Мавзу: Физик кимёвий анализ методлари

МАВЗУ: Физик кимёвий анализ методлари


Кириш.
Щозирги ва=тда кимёнинг турли сощаларида сифат ва ми=дорий анализларни ытказишда оптик анализ усулларининг ащамияти ортиб бормо=да. Чунки бу усуллар ызининг умумийлиги, сезгирлиги, айрим моддаларнинг ты\ридан-ты\ри ани=лаш имконияти, экспреслиги (тащлил ытказиш ва=тининг =ис=алиги), автоматлаштирилганлиги билан ажралиб туради.
Оптик анализ методлари физик–кимёвий усулларнинг бир =исми былиб, нур энергиясининг анализ =илинадиган модда билан ызаро таъсирини ырганишга асосланган.
Оптик анализ усуллари =уйидаги =исмларга былинади:

1. 
   Нурни ютилишига асосланган усуллар.
   
2. 
   Нурнинг чи=арилишига асосланган усуллар.
   

Биринчи =исмга кирадиган методлар бу:
1). Фотометрик
2). Кинетик
3). Эмиссион спектрал анализ
4). Атом- абсорбцион
5). Активацион
6). Масс-спектрал анализ усуллари.
Иккинчи =исмга кирадиган методлар бу:
1). Флуориметрик
2). Рентгено–флуоресцент
3). Эмиссион-спектрал анализ методлари.
Ушбу ы=ув =ылланмада щозирги замон оптик анализ методларининг назарий асослари ва модданинг ми=дорини ани=лашга асосланган амалий ишлар, молекулаларнинг тузилишини, таркибини ырганишда ишлатилиш имкониятлари кыриб чи=илган.


Оптик спектроскопия асослари.
Оптик анализ усуллари кимёвий тад=и=отларда кенг тар=алган ва амалий жищатдан катта ащамиятга эга .
Щозирги замон оптик анализ усулларида ани=ланаётган моддани физик ёки физик–кимёвий хоссалари (математик ёки график бо\ли=лиги) ырганилади.
Энг асосийси кимёвий анализда бу ты\ри усулни танлаш, аналитикнинг малакасига бо\ли=.
Щар бир усулни ишлатиш учун усулнинг афзаллигини, камчилигини ва метрологик хусусиятларини билиш керак (Жадвал 1).
Электромагнит нурларнинг ютилиши молекулаларнинг умумий хоссаси щисобланади, аммо ютилиш щодисаси танлаш хусусиятига эгадир, яъни маълум тыл=ин узунлигидаги нурлар молекула томонидан кучли ютилиши мумкин, бош=а тыл=ин узунлигидаги нурлар эса кучсиз ёки бутунлай ютилмаслиги мумкин. Ютилиш доираси спектр чизи\и дейилади. Спектр чизи=ларининг умумий йи\индиси ютилиш спектри дейилади .
1-жадвал
Оптик анализ методларининг сезгирлиги

№	Методлар	Сезгирлиги
1 2 3 4 5 6 7 8	Фотометрия Флуориметрия Кинетик Эмиссион-спектрал Атом –абсорбцион Рентгено-флуоресцент Активацион Масс-спектрал	10^-4-10^-6 10^-5-10^-8 10^-6-10^-8 10^-7 10^-5 10^-5-10^-6 10^-13гача 10^-14 гача

Электромагнит нурларнинг асосий тавсифи бу тыл=ин узунлиги λ ёки тебранмаси ν (кыпинча тебранмани ырнига тыл=ин сони ν ишлатилади).

Электромагнит спектр бу – электромагнит нурланишнинг щар хил тыл=ин узунлигидир.
Спектрофотометрияда ультрабинафша (УБ), кыринадиган ва инфра=изил (И+) электромагнит спектрларнинг сохалари ишлатилади.
2-жадвал
Электромагнит нурларининг спектрал сощалари .

	УБ	Кыринадиган нур	И+
Ν,см^-1	50000-25000	25000-15000	<15000
λ, нм(10^-9м)	200-400	400-700	>700

Атом ёки молекулаларнинг ички энергияси асосан уларнинг яхлит бутун щолдаги айланма энергияси, ядроларнинг тебранма энергияси ва электронларнинг атом ядролари ва бош=а электронлар таъсирида яратилган электростатик майдондаги щаракат энергияси йи\индисидан иборат . Шунинг учун маълум бир энергетик сатхда молекуланинг умумий энергияси:

Е=Е _эл + Е _тебр + Е_айл дан иборат былади
Молекуланинг энергетик сатщларини 1-расмдагидек ифодалаш мумкин.
Молекуланинг энг пастки Е₀ электрон щолати –асосий щолат, Е-эса =ыз\алган щолат дейилади.


Е

hν₁ hν₂
Е₀

Расм 1. Молекуланинг энергетик сатщлари

Битта электрон энергетик сатщга асосий ва бир неча =ыз\алган тебранма энергетик сатщлар ты\ри келади. Битта тебранма энергетик сатщга битта асосий ва бир неча =ыз\алган айланма энергетик сатщлар ты\ри келади. Атом ёки молекулага таш=аридан бирор энергетик таъсир былмаса ,улар энг пастки асосий энергетик щолатга жойлашади

И+ нурни ютилиши молекулани тебранма ва айланма энергиясини ызгаришига олиб келади.
УБ ва кыринадиган спектрларнинг ютилиши электронлар энергиясининг ызгаришига щам олиб келади, натижада валент электронлари асосий щолатдан =ыз\алган щолатга, яъни ю=ори энергетик по\онага ытади.
Молекулалар маълум бир нурларни ютгандан кейин уларнинг энергияси ортади ва пастки энергетик по\онадан ( Е₀) ю=ори энергетик по\онага (Е) ытади .
Молекулаларнинг ички энергиясининг =иймати узлуксиз ызгармасдан, улар маълум бир дискрет квантланган энергетик щолатларнигина =абул =ила олади. Нур энергиясининг ютилиши учун шу нур квантининг энергияси квантланган щолатлар энергиясининг фар=ига тенг былиши керак:

∆Е=Е*-Е₀=hν=h*с/λ

Е*>Е_{0_}-ютилиш
Е*<Е₀ -нурланиш
∆Е=hν-фотон энергияси,э,в
λ-тыл=ин узунлиги, нм
Бунда ν=с/λ-частота, бир секундда содир быладиган тебранишлар сони , сек^-1
ν=1/λ-тыл=ин сони ,1см масофага ты\ри келадиган узунликлар сони, см^-1
h-Планк доимийси (6,5*10^-27 эрг. сек.)
с-ёру\ликнинг бышли=даги тезлиги (3*10¹⁰см/сек)
Тенгламада ифодаланганидек,квант энергияси тебраниш частотасига ты\ри пропорционал, тыл=ин узунлигига эса тескари пропорционал.
Тыл=ин сони /λ^-1/ ёки /ν/ асосан см^-1 ылчам бирлигига эга былиб, частотаси ва энергия =ийматига ты\ри пропорционалдир ,шунинг учун щам мутла= частотага нисбатан щам кып ишлатилади (3-жадвал). Масалан 300 ммк (3000А⁰) мос келадиган тыл=инлар сони λ=33333 см^-1 ,тыл=ин частотаси эса 1*10¹⁵сек^-1дир. Инсон кызи электромагнит тыл=инларнинг 400-750ммк =абул =илади.
3-жадвал
Тыл=ин узунлиги ва частотани ылчашда ишлатиладиган бирликлар.

Тавсиф	Ылчам бирлиги	=ис=артирилган белгиси	Таърифи
Тыл=ин узунлиги λ	Микрон Миллимикрон Ангстрем	Мк Ммк А^0	1мк=10^-4см=10^-6м 1ммк=1нм=10^-7см =10^-9м 1А^0=10^-8см=10^-10м
Частота,ν	_	Сек^-1	1 секунддаги тебранишлар сони
Тыл=ин сони ,	_	См^-1	1 см даги тыл=инлар сони

Щосил =илиш усулларига =араб спектрлар уч хилга былинади: ютилиш, тар=атиш, сочилиш. Уларнинг спектр чизи=ларининг жадаллиги молекулалар сонига ва квант механикаси =оидалари асосида быладиган ытишлар эщтимоллигига бо\ли= былади. Спектр чизи=ларининг кенглиги ва шакли молекула кырсаткичларининг йи\индисига ва модда хусусиятларига бо\ли= былади .