Fotometrik usulda zaharli metallarni aniqlash

II Bob. TAJRIBA QISMI

II.1. Tajriba uchun kerakli asbob va reaktivlar.

II.2. Fotometrik o`lchash texnikasi va asboblari.

Fotometrik o`lchash texnikasi va asboblariga quyidagilar kiradi:

1)fotokolorimetrlar;

2)fotoelelementlar;

3)yorug`lik filtrlari;

4)kyuvetalar.

Fotokolorimetrik tahlil usuli. Eritma tarkibining optic zichligini va nur yutilish birligini anqilash uchun quyidagi fotokolorimetr asbob-uskunalari ishlatiladi: KFO, KFK-2, KFK-2MP, KFK-3MP, FEK-M, FEK-56, FEK-57n, FEK-60 tipdagi fotokolorimetrlarda 315-630 nm oralig`ida yorug`likni otkazish yoki optic zichligini o`lchashga va eritmadagi modda konsentratsiyasini fotometrik usullarda aniqlashga mo`ljallangan. Bu asboblar emulsiyalar, suspenziyalar va colloid eritmalarning yorug`lik intensivligini o`lchash imkonini beradi.

Bаrchа fоtоmеtrik аsbоblаrdа nurning 100% dаn 5% gаchа o‘tkаzilishini (А=0-1.3) o‘lchаsh mumkin, o‘lchаsh shkаlаsining 5 dаn 0.11% gаchа (А=1.3-3) bo‘lgаn qismi tахminiy аniqlаsh uchun хizmаt qilаdi. Yorug‘lik o‘tkаzishni o‘lchаshdаgi аsbоbning mutlоq хаtоligi T=1% dаn оshmаydi.

FEK-56 аsbоblаrdа yorug‘lik mаnbаi sifаtidа cho‘g‘lаnish lаmpаsi рН-35 (8V-35Vt) vа quvvаti 120 Vt li o‘tа yuqоri bоsimli simоb-kvаrs lаmpаsi DRK-120 dаn fоydаlаnilаdi, ulаr 315-630 nm оrаlig‘idа ishlаshgа imkоn bеrаdi. Bаrchа аsbоblаr tоr pоlоsаli yorug‘lik filtrlаri bilаn tа’minlаngаn, bu filtrlаrning spеktrаl tаvsifi 1-rаsmdа kеltirilgаn.


1-rаsm. Yorug‘lik filtrlаrining spеktrаl tаvsifi:

Yorug‘lik mаnbаi 1 dаn chiqqаn yorug‘lik оqimi yorug‘lik оqimi yorug‘lik filtrlаri 2 dаn o‘tib, prizmа 3 gа tushаdi. Undа оqim ikkitа chаp vа o‘ng tаrmоqqа bo‘linаdi. So‘ngrа pаrаlеl оqimlаr kyuvеtlаr 4^, diаfrаgmаlаr 5-6 dаn o‘tib, difеrеnsiаl sхеmа bo‘yichа dоimiy tоk kuchаytirgichi оrqаli mikrоаmpеrmеtrgа ulаngаn fоtоelеmеnt 7 gа tushаdi.

Undаgi yorug‘lik оqimi kеtmа-kеt erituvchi (yoki tаqqоslаsh eritmаsi) sоlingаn kyuvеtа 4 ni yoki tеkshiriluvchi eritmаli kyuvеtа 4 ni kiritish mumkin.

KFK, FEK-56 vа FEK-57n turidаgi fоtоkоlоrоmеtrlаrning оptik sхеmаsi 2-rаsmdа kеltirilgаn.

2-rаsm. FEK-56M ning оptik sхеmаsi
Yorug‘likning o‘ng оqimidа jоylаshgаn surilmа diаfrаgmа 5 bilаn fоtоelеmеntgа tushuvchi yorug‘lik оqimini qiymаtini o‘zgаrtirаdi.

Har qanday modda eritmasidan nur o‘tkazilganda uning yutilishi natijasida o‘tgan nurning intensivligi kamayadi. Nur yutuvchi moddaning konsentratsiyasi qancha katta bo‘lsa, intensivlik shuncha kamayadi.

Nur yutuvchi moddaning qatlamidan o‘tgan yorug‘lik intensivligining kamayishi bilan modda konsentratsiyasi va qatlamning qalinligi orasidagi bog‘liqlikni Buger-Lambert-Ber qonuni ifodalaydi. Nurning aks etishi va tarqalishi hisobiga isrof bo‘lishini e’tiborga olish uchun tekshiriluvchi eritma va toza erituvchidan o‘tgan yorug‘lik intensivligi taqqoslanadi. Bu qonunning tenglamasi quyidagicha:

lg I₀/I = -  c  l yoki lg I₀/I =  c  l

bu yerda lg I₀/I – eritmaning optik zichligi;  - yorug‘likning molyar yutilish koeffitsiyenti; c – tekshirilayotgan eritmaning molyar konsentratsiyasi; l– eritma qatlamining qalinligi, sm.

Eritmaning optik zichligi A harfi bilan belgilanadi. Eritma qatlamining qalinligi 1 sm, konsentratsiyasi 1 mol/l bo‘lganda molyar yutilish koeffitsiyenti eritmaning optik zichligiga teng, ya’ni A = bo‘ladi.

Eritmaning optik zichligini aniqlash fotoelektrokolorimetrlar yordamida amalga oshiriladi. Undagi fotoelementning yoritilishi natijasida zanjirda hosil bo‘lgan tokni galvanometr bilan o‘lchash natijasida rangli eritmadan o‘tgan nur intensivligi haqida xulosa chiqariladi.

Fotoelektrokolorimetrda aniq natija olish uchun rangli eritmaga yutilayotgan nurning eng katta qiymatini olish maqsadga muvofiqdir. Shuning uchun ko‘zga ko‘rinadigan nurlar sohasidan ma’lum to‘lqin uzunlikdagi nurlarni ajratib olish uchun yorug‘lik oqimi yo‘liga yorug‘lik filtrlari o‘rnatiladi. Buning uchun intensivligi eng katta bo‘lgan rangli eritmadan qalinligi 1 sm li kyuvetaga solib, ketma-ket yorug‘lik filtrlari kiritiladi, optik zichlikni taqqoslash eritmasi sifatida suv ishlatiladi.

Masalan FEK-56 fotoelektrokolorimetrida 9 ta filtr mavjud. Olingan ma’lumotlar jadvalga yoziladi va unga asosan darajalovchi grafik tuziladi, shunga ko‘ra maksimumga to‘g‘ri keladigan yorug‘lik filtri tanlanadi.

1-jadval

Yorug‘lik filtrining nomeri	1	2	3	4	5	6	7	8	9
O‘tkazuvchanligi, , nm	315	364	400	440	490	540	582	610	630
Optik zichligi, A

Tanlangan yorug‘lik filtri bilan hamma standart rangli (kichikdan katta konsentratsiyali eritmalar tartibida) va tekshirilayotgan eritmalarning optik zichliklari suvga nisbatan aniqlanadi va olingan ma’lumotlar 1-jadval shaklida yoziladi. Shunga asosan graduirlangan (darajalangan) grafik tuziladi va shu asosida tekshirilayotgan eritmaning tarkibidagi moddaning miqdori 2-jadvalda topiladi.

2-jadval

Standart eritmaning nomeri	1	2	3	4	5	6	7	Tekshirila-digan eritma
Ionning miqdori, mg/ml
Optik zichlik A1 A2 A3 Ao‘rt

Simobni kolorimetrik usulda aniqlash

Simobni ditizon bilan aniqlash. Havo namunasi KMn04 ni sulfat
kislotali eritmasi orqali so'riladi, natijada simob bug'lari , simobning
noorganik birikmalari, yana ko'pgina oson parchalanuvchi simobning
organik birikmalari absorbsiyalanadi va ekstraksiyalanadi. Qiyin
parchalanuvchi metilsimob birikmalari ishtirok etganda KMn0 4
eritmasi havo so'rilgandan so'ng 30 daqiqa suv hammomida qizdiriladi.
Simob ditizon eritmasi bilan aniq rang hosil bo'lguncha titrlash
yo'li orqali aniqlanadi. U simobni kalibrlanadigan eritmasining kerakli
iiajmini qo'shish bilan parallel olib boriladigan titrlash orqali
o'rnatiladi.
Reaktivlar. Yuttiruvchi eritma: 160 ml KMn0 4 eritmasiga (100
ml ertmada 4 g) 20 ml suv va 20 ml konsentrlangan sulfat kislota
aralashmasi.
Xlorgidrat gidroksilamin eritmasi: 100 ml eritmada 20 g.
EDTA eritmasi: 100 ml eritmada 2 g etileftdiamin tetrauksus
kislotasini dinatriyli tuzi.
Bufer eritmasi: 100 ml suvda 100 g atsetat natriy trigidrati.
Ditizonni zaxira eritmasi: 100 ml tetraxlormetanda 20 mg ditizon.
Ditizonni titrlovchi eritmasi: 1 hajm ditizonni zaxira eritmasi +
19 hajm xloroform.
Simobni kalibrlovchi eritmasi (2,0 mkg/ml) : 0,027 g HgCl 2 ni
/ HC1 kislotasida eritiladi. (1 / ga 50 ml konsentrlangan HC1 )
Ю ml shu eritmani HC1 kislotasida 100 ml gacha suyultiriladi.
ishm bajarish tartibi. Namuna olish uchun shishali idishga 30
mi yuttiruvchi eritma joylashtiriladi. 40 / miqdordagi havo namunasi
'/daq dan ko'p bo'lmagan tezlik bilan yuboriladi.
qo'sh'l
gldroksilami n
xlorgidrati eritmasi va 1 ml EDTA eritmasi
bufer
K Mn0 4 eritmasi rangsizlanadi. Keyin 10 ml atsetat
eritmasi qo'shiladi va ozgina ishqor xloroform bilan uning
hajmli byuretkadan ditizon eritmasining ozgina qismi aralash ran»
(qovoq sariq rangli simob ditizoni va ortiqcha yashil rangli ditizon)
hosil bo'lguncha qo'shiladi. Xuddi shunday ranglar aralashmasini
ditizonni simobni kalibrlovchi eritmasi bilan parallel titrlash orqali
olishimiz mumkin. Hajmi va miqdoriga ko'ra namunadagi simobni
miqdori aniqlanadi.
Selensulfid bilan simobni aniqlash. 20 daqiqada 50 / tezlik bilan
o'tkaziladigan simob bug'lari yodlangan faol ko'mir bilan absorbsiyalanadi va simobni haydovchi qaytaruvchi sifatida temir kukuni qo'shib
probirkada qizdirilib desorbsiyalanadi. Simob haydalayotganda qaytaruvchi sifatida oksalat natriy ishlatiladi. Bug'lar selen sulfidiga shimdirilgan filtr qog'ozi orqali o'tkaziladi (selen kislotasi va tiosetamit).
Eritma hosil qilingan rangini analogik uslubda olingan kalibrlangan
namunalarning rangi bilan solishtiriladi.

Qo'rg'oshin

Qo'rg'oshi n rudan i boyituvch i fabrikalar , ayri m metallurgiy a
zavodlar i v a boshqalarnin g oqav a suvlarid a uchraydi . Unin g organizm -
d a to'planis h xususiyat i v a yuqor i zaharlig i tufayl i unin g miqdorin i
nazora t qilis h jud a muhimdir . Qo'rg'oshi n miqdor i yuqor i bo'lga n
oqav a suvla r ha m uchraydi .
Qo'rg'oshinn i aniqlas h uchu n atom-absorbsio n usu l v a fotometri k
xroma t usu l tavsiy a etiladi . Ditizo n usulda n foydalanis h maqsadg a
muvofi q emas , chunk i qo'rg'oshinnin g su v hafzalaridag i RE K i anch a
yuqor i (0, 1 g//) .
Fotometrik xromat usul
Usulning mohiyati. Qo'rg'oshi n tekshirilayotga n suvg a ru x sulfid i
suspenziyasin i qo'shgand a payd o bo'ladiga n sulfi d ko'rinishid a ajraladi ;
s h u tariq a qo'rg'oshi n keying i tekshiruvlarg a xala l beradiga n temirda n
ajrati b olinadi . Cho'km a xlori d kislotasid a eriti b olinad i (eritis h oxirid a
1 - 2 tomch i azo t kislotas i qo'shib ) v a PbCr0 4 yok i K 2 Pb(Cr0 4 ) 2
ko'rinishid a cho'ktiriladi . Yuvilga n cho'kman i xlori d kislotasid a eritib ,
olinga n eritmadag i xroma t ionlar i miqdorin i fotometri k usuld a
difenilkarbazi d yok i yodometri k titrlas h bila n aniqlanafii .
Xalal beruvchi moddalar. Usulnin g o'zig a xo s tomon i bor : qo'r -
g'oshinnin g xroma t ko'rinishid a ajralishig a xala l berish i mumki n
bo'lga n elementla r oldinda n ru x sulfid i bila n cho'ktiris h orqal i ajrati b
olinadi .
Reaktivlar. Ru x sulfid i suspenziyas i 2 5 g ru x xlorid i 10 0 m l
distillanga n suvd a eritilad i v a ru x natri y sulfi d eritmas i bila n cho'k -
tiriladi , bund a natri y sulfid i shunda y miqdord a qo'shiladiki , ru x
xloridnin g ozgin a qism i eritmad a qolsi n (masalan , 2 5 g ru x xloridig a
4 2 g Na 2 S • 9H 2 0 qo'shiladi) . Ru x sulfid i cho'kmas i 3- 4 mart a
distillanga n su v bila n dekantatsiy a yo'l i bila n yuviladi , filtrg a
o'tkazilad i v a yan a 4— 5 mart a yuviladi . Keyi n distillanga n su v bila n
tiqinl i shish a idishg a yuvili b quyilad i v a 20 0 m l gach a su v bila n
suyultiriladi .

Sulfa t kislotasi , suyultirilga n eritm a (1:99) .

Xlori d kislotasi , suyultirilga n eritm a (1:3) .
Azo t kislota , zichlig i 1, 4 g/sm 3
.
Ammoni y xlorid .
Ammiak , zichlig i 0,9 1 g/sm 3
l i eritma .
Qizi l fenol , 0,1 % l i eritma .
Sirk a kislotasi , muzli , suyultirilga n eritm a (1:1) .
Ammoni y atsetat , 40 % l i v a 0,4 % l i eritmalar .
Kali y xromat , 30 % l i eritma .
Difenilkarbazid , 0,02 % l i eritma .
Xloridl i eritm a (qo'rg'oshinnin g katt a miqdorlarin i aniqlas h uchu n
zarur) . 100m l to'yinga n natri y xloridg a 1 5 m l su v v a 1 0 m l xlori d
kislotas i (zichlig i 1,1 9 g/sm 3
) qo'shiladi .
Ishni bajarish tartibi. Tekshirilayotga n oqav a suvnin g shunda y
miqdor i olinadiki , und a qo'rg'oshinnin g miqdor i 0,0 1 da n 0, 1 m g
gach a bo'lish i kerak , so'ngr a u meti l sarig' i bo'yich a neytrallanadi ;
namunag a 1 m l sulfa t kislotas i v a 0, 5 m l chayqatilga n ru x sulfid i
suspenziyas i qo'shilad i v a 1 soatg a tindiri b qo'yiladi , vaqti-vaqt i
bila n shish a tayoqch a bila n aralashtiri b turiladi . Keyi n cho'km a filtrla b
olinadi , cho'kmal i filt r 2 5 m l sig'iml i stakannin g devorid a tekislanadi ,
filtrdag i cho'km a su v bila n yuviladi , u 3 m l xlori d kislotasid a eritilad i
v a vodoro d sulfid i yo'qolgunch a eritm a qaynatiladi .
Shunda n so'n g 2— 3 tomch i azo t kislotas i qo'shiladi , 1,5— 2 m l
hajmgach a bug'latilad i v a probirkag a o'tkaziladi . Staka n issi q su v
bila n chayiladi , bund a chayiladiga n su v probirkadag i eritmag a birik -
tirilad i (eritmanin g qo'rg'oshinn i cho'ktirishda n olding i hajm i 4 m l
d a n oshmaslig i kerak , ak s hold a un i bugiati b olis h kerak) . 100-15 0
m l ammoni y xlori d qo'shiladi , ammia k eritmas i bila n feni l qizi l
ishtirokid a malin a langg a kirgunch a neytrallanad i v a feno l qizi l ran g
sari q rangg a o'zgargunch a eritmag a muzl i sirk a kislotas i quyilad i
(pH=6,8-7,0) .
Shunda n so'n g xudd i sh u sirk a kislotasinin g ortiqchas i 0, 5 m l
miqdorid a qo'shilad i (shund a qo'rg'oshi n xroma t qo'shilgand a
PbCr0 4 ko'rinishid a cho'kmag a tushadi) , yok i 1 m l 40 % l i ammoni y
atsetat i eritmas i qo'shilad i (bund a qo'rg'oshi n xroma t qo'shilgand a
K 2 Pb(Cr0 4 ) 2 ko'rinishid a cho'kmag a tushadi) . 1 m l kali y xroma t
eritmas i qo'shiladi , probirkadag i mass a aralashtirilad i v a bi r nech a
soatga , yaxshisi , kechasig a tindiri b qo'yiladi . Shunda n so'n g sentrifug a
qilinad i v a ajralga n PbCr0 4 yok i K 2 Pb(Cr0 4 ) 2 cho'kmas i 3 mart a
0,4 % l i ammoni y atseta t eritmas i bilan , 4 m l l i porsiyalard a yuvilad i
v a ha r ga l sentrifugalab , chayilga n eritm a sifo n orqal i ajrati b
olinadi .
Cho'km a 3 m l xlori d kislotasid a eritilad i v a graduslanga n probir -
kag a o'tkaziladi . Olding i probirk a yaxshila b yuviladi , yuvilga n suvla r
xudd i sh u graduslanga n probirkag a quyiladi , undag i eritm a muayya n
hajmgach a (masalan , 1 0 m l gacha ) suyultirilad i v a ung a 1 0 m l
difenilkarbazi d quyiladi . 1 0 daqiqada n so'n g eritm a fotomet r kyuve -
tag a o'tkazilad i v a unin g opti k zichlig i aniqlanad i (A.-54 0 mm) .
PbCr0 4 ko'rinishid a cho'ktirishd a yutilishnin g molya r koeffitsiyent i
1 8 • 10 3
ga , K 2 Pb(Cr0 4 ) 2 ko'rinishid a cho'ktirilgand a es a 3 6 10 3
g a
teng . Boshlang'ic h eritm a bo'li b shunda y eritm a xizma t qiladiki ,
u n i tayyorlas h uchu n 3 m l suyultirilga n xlori d kislotas i v a 1 0 m l
difenilkarbazi d eritmas i tekshirilayotga n su v qanda y hajmgach a
suyultirilga n bo'lsa , xudd i shunda y hajmgach a distillanga n su v bila n
suyultiriladi .
Yorug'li k yutilishig a qara b kalibrl i grafikda n foydalani b qo'rg'o -
shi n miqdor i hisobla b chiqariladi . Grafikn i tuzis h uchu n toz a kali y
xroma t eritmasida n foydalanib , ung a yuqorid a ko'rsatilga n miq -
dorlard a xlori d kislotas i v a difenilkarbazi d quyiladi . B u eritmalarn i
tayyorlashd a 0,0 1 m g qo'rg'oshinga , aga r qo'rg'oshi n PbCr0 4
ko'rinishid a cho'ktirilga n bo'ls a - 0,009 4 m g kali y xroma t v a aga r
K 2 Pb(Cr0 4 ) 2 ko'rinishid a cho'ktirilga n bo'lsa , 0,018 7 m g kali y xroma t
to'g'r i kelishin i hisobg a olis h kerak . -*•
Qo'rg'oshinnin g katt a miqdorlarid a (namunad a bi r nech a millig -
ramm ) ru x sulfid i suspenziyasinin g miqdor i oshiriladi ; bund a
PbCr0 4 yok i K 2 Pb(Cr0 4 ) 2 cho'kmasin i xloridl i eritmad a eritis h v a
olinga n eritmad a xromat-ionlarn i yodometri k usuld a titrla b olis h
mumkin .
6