Бухоро- 2022 Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги бухоро давлат университети

Семинар машғулотлари мавзулари:
1.Моддалар анализининг физик-кимёвий асослари.
2.Кимёвий бирикмаларга турли нурлар таъсирини ўрганиш аҳамияти. Бугер-Ламберт-Бер қонуни
3.Фотоколориметрия усули ва ундан амалда фойдаланиш аҳамияти
Таянч илмий ибора ва атамалар
Физик- кимёвий кўрсаткичлар; физик-кимёвий анализ; физик-омиллар ва воситалар, турли тўлқин узунлигидаги ультрабинафша, кўринадиган, инфрақизил ва бошқа нурлар, магнит, электромагнит ва ҳоказо майдонлар; Колориметрия; Фотоколориметрия; абсорбция; рефракция; люминесценция; флюросценция; модда (эритма)ларнинг оптик зичлиги; эритма концентра-цияси; электролитик диссоциация; ионлар; катион ва анионлар.
Билим назорати учун рейтинг
1. Физик-кимёвий анализ асосида қандай физик омиллар ётади? Шарҳланг
2. Физик-кимёвий анализ усуллари билан қандай маълумотлар қўлга киритилади.
3. Оптик усуллар тўғрисида нима биласиз?
4. Бугер-Ламберт-Бер қонунини шарҳлаб беринг. Қонун тенгламасини қандай фарқланади?
5. Фотоколориметрик усул билан қандай тажрибалар бажарилади.?
6. Нурлар таъсирида қандай ўзгаради?
7. Фотоколориметрик анализда нималарга амал қилиш керак?


3. ЭЛЕКТРОКИМЁВИЙ АНАЛИЗ УСУЛЛАРИ КОНДУКТОМЕТРИЯ
3.1. Умумий тушунчалар
Электрокимёвий анализ кимёвий моддаларнинг электрокимёвий хоссаларини ўрганиш асосланган. Бир қатор моддаларнинг эритмалари электр токини ўтказишлиги кўпчиликка яхши аён. Одатда шундай моддалар электролитлар деб аталади. Улар орасида юқори молекулали (полимер) лари ҳам бўлади, ана шундай бирикмаларни полиэлектролитлар деб юритилишини ҳам билиб қўйиш керак, албатта.
Шундай қилиб, таъкидлаш керакки, кўплаб электролит (полиэлектролит) моддаларнинг, айниқса, улар эритмаларининг электр токини ўтказишини ҳар томонлама ўрганиб, улар таркиби ва хоссалари тўғрисида зарур маълумотларни олиш мумкин.
Электрокимёвий анализ турлари кўп. Амалда қўлланиладиган усул турларидан қатъий турларидан қатъий назар, умумий тарзда таъкидланганда, асосан қуйидагича анализ ишлари амалга оширилади.
1. Эритмаларнинг электр ўтказувчанлиги таҳлил қилиш (кондуктометрия усули).
2. Моддаларнинг электрокимёвий ўзгаришларида сарф бўладиган электр токини ўлчаб таҳлил қилиш (кулонометрик усул)
3. Микроэлектродлар қутбланиш жараёнларини ўрганиш (полярография)
4.Мувозанат ҳолатдаги электролитлар потенциаллари қийматини аниқлаш (потенциометрия)
5. Электрокимёвий жараёнларни бажариб кимёвий модда (бирикма) ларнинг маълум қисмини ажратиб олиш («электромиқдорий» усул) ва бошқалар
Мазкур барча усуллар негизида сўзсиз маълум физик тушунчалар, қонуният ва қонунлар ётади. Улар тўғрисида гап борганда, биринчи навбатда, Фарадей, Ом, Кулон, Нернст каби олимларнинг илмий кашфиётлари, яратган қонунларини кўрсатиб ўтиш керак. Қуйида бир қатор қонун ва қонуниятларининг қисқача тавсифини келтирамиз, масалан, Фарадей кашф этган муҳим электрокимёвий конунлар моҳияти билан танишиб чиқамиз.
Таъкидлаш жоизки, Фарадей қонуни асосан моддаларнинг кимёвий электрик хоссалари ўртасида чуқур боғлиқлик ўтади. Жумладан, маълум шароитда электларда ҳосил бўладиган, аниқроғи эритмадан ажралиб чиқиб электродга ёпишадиган модда миқдори ёки у ёки бу турдаги электрокимёвий узгаришга учраган модда миқдори эритмадан утган электр токи, ток кучи, туғрироғи, бунда сарф қилинган миқдорига пропорционал бўлади.
Бошқача ифодаланса, Фарадей қонунига биноан, мисол учун электрокимёвий парчаланадиган модда миқдори (m), эритмадан ўтказиладиган электр ток кучи (I) ва ток ўтиш (ёки электрокимёвий жараён бўлиш) вақти (t) га тўғри пропорционал, яъни m = I∙t. Ток кучи қиймати (I) ва вақт (t) курсаткичлари кўпайтмаси (I∙t.) эса, ўз навбатида сарф қилинган умумий ток миқдори (W) га тенг бўлади, яъни W = I∙t.
Фарадей аниқлаган бошқа бир қатор қонуниятга кўра, ҳар хил моддаларнинг эквивалент массаси электродларга амалга ошадиган, масалан, электролиз жараёнида бир хил даражада сарф бўладиган электр токига боғлик экан. Мисол учун, электродда 1 г∙экв миқдорда бир бирикма (соф металл ёки модда) ҳосил қилиш ҳамма вақт бир хилда элетр токи сарфи бўлади ва 96500 Кл (Кулон) га тенг. Фанда буни Фарадей сони (F) деб юритилади. Айтилган гаплар қуйидагича:

тенгламалар билан ифодаланади.
Бу ерда: m – ажратилган модда миқдори, г; I – ток кучи, А; Э – г∙экв (миқдор), F – 96500 Кл (Фарадей сони); W – электр токи миқдори, Вт ёки кВт
Юқоридаги қонуниятлардан кўриниб турибдики, масалан, электролиз жараёни вақтида ҳосил бўладиган кимёвий модда (муайян компонент) миқдори унинг бошланғич бирикмаси эквивалент массасига тўғри пропорционал бўлар экан. Шунга ўхшаш қонун ва қонуниятлар электрокимёвий анализларда муҳим аҳамият касб этади. Ом қонуни шулар жумласидандир.
Ом қонунига кўра, системадан ўтадиган электр токига кўрсатиладиган қаршилик ўтказгич узунлиги ва унинг кўндаланг кесимига боғлиқ, яъни:

Бунда: R- электр ўтказгич қаршилиги, ом^-1; L- ўтказгич узунлиги, см; S- ўтказгич кўндаланг кесими юзаси, см²; ρ – ўтказгичнинг қаршилик билан боғлиқ доимийлиги, солиштирма қаршилик, см^–1. Ўз ўрнида таъкидлаш жоизки, «солиштирма қаршилик» (ρ) электр токи ўтадиган масофа – ўтказгич узунлиги 1 см, унинг кўндаланг кесими 1 см² га тенг бўлгандаги қаршиликдир.
Одатда, æ . Бунда æ = бўлиши мумкин. æ – грекча «каппа» – солиштирма электр ўтказувчанликни ҳарактерлайди, унинг ўлчами ом^–1∙см^–1.
Ҳар қандай модда эритмасининг солиштирма электр ўтказувчанлиги (æ) қиймати эритма концентрациясининг ортиши билан дастлаб кўпаяди, сўнгра ионлар орасидаги оралиқ масофа борган сайин кичрайиши сабаб, камая бошлайди. Уни 3-расмда кўрсатилганидек чизиқ билан ифодалаш мумкин.





3-rasm. Eritvalarning soli-shtirma elektr o’tkazuvch-anligini konsentrasiyaga bog’liqligi diagramma

Муайян модда эритмасининг электр ўтказувчанлигини аниқлаш учун, аввал, «эквивалент электр ўтказувчанлик» (λ) дан ҳам фойдаланилади. Унинг ифодаси: λ = æ/С. Бунда λ – эквивалент электр ўтказувчанлик; С – эриган модда миқдори (концентрацияси – г∙экв.). Шундай қилиб, таъкидлаш ҳам мумкинки, эритманинг эквивалент электр ўтказувчанлиги деб – таркибида 1 г∙экв. электролит модда эриган, электродлар оралиғи 1 см га тенг бўлган эритмали система электр ўтказувчанлигига айтилади, унинг ўлчов бирлиги Кл∙ом^–1∙см/г∙экв. Эритма концентрациясини топиш зарур бўлганда, хусусан, эритманинг солиштирма ва эквивалент электр ўтказувчанликлари қийматлари маълум бўлган ҳолатларда, юқорида келтирилган ифодалардан фойдаланилади.

Ниҳоят, электрокимёвий анализ пайтида Нернст томонидан ишлаб чиқилган қонуният ва тенгламалар ҳам кенг қўлланилади. Нернст турли электролит эритмаларини тахлил қилиб, мувозанат ҳолатдаги электродлар потенциаллари (φ) электрокимёвий жараён, жумладан, оксидланиш-қайтарилиш реакциясида иштирок қиладиган моддалар концентрацияси (С)га боғлиқлигини аниқлаб, қуйидаги тенгламани тузиб чиққан:
.
Бу ерда: φ – оксидланиш-қайтарилиш потенциали; φ₀ – нормал (стандарт) электрод потенциали; R – универсал газ доимийси, 8,31 Ж/моль/град.; n – ион заряди (электронлар сони); F – Фарадей сони (96500 Кл); C_окс, С_қайт – оксидловчи ва қайтарувчи модда концентрацияси.
Мазкур тенглама Нернстнинг «электрод потенциали тенгламаси» деб юритилади. Бу ҳақда батафсил маълумот кейинроқ баён қилинади.