Analitik kimyo


III Mavzu: OPTIK ANALIZ USULLARI



Download 1,59 Mb.
Pdf ko'rish
bet5/9
Sana28.11.2019
Hajmi1,59 Mb.
#27485
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Bog'liq
instrumental analiz usulidan uslubiy korsatma


III Mavzu: OPTIK ANALIZ USULLARI

Tayanch iboralar

Optik analiz usullari 

Fotometriya usulining moҳiyati  

Yutilish spektrlarining tabiati 

Ёruғlik nuri yutilishining қonuni 

Eritmaning optik zichligi 

Buger-Lambert-Ber қonuni 

Nur yutishining molyar sўndirish koefficienti 

Nur  yutilishining  molyar  sўndirish  koefficientiga  ta`sir  қiluvchi 
omillar  

Buger-Lambert-Ber қonunidan chetlanishlar  

Ёruғlik yutilishining additivlik қonuni 

 
48 

Fotometrik usulning afzalligi va kamchiligi 

Fotometrik usulning ishlatish soҳalari 

Refraktometrik usuli 

Molyar refrakciya 

Refraktometrik usulning ishlatilishi 

Polyarimetrik usul 

Optik aktiv moddalarning turlari 

Polyarimetrik usulning ishlatilishi 
Analizning  optik  usullari  moddalarning  elektromagnit  nurlanish  (ёruғlik 
nuri) energiyasi bilan ta`sirlashishi natijasida ўzgaradigan parametrlarni ўlchashga 
asoslangan. Analizning optik usullari қuyidagilarga bўlinadi:  
1.  Refraktrometrik  –  moddaning  ёruғlik  nuri  sindirish  kўrsatgichini 
ўlchashga asoslangan. 
2.  Nefelometrik  –  eritmaga  tўshaёtgan  ёruғlik  nurining  eritmada  ёyilish 
intensivligini ўlchashga asoslangan. 
3. Turbidimetrik  -  eritmadan  ўtgan  ёruғlik  nuri  intensivligini  ўlchashga 
asoslangan.  
4.  Polyarimetrik  -  қutblangan  nur  tekisligining  burilish  burchagini 
ўlchashga asoslangan. 
5.  Emission  –  atomning  қўzgalgan  ҳolatida,  ya`ni  elektronning  bir 
energetik  қavatdan  boshқa  energetik  қavatga, ўtishida  chiққan  nur  intensivligini 
ўlchashga asoslangan.  
6.  Absorbcion  –  moddalarning  elektromagnit  nurlarni  tanlab  yutishiga 
asoslangan, bўlib ёruғlik nuri yutilishining asosiy қonuniga bўysunadi.  
 
3.1. Yoruqlik nuri yutilishining asosiy qonuni. (Buger-Lambert-Ber 
qonuni) 
Ma`lumki,  modda  atom  ёki  ionlar  ёruғlikni  yutganda  ularning  energetik 
ҳolati ўzgaradi, aniқrogi energiyasi kam E
1
 ҳolatdan energiyasi yuқori E
2
 ҳolatga 
ўtadi. Shu paytda modda tarkibida "elektron ўtish" rўy beradi, bu ўtish faқat aniқ 

 
49 
energiyali  ёruғlik  nuri  (kvant)  yutilganda  rўy  beradi.  Bu  yutilish  faқatgina 
yutiladigan  energiya  kvantining  miқdori  shu  elektron  ўtishga  tўғri  keluvchi 
energiya farқi (∆E) ga teng bўlganda amalga oshadi, ya`ni   

E = E

- E

= h

 
h - 
-34
 joulь. Sek; 
v - yutilgan ёruғlikning tebranish chastotasi, Gc. 
Kўrinib  turibdiki,  tўshaёtgan  ёruғlikning  bir  қismi  moddaga  yutilib 
қoladi. Natijada tўshaёtgan nurning bir қismi "қatlam" ga yutilib ўz intensivligini 
kamaytiradi.  Moddadan  ўtaёtgan  nur  intensivligi  (J)  ning  kamayishi  (J/J
0
), 
yutuvchi  modda  miқdori  (C)  va  қatlami  қalinligi  (l)  orasidagi  boғlanish  ёruғlik 
yutilishining  asosiy  қonuni  deyiladi.  Ўtaёtgan  nur  intensivligi  kamayishini 
ўlchash  uchun,  shu  nurning  toza  erituvchidan  ўtgandagi  intensivligi  J
0
  -, 
aniқlanaёtgan moddaning shu erituvchidagi eritmasidan ўtgandagi intensivligi J- 
ni  solishtirish  bilan  erigan  modda  miқdori  aniқlanadi.  Bir  hil  materialdan  iborat 
teng қalinlikdagi қatlamda eritmadan ўtgan ёruғlikning tarқalishi va қaytishi teng 
bўlib, ular intensivligining kamayishi eritmaning koncentraciyasiga boғliқdir. 
Ҳar  қanday  eritmadan  ўtgan  nur  intensivligining  kamayishi 
ўtkazuvchanlik koefficienti bilan harakterlanadi: 
0
J
J
Т

 
bunda, T - ўtkazuvchanlik koefficienti 
va J
0
 - ўtgan va tushgan nurlar intensivligidir 
Ўtkazuvchanlikning  manfiy  ishorali  ўnli  logarifmi  eritmaning  optik 
zichligi deyiladi: 
J
J
A
J
J
J
J
T
A
0
0
0
lg
:
lg
lg
lg






 
Eritmaning  optik  zichligi  (A)  bilan  yutuvchi  қatlam  қalinligi  orasidagi 
boғlanish  Buger  (1729  y)  va  Lambert  (1760  y)  tomonidan  ўrganilgan  bўlib, 
қuyidagicha ifodalanadi: 
A = R 

 l 

 
50 
R - proporcionallik koefficienti; 
l - eritma қavatining қalinligi, ya`ni kyuvetaning ўlchami (sm). 
 
 
 
         
 
 
 
 
 
 
 
1 - chizma. Buger - Lambert қonunining grafik kўrinishi 
 
Taьrif: Moddaning bir hil қalinlikka esa bўlgan bir jinsli қatlamlari unga 
tushaёtgan  ёruғlik energiyasini teng  ulushlarda  yutadi. Bu  boғlanish grafikda (1-
chizma) қuyidagi kўrinishda bўladi. 
Yutuvchi  қatlam  teng  қiymatlarga  bўlingan  ёruғlik  intensivligi  ҳar  bir 
bўlakdan ўtganda (2- chizma) n martadan kamayib boradi, ya`ni. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2-chizma. Ёruғlik oқimi intensivligining yutuvchi қatlam  
               қalinligiga  boғliқ ҳolda ўzgarishi. 
 

 
51 
                 
2
0
0
1
2
0
1
/
;
n
J
n
n
J
n
J
J
n
J
J




     va ҳokazo. 
 
 Umumiy  ҳolda  J  =  J
0
/n
l
  modda  koncentraciyasi  doimiy  bўlganda 
yuқoridagi  formuladan  foydalanib  yutuvchi  қatlam  қalinligini,  ёruғlik  kuchi 
қanchaga  kamayishini  nur  yutilishning  molyar  sўndirish  koefficientini  ҳam 
ҳisoblash mumkin. 
J
J
n
l
0

                
 
logarifimlasak, 




n
n
l
J
J
lg
:
lg
lg
0
        bilan belgilanib
nur yutilishining molyar sўndirish koefficienti deyiladi. Unda,  
E
l
J
J


0
lg
 ifodaga 
ega bўlamiz.  
Eritma  koncenraciyasi  bilan  eritma  optik  zichligi  orasidagi  boғlanish  esa 
Ber қonuni (1852 y) bilan ta`riflanadi:  
"Yutuvchi  қatlam  қalinligi  ўzgarmas  bўlganda  eritmaning  optik  zichligi 
erigan modda koncentraciyasiga tўғri proporcional bўladi. 
C
R
J
J
A
1
0
lg


 
R
l
 - proporcionallik koefficienti. 
Buger  -  Lambert  va  Ber  қonunlarini  umumlashtirib,  ёruғlik  yutilishining 
asosiy қonuni formulasiga ega bўlamiz: 
A = 

 

 C 

 l   
ёki 
 
T = 10


 

 Сl
 
-lgT = 

 

 C 

 l 
ya`ni, eritmaning optik zichligi aniқlanuvchi moddaning molyar nur yutilishining 
molyar  sўndirish  koefficienti  (ε)  ga,  koncentraciyasiga  (C,  mol/l)  va  yutuvchi 
қatlam қalinligi (l,sm) ga tўғri proporcional.  
l-const  bўlganda  eritmaga  monohromatik  nur  tushganda,  eritmaning  optik 
zichligi bilan eritma koncentraciyasi orasidagi boғlanish grafigi қuyidagicha bўlib 
(3-chizma) darajalash grafigi ҳam deyiladi. 
 

 
52 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 - chizma.  Darajalash grafigi. 
 
 
3.2. Nur yutilishining molyar so’ndirish koeffisienti. 
 
 
Nur yutilishining molyar sўndirish koefficientining fizik ma`nosi, = 1 sm 
va C=1 mol/l bўlganda eritmaning optik zichligi A = ε C 
A = 

 
Ҳar  bir  modda  ўzining  nur  yutilishining  molyar  sўndirish  koefficienti 
bilan harakterlanadi. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4-chizma. Yutilish spektrining maksimumini aniқlash. 
ε - ning қiymati nurning tўlқin uzunligi (λ), eritmaning ҳaroratiga, erigan 
modda va erituvchining tabiati (hususiyati) ga boғliқ bўlib, eritma koncentraciya 

 
53 
va  yutuvchi  қatlam  қalinligiga  boғliқ  emas.  Analiz  қilinadigan  ҳar  bir  modda 
ma`lum bir tўlқin uzunlikdagi nurni kўproқ (4-chizma) yutadi va moddaning nur 
yutilish koefficienti shu tўlқin uzunligidagi nur bilan belgilanadi - ε
λ

Analiz  қilinishi  mumkin  bўlgan  moddalar  uchun  ε  ≥  10

bўlishi  kerak. 
Tarkibida  bir  nechta  rangli  moddalar  saқlagan  eritmaning  optik  zichligi  additiv 
hususiyatga  ega,  ya`ni  bir  moddaning  ёruғlik  yutish  hususiyati,  shu  eritmadagi 
boshқa  moddalarning  ishtirok  etishiga  boғliқ  emas.  Eritma  ning  optik  zichligi 
eritmadagi ҳar bir rangli moddaning optik zichliklarini yiғindisiga teng. 
A = A
1
 + A
2
 +....+A
n
 
A
1
, A
2
 ... A
 
n
 moddani va ҳokazo n-chi moddaning (optik zichligi). A 
= ε C l ni ҳisobga olganda 


n
n
C
C
C
l
А







.
.
.
2
2
1
1
 
 
3.3. Buger - Lambert - Ber qonunidan chetlanishlar. 
 
Buger-Lambert-Ber  қonuni  tajribalarda  (a)  bir  necha  marta  tўғri 
tekshirilgan  bўlsa,  ҳam  ayrim  ҳollarda  tajribada  Ber  қonuniga  e`tibor  berilmasa 
chetlanishlar (b) bўladi. (5- chizma) Buger-Lambert-Ber қonunini қўllash uchun 
қuyidagilarga e`tibor berish kerak. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5- chizma. Eritma optik zichligini eritma kocentraciyasiga  
                 boғliқligi. 
 
С, mol/l
 
А
 
а)
А
 
б
)
А
 
 

 
54 
1.Tўshadigan  nur  monohromatik  (λ  =  const)  bўlishi  kerak,  shunda  bu 
cheklanishni kўrsatish uchun formula қuyidagicha ёziladi: 
A = 

 

 l 

 C 
sindirish  kўrsatgichiga  boғliқ.  Shu  sababli  kichik  koncentraciyadagi  eritmalar 
ishlatiladi,  chunki  ularni  nur  sindirish  kўrsatgichlari,  erituvchini  nur  sindirish 
kўrsatgichi  bilan  bir  hil  bўladi.  Agar  koncentraciyasi  katta  bўlsa,  nur  sindirish 
kўrsatkichini ўzgarishi қonundan chetlanishga olib keladi.  
3.  Aniқlash  doimiy  ҳaroratda  olib  borilishi  kerak  (ya`ni  termostatlarda 
bajariladi).  
4. Tўshadigan nur bogi dastasi (pўchok) parallel bўlishi kerak.  
5.  Nur  yutadigan  zarrachaning  tarkibi  doimiy  bўlishi  kerak,  agar 
koncentraciya  ўzgarishi  bilan  dissociaciyalanish  parchalanish  polimerlanish  va 
boshқa  ўzgarishlar  bўlsa,  optik  zichlikning  koncentraciyaga  boғliқligi  tўғri 
 
Masalan:  K
2
Cr
2
O
7
  eritmasini  suyultirilganda  Cr
2
O
7
2-
  -ionlarining 
koncentraciyasini kamayishi bilan birgalikda, kimёviy ta`sir sodir bўladi: 
Cr
2
O
7
2-
 + H
2
O = 2HCrO
4
-
 = CrO
4
2-
 + 2H
+
 
Natijada eritmada Cr
2
O
7
2-
 ionlari ўrniga CrO
4
2-
 ionlari ҳosil bўladi.   va  - 
қiymatlari turlicha bўlib, optik zichlikning қiymati ҳam ўzgaradi.  
 
3.4. Optik analiz usullari bilan eritma konsentrasiyasini aniqlash 
yo’llari. 
1.  Darajalash  grafik  usuli.  Buger-Lambert-Ber  қonuniga  asoslanib 
eritmaning optik zichligi bilan eritma koncentraciyasi (standart eritma ishlatiladi) 
orasidagi  boғlanish  grafigi  chiziladi,  bu  kўpincha  darajalash  grafigi  deyiladi. 
Grafik  kam  deganda  3ta  ёki  5ta  nuқta  asosida  chiziladi.  Noma`lum 
koncentraciyadagi  eritmaning  optik  zichligi  aniқlanib,  darajalash  grafigidan 
ekstrapolyaciya usulida eritma koncentraciyasi topiladi(3-chizma).  

 
55 
2.  Nur  yutilishining  molyar  sўndirish koefficienti  usuli. Bu usulda bir 
nechta standart eritmalarning optik zichliklari aniқlanib,  nur yutilishining molyar 
A
st
/lC
st
  ҳisoblanadi.  Ҳisoblangan  nur 
yutilishining molyar sўndirish koefficientining ўrtacha қiymati olinadi. Noma`lum 
eritmaning  optik  zichligi  ўlchanib,  eritma  koncentraciyasi  C
x
  =  A
n
l  formula 
bilan  ҳisoblab  topiladi.  Modda  miқdori 
пипетка
K
a
A
X
V
V
V
M
C
m
*
*
*
)
(

    formuladan 
foydalanib ҳisoblanadi.  
M
A
  -  aniқlovchi  moddaning  molyar  massasi  (ionlar  uchun  elementning 
atom massasi)  
V
a
 - (alikvot) rangli eritma tayёrlash uchun olingan eritma ҳajmi 
V
pipetka
  -  eritma  tayёrlash  uchun  olingan  ҳajm  (ўlchov  pipetkasining 
ҳajmi)  
V
K
 - analiz қilinaёtgan eritmaning umumiy ҳajmi (ўlchov kolbasi ҳajmi)  
Usulning  cheklanganligi  shundaki,  eritma  koncentraciyasi  Buger-
Lambert-Ber қonuniga bўysunadigan chegarada tayёrlanadi.  
3.  Standart  taққoslash  usuli.  Bu  usulda  ε  -const  va  l-const  bўlganda 
standart va noma`lum eritmalarning optik zichliklari ўlchanib, 
A
ст
 = 

 

 l 

 C
ст
 
A
х
 = 

 

 l 

 C
х
 
tenglama tenglashtirib ўzgarmas қiymatlar tashlab yuboriladi,  
Х
СТ
Х
СТ
С
С
А
А

      bundan       
CT
m
Х
Х
C
С
А
С


 
Analiz қilinaёtgan eritma suyultirish usuli bilan tayёrlangan bўlsa, modda 
miқdorini gramm ёki mg. da ifodalanadi.    
g
x
 = C


 V
0
 

 V
K
 / V
a
 
g
x
 - aniқlanuvchi modda miқdori, mg. 
V

- optik zichligi ўlchanaёtgan rangli eritma ҳajmi, ml. 
V

- analiz қilinaёtgan eritmaning umumiy ҳajmi (ўlchov kolbasi ҳajmi), 
ml. 

 
56 
V
a
 (alikvot) - rangli eritma tayёrlash uchun olingan eritma ҳajmi, ml. 
 
3.5. Refraktometrik analiz usuli

Refraktometrik analiz usuli analiz қilinadigan moddalarning nur sindirish 
kўrsatgichining ўlchanishiga asoslangan. Ҳar қanday toza modda ma`lum bir nur 
sindirish  kўrsatgichiga  ega.  Nur  sindirish  kўrsatgichini  қiymatiga  қarab, 
moddalarning tozalik darajasi aniқlanadi. 
Ёruғlik  yўnalishining  bir  muҳitdan  ikkinchi  muҳitga  ўtishida  ўzgarishi 
ёruғlikning sinishi ёki refrakciyasi deyiladi. Moddalarning  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
sindirish  kўrsatkichini  ўlchaydigan  asboblar  refraktometrlar  deb,  analiz  usuliga 
esa refraktometrik analiz usuli deyiladi.  
Ёruғlik  nuri  ikki  shaffof  muҳit  sirt  fazasida  tўshaёtganda  bir  қismi 
қaytadi, bir қismi ikkinchi muҳitda tarқaladi (sinadi). 
Ёruғlikning  ikkinchi  muҳitda  tarқalishi  ёruғlikning  sinish  қonunlariga 
bўysunadi (fizika kursidan ma`lum).  
1.  Tushuvchi  nur,  singan  nur  va  muҳitlar  chegarasidagi  nurning  tushish 
nuқtasiga tushirilgan perpendikulyar bir tekislikda ёtadi. 
2.  Nurlarning  tushish  burchagi  sinusi  (sinα
1
)  ning  nurni  sinish  burchagi 
sinusi (sinα
2
) ga bўlgan nisbati berilgan muҳitlar uchun ўzgarmas  miқdor  bўlib, 
ikkinchi muҳitning birinchi muҳitga nisbatan sindirish kўrsatkichi (n) deyiladi. 
2
1
2
sin
sin



n
    
 (1) 

1
  

2
  

 
57 
Standart  sharoitda  moddalarning  vakuumga  nisbatan  olingan  sindirish 
kўrsatkichi, absolyut sindirish kўrsatkich deyiladi. 
 


2
2
sin
sin


в акуум
абс
n

                 (2) 
 


1
1
sin
sin


в акуум
абс
n

                    (3) 
unda                      
 


 


 
 
 
абс
абс
абс
в акуум
абс
в акуум
нис
n
n
n
n
n
1
2
1
2
2
1
2
sin
sin
sin
sin









  (4) 
nisbiy sindirish kўrsatkich absolyut sindirish kўrsatkichlarining nisbatiga teng. (4) 
tenglamadan          n
1(abc) 
sin

1
 = n
2(abc) 
sin


.  
 Ҳavoga  nisbatan  olingan  sindirish  kўrsatkich  tўғridan-tўғri  sindirish 
kўrsatkich (n) deyiladi. 
N
abc
 = n
abc(abo)
 

 n 
Atmosfera  bosimi  va  hona  ҳaroratida  n
abc(іavo)
  =    1,00027  unda  n
abc
  = 
 
Moddaning sindirish kўrsatgichi uning tabiatini aniқlaydi. Uning қiymati 
tushaёtgan nurning tўlқin uzunligiga va ҳaroratga boғliқ. Tўshaёtgan ёruғlikning 
tўlқin  uzunligini  kattalashishi  bilan  sindirish  kўrsatkichning  қiymati  kamayadi. 
Bir  hil  natijalarni  olish  uchun  ёruғlik  manbai  sifatida  ma`lum  tўlқin  uzunligiga 
ega bўlgan (natriyli, simobli, vodorodli) lampalar ishlatiladi.  
Ҳarorat kўtarilishi bilan suyuқliklarning sindirish kўrsatgichlarini қiymati 
kamayadi. Shuning uchun sindirish kўrsatkichining қiymati simvoli ёniga t
0
 
ni қiymati kўrsatiladi.  
Masalan:  
25
589
n
 
Lekin  tўғridan  -  tўғri  ҳavo  va  suyuқlik  chegarasida  tushish  ёki  sinish 
burchagini  ўlchash  noқulay.  Refraktometrlarda  suyuқlik  va  ichki  chegarasida 
tushish va sinish burchagi - tўla kaytish usulidan foydalanib ўlchanadi.  
Sindirish kўrsatkichi bilan moddaning zichligi (d) orasida (simbat) boғlanish 
mavjud.  Moddaning  zichligi  oshishi  bilan  sindirish  kўrsatkichini  қiymati  ҳam 
oshadi. 

 
58 
f
(n)
 = rd 
r-proporcionallik koefficienti solishtirma refrakciya deyiladi. 
r-ning  moddaning  molekulyar  oғirligiga  kўpaytmasi  molekulyar  (molyar) 
refrakciya deyiladi. 
R = 

 

 r 
Refrakciyaning  ҳisoblashda  Lorenc  -  Lorentcning  nazariy  formulasi 
keltirilgan 




d
n
n
R





2
1
2
2
 
n – sindirish kўrsatkich 
μ - molyar massa 
d – zichlik 
Molyar refrakciyani ҳisoblash uchun bir hil ҳaroratda moddaning zichligi 
va sindirgich kўrsatkichi ўlchanib yuқoridagi formulaga қuyib ҳisoblanadi.  
Molyar  refrakciya  additiv  hossaga  ega  bўlib,  molekuladagi  atomlar 
refrakciyasining yiғindisiga teng.  
Masalan: R
CCl
 = R
C
 + 4R
Cl 
= 2,42 + 4 

 5,97 = 26,36 
Atom  refrakciya  ҳar  bir  element  uchun  aniқlangan  (mahsus 
ma`lumotnomalarga keltirilgan). Tajriba yўli bilan ҳisoblangan molyar refrakciya 
қiymati bilan nazariy ҳisoblangan refrakciya қiymat solishtirilib, yangi aniқlangan 
modda  formulasi  tўғrisida  hulosa  қilinadi.  Demak,  molyar  refrakciya 
moddalarning tarkibini indentifikaciyalashda, ayniқsa, aҳamiyatli.  
Refraktometrik  analiz  usuli  oziқ-ovқat  sanoatida  (ёғ,  asal,  kofe) 
moddalarni tozaligini aniқlashda foydalaniladi.  
Bu usul eng oddiy instrumental analiz usuli bўlib, analiz uchun oz modda 
miқdori talab қilinib, tez va oson bajariladi.  
3.6. Polyarimetrik analiz usuli
Download 1,59 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish