Fizik kimyoviy tahlilning zamonaviy usullari

“Fizik - kimyoviy tahlilning zamonaviy usullari” faninig
mazmun mohiyati.
Hozirgi vaqtda kimyoning turli sohalarida sifat va miqdoriy tahlillarni otkazishda optik tahlil usullarining ahamiyati ortib bormoqda. Chunki bu usullar o’zining umumiyligi, sezgirli texnikaning jadal rivojlanishi moddani tekshirish usullariga tobora yangi talablar qo’ymoqda. Keyingi vaqtlarda atom materiallar sanoatining paydo bo’lishi va jadal rivojlanishi, shuningdek, qattiq olovbardosh va boshqa maxsus po’lat hamda qotishmalar ishlab chiqarishning o’sishi analitik usullar sezgirligini 10^-5-10^-8 % gacha oshirishni taqozo etmoqda. Nihoyatda toza moddalar ishlab chiqarilish va ishlatishni moddaning asosiy massasini tashkil qiluvchi katta miqdordagi elementlar ishtirokida ayrim elementlarning ultramikromiqdorlarini aniqlashga to’g’ri keladi. Masalan, yarimo’tkazgichli elektron asboblar tayyorlash uchun ishlatiladigan germaniy tarkibida qo’shimchalar miqdorini10^-8% dan oshmasligi kerak.
Fizik- kimyoviy tahlil usullarida aniqlanuvchi komponentlami moddaning boshqa tarkibiy qismlaridan ajratishga ko’pincha ehtiyoj bo’lmaydi, shuningdek, indikatorlar ham ishlatilmaydi. Bu usullarning yana bir avzalligi ularning tezkorligi, nihoyatda seziluvchanligi va tanlovchanligidir. Bularning hammasi ishlab chiqarishni jadallashtirish, ish unumdorligini oshirish, mahsulot sifatini yaxshilash, texnologik jarayonlarni to’g’ri boshqarishda katta ahamiyatga ega.
Keyingi vaqtlarda yarim o’tkazgichlar sanoatining rivojlanishi munosabati bilan moddalarning tozalik darajasiga va tahlil usullarining sezgirligiga tobora katta talablar qo’yilmoqda. Ma’lumki, kimyoviy jarayonlarni boshqarish, avvalo, qayta ishlanuvchi moddalar va reaksiya mahsulotlarining konsentratsiyalarini o’lchash hamda rostlash orqali amalga oshiriladi. Neftni qayta ishlash zavodlarida, polietilen, sintetik spirt ishlab chiqaruvchi zavodlarda, boshqa kimyoviy korxonalarda tahlilatorlarning signallari elektron hisoblash mashinalariga yo’naltiriladi, ular berilgan programma bo’yicha barcha ishlab chiqarish jarayonlarini boshqaradi. Kimyoviy tahlil amaliyotida avtomatlashtirilgan xromatograflar, spektrometrlar va boshqa tahlilatorlar mustahkam o’rin olgan. Chet ellarda avtomatik ravishda ishlaydigan yangi atom-adsorbsion va kuteput spekrometrlari, shuningdek robot- laborantlar yaratilgan. Keyingi vaqtlarda namuna va reagentni suyuq tashuvchi oqimga kiritib, ingichka naylar orqali detektorga uzatadigan asboblar yaratildi. Bular oqim-injeksion tahlilatorlar(OIA) deb ataladi. Yaqin vaqtlarda qadar texnik mahsulotlar tarkibida 10^-4-10^-5 % miqdorida bo’ladigan qo’shimchalar e’tiborga olmasa ham bo’ladigan “asari” sifatida qaralar va begona moddalarning bunday miqdorlari sanoatda hamda ko’pchilik ilmiy-tadqiqot ishlarida asosiy moddani ishlatishga xalaqit bermas edi.
Hozirgi texnika uchun esa anchagina toza moddalarni ishlatish talab etiladi. Masalan, polietilen olish uchun foydalanuvchi etilenda qo’shimchalar (suv, kislorod,) miqdori 10^-7 % konsentratsiyada mis, qo’rg’oshinlar borligini aniqlashga asoslangan. Ba’zi fizik-kimyoviy usullarda tekshiriluvchi namunani parchalamay turib tahlil qilinadi (parchalamay tekshirish), bu esa sanoatning ayrim tarmoqlarida, tibbiyot, kriminilistikada va b. katta ahamiyatga ega. Parchalamay tekshirishni tahlilning rentgenoflyurosent, radioaktivatsion va boshqa usullari yordamida bajarish mumkin.
Ko’pincha, aniqlanuvchi modda tekshiriladigan namunaning hajmida emas, balki uning yuzasida qanday joylashganligini aniqlash katta amaliy ahamiyatga ega bo’ladi. Namunaning biror nuqtasidagi element aniqlanadigan bo’lsa bunday usul element tahlil yoki lokal tahlil deb ataladi. Lokal tahlil metalshunoslik, mineralogiya, kriminilistika, arxeologiya va boshqa sohalarda ahaiyatga ega. Lokal tahlil rentgenspektral, shuningdek lazer mikroskopiya usullari yordamida amalga oshiriladi.
Fizik-kimyoviy tahlil usullarining xatoligi klassik usullarnikiga nisbatan kattaroq bo’lib, 2-5% ni tashkil qiladi. Ammo shuni e’tiborga olish kerakki, klassik usullarda fizik-kimyoviy usullardagiga nisbatan modda katta konsentratsiyalarda bo’lishi talab etiladi. Aniqlanuvchi komponentning miqdori kam bo’lganida(10^-3% va kamroq) tahlilning klassik usullaridan umuman foydalanib bo’lmaydi. Shunga qaramay, tahlilning kimyoviy usullari o’z ahamiyatini yo’qotmagan. Xususan modda miqdori ko’p bo’lganida, tekshirish yuqori aniqlikni talab etganda hamda vaqt bemalol bo’lganda (masalan, tayyor mahsulotlar tahlilida, etalonlar tayyorlashda) kimyoviy tahlil usullari beqiyosdir. Fizik-kimyoviy tahlil usullarining muhim kamchiligi ularda etalonlar va standart eritmalarning(namunalarning) zarurligidir tahlillarning to’g’ri chiqishi ularning sifatiga, tarkibi qay darajada ma’lumligiga va ular tarkibi jihatidan tekshiriluvchi namunaga naqadar yaqinligiga to’la bog’liq bo’ladi.
Sanoat, fan va xalq xo’jalik tarmoqlarining rivojlanishi analitik kimyoning takomillashgan tahlil usullarini topishni talab qiladi. Modda tarkibidagi 10^-6-10^-7 % va undan ham oz bo’lgan qoldiqlarning miqdorini aniqlab berish ba’zan ahamiyat kasb etadi. Masalan, raketa texnikasida materiallar tarkibidagi taqiqlangan deb ataluvchi qo’shilmalar (Cd, Pb va boshqalar) 10^-5 % dan ko’p bo’lmasligi, atom texnikasida qurilma material sifatida ishlatiladigan sirkoniy tarkibida gafniy miqdori 0,01% dan kam bo’lishi, yarim o’tkazgich materiallari esa 10^-11 % ortiq bo’lishi kerak. Ko’pgina sanoat tarmoqlarida qo’shilmalarning 10^-6 % va undan oz miqdorini aniqlash oddiy ish bo’lib qoldi. Chunki shu miqdordagi qo’shilmalarning bo’lishi ham mahsulotni sifat darajasini ko’rsatadi. Keyingi vaqtlarda bunday vazifalar atom-adsorbsion spektroskopiya va rezonans, kinetik tahlil va bir qator boshqa usullar bilan hal qilinmoqda. Hozir analitik kimyo ancha tezkor, aniq, avtomatlashgan, moddani parchalamay va ajratmay tahlil qila oladigan fan tarmog’iga aylanib qoldi. Fizik-kimyoviy tahlil usullaridan ishlab chiqarishni nazorat qilishda, ishlab chiqarish jarayonlarini boshqarishda va ilmiy-tadqiqot ishlarini bajarishda keng foydalaniladi. Fizik-kimyoviy tahlil usullarida ishlatiluvchi ko’pchilik asboblar tahlil jarayonini yoki uning bosqichlarini avtomatlashtirish imkonini beradi. Bu usullarda tekshiriluvchi ob’yektlarning tarkibi haqidagi ma’lumotlarni EHM tomonidan qabul qilinuvchi elektr yoki optik signallar tarzida olish mumkin. Avtomatik gaz tahlilatorlari shaxtalardagi havo tarkibini nazorat qilib turadi. Metallurgiya sanoatida yuqori darajada avtomatlashtirilgan optik va kuteput kvantomerlari keng qo’llaniladi.
Fizik-kimyoviy tahlil usullarining yana bir muhim afzalligi tahlilni masofada o’tkazish imkonidadir. Misol tarzida Oy tuprog’ini lunoxod ichiga o’rnatilgan rentgeniflyuressent moslama vositasida bevosita tekshirishni, Venera (Zuhra) atmosferasini tekshirishni keltirish mumkin. Yer sharoitida yuqori radioaktivlikka ega bo’lgan zaharli moddalarni, shuningdek, katta chuqurlikdagi suvlarni tekshirishda hamda shunga o’xshash masalalarni yechishda masofadan tahlil o’tkazish amaliy ahamiyatga ega.