İyonik Bileşiklerin Çözünürlük Kurallarının Belirlenmesi

1. Genel Yöntemler

1. Kalitatif Analiz için Hazırlanıyor
   1. Reaksiyonlar genellikle 5 mL veya daha az hacimli küçük test tüplerinde yapılır.
   2. Çözeltilerin tamamen çözünür olması ve nispeten seyreltik, tipik olarak ~ 0.1 M olması gerekir.
   3. Reaktifler yavaş yavaş damla eklenmeli ve dikkatlice gözlemlenmelidir.
   4. Çözünürlük kurallarını belirlemek veya bilinmeyen bir iyonu tanımlamak için birkaç yaygın "test çözeltisi" gereklidir. Bunlar, belirli kimyasal türlerle (katyonlar veya anyonlar) spesifik olarak reaksiyona girdiği bilinen iyonları içerir.
      1. Yaygın çözümler arasında CaNO₃, BaCl₂, (NH₄) ₂MoO₄, HCl, AgNO₃ ve NaOH ve gerektiği gibi diğer çözeltiler bulunur.
2. Karıştırma
   1. Test tüpünü dikey yönde hafifçe vurarak veya döndürerek çözeltileri karıştırın. Solüsyonun sıçramasını önlemek için bir mantar veya tıpa kullanın.
   2. Mantarı veya tıpayı çıkarın, ardından bir reaksiyona neden olmak için çözeltileri bir su banyosu veya soğuk alevle hafifçe ısıtın. Test tüpünü laboratuvardaki herhangi bir kişiden uzağa doğrultun.
3. Gözlem ve Kurtarma
   1. Süpernatanı (reaksiyona girmeyen çözelti) ayırın ve santrifüjleme kullanarak çökeltin. Ek test iyonu eklendiğinde daha fazla çökelti oluşursa, reaksiyon tamamlanmamıştır. Daha fazla çökelti oluşmayana kadar test iyonu eklemeye devam edin.
   2. Çökeltiyi santrifüjleme kullanarak ve süpernatanı dökerek veya boşaltarak yıkayın. Daha fazla su ekleyin ve toplam üç yıkama için işlemi tekrarlayın.
   3. Büyük miktarlarda çökeltiyi vakumlu filtrasyonla yıkayın ve kurumuş çökeltiyi filtre kağıdından geri kazanın.
   4. Bir çökelti oluşumunun yanı sıra çökeltinin renk, kalınlık (jelatinimsi, bulanık, ince) ve kristal oluşumu gibi özelliklerine dikkat edin.
4. Güvenlik ve Atık
   1. Kalitatif analiz deneyleri yaparken daima koruyucu gözlük takın. Kullanılan reaktiflere ve oluşan ürünlere bağlı olarak eldivenler de gerekli olabilir.
   2. Uygun atık bertaraf yöntemleri yakından takip edilmelidir. Birden fazla reaktan tek bir kapta birleştirildiğinde zararlı ürünler oluşabilir.

2. Anyon Analizi

1. Fosfat, karbonat, klorür ve sülfür iyonlarının tanımlanması; PO₄^3-, CO₃^2-, Cl^-, S^2-
   1. fosfat
      1. Fosfat içeren bir çözelti, PO₄^3-, kalsiyum iyonları içeren başka bir çözeltiye, Ca^{2 +} ekleyin. Beyaz bir çökelti oluşumu, kalsiyum fosfat, Ca₃ (PO_{4 ) 2} oluşumunu gösterir.
      2. Birçok katyon kalsiyum ile çözünmeyen ürünler oluşturduğundan, daha spesifik bir reaksiyon mümkündür. Katıyı çözmek ve HPO₄ 2- _{oluşturmak için Ca3}(PO₄) ^2'ye H ⁺ (asit) ekleyin. Ardından HPO₄^2-'yi amonyum molibdat, (NH₄) ₂MoO₄ ile birleştirin. Pozitif bir test, sarı çökelti amonyum fosfomolibdat,_NH4)_3PO4(_MoO3)₁₂(s)'yi verir. Net iyonik reaksiyonlar aşağıdaki gibidir:
         3 Ca²⁺(sulu) + 2 PO₄^3-(sulu) → Ca₃PO₄(s)
         Ca₃PO₄(s) + 2 H⁺(sulu) → 3 Ca²⁺ + 2 HPO₄^2-(sulu)
         HPO₄^2-(sulu) + 12 (NH₄)₂MoO₄(sulu) + 23 H⁺(sulu) → (NH₄)₃PO₄ (MoO₃)₁₂(s) + 21 NH₄⁺(sulu) + 12 H₂O(l)
   2. karbonat
      1. Karbonat tuzları, Grup 1 ve amonyum katyonlarının varlığı dışında genellikle çözünmezler. Karbonat içeren çözeltiye birkaç damla kalsiyum klorür, CaCl₂ ekleyin. Yüksek karbonat konsantrasyonlarına sahip çözeltilerde, beyaz bir çökelti oluşur ve olası kalsiyum fosfat, CaCO₃ oluşumunu gösterir. Reaksiyon, fosfat.
         gibi diğer anyonlar da dahil olmak üzere birçok girişime sahiptir. Ca²⁺(sulu) + CO₃^2-(sulu) → CaCO₃(s)
      2. Karbonat, CO₃^2- içeren bir çözeltiye H⁺ (asit) ekleyin. Kabarcıkların_{oluşumu, bir} reaktan olarak CO 3 2- 'yi gösteren CO ^2'nin varlığını gösterir. Karbonat iyonu, karbondioksit gazı ve su oluşturmak için güçlü asit varlığında bir baz gibi davranır.
         CO₃^2-(sulu) + H⁺(sulu) → CO₂(g) + H₂O(l)
   3. Klorür
      1. Klorür içeren bir çözeltiye gümüş nitrat ekleyin. Beyaz bir çökeltinin oluşumu, AgCl(ler):
         oluşumunu gösterir Ag⁺(sulu) + Cl^-(sulu) → AgCl(ler)
   4. Sülfür
      1. Sülfür içeren bir çözeltiye bir bakır klorür çözeltisi ekleyin. Siyah bir çökelti oluşumu, bakır sülfür, CuS oluşumunu gösterir. Genel olarak, sülfür iyonları,^S2- içeren çözeltiler, çözünmeyen bir metal sülfür elde etmek için metal iyonları ile reaksiyona girer.
         S^2- + Cu²⁺ → CuS(lar).
         Çözünürlük ürününün değeri, K_sp = 6.3 x ^10-36, ürünün yüksek çözünmezlik derecesini gösterir.

3. Katyon Analizi

1. Tüm alkali metaller (grup 1) ve bazı toprak alkali metaller (grup 2) belirli koşullar dışında çözünür.
2. Neredeyse tüm Grup 3-13 metalleri, sülfür, karbonat, fosfat ve hidroksit varlığında çözünmez olarak kabul edilir. Çökeltinin rengi ve türü değişecektir.
   1. Bir hidroksit çözeltisine bir krom çözeltisi yerleştirin. Yeşil bir çökelti gözlenecektir. Bir +2 metalinin bir hidroksit ile genel reaksiyonu aşağıda gösterilmiştir:
      M²⁺ + OH^- → M(OH)₂(s)
   2. Çoğu metal iyonunu, bazı önemli istisnalar dışında, yalnızca çözünürlüğe dayalı olarak ayırt etmek mümkün değildir:
      1. Klorür, bromür veya iyodüre gümüş, Ag⁺, cıva, Hg₂²⁺ veya kurşun, Pb²⁺ ilavesi çökelti oluşumuna neden olur.
      2. Stronsiyum, Sr^{2 +}, baryum, Ba^{2 +}, cıva, Hg₂^{2 +} veya kurşun, Pb^{2 +} ilavesi, sülfat varlığında bir çökelti ile sonuçlanır.
      3. Ba²⁺, CrO₄^2-, BaCrO₄ (s) varlığında sarı bir katı oluşturur. Bu, yaygın olarak "baryum sarısı" olarak bilinen yağ bazlı boyada kullanılan pigmenttir.
3. Metal iyonlarının sınırlı çözünmezliği, diğer kalitatif testlerin her bir metali pozitif olarak tanımlamasına izin verir. Bazıları çökelirken, diğerleri şelatlama iyonları veya molekülleri varlığında benzersiz renk değişikliklerine uğrar. Katyon tanımlamaları arasında nikel, demir, alüminyum ve çinko bulunur; Ni²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Zn²⁺.
   1. Gül kırmızısı çökelti Ni(H2 dmg):
      oluşturmak için dimetilgloksim (_H2dmg) varlığında nikel(II) ekleyin. Ni²⁺(sulu) + 2 H₂dmg(sulu) → Ni(Hdmg)₂(s) + 2 H⁺(aq)
   2. Kan kırmızısı [FeNCS]²⁺] kompleksini oluşturmak için tiyosiyanat iyonuna, SCN^-'ye Demir (III) ekleyin:
      Fe³⁺(sulu) + SCN^-(sulu) → [FeNCS]²⁺(sulu)
   3. Alüminyum iyon
      1. Mavi bir çözelti oluşturmak için alüminyumu (III) pirokatekol menekşe ile pH 6 amonyum asetat tampon çözeltisinde birleştirin.
      2. Alüminyum (III) ayrıca jelatinimsi beyaz Al(OH)₃(s) bileşiğini oluşturmak için zayıf baz varlığında çökeltilir. Daha fazla baz eklenmesi, bileşiğin berrak ve renksiz [Al(OH)₄]^-(aq) çözünür kompleksi oluşturmasına neden olur.
   4. Çinko iyonu
      1. Beyaz bir çökelti oluşturmak için az miktarda baza çinko (II) ekleyin. Daha sonra çökeltiyi yeniden çözmek ve çözünür [Zn(OH)₄]^2- kompleksini oluşturmak için daha fazla baz ekleyin.
      2. Açık yeşil çökelti oluşturmak için potasyum hekzasiyanoferrat,_K4 [Fe (CN) ₆] çinko (II) ekleyin, K₂Zn₃ [Fe (CN) ₆] ₂ (s):
         3 Zn²⁺(sulu) + 2 K₄[Fe(CN)₆](sulu) → K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂(s) + 6 K⁺(sulu)