porselen üçgene alınır ve çıplak alevde
kızdırma işlemi yapılır.
• Beyaz NH4Cl buharlarının çıkışı
kadar bu işleme devam edilir.
bitene
• Kroze soğuduktan sonra kalıntı üzerine
distile su ilave edilip çözülür ve ayrı ayrı Na,
K ve Mg’un deneyleri yapılır.
Platin telin cam bagete takılması.
• Cam bagetin ucu alevde iyice ısıtılır, sonra Pt
tel ısıtılmış cama dikkatlice takılır.
• Sonra cam bagete takılmış Pt tel aleve
tutulur.
• Alevi renklendiriyorsa bu renklenme bitince
tüp içine alınmış HCl çözeltisine batırılır ve
tekrar ateşe tutulur.
• Bu işleme alevde renk görülmeyinceye kadar
devam edilir.
HCl İyi bir yükseltgeyicidir.
Yani uçucu olmayan bir kimyasalı
kolayca uçucu hale getirebilir.
Bu sayede alev denemelerinde renkler
daha belirgin görünür.
Alev Deneyi Prensibi
Na+ + Cl- (çözeltide) —–> NaCl (platin tel üzerinde katı)
NaCl (katı) —–> NaCl (gaz)
NaCl (gaz) —–> Na (atom) + Cl (atom)
Na (atom) —–> Na* (uyarılmış atom)
Na* (uyarılmış atom) —–> Na (atom) +hv (devamlı sarı ışık)