Anyonların kantitatif analizleri 𝐶𝑙 − , 𝑆𝑂 4 2− , 𝑁𝑂 3 − , 𝐶𝑂 3 2− , 𝐻𝑃𝑂 4 2−

Anyonların kalitatif analizleri Anyonlar, negatif yüklü iyonlardır. Bir anyon tek başına bulunduğunda kendine özel reaksiyonundan yararlanılarak teşhisi yapılabilir. Fakat anyon karışımları için, uygun çöktürücü reaktiflerle anyonların çeşitli gruplara ayrılması ve sonrasında analizlerinin gerçekleştirilmesi gerekir. Bu gruplar da katyonların sistematik analizinde olduğu gibi, çöken ve çözünen tuzların çözünürlük çarpımlarının farklı olmasına dayanır. Fakat bu bu tuzların çözünürlük çarpımları birbirinden çok farklı olmadığı için anyonların sistematik analizi çok daha zordur. Ayrıca anyonlar katyonlara göre çok daha aktiftirler. Doğada en fazla bulunan anyonlardan olan Cl − , SO 4 2− , NO 3 − , CO 3 2− ve PO 4 3− ise kendilerine özgü reaksiyonları sayesinde birbirleri yanında kolayca belirlenebilirler. Seçici reaksiyonları olması nedenle Cl − , SO 4 2− , NO 3 − , CO 3 2− ve PO 4 3− iyonlarının tanıma reaksiyonları yapılırken herhangi bir ayırma işlemine ve sistematik analize gerek yoktur.

1. Klorür ( Cl − ) iyonunun reaksiyonları 1.1. AgNO3 ile Cl − iyonları AgNO3 ile AgCl den oluşan yumakçıklar halinde beyaz bir çökelek verir. Bu çökelek HNO3 ‘li ortamda çözünmez. 𝐶𝑙 − + 𝐴𝑔𝑁𝑂 3 → 𝐴𝑔𝐶𝑙 (𝑘) + 𝑁𝑂 3 − Nötral ortamda Cl − , SO 4 2− , CO 3 2− ve PO 4 3− anyonlarının hepsi AgNO3 ilavesiyle gümüş tuzları şeklinde çökerler. (AgCl, Ag2CO3, Ag3PO4, Ag2SO4) Fakat HNO3 ilavesiyle AgCl dışındaki diğer gümüş tuzları çözünürler. Yani nitrik asitli ortamda çözünmeyen tek gümüş tuzu AgCl ’dür. Bu yüzden klorür tanıma deneyinde HNO3 eklenerek ortam asidik hale getirilir ve AgCl dışındaki gümüş tuzlarının çökmesi engellenir. Eğer asitlendirme HCl ile yapılacak olursa hidroklorik asitteki klorür AgCl halinde çökelek oluşturacağı için eklenen asite dikkat edilmelidir.

1. Klorür ( Cl − ) iyonunun reaksiyonları 1.1. AgNO3 ile 𝐶𝑙 − + 𝐴𝑔𝑁𝑂 3 → 𝐴𝑔𝐶𝑙 (𝑘) + 𝑁𝑂 3 − Beautiful Chemistry, (2014). Precipitation. [online] Available at: http://www.beautifulchemistry.net/reaction// [Accessed 12.07.2017].

1. Klorür ( Cl − ) iyonunun reaksiyonları AgCl çökeleği NH3, siyanür ve tiyosülfat iyonları ile kompleks yaparak çözünür. 𝐴𝑔𝐶𝑙 (𝑘) + 2𝑁𝐻 3 → 𝐴𝑔(𝑁𝐻 3 ) 2 + + 𝐶𝑙 − 𝐴𝑔𝐶𝑙 (𝑘) +2𝐾𝐶𝑁 → 2𝐾 + + 𝐴𝑔(𝐶𝑁) 2 − + 𝐶𝑙 − 𝐴𝑔𝐶𝑙 (𝑘) +2 𝑁𝑎 2 𝑆 2 𝑂 3 → 4𝑁𝑎 + + 𝐴𝑔( 𝑆 2 𝑂 3 ) 2 −3 + 𝐶𝑙 − Gümüş diammin kompleksi ( 𝐴𝑔(𝑁𝐻 3 ) 2 + ) nirtik asitli ortamda parçalanarak yeniden AgCl halinde çöker. 𝐴𝑔(𝑁𝐻 3 ) 2 + + 𝐶𝑙 − + 2𝐻𝑁𝑂 3 → 2𝑁𝐻 4 + +2 𝑁𝑂 3 − + 𝐴𝑔𝐶𝑙 (𝑘)

2. Sülfat ( SO 4 −2 ) iyonunun reaksiyonları 2.1. BaCl2 ile Sülfat iyonları BaCl2 ile BaSO4 ’tan oluşan beyaz bir çökelek meydana getirirler. Bu çökelek asidik ortamda çözünmez. 𝑆𝑂 4 2− + 𝐵𝑎𝐶𝑙 2 → 𝐵𝑎𝑆𝑂 4 (𝑘) + 2 𝐶𝑙 − Nötral ortamda SO 4 2− , SO 3 2− , CO 3 2− ve PO 4 3− anyonları da BaCl2 ilavesiyle baryum tuzları şeklinde çökerler. (BaCO3, Ba3(PO4)2, BaSO3 ) Fakat asit ilavesiyle BaSO4 dışındaki diğer baryum tuzları çözünürler. Yani asidik ortamda çözünmeyen tek baryum tuzu BaSO4 ’dür. Bu yüzden sülfat tanıma deneyinde ortama HNO3 veya HCl eklenerek ortam asidik hale getirilir. Bu şartlarda BaCl2 ile çöken yalnızca BaSO4 olacaktır. Ortamda CO 3 2− , PO 4 3− ve SO 3 2− , iyonları bulunsa bile, BaCl2 ile oluşturdukları BaCO3, Ba3(PO4)2, BaSO3 çökelekleri, asidik ortamda çözünecektir. Eğer asitlendirme H2SO4 ile yapılacak olursa eklenen asitteki sülfat BaSO4 halinde çökelek oluşturacağı için eklenen asite dikkat edilmelidir.

2. Sülfat ( SO 4 2− ) iyonunun reaksiyonları 2.2. AgNO3 ile Sülfatın konsantre çözeltilerine AgNO3 eklendiğinde beyaz kristal Ag2SO4 çöker. 𝑆𝑂 4 2− + 2𝐴𝑔𝑁𝑂 3 → 𝐴𝑔 2 𝑆𝑂 4 (𝑘) +2 𝑁𝑂 3 − Ag2SO4 mineral (inorganik) asitlerde (HNO3, HCl) çözünür.

3. Nitrat ( NO 3 − ) iyonunun reaksiyonları 3.1. Difenilamin reaktifi ile Renksiz bir madde olan difenilamin bir oksitleyici varlığında yükseltgenerek mavi renkli difenilbenzidin viyoleye yükseltgenir ve bu reaksiyon asidik ortamda yürür. Bu yüzden NO 3 − , HNO2, FeCl3 gibi oksitleyiciler asidik ortamda difenilamin ile mavi renklenme meydana getirirler. Konsantre H2SO4 içerisinde çözülerek hazırlanmış difenil amin çözeltisi, nitrat çözeltisinin üzerine damla damla ilave edildiğinde iki sıvının temas yüzeyinde mavi bir renklenme meydana gelir. Ekzotermik bir reaksiyon gerçekleştiği için deney saat camında yapılır.

4. Karbonat ( CO 3 2− ) iyonunun reaksiyonları 4.1. Asit ilavesi ile (HCl, H2SO4, CH3COOH) CO 3 2− iyonu seyreltik asitlerle CO2 gazı çıkararak parçalanır. 𝐶𝑂 3 2− + 2𝐶𝐻 3 𝐶𝑂𝑂𝐻→ 2𝐶𝐻 3 𝐶𝑂𝑂 − + 𝐻 2 𝑂+ 𝐶𝑂 2 (𝑔) Çıkan CO2’in varlığı Ca(OH)2 veya Ba(OH)2 çözeltilerini bulandırmasıyla anlaşılır. 𝐶𝑎(𝑂𝐻) 2 + 𝐶𝑂 2 (𝑔) → 𝐶𝑎 𝐶𝑂 3 (𝑘) +4 H 2 O Bu laboratuvar kapsamında seyreltik asit veya CH3COOH gibi zayıf bir asit ilavesinden sonra çözeltiden gaz kabarcıklarının çıkması da CO2 varlığını kanıtlamaya yeterlidir.

4. Karbonat ( CO 3 2− ) iyonunun reaksiyonları 𝐶𝑂 3 2− + 2𝐶𝐻 3 𝐶𝑂𝑂𝐻→ 2𝐶𝐻 3 𝐶𝑂𝑂 − + 𝐻 2 𝑂+ 𝐶𝑂 2 (𝑔) 𝐶𝑎(𝑂𝐻) 2 + 𝐶𝑂 2 (𝑔) → 𝐶𝑎 𝐶𝑂 3 (𝑘) +4 H 2 O Royal Society of Chemistry, (2015). Practical skills assessment video - testing for carbonate ions. [online] Available at: https://www.youtube.com/watch?v=9Glh9bYkwe8 [Accessed 12.07.2017].

4. Karbonat ( CO 3 2− ) iyonunun reaksiyonları 4.2. BaCl2 ile CO 3 2− iyonu içeren çözeltiye BaCl2 eklendiğinde beyaz renkli BaCO3 çöker. 𝐶𝑂 3 2− + 𝐵𝑎𝐶𝑙 2 → 𝐵𝑎𝐶𝑂 3 (𝑘) + 2 𝐶𝑙 − Bu çökelek mineral asitlerde (HNO3, HCl) CO2 çıkararak çözünür. 𝐵𝑎𝐶𝑂 3 (𝑘) + 2𝐻 + → 𝐵𝑎 2+ + 𝐻 2 𝑂+ 𝐶𝑂 2 (𝑔)

4. Karbonat ( CO 3 2− ) iyonunun reaksiyonları 4.3. AgNO3 ile CO 3 2− iyonu içeren çözeltiye AgNO3 eklendiğinde beyaz renkli Ag2CO3 çöker. 𝐶𝑂 3 2− + 2𝐴𝑔𝑁𝑂 3 → 𝐴𝑔 2 𝐶𝑂 3 (𝑘) +2 𝑁𝑂 3 − Bu çökelek mineral asitlerde (HNO3, HCl) CO2 çıkararak çözünür. 𝐴𝑔 2 𝐶𝑂 3 (𝑘) + 2𝐻 + → 2𝐴𝑔 + + 𝐻 2 𝑂+ 𝐶𝑂 2 (𝑔)

5. Fosfat ( PO 4 3− ) Bilinen 3 fosforik asit vardır. H3PO4 Ortofosforik asit (en önemlisi) H4P2O7 Pirofosforik asit HPO3 Metafosforik asit H3PO4 tribazik bir asittir ve NaOH ile 3 tuz meydana getirebilir. NaH2PO4 Primer ortofosfat Na2HPO4 Sekonder ortofosfat (Ortofosfat) Na3PO4 Tersiyer ortofosfat

5. Ortofosfat ( HPO 4 2− ) iyonunun reaksiyonları 5.1. Molibdat iyonu (Amonyum molibdat çözeltisi) ile : Ortofosfat ile molibdat iyonu HNO3’li ortamda sarı renkli amonyumfosfomolibdat çökeleğini meydana getirirler. 𝐻𝑃𝑂 4 2− + 12( 𝑁𝐻 4 ) 2 𝑀𝑜𝑂 4 +23 𝐻𝑁𝑂 3 → ( 𝑁𝐻 4 ) 3 ( 𝑀𝑜𝑂 3 ) 12 𝑃𝑂 4 (𝑘) + 21𝑁𝐻 4 + +23 𝑁𝑂 3 − + 12𝐻 2 𝑂 Amonyum fosfomolibdatın oluşumunu hızlandırmak için çözelti ortamı 40oC’ye kadar ısıtılabilir ya da ortama amonyum nitrat ilave edilebilir.

5. Ortofosfat ( HPO 4 2− ) iyonunun reaksiyonları 5.2. AgNO3 ile Ortofosfat nötral ortamda AgNO3 ile Ag 3 PO 4 ‘tan ibaret sarı bir çökelek meydana getirir. 𝐻𝑃𝑂 4 2− + 3𝐴𝑔𝑁𝑂 3 → 𝐴𝑔 3 𝑃𝑂 4 (𝑘) +2 𝑁𝑂 3 − + 𝐻𝑁𝑂 3 Bu çökelek NH3 ve HNO3 ‘li ortamda çözünür. 𝐴𝑔 3 𝑃𝑂 4 (𝑘) + 3𝐻 + → 3𝐴𝑔 + + 𝐻 3 𝑃𝑂 4

5. Ortofosfat ( HPO 4 2− ) iyonunun reaksiyonları 5.3. BaCl2 ile Ortofosfat nötral ortamda BaCl2 ile BaH PO 4 ‘tan ibaret beyaz amorf bir çökelek meydana getirir. 𝐻𝑃𝑂 4 2− + 𝐵𝑎𝐶𝑙 2 → 𝐵𝑎𝐻𝑃𝑂 4 (𝑘) + 2 𝐶𝑙 − Bu çökelek mineral asitli ve asetik asitli ortamda çözünür. 𝐵𝑎𝐻𝑃𝑂 4 (𝑘) + 2𝐻 + → 𝐵𝑎 2+ + 𝐻 3 𝑃𝑂 4 Eğer asitlendirme H2SO4 ile yapılacak olursa eklenen asitteki sülfat, baryum ile reaksiyona girerek BaSO4 olarak çökeceği için asitlendirme işleminde H2SO4 kullanılmamalıdır. Her iki çökelek de beyaz olduğu için fosfat varlığından emin olunamaz.

Kaynaklar Analitik Kimya Pratikleri Kalitatif Analiz, F. Onur (Ed.), A.Ü. Eczacılık Fakültesi Yayınları No. 103, 2012.