Analitik kimyo

I.ASOSIY QISM
1.1.Titrimetrik analiz usullarining sinflanishi.
Titrimetrik analiz qo`llanniladigan asosiy reaksiyaga binoan titrimetrik analiz metodlarini to`rtta guruhga bo`linadi.
1.Kislota-asosli titrlash (neytrallash) metodi
Neytrallash reaksiyasiga asoslanadi.
H⁺+OH^- = H₂O H₃O⁺ + OH^-­ = 2H₂O
Bu metod eritmadagi kislota yoki ishqorlar konsentratsiyalarini aniqlash bilan birga gidrolizlanuvchi tuzlar konsentratsiyalarini ham aniqlashga imkon beradi

1. 
   Neytralash metodida ekvivalent nuqtani indiqatorlar (lakmus, meti zarg`aldoq, metal zarg`aldoq, fenolftalein) ragini o`zgarishiga qarab aniqlanadi.
   

2. Oksidlanish – qaytarilish (redoqsimetrik) metod
Aniqlanuvchi modda eritmasi bilan ishchi titrlangan eritma orasida boradigan oksidlanish – qaytarilish reaksiyalariga asoslangan.
Bu metoddan qo`llaniladiganlari quyidagilardir:
Permanganatometriyada oksidlovchi sifatida kaliy permanganate KMnO<sub>4</sub> ning ishchi titrlangan eritmasi ishlatiladi. Bunda asosan indikatorsiz bajariladi.
Yodametriya. Bu metodda oksidlovchi sifatida erkin yod eritmasi ishlatiladi. Bu metod yordamida oksidlovchilarni ham, qaytaruvchilar miqdorini ham aniqlash mumkin.
Xramatometriya. Kaliy dixramat K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> eritmasi titrlangan ishchi eritma sifatida ishlatiladi. Bu metodni bevosita aniqlashda shuningdek bilvosita aniqlashlarda qo`llash mumkin. Bromatometriya.Bu metodida oksidlovchi sifatida ishchi eritma tariqasida kaliy bramat KBrO₃ eritmasi qo`llaniladi.
Vanadatometriya. Bu metodi ammoniy vanadatning oksidlash qobilyatidan foydalanishga imkon beradi. Bu metodlarda tashqari miqdoriy analizning
laboratoriya amaliyotida foydalaniladigan bir qancha turlari bor.
3.Cho`ktirish metodi.
Cho`ktirish metod almashinish reaksiyalarga asoslangan bo`lib, bu reaksiyalarda aniqlanuvchi element (ion) qandaydir qiyin eruvchan birikma holida cho`kmaga tushadi. Ekvivalent nuqta har xil usular bilan aniqlanadi. Bu reaksiyalar quyidagi talablarni qanoatlantirishi lozim.

• 
  Cho`kma amalda erimaydigan bo`lishi kerak.
  
• 
  Cho`kma yetarli darajada tez va stexiometrik hosil bo`lishi.
  
• 
  Indikatorlar yordamida ekvivalent nuqtani aniqlash uchun imkoniyat bo`lishi kerak.
  
• 
  Begona moddalarning adsorbsiyasi hodisasi analiz natijasiga tasir qilmasligi kerak.
  

Qo`llaniladigan ishchi eritmalarga bog`liq tarzda cho`ktirish metoddlari
quyidagicha nomlanadi.
1.Argentometriya - ishchi eritma sifatida kumush nitratning eritmasi ishlatiladi. Argentometryada ekvivalent nuqtani belgilashda indikatorsiz va indicator qo'llaniladigan usullardan foydalaniladi.
Bu usullarga Gey-Lyussak usuli, Mor usuli, Folgard usuli, Fayans usullaridan foydalanib amalga oshiriladi.
4.Kompleks hosil bo'lishi (kompleksionometriya)metodi.
Kam ionlanuvchi kompleks iolar hosil bo'lishiga asoslangan titrimetrik
aniqlashlarni o'z ichiga oladi. Bu metod yordamida kompleks hosil qilish
reaksiyalariga kirisha olish xossasiga ega bo'lgan har xil katiolar aniolar miqdori aniqlanadi. Keyingi vaqtlarda katiolarning organik reagentlar – kompleksonlar bilan o'zaro tasiriga asoslangan analiz.
1.Suvda va ba'zi erituvchilarda yaxshi eriydi.
2.Ko`pchilik metallar kationlari bilan oson reaksiyaga kirishadi. Shu jumladan boshqa kompleks hosil qiluvchi reagentlar bilan kompleks birikmalar hosil qilmaydigan ishqoriy-yer metallar kationlari bilan ham suv eruvchan barqaror kompleks birikmalarni hosil qiladilar.
3.Ba`zi bir kompleksonlar u yoki kationlarga tanlab tasir qilishi xususiyatlarga ega.
1.To`gri titrlash oxirgi nuqtada rangini keskin o`zgartira oladigan indikotorlar ma`lum bo`lganda o`tkaziladi.
Tekshiriladigan eritmaga buffer aralashma qo`shish bilan uning pH qiymati ishqoriy muhitga (pH=10) keltiriladi va trilon B ning standartlashtirilgan eritmasi bilan titrlanadi.
2.Teskari titrlash tekshirilayotgan metal kationi indikator no`malum bo`lgan xollarda o`tkaziladi. Tekshirilayotgan metall kationi indikator nomalum bo’lgan hollarda o’tkaziladi.Tekshirilayotgan eritmaga ma’lum hajmda tirilon B ning standartlashtirilgan eritmasidan qo’shiladi, aralashma reaksiya tugallanishi uchun isitiladi, so’ng sovitilib tirilon B ning ortib qolgani magniy yoki rux tuzining titrlangan eritmasi yordamida aniqlanadi.Bunda ekvivalent nuqta magniy yoki rux ioni uchun ishlatiladigan indikator ishtirokida belgilanadi.
3O’rinbosarni titrlash ko’pchilik kationlarga nisbatan magniy kationlarini tirilon B bilan mustahkam bo‘lmagan kompleks hosil bo’lishiga asoslanadi. Shu sababli agar magniyli kompleks aniqlanuvchi metall kationlari bor eritma aralashtirilsa, muvozanat o'ng tomonga siljiydi.
4.Almashlab titrlash usuli aniqlanuvchi ion ishchi eritma yordamida bevosita tasirlashmasa yoki indikator bilan reaksiya bermagan hollarda qo’llaniladi.
Bu usul bo’yicha aniqlanuvchi modda ustiga reaksiyaga kirishuvchi maxsus reagent qo’shiladi. Mahsulotlardan birini ishchi eritma bilan titrlanadi.
Titrimetrik aniqlashlarni qanday usulda bajarilishidan qatiy nazar hamma vaqt ishchi titrlangan eritmalar,reaksiyaga kirishuvchi moddalar eritmalari, hajmini
aniq o’lchash, ekvivalent nuqtani aniq belgilash, analiz natijalarini to’g’ri hisoblash zarur bo’ladi.
Titrlangan va standart eritmalar.
Titrimetrik metodda ishlatiladigan barcha eritmalar o’z vazifasiga ko’ra titrlangan va standart eritmalarga bo’linadi. Titrlangan eritmalar. Ular analitik tarozida o’lchab olingan modda namunasini o'lchov kolbasiga o’tkazish, uni eritish va eritma hajmini kolba belgisiga qadar yetkazish yo’li bilan tayyorlanadi. Bu holda tayyorlangan eritmaning titri T na’muna massasi (a, g) ni eritma hajmi (V, ml) ga bo`lish bilan topiladi. T=a/V
.

Titr bilan ifodalangan konsentratsiyada normal konsentratsiyaga

(N)ga o`tishda quyidagi formulada foydalanadi:
N=T<sup>.</sup>1000/Э ya`ni eritma titrini 1000 ga ko`paytirib, erigan modda ekvivalenti (E) gab o`lish kerak. Masalan, Na₃CO₃ tortimining massasi 0.531 g, u hajmi
100 mlli o`lchov kolbasida eritilganda xosil bo`lgan eritmaning titri T=0.5312/100=0.005312 g/ml gat eng, normalligi:
Demak, titrlangan ishchi eritmalar moddaning aniq o’lchab olingan tortimidan foydalanib tayyorlanadi.
Tayyorlangan titri eritmani tarkibi o’zgarmas va xavo ta’sirida hamda biror erituvchida aniq eritilganda tarkibi o’zgarmaydigan ximiyaviy jixatdan toza moddalardangina tayyorlash mumkin. Bunday talablarga javob bera oladigan moddalarga kristall holatdagi bura Na₂B₄O₇*10H₂O va Na₂CO₃*10H₂O misol bo`la oladi.
Ular yordamida kontsentratsiyasi noma’lum kislota eritmalarining titrini aniqlanadi.Ishqor eritmalarining titrini aniqlashda standart ishchi eritma (ya’ni aniq titrili eritma) sifatida oksalat H₂C₂O₄*2H₂O yoki kaxrabo H₂C₄H₄O₄ kislotalaridan birining eritmasidan foydalanish mumkin. Zaruriy kontsentratsiyada titri aniq eritma tayyorlash uchun moddadan hisoblangan kontsentratsiyaga aniq muvofiq keladigan miqdori tortib olish kerak. Masalan, sulfat kislotaning 1l eritmasida
0,1 g-ekv yoki 4,9038 g H₂SO₄ bo’lsa, tayyorlangan eritmaning kontsentratsiyasi aniq 0,1 n ga teng bo’ladi.
Ammo aniq kontsentratsiyali ishchi eritma tayyorlash uchun moddaning nazariy hisoblangan zaruriy miqdorini analitik tarozida tortib olish qiyin, buning ustiga ko’p vaqt ketadi.Shuning uchun ko’p hollarda moddaning hisoblangan miqdoriga yaqin bo’lgan aniq massali modda miqdoridan eritma tayyorlash usulidan foydalaniladi. Avvalo modda texno-ximiyaviy tarozida 0,01 grammgacha aniqlik bilan tortib olinib, soat oynasiga yoki byuksga solinadi va analitik tarozida tortiladi. Shundan so’ng modda extiyotlik bilan o'lchov kolbasiga solinadi, soat oynasi yana analitik tarozida tortiladi. Massalar orasidagi farqdan namunaning massasi topiladi. So’ngra amalda olingan tortim massasini nazariy hisoblangan tortim massasiga bo’lgan nisbatidan foydalanib, tayyorlanishi zarur bo’lgan eritma normalligiga kiritiladigan tuzatish koeffitsienti (K) hisoblab topiladi. Masalan Na₂CO₃ ning 100 ml 0,1 M kontsentratsiyali eritmasini tayyorlash uchun 0,5312 g tortim analitik tarozida o’lchab olindi. Nazariy hisoblangan tortim massasi esa 0,5300 grammga teng bo’lsa, tuzatish koeffitsientining qiymati quyidagicha topiladi:

Ko’rinib turibdiki, amalda tayyorlangan eritmaning kontsentratsiyasi tayyorlanishi zarur bo’lgan eritma kontsentratsiyasiga nisbatan 1,00226 marta
katta. Shunday qilib, tayyorlangan eritmaning kontsentratsiyasi
0.14* 1.00226 = 0,100226 n bo’ladi.
Tuzatish koeffitsienti aksariyat hollarda normallik faktori yoki eritma
normalligiga kiritiladigan tuzatish deb ham ataladi.Ishlab chiqarish korxonalari
laboratoriyalarida asosan tuzatish koeffitsientidan foydalaniladi.
Aniq titrli eritmalar. Standart ishchi eritmalar sifatida mineral kislotalar, ishqorlar, kaliy permanganat, natriy tiosulfat kabi tuzlaming aniq titrli eritmalaridan foydalaniladi. Bu eritmalar standart eritmalarga qo’yiladigan talablarga javob bermaydi. Ulardan olingan tortim massasiga ko’ra aniq kontsentratsiyali eritmalarni tayyorlab bo’lmaydi. Masalan H₂SO₄ namni kuchli yutadi, tarkibida suv bo’ladi va uni yo’qotish juda qiyin, uchuvchanligi tufayli
HCl ning ham tarkibi o’zgarib turadi: o’yuvchi ishqorlar esa xavo tarkibidagi
SO₂ ni va suvni yutib, o’z massasini o’zgartirib turadi, nixoyat KMnO₄ va Na₂S₃O₃ tuzlari eritilayotganda suv tarkibidagi qo’shimchalar bilan ta’sirlashib o’z tarkibini o’zgartiradi. Ularning tarkibi aniq formulaga javob bermaydi. Shuning uchun, ushbu kislota ishqor va tuzlarning kerakli kontsentratsiyadagi eritmalari taxminiy tayyorlanadi. So’ngra muvofiq ishchi (standart) eritma bilan titrlash orqali tayyorlangan taxminiy kontsentratsiyali eritmalaming titri aniqlanadi. Misol uchun NaOH eritmasining normalligini aniqlashda standart ishchi eritma sifatida oksalat kislota eritmasidan, xlorid kislota eritmasi normalligini topishda natriy tetraborat Na₂B₄O₇ tuzining standart ishchi eritmasidan foydalaniladi.
Demak, titri tortim massasi bilan emas, balki standart modda yordamida aniqlangan eritmalar aniq titrli yoki standartlashtirilgan eritmalar deyiladi.
Ishchi eritmalarning kontsentratsiyasini aniqlashda standart moddalardan boshqa moddalarni ham qo’llash mumkin.
Masalan: sulfat kislota eritmasining titrini aniqlashda titri biror muvofiq standart modda yordamida belgilangan natriy yoki kaliy gidroksid eritmasidan foydalanish mumkin. So’ngra titri aniqlab olingan sulfat kislotani boshqa biror ishqor xarakterdagi tuzning kontsentratsiyasini aniqlashda ham qo’llash mumkin.Xulosa qilib aytganda, analizda ishlatiladigan eritmalardan birining titrini aniqlashda standart moddadan foydalaniladi, qolgan eritmalaming titrini aniqlashda esa titri aniqlangan eritmalardan ketma-ket foydalanish mumkin. Bu xar bir eritma uchun aloxida standart modda qo’llashdek ortiqcha mashaqqatni kamaytiradi. Eritmalarning titrlarini aniqlashda juda extiyot bo’lish kerak va katta aniqlik bilan ishlash kerak. Analizda ishlatiladigan standart ishchi eritmalarni ham
extiyotlik bilan bilib tayyorlash zarur. Bulardan tashqari, eritmalarning titrini belgilashni analiz o’tkaziladigan sharoitda bajarilgani ma’qul. Masalan: pipetka yoki biror o'lchov kolbasining kalibrovkasi noto’g’ri bo’lsa, ulardan eritmalarning titrini belgilashda va analizdagi titrlash paytida foydalanilganda analiz natijasi noto’g’ri bo’ladi. Shuning uchun eritmalarning titrini aniqlashda ham va analizni bajarishda ham bitta pipetka va o'lchov kolbasidan foydalanish zarur.
Agroximiya, bioximiya va zoogigiena laboratoriyalarida, analitik laboratoriyalarda ishlatiladigan eritmalar ko’pincha fiksanallardan tayyorlanadi. Fiksanal, boshqasha aytganda standart-titr, 1 litr 0.1 n yoki 0,001 eritma tayyorlash uchun kerakli moddaning aniq tortib olingan miqdori yoki o’lchab solingan hajmini, quruq yoki eritma holida saqlovchi shisha ampuladir.
Fiksanaldan eritma tayyorlash uchun avval ampulaning sirtidagi etiketga olib tashlanadi va ampula tashqarisi dastlab oddiy suv, so’ngra distillangan suv bilan yaxshilab yuviladi. Shundan so’ng ampula ochiladi va ichidagi moddani to’kmasdan, juda extiyotlik bilan o'lchov kolbasiga solinadi. Buning uchun 1000 ml li o'lchov kolbasiga diametri 9-10 sm li oddiy voronka qo’yiladi. So’ngra voronka bo'yni yugan, uchi ingichka urgich (boshqa) qo’yiladi. Ampulaning bir tomoni pastga qaratib, uning uyiq joyi urgishga sekin uriladi. Ampulani aylantirmay turib, uni voronka ichida ushlagan holda, boshqa urgishdan foydalanib ampulaning ikkinchi (ya’ni yuqoridagi) tomondagi chu’qurchasi ham teshiladi. So’ngra moddani yoki eritmaning hammasini kolbaga yaxshilab tushirish kerak. Ampulaning holatini o’zgartirmagan holda uning teshigiga yuvgichning uchi kiritiladi va ampulani 6 marta ortiq hajmdagi distillangan suv bilan uning ichi yuviladi. Ampula ichidagi modda erigandan so’ng kolbadagi suyuqlik hajmi kolba belgisigacha etkaziladi, kolba og’zi tiqin bilan bekitiladi va eritma yaxshilab chayqatiladi. Sanoatda H₂SO₄ va HCl lar o’yuvchi Na va K eritmalari, quruq holdagi (KMnO₄, Na₂CO₃, va boshqalar) tuzlarning fiksanallari chiqarilmoqda. Fiksanallar joylashtirilgan quticha sirtiga ularning yaroqlilik muddati ham yozib qo’yilgan bo’ladi.
Standart ishchi eritmalar to’g’ri saqlanganda bir necha oy davomida ham ishlatish uchun yaroqli bo’ladi, ularning kontsentratsiyasi o’zgarmasdan turadi. Ishqorlar eritmasidan standart titrlovchi eritma sifatida foydalanilganda byurctkalar og'zi sifatli tiqinlar bilan bekitilishi kerak.