Analitik kimyo

6. Kationlar tasnifi

Kation va anionlarning tahlili ularning tasnifiga ko’ra bajariladi. Analitik kimyodan dastlabki darslikni yozgan prof. Menshutkin taklif etgan, mumtoz – sulfidli, klassifikatsiya kationlarni sulfid ioni bilan hosil qilgan sulfidlari hossalarini farqiga asoslangan. Bu tasnifda gurux reagenti sifatida zaharli Н₂S eritmasi qo’llanishi sababli hozirgi vaqtda sifat tahlil, kationlarni kislota-asos xossalariga ko’ra tuzilgan tasnif asosida bajariladi.

Kationlarning kislota-asos tasnifi

Gurux	Kationlar	Gurux reagenti	Gurux nomi	Cho’kma xossalari
I	Na^+ K^+ NH4^+	Yo’q	–	–
II	Ag+ Pb2+ Hg2	HCl	Xloridlar	Xloridlari suvda erimaydi
III	Ca^2+, Sr^2+, Ba^2+, (Pb^2+)	2n H2 SO4	Sulfatlar	Sulfatlari suvda erimaydi
IV	Al^3+ Zn^2+ Cr^3+	2n NaOH+H2O2	Amfolitlar	Gidroksidlari suvda eri-maydi, lekin ishqorning mo’l miqdorida eriydi
V	Mq^2+ Mn^2+ Fe^2+ Fe^3+ Bi^3+	NaOH yoki NH4OH	Gidroksidlar	Gidroksidlari suvdava ishqorning mo’l miqdorida ham erimaydi
VI	Co^2+, Ni^2+, Cu^2+ Cd^2+, Hg^2+	Konsentrik ammiak	Ammiakatlar	Gidroksidlari konsentrlangan ammiakda eriydi

2.2. Moddalarni ajratish va konsentrlashni asosiy tushunchalari va tasnifi.

Analitik kimyoda u yoki bu elementga xos (xususiy) reaktsiyalar alohida ahamiyatga ega. Xususiy reaktsiya ushbu ionni boshqa ionlar ishtirokida ham aniqlash imkonini beradi Masalan: kraxmalning yod ta‘sirida ko’qarishi, ammoniy tuzlariga ishqorlar ta‘sir ettirilganda ammiak gazining ajralib chiqishi reaktsiyalar bunga misol bo’ladi.

Agar ionlar aralashmasiga qo’shilgan reaktiv faqat ba‘zi ionlar bilan reaktsiyaga kirishsa bunday reaktsiyalar selektiv reaktsiyalar deb ataladi.

9. 
   Masalan: (NH₄)₂C₂O₄ tuzi kationlar aralashmasiga qo’shilganida faqat Сa²⁺, Ba²⁺,Sr²⁺ , n²⁺ kationlar bilan reaktsiyaga kirishadi.
   

Qarama–qarshiliklar birligi va kurashi dialektika qonunini tasdiqlovchi, kimyo fanining asosiy qonunlaridan biri, MTQ reaksiya muvozanat xolatini moddalar konsentratsiyalariga bog‘likgini ifodalaydi

V₁ [C]^x[D]^y

_mA + _nB _xC + _yD K_m =

V₂ [A]^m[B]ⁿ

Reaksiyani to‘g‘ri va teskari yo‘nalish tezliklari tenglashganda dinamik (xarakatchan) muvozanat qaror topadi. Le Shatele qoidasiga muofiq bu muvozanatni chap yoki o‘ngga siljitish mumkin. K>1 bo‘lishi, reaksiya maxsuloti ko‘pligi, binobarin muvozanat o‘ngga siljiganligini anglatadi. K<1 bo‘lsa reaksiya teskari tomon ya’ni chapga siljigan bo‘ladi. K-qiymatlari analitik ma’lumotnomalarda keltiriladi. K=1 bo‘lgan kimyoviy reaksiyalar oxirigacha bormaydi.

Analitik reaksiyalar oxirigacha, to‘liq, borishi zarur, buning uchun tengishli analitik reaksiyaning muvozanat doimiysi 10⁸ va undan katta bo‘lishi lozim. Ayrim xollarda reaksiya oxirigacha borishi uchun, Le Shatele qoydasiga muvofiq, tegishli ta’sir vositalari qo‘llanadi.

MTQ, analitik kimyoda, turli analitik reaksiyalarda keng qo‘llanadi:

1. 
   Cho‘ktirish reaksiyalarida – cho‘qma xosil bo‘lishini oldindan aytib berish uchun.
   
2. 
   Kislota-asos muvozanatida eritmalar pH qiymatini va tuzlarni gidroliz darajasini xisoblash uchun.
   
3. 
   Oksidlanish qaytarilish reaksiyalarida muvozanat doimiysi, va reaksiya unumini xisoblash uchun.
   
4. 
   Kompleks xosil bo‘lish reaksiyalarida kompleks ion barqarorlik doimiysini xisoblash va boshqa ko‘p maqsadlarda ishlatiladi.
   

Ammo yuqorida keltirilgan ko‘rinishdagi 1-tenglik faqatgina, ideal ya’ni kuchsiz elektrolit eritmasi yoki kuchli elektrolitning o‘ta suyultirilgan eritmasiga oid bo‘lib, muvozanat doimiysi Ostvaldning suyultirish qonuniga ko‘ra dissotsiatsiya darajasi  orqali xisoblanadi

K_{M =} ²S/1 – 

Kuchli elektrolit eritmalari bu qonunga, quyidagi sabobga ko‘ra, itoat etmaydi.

Kuchli elektrolitlarni konsentrik eritmalarida ionlar, ko‘pligi sababli, bir birini xarakatchanligini kamaytiradi. Shuning uchun eritmadagi xarakatchan (fa’ol) ionlar konsentratsiyasi kuchli elektrolitning umumiy konsentratsiyasidan doimo kam bo‘ladi.

Kuchli elektrolit eritmasidagi ionlarni, fa’ol ya’ni, samarali konsentratsiyasi fa’ollik deb ataladi va (a) harfi bilan belgilanadi. Demak a < c

Fa’ollikni (a) umumiy konsentratsiya (s)ga nisbati – fa’ollik koeffitsienti deb ataladi f = a/c < 1.

Ion fa’olligini, o‘z elektrolitidan tashqari, begona kuchli elektrolit ionlari xam pasaytiradi. Eritmadagi barcha ionlarni fa’ollikga ta’sirini xisobga olish uchun ion kuchi tushunchasi kiritilgan. Eritmaning ion kuchi qancha yuqori bo‘lsa undagi ionlar fa’olligi shunchali past bo‘ladi.

Suvning ion ko‘paytmasi, suvli eritmalarning pH qiymati

Suv o‘ta kuchsiz elektrolit H₂O = H⁺ + OH^–

MTQ ni qo‘llassak:

(I)

(I) tenglama suvning dissotsiatsiyalanish darajasi. [H₂O] - suv molekulasining dissotsiatsiyalanmagan molyar konsentratsiyasi bo‘lib, 1 litr suvdagi mollar sonidir.

Distilangan suvdagi [H⁺] va [OH^–] ionlari konsentratsiyalarini ko‘paytmasi IK_H2O = [H⁺] * [OH^–] suvning ion ko‘paytmasi deb ataladi, uning qiytmati K_dis (H₂O) dan albatta farq etadi

[H⁺] * [OH^–] = K_H2O * [H₂O] =1,810^-16 * 55,56 = 1*10^-14

Demak suvning ion ko‘paytmasi doimiy son bo‘lib 1*10^-14 ga teng. Bu tenglikdan analitik reaksiyalar uchun o‘ta muxim bo‘lgan eritmaning pH qiymatini xisoblashda foydalaniladi.

Distillangan suvda [H⁺] = [OH^–] bo‘lgani uchun [H⁺]² = 1*10^-14

[H⁺] = √1*10^-14 = 1*10^-7 muxit neytral

Suvning ion ko‘paytmasini logariflab, barcha xadlarni (–1)ga ko‘paytirib:

(–1) · lg[H⁺] + lg[OH^–] = –14 · (–1); –lg[H⁺] + (–lg[OH^–]) = 14

Vodorod ioni konsentratsiyasini manfiy logarifmi rN deb ataladi

–lg[Н⁺] = рН

Demak suvning ion ko‘paytmasining logarifmik ko‘rinishi

pOH + pOH = 14

Suvli eritmalar pH qiymatlari quyidagi shkalada tavsiflanadi (3-rasm).

[H⁺]= 10^-1 10^-3 10^-5 10^-7 10^-8 10^-10 10^-12 10^-14

| | | | | | | | | | | | | | |

pH= | 3 | | 5 | 7 | 8 10 | 12 14

‌kuchli kislotali ‌ kuchsiz ‌‌ kuchsiz ishqor

kislotali| |

kuchli ishqor

III. Olingan natijalar va ularning tahlili

3.1. Organik reagentlarning afzalligi va ishlatilish sohalari.

Qator organik birikmalar muayyan, organik yoki anorganik moddalar bilan reaksiyaga kirishgada analitik samara zohir bo‘ladi. Analitik samara namoyon etuvchi organik birikmalar organik reagentlar deyiladi.

Organik reagentlarni analitik kimyoda qo‘llanishi, birinchi bor, 1885 y. rus olimi M.A.Ilinskiy, Co³⁺ ionini ochish

uchun, α-nitrozo, β-naftol reagentini qo‘llash bilan boshlangan

Organik reagentlarni anorganik ionlarga ta’siri qonuniyatlarini I.I.CHugaev ishlab chiqgan, shu sababdan bu ikki rus olimlari organik reagentlarni taxlilda qo‘llash asoschilari xisoblanadi.

Fanning mazkur soxasini rivojlantirish uchun I.P.Alimarin, A.K.Babko, Yu.A.Zolotovlar bilan bir qatorda o‘zbek olimlari Sh.T.Tolipov, Sh.T.G‘aniev, K.Raxmatullaevlar xam xissa qo‘shganlar.

Organik reagentlar kimyoviy taxlilni turli soxalarida taxlil usullarini osonlashtirish, tezlatish, sezgirligini oshirish maqsadlarida qo‘llanadi. Ular anorganik reagentlarga nisbatan qator afzalliklarga ega:

1. 
   sezgirligi yuqori bo‘lgani uchun, boshqa usullarda ochib bo‘lmaydigan ionni ochish imkonini beradi,
   
2. 
   aksariyat organik reagentlar o‘ta selektiv va spetsifik xossaga ega,
   
3. 
   organik reagentlar, eritma pH qiymatiga ko‘ra o‘z rangini o‘zgartirishi indikator sifatida kata axamiyatga ega.
   

Ko‘rsatilgan afzalliklar sababli organik reagentlar analitik kimyoda keng qo‘llanadi.
Xulosa

Biror tashqi belgi – cho‘kma yoki gaz ajralishi, cho‘kmani erishi, rang o‘zgarishi kabi tashqi samara bilan boradigan reaksiyalar analitik reaksiya deyiladi Ikki yoki undan ortiq turli ligand (reaktivlar) va bir xil metall ionlari hosil bo'lgan murakkab. Turli ligantlarning sinergetik ta'siri tufayli kompleks komplekslar selektivlik, barqarorlik, ranglarni ishlab chiqish va solventli ekstraktsiya jihatidan yaxshi analitik kimyonlarni namoyish etadi. Umumjahon analitik kimyoda keng qo'llaniladigan aralash komplekslarning shakllanishi. Organik reagentlarni anorganik ionlarga ta’siri qonuniyatlarini L.A.Chugaev ishlab chiqgan, shu sababdan bu ikki rus olimlari organik reagentlarni taxlilda qo‘llash asoschilari xisoblanadi. Fanning mazkur soxasini rivojlantirish uchun I.P.Alimarin, A.K.Babko, Yu.A.Zolotovlar bilan bir qatorda o‘zbek olimlari Sh.T.Tolipov, Sh.T.G‘aniev, K.Raxmatullaevlar xam xissa qo‘shganlar.

Ekstragent – tahlil etiluvchi moddani, bir fazadan ikkinchisiga, ekstraksiyalovchi organik erituvchi yoki reagentning eritmasi. Misol: Al3+ 8-oksixinolinni xloroformdagi eritmasi bilan yaxshi ekstraksiyalanadi.

Heteropoliya polinukolyoziya komplekslari ushbu toifaga tegishli ikkita yoki undan ortiq turli metal ionlari, masalan, Ce-tartarik kislota-Eu, Cu-sitrik kislota-Cr, La-bromopyrogallol red-Y, Sc-Arsenazo Ⅲ-Mo . Bu birgalikda qazib olish, umumiy ranglanish va birgalikda yashirish orqali ishlab chiqilgan yangi maydon. Bunday komplekslar nafaqat nazariy ahamiyatga ega, balki amaliy ahamiyatga ega. Yuqoridagi tizim amaliy ishlarda qo'llanilgan.

Foydalanilgan adabiyotlar

1. 
   Аналитическая химия. проблемы и подходы. том 1. Р. Келнера, Ж.-М.
   
2. 
   Мерме, М. Отто, Г.М. Видмер. - М. Мир, Издателство АСТ, 2004
   
3. 
   Аналитическая химия. проблемы и подходы. том 2. Р. Келнера, Ж.-М.
   
4. 
   Мерме, М. Отто, Г.М. Видмер. - М. Мир, Издателство АСТ, 2004
   
5. 
   Харитонов Ю.Я., Юнусходжаэв А.Н., Шабилалов А.А., Насирдинов С.Д.
   
6. 
   «Аналитик кимё. Аналитика». Фан. Т. 2008. 1 - жилд (лотинда)
   
7. 
   Харитонов Ю.Я., Юнусходжаэв А.Н., Шабилалов А.А., Насирдинов С.Д.
   
8. 
   «Аналитик кимё. Аналитика». Фан. Т. 2013. 2 - жилд (лотинда)
   
9. 
   Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.
   
10. 
    Mirkomilova M. «Analitik kimyo». O’zbekiston, Toshkent. 2001.
    
11. 
    www.ziyonet.uz
    
12. 
    www.arxiv.uz