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

Семинар машгулотлари мавзулари
1. Кимёвий таҳлил ва тадқиқ усуллар
2. Моддаларни сифат-Миқдор анализ усуллари
3. «Ҳўл» ва «қуруқ» кимёвий анализ усуллари


Таянч илмий ибора ва атамалар
Кимёвий бирикма, таркиб ва тузилма, сифат-Миқдор кўрсаткичлар, анализ-таҳлил, «эриш-жараёни», элемент анализи, фазалар анализи, молекуляр анализ, функционал анализ, реакция, реагент, стандарт реагент, макро-микро ва ультрамикро анализлар, оқова сув, каттиклиги, карбонатли ва карбонатсиз каттикликлар, қуруқ қолдиқ, индикатор ва бошқалар.
Билим назорати учун рейтинг саволлари
1. Моддаларни кимёвий усуллар билан анализ қилишнинг ўзига хос моҳияти нимадан иборат?
2. Мумтоз кимёвий анализ усулларига нималар киради ва унинг ташкилий қисмлари бўйича маълумот беринг?
3.Кимёвий аназнинг илк бор босқичи қандай ишларни бажаришни тақозо этади, текшириш учун намуналар қандай тайёрланилади?
4. Эритмадаги катион ва анионларни қандай тарзда ва нималар воситасида амалга оширилади?
5. «Элемент», «Фаза», «Молекуляр» ва «Функционал» анализлар моҳиятини тавсифланг.
6. Қандай босқичларда кимёвий анализлар ўтказилади ва ҳар бирига алоҳида тавсиф беринг.
7.Макро-микро ва ультрамикро усуллар бир-биридан қандай фарқланади ва уларнинг мазмун-мозияти нимада?
8. «Ҳўл» ва «Қуруқ» сифат анализлари қандай тарзда бажарилади?
9. Оқова сувни мумтоз кимёвий анализи бўйича қандай маълумотларни баён қила оласиз, ҳамда турли «қолдиқлар» хусусида нима дея оласиз?
2. Физик-кимёвий оптик анализ усуллари
2.1. Умумий тушунчалар
Физик кимёнинг фан сифатида шаклланиши ва ривож топиши натижасида кимёвий бирикмаларни чуқур тахлил ва тадқиқ қилиш амалий усуллари вужудга келган. Бунда, албатта, кўплаб олимлар томонидан узоқ ўтмиш даврлардан бошлаб олиб борган кузатувлари муҳим ўрин тутишлигини алоҳида таъкидлаб ўтмоқ керак. Кимёвий бирикмаларни ҳар томонлама ўрганиш улар таркиби ва тузилишларини таҳлил қилиш негизида табиатда мавжуд бўлган хилма-хил физик омиллардан фойдаланиш ётади. Физик омиллар деганда, авваломбор, ёруғлик ва бошқа нурлар, магнит ва электромагнит майдонларини кўз олдимизга келтириш зарур. Илмий маълумот, ютуқ ва кашфиётлар кўпайиши билан, модда анализини мукаммал ва самарали ўтказиш учун олимлар турли математик ҳисоблаш усуллари ва воситаларига ҳам эътиборни кучайтиришган. Бу соҳада бир қатор кашфиётлар айниқса, XIX аср охири ХХ асрда яратилганини билиб қўйиш ҳам керак.
Кимёвий модда, маҳсулот ёки аралашма бирикмаларни биринчи галда муайян кимёвий бирикмаларга нур (ёки зарядланган заррачалар) оқимининг ютилиши, электр токи ва физик майдон (масалан, магнит майдони) таъсирини ўрганиш ётади. Бундан ташқари, ўрганилаётган моддаларнинг электр потенциалларини аниқлаш, люминесценция (нур тараши) ҳодисаларини таҳлил қилиш муҳим аҳамият касб этади.
Физик-кимёвий анализ вақтида кўпинча текширилаётган муайян модда учун ҳарактерли бўлган бирор физик-кимёвий кўрсаткич олдиндан танлаб олиниб, унга юқорида кўрсатилган бирорта физик омил билан таъсир этганда ўзгариши ўрганилади. Масалан, металлар ёки улар ҳосил қилган турли комплекс бирикмаларга маълум тўлқин узунлигига эга бўлган нурнинг ютилиши, худди шунингдек, «редокс» деб номланган жараёнлар пайтида кузатиладиган металлар потенциаллари қиймати, ёҳуд айрим эритмаларни амперометрик титрлаш вақтида электр токи миқдорини аниқлаш, умуман, шунга ўхшаш ишлар муҳим илмий-амалий аҳамиятга эга.
Махсус яратилган физик ўлчов асбоблари воситасида физик омиллар таъсир қилиб, анализ ишларини бажарганда, одатда, тадқиқ қилинаётган модда таркиби, ҳолати ва тузилишида кузатиладиган ўзгаришларни маълум физик-кимёвий кўрсаткичларда баҳоланади. Таъкидлаш жоизки, бунда муайян модда учун ҳарактерли бўлган физик-кимёвий кўрсаткич мавжуд умумий фонга (эритма ёки аралашма учун ҳарактерли кўрсаткичга) солиштирилган ҳолда тахлил қилинади. Аниқланадиган ҳар қандай физик-кимёвий кўрсаткични шартли равишда муайян физик омил белгисини қандайдир «сигнал» деб қаралади ва у физик восита (асбоб) билан ўлчанади. Уни Х билан белгилаймиз.
Амалда текшириладиган ҳар қандай модда, эритма (аралашма) билан ишлашга тўғри келади. Бунда, даставвал, ўрганиладиган моддасиз, яъни бирор муҳит, масалан, эритувчи ва унга аралашган қандайдир компонентлардан олинадиган сигнал-фон (уни Х₀ билан белгилаймиз) аниқланади. Шундан сўнг анализ қилинадиган модда бутун система сигнали (Х + Х₀) олинади. Шундай қилиб, Х = (Х + Х₀) – Х₀ ифодасини ёзиш мумкин. Тажрибада топилган Х₀ ва Х + Х₀ қийматлари ўз ўрнига қўйилиб, модда сигнали қиймати (Х) ҳисоблаб топилади.
Таъкидлаш жоизки, ҳозирги пайтда турли соҳаларда турли физик омилларга асосланган кўплаб физик-кимёвий усуллар билан модда анализлари ўтказилади. Бундай усулларнинг мумтоз кимёвий анализ усулларидан устуворлиги кўпчиликка аён. Улар воситада текшириладиган модда миқдори жуда кам бўлиши мумкин, яъни бундай усулларнинг аниқлик даражаси (сезгирлиги) анча юқори. Шу билан бирга, физик-кимёвий усуллар тезкор ва кам вақт талаб қилади. Олинадиган натижалар аксарияти ижобий бўлиб, улар асосида ҳар хил илмий-техник, технологик муаммолар ўз ечимини топади.
Физик-кимёвий усулларнинг ҳозирги даврда амалда қўлланиладиган турлари хилма-хил. Улар негизида қандай физик омил (нур, электр токи, магнит ёки электромагнит майдони ва ҳоказолар) қўлланишига қараб, маълум гуруҳларга бўлиниши мумкин. Қуйида ёруғлик нуридан фойдаланиладиган бир қатор оптик (фотометрик) усулларга тегишли айрим умумий тушунчаларни баён қиламиз.
Қайд этмоқ керакки, ҳар қандай фотометрик анализ асосида, оддий ифода берилса, текшириладиган бирикма ёки қандайдир мураккаб модда эритмасига маълум тўлқин узунлигидаги нур билан таъсир қилиниши ётади. Маълумки, нурлар турли хилдир: ультрабинафша (тўлқин узунлиги 0,40 мкм гача), кўринадиган (0,40-0,75 мкм), инфрақизил (0,75-25 мкм ва ундан ҳам ортиқ) ва ҳоказо. Шу билан бирга, бир қатор юқори энергияли рентган ва гамма, шунингдек, альфа-, бета-нурлари, ниҳоят элементар зарядли заррачалар (электрон, про7тон) оқими ва бошқалар. Улардан фан-техника соҳаларида кенг фойдаланилади.
Энди, моддаларни анализ қилиш бўйича, мисол сифатида, кўринадиган нур таъсирини ўрганишга асосланган физик-кимёвий усул устида батафсил фикр юритамиз. Мазкур усул ёрдамида кўпича модда эритмаси (ёки аралашмаси) анализ қилинади. Бунда, нафақат текшириладиган кимёвий бирикма, у мавжуд бўлган бутун комплекс муҳит, бутун системанинг оптик кўрсаткичлари бўйича ҳам аниқ маълумотлар олинади. Амалда, биринчи навбатда ўрганилаётган системага таъсир қилинган бошланғич нур ва системадан чиқаётган нурнинг ёрқинлиги ўлчанади.
Таъкидлаш жоизки, юқорида кўрсатилган оптик анализ илмий асосини Бугер-Ламберт-Бер қонуни ва унга оид математик ифодалар ташкил этади. Анализ вақтида қўлга киритилган кузатув натижалари мазкур қонун ва тенгламалари асосида тахлил қилинади.
Бугер-Ламберт-Бер қонуни бирор бир рангли модда ёки эриган ҳолатда рангли эритма (аралашма) ҳосил қиладиган бирикмаларга ёруғлик нури таъсирини ўрганиш учун яратилган дейилса, хато бўлмайди. Унинг мазмун-моҳиятини қуйидагича қисқа тавсифлаш мумкин: маълум концентрацияли эритманинг қалинлиги, унниг бошқа физик-кимёвий кўрсаткичлари бир хил (ўзгармас) бўлганда, рангли эритмалар ҳамма вақт бир хил даражада нур билан таъсирлашади. Мазкур қонун асосида  = ₀∙10^–ECh тенглама ҳам ишлаб чиқилган.
Ундаги кўрсаткичлар: ₀ – модда намунаси (эритма ёки аралашма)га тушаётган бошланғич нурнинг ёрқинлиги;  - модда (эритма)дан ўтган нур ёрқинлиги; С – модда (эритма)нинг моляр концентрацияси; h – текширилаётган модда (эритма) намунаси қалинлиги, см; Е – модда табиати билан боғлиқ ўзгармас доимий сон (константа).
Бугер-Ламберт-Бер тенгламасини ўнли логарифмлаб, аксинча:

ифодасини олиш мумкин. Д = ЕСh тенглама текширилаётган ҳар қандай модда системаси (эритмаси)нинг оптик зичлигини ифодалайди. Кўриниб турибдики, масалан, муайян эритма оптик зичлиги (Д), ундаги эриган модданинг моляр концентрацияси (С), эритма қалинлиги (h) ва доимийлик (Е) кўпайтмасига тенг экан. Шуни ҳам таъкидлаш мумкинки, бир қалинликдаги эритмаларда агар бошқа кўрсаткичлар ҳам бир хил даражада бўлса, рангли модда концентрацияси қанча катт бўлса, унинг оптик зичлиги қиймати ҳам шунча юқори бўлади.
Ҳозирги пайтда турли рангли модда миқдорларини ҳар хил аралашма ёки эритма кўринишидаги системаларда анализ қилиш учун фотоколориметрик усуллардан кенг фойдаланилади. Қуйида мазкур усул ҳақида маълумот берилади.