Elektrokimyoviy tahlil usullari

1


Elektrokimyoviy tahlil usullari
Moddalarning tuzilishi va ularning reaksuyaga kirishish qobiliyatini o’rganish bilan bog’liq muhim masalalar kimyo fanining rivojlanishidagi asosiy omillardan hisoblanadi. Ma’lumki, moddalarning tuzilishi va ularning fazoviy holatlari bir qancha klassik usullar: oksidlanish-qaytarilish, degidrogenlash reaksiyalari va turli xil hosilalarini olish orqali o’rganilib kelingan va shuning bilan bir qatordaa ularning fizikaviy doimiyliklari ham aniqlanib, ma’lum kerakli ma’lumotlar olinishiga erishilgan, ammo bu usullar yordamida masalani hal etish uzoq vaqtni va moddani yetarli miqdorda bo’lishligini talab etadi. Adabiyotlardan olingan ma’lumotlarga binoan, sinxona daraxti po’stlog’idan ajratib olingan biologik faol modda-xinin alkaloidining tuzilishini aniqlashga 100 yildan ortiq vaqt sarf bo’lgan, aynan shunday misollarni kimyo fanidan bir qanchsini keltirish mumkin. Kimyo fanining juda ko’p nazariy masalalarini aniq, tezkorlik bilan hal etishda fizikaviy usullar o’zining o’rni bilan ajralib turadi.
Fizik-kimyoviy usullarni quyidagi masalalarni hal etishda ishlatish mumkin:

• 
  Reaksiya mahsulotlari va reaksion aralshmaning tarkibini sifat va miqdoriy tahlil qilish;
  
• 
  Tajribada olingan moddalarning molekulyar tuzilishining to’g’riligi haqida xulosa qilish;
  
• 
  Molekulalarning geometrik parametrlarini miqdoriy baholash va molekulada atomlarning fazoviy joylanishini aniqlash;
  
• 
  Molekulaning dinamik xossalarini tekshirish, atomlarning harakatchanligini o’rganish va bunga to’siq bo’ladigan holatlarni bilish;
  
• 
  Molekuladagi atomlarning va atom guruhlarining o’zaro ta’sirlanishlarini baholash;
  
• 
  Reaksiyalar kinetikasi va mexanizmini, hamda oraliq moddalarning tuzilishini o’rganish.
  

Fizik-kimyoviy usullarning rivojlanishi va ular yordamida moddalarning tuzilishi bilan bog’liq bo’lgan masalalarni hal etishdagi muammolar asosan XX asrga to’g’ri kelib, keng miqyosda amaliyotga ishlatilishi esa 1950 yillardan boshlanadi.
Fizik-kimyoviy usullarning rivojlanishida rus olimlaridan akademiklar: V.I.Goldanskiy, Yu.N.Molin, E.T.Lipmaa, akademiya muxbir a’zosi V.L.Tolpoze va professorlar T. Aleksanyan, Yu.D. Buchachenko, Yu.Ustinyuk va boshqa yirik olimlar o’z hissalarini qo’shganlar.
Respublikamizda fizik-kimyoviy usullar yordamida moddalarning tuzilishini o’rganish bilan bo’g’liq bo’lgan muhim masalalarni o’rganishda akademiklar:
O.S.Sodiqov, T.F.Oripov, professorlar: X.A.Aslonov, V.B.Leontyev, Yu.T.Toshpo’lativ, M.R.Yagudayev va bir qancha olimlar hissa qo’shganlar hamda ilmiy maqolalar chop etganlar.
Hozirgi vaqtda kimyoning turli sohalarida sifat va miqdoriy tahlillarni otkazishda optik tahlil usullarining ahamiyati ortib bormoqda. Chunki bu usullar o'zining umumiyligi, sezgirligi, ayrim moddalarning to'g'ridan-to'g'ri aniqlash imkoniyatiga egaligi ekspresligi (tahlil o'tkazish vaqtining qisqaligi), avtomatlashtirilganligi bilan ajralib turadi.
Optik tahlil usullari fizik-kimyoviy usullarning bir qismi bo lib, nur energiyasining tahlil qilinadigan modda bilan o'zaro ta'sirini o'rganishga asoslangan. Optik tahlil usullari quyidagi qismlarga bolinadi:

1. 
   Nurni yutilishiga asoslangan usullar.
   
2. 
   Nurning chiqarilishiga asoslangan usullar.
   

Birinchi qismga kiradigan usullar bu:

• 
  Fotometrik
  
• 
  Kinetik
  
• 
  Emission spektral tahlil
  
• 
  Atom- absorbsion
  
• 
  Aktivatsion
  
• 
  Mass-spektral tahlil usullari.
  

Molekulaning energetik sathlari.
Eel>>Etebr>Eayl
Molekulaning energetik sathlarining rasmdagidek ifodalash mumkin. Molekulaning eng pastki E₀ elektron holati-asosiy holat deyiladi. Е₁, Е₂, holatlar esa I, II, III qo'zg'algan holatlar deyiladi. Bitta mikrozarrachaga 1-asosiy va bir necha qo'zg'algan elektron -energetik sathlar to'g'ri keladi.


Bitta elektron energetik sathga bir asosiy va bir necha qo'zg'algan tebranma energetik sathlar to'g'ri keladi. Bitta tebranma energetik sathga bitta asosiy va bir necha qo'zg'algan aylanma energetik sathlar to'g'ri keladi. Mikrozarrachalar (atom, molekula) tashqaridan biror energetik ta'sir bo'lmasa, ular eng pastki asosiy energetik holatga joylashadi. Molekulalar ma'lum bir nurlarni yutadigan bo'lsa ularning energiyasi ortadi va pastki energetik sath [E₀] dan yuqori energetik sathlar (Е1) ga o'tadi. Mikrozarrachalarning ichki energiyasining qiymati uzluksiz o'zgarmasdan, ular ma'lum bir diskret kvantlangan energetik holatlarnigina qabul qila oladi. Nur energiyasining yutilishi uchun shu nur kvantining energiyasi kvantlangan holatlar energiyasining farqiga teng bo'lishi kerak:
АЕ=Е₁-Е₀< hv=
Elektronning energetik o'tishi yuz berganda (10-8-10-13 sek) energetik jihatdan bu holat eng katta bo'lgani uchun , birgalikda tebranma va aylanma o'tishlar ham sodir bo'ladi. Asosan shu sababdan, molekulalar yutilish spektirida chiziqlar emas yo'laklarni (polasa) kuzatish mumkin. Nurning yutilish intensivligi, pastki energetik holatda joylashgan molekulalar soniga, o'tish ehtimolligiga va molekulaning o'lchamiga (katta-kichikligi)ga bog'liq. Har qanday elektromagnit nur quyidagi qiymatlar bilan xarakterlanadi.
E=hv - foton energiyasi, e.v X - to' lqin uzunligi, nm, A⁰
v=c/X-chastota, bir sekundda sodir bo'ladigan tebranishlar soni sek-1 v=1/X-to'lqin soni, 1 sm masofaga to'g'ri keladigan tebranishlar soni sm-1.
To'lqin uzunligi qarab, elektromagnit nurlar spektral sohalarga bo'linadi. Mikrozarrachalar (atom, molekula) tashqaridan biror energetik ta'sir bo'lmasa, ular eng pastki asosiy energetik holatga joylashadi. Molekulalar ma'lum bir nurlarni yutadigan bo' lsa ularning energiyasi ortadi va pastki energetik sath (E₀) dan yuqori energetik sathlar (Е₁) ga o'tadi.
Optik spektroskopiya asoslari: Optik tahlil usullari kimyoviy tadqiqotlarda keng tarqalgan va amaliy jihatdan katta ahamiyatga ega. Hozirgi zamon optik tahlil usullarida aniqlanayotgan moddani fizik yoki fizik-kimyoviy xossalari (matematik