Мавзу: Физик кимёвий анализ методлари

Маъруза 18
МАВЗУ: Атом-спектроскопик анализ методлари
Атом-абсорбцион анализ методи
Атом-спектроскопик методлар атом спектрларини ырганишга асосланган былиб, бу методларда ани=ланиши керак былган атомларнинг ультрабинафша ва кызга кыринувчан нурларни ютиши ёки, аксинча, ызидан чи=ариши ырганилади.
Атом спектроскопик методлар асосан иккига былинади:
1.Атом-абсорбцион спектроскопия
2.Алангали фотометрия
Атом спектрларининг щосил =илишиши маълум ми=дордаги энергияни сарфлаб кимёвий бирикмани атомлар щолатига ытказилади.
Физика курсидан маълумки, атомларнинг ютилиши ва чи=ариш спектрлари, фа=ат ырганилаётган айни атомлар учун характерли былган дискрет чизи=лар тыпламидан иборат. Молекуляр спектрлар эса бир текис полосалардан иборат.
Биринчидан молекулалар мураккаб тузилишига эга, иккинчидан молекула эритувчи билан ызаро таъсирда былади ва шунинг учун бу ерда энергетик ытишлар атомлардагига =араганда сезиларли даражада ю=ори. Шу сабабли алощида чизи=лар амалий жищатдан бир-бири билан =ышилиб спектрал полосалар щосил =илади.
Ани=ланаётган бирикмани атомар щолатга ытказиш учун =уйидаги энергиялардан фойдаланилади:

1. Аланга энергияси

2. Электр ёйи энергияси
3. Плазма энергияси
Атом-абсорбцион спектрометрияда аналитик сигнални =ыз\алмаган атомлардан олинади, шунинг учун щам моддаларни атомар щолатигача парчалаш учун етарли энергияга эга былган манбадан фойдаланилади. Шарти шуки, атомлар имкони борича =ыз\алган щолатга ытмаган былсин. +ыз\алган атомлар ми=дори 0,02-0,1% дан ортмаслиги керак. Бундай талабларга алангали ва электротермик атомизаторлар жавоб беради. Шунинг учун щам, кыпинча, аланга энергиясидан фойдаланилади.
Алангада атомларнинг щосил былиши
Анализ =илинаётган модда эритилиб, газ горелкасига пуркалган ва=тдан унинг атомлари щосил былгунча =адар мураккаб жараёнлар содир былади.
Пуркалган майда томчилар аввало намликни йы=отиб, =уру= заррача щолига келади. Бунда эркин щолдаги атомлар щосил былиши учун заррачалар бу\га айланиши керак. Бу\нинг щосил былиш жараёнида модданинг майда, =уру= заррачалари фа=атгина атомни щосил =илмай, =исман молекулаларни, щаттоки, молекуляр, фрагментларни щосил =илади ва анализ натижасига деярли таъсир =илмайди. Яхши натижа олиш учун шароитни бир меёрда са=лаб туриш керак.
Эритма алангага пуркалган ва=тда унинг майда томчиларга айланиши эритманинг =овуш=о=лиги ва намуна эритмасининг сирт таранглиги ва чанглатгичнинг тузилишига бо\ли= былади.
Намуна концентрацияси ю=ори былиб, =овуш=о=лиги катта былса, эритувчи сифатида органик моддалар олинади.
Намуна концентрацияси ю=ори былиб, =овуш=о=лиги катта былса, эритувчи сифатида органик моддалар олинади.
Эритувчининг бу\ланиши (десольватланиш). Алангага пуркалаётган эритма томчиларининг десольватланиши баъзи бир параметрларга-аланганинг щарорати, эритувчининг табиати ва томчининг алангада былиш даврига бо\ли=. Эритмада намуна концентрацияси ю=ори былса, =овуш=о=лик щам ю=ори былиб, тез бу\ланиш ва атомларнинг сони кыпайиши учун органик эритувчиларни ишлатган маъ=ул. Улар сувга =араганда тез бу\ланади ва бу\ланиш жараёнида алангани камро= совутади.
Бу\нинг щосил былиши щам ю=оридаги параметрларга бо\ли= былади. Аммо элемент бу\ининг щосил былиши кып жищатдан бу\ланаётган заррачанинг табиатига щам бо\ли= былади. Масалан, алюминий оксиди натрий хлорид заррачасига =араганда секин бу\ланади. Аммо бир хил шароитда NaCl ва Al₂O₃ заррачаларининг булутларини текширилса, бир ва=тнинг ызида NaCl заррачалари кыплигини кырамиз.
Ионланиш. Ионланиш одатда, аланга щарорати ю=ори былганда (2000⁰С дан ю=ори) содир былади. Лекин ионланиш энергияси кичик былган элементларгина (иш=орий-ер металлари) бундан паст щароратда щам ионланади.
Аланга, горелка ва чанглатгич. Аланганинг маълум аналитик хусусиятлари былади. Аланга, сызсиз, тур\ун былиши, хавфсиз былиши ва унга кетган щаражатлар (асбоб-ускуна, ё=ил\и...) мумкин =адар арзон, камсарф былиб, ю=ори щароратни таъминлаши ва тар=алиш тезлиги (ёниши) секинро= былгани маъ=ул. Бу щолатлар эритувчининг бу\ланишини оширади, аналитик сигнал жонлиро= былади. Бунинг устига аналитик =айтарувчи мущитини щосил =илиши керак. Чунки кыпчилик металлар алангада ёнганда ытга чидамли оксидлар щосил =илади ва оддий щароратда уларнинг диссоцияланиши =ийин былади. Эркин атомларнинг щосил былиши учун уларни =айтариш керак. Оксидларни =айтариш учун эса газ о=имининг келиши, реакцияга керак былганидан кыпро= былиши керак. Бундай алангани бойитилган аланга дейилади ва ё=ил\и сифатида ацетилен ишлатилса, яхши =айтарувчи мущитни вужудга келтиради, таркибида углерод тутган радикал заррачаларнинг щосил былиши кузатилди.
Горелкалар 2 хил былади:
1. Пуркалган эритма ты\ридан-ты\ри алангага етиб борадиган горелка «прямоточная» дейилади. Бу горелка бир неча афзалликларга эга:
1). Ишлатишда хавфсиз ва нархи арзон
2). Газлар-ёнувчи ва оксидловчи, горелкадан таш=арига чи=магунча аралашмайди, газлар ва оксидловчининг водород ва кислород, ацетилен-кислород каби аралашмаларидан =ыр=май фойдаланиш мумкин. Бош=а шароитларда уларни ишлатиш жуда хавфли, портлаб кетиши мумкин. Бундай аралашмалар жуда ю=ори щарорат (3000⁰С) беради ва ацетилен билан бойитилган аланга оксидланиш-=айтарилиш хусусиятига эга былади.
2. Ёнувчи газ билан оксидловчи, аввало бир системада аралаштирилади, сынгра бу аралашма горелкага пуркалади. Иккинчи горелканинг тузилиши бош=ача былади. Унинг афзаллиги шундаки, олинган аланга бир меёрда былади. Бу горелканинг камчилиги шундаки, намуна эритмасидан тыла фойдаланиб былмайди ва ё=ил\и газ билан оксидловчи аввалро= аралаштирилганидан горелка ичида озгина арлашма =олиб, тасодифан алангаланиб кетса, портлаш юз беради. Шунинг учун бу горелкалар хавфсиз былиши учун уларнинг конструкциялари тобора яхшиланмо=да.
Алангадаги атомларнинг ютилиш спектрларида спектрал чизи=ларнинг жойлашиш тартибини ырганиб, моддаларнинг сифат анализини бажариш ва шу атомларга характерли былган чизи=ларнинг интенсивлигини ани=ланаётган модданинг ми=дорий таркибини ани=лаш мумкин. Бу метод билан ани=лашни атом-абсорбцион спектроскопик ани=лаш методи дейилади.
Алангада атомларнинг ассосий =исми =ыз\алмаган щолатда былади. Атом-абсорбцион спектрометрнинг ишлаш принципи =уйидагича. Расм 11. Асбобнинг тузилиши.
4
1 2 3
5
  )
1-катод лампаси; 2-модулятор; 3-аланга; 4-монохроматор; 5-детектор
Атом-абсорбцион спектрометрда иккита нурланиш о=имининг нисбий интенсивлиги ылчанади. Бу нурлардан бири атом бу\даридан ытади, иккинчиси эса солиштирма о=ими щисобланади. Солиштирма о=имнинг ишлатилишига сабаб ани=ланаётган моддадаги =ыз\алган атомлар флуоресценцияланган нурланишни чегириб ташлашдан иборатдир. Бунинг учун ёру\лик о=имининг модулятори ишлатилади.
Нур манбаи сифатида катод лампаси ишлатилади. Катод лампаси албатта ани=ланиши керак былган элементдан ясалади.
Алангага пуркалган ани=ланаётган нурнинг тыл=ин узунлиги =ыз\алмаган атомлар ютадиган нурнинг тыл=ин узунлигидан жуда кам фар= =илади. Шунинг учун текширилаётган элементни ани=ланаётганда бегона аралашмалар щала=ит бермайди.
Атом спектрларини щосил =илиш учун маълум ми=дордаги энергияни сарфлаб кимёвий бирикмани атомлар щолатига ытказилади.
Физика курсидан маълумки, атомларнинг ютилиш ва чи=ариш спектрлари, фа=ат ырганилатган атомлар учун характерли былган дискрет чизи=лар тыпламидан иборат. Молекуляр спектрлар эса бир текис полосалардан иборат. Биринчидан молекулалар мураккаб тузилишга эга,иккинчидан молекула эритувчи билан ызаро таьсирида былади ва шунинг учун бу ерда энергетик ытишлар атомларидагига =араганда мураккабро= былади.
Атом-эмиссион ва атом-абсорбцион анализ усулларинг тушунтириш учун атомлар молекуляр бо\ларга бо\ли= эмас деб щисобланади
Агар атомларга энергия берилса, масалан =издирилганда (исси=лик таъсир эттирилса), атомлар =ыз\атилади ва асосий щолатдан =ыз\алган ю=оридаги энергетик =аватга ытади. Ва=т ытгандан сынг атомлар ыз щолатига =айтса (асосий щолатга) иссиклик манбаидан олинган энергия ажралиб чи=иши нур (ёру\лик) щолатда ажралиб чи=са атомни эмиссион спектри содир былади.
Атомларни =ыз\атиб, уларни эмиссиясини щосил =илиш учун исси=лик энергиясидан таш=ари ёру\лик энергиясини таьсир эттириш мумкин. Бу энергия атомнинг паски =аватидан ю=ори =аватига ытишга етарли былиши керак.
Нур ютиб атомлар =ыз\алган щолатга ытади ва нур чи=аради. Бу жараён атом флуоресценцияси дейилади
Атом-абсорбцион жараённи кузатиш учун намунани буг холатига утказиш керак.Атомларга энергияни хар хил йуллар билан утказиш мумкин :
1. исси=лик энергияси билан ытказиш :
а) уч=ун
б) плазма
в) олов
г) электр ёй ва щоказолар.
2)Оптик энергия яъни лазер энергияси билан ытказиш .