O’quv-uslubiy majmua 5140300-Kimyo va ekologiya bakalavr ta’lim yo’nalishi talabalari uchun Tuzuvchi – kimyo fanlari nomzodi

Fotometrik metodlar. Analizning fotometrik metodlari aniqlanayotgan modda tomonidan nurning yutilishi, o’tkazilishi yoki yoyilishini aniqlashga asoslangan.
Ba’zi rangsiz yoki kuchsiz rangli ionlar boshqa ionlar yoki organik birikmalar bilan o’zaro ta’sirlashganda rangli birikmalar beradi. Masalan, Fe³⁺ ionlari kuchsiz rangli, ammo ular rodanid SCN^- ionlari bilan to’q qizil kompleks ionlarini hosil qiladi. Misning havo rang ionlari bilan ammiak molekulalari bilan tiniq ko’k mis ammiakli kompleks ionlarini hosil qiladi. Marganes Mn²⁺ ning rangsiz ionlarini tiniq malina rangli MnO₄^- ionlarigacha oksidlash mumkin. Ma’lumki, hosil bo’lgan rangli ionlarning miqdori aniqlanayotgan ionlarning miqdoriga ekvivalentdir. Bu rangli reaksiyalar fotometrik aniqlashlar asosida yotadi.
Kuzatishni ko’z bilan yoki turli fizik asboblar bilan olb borish mumkin. Ko’z bilan kuzatishning aniqligi ko’p jihatdan ko’zning eritma rangining intensivligi yoki loyqalik darajasidagi farqni ilg’ash qobiliyatiga bog’liq. Turli fotometrik metodlar: spektrofotometriya, fotoelektrokalorometriya, kolorimetriya, nefelometriya, flyuorometriya.
Kolorimetriya- modda miqdorini shu moddaning biror reaktiv bilan o’zaro ta’sirlashishi natijasida vujudga keladigan eritma rangining intensivligi bo’yicha oddiy ko’z bilan aniqlash.
Fotoelektrokalorometriya – modda miqdorini nur filtri orqali o’tkazilgan va fotoelement bilan o’lchanadigan nurning rangli eritma bilan yutilishi bo’yicha aniqlash
Nefelometriya- modda miqdorini eritmaning loyqalik darajasiga qarab oddiy ko’z bilan aniqlash. Nefelometrik aniqlashni asboblardan foydalanib o’tkazish mumkin. Bunda konsentrasiyani suspenziyaning juda mayda zarralaridan tarqalgan va fotoelement bilan o’lchanadigan nurning intensivligi bo’yicha aniqlanadi. Nurning rangli eritmalar bilan yutilish qonunlarini qisqacha qarab chiqamiz.
Agar J₀ intensivlikka ega bo’lgan monoxromatik nur oqimi biror eritmaning bir xil qavatiga tushayotgan bo’lsa, unda uning bir qismi qaytadi (intensivlik J_r), bir qismi (J_a) yutiladi, bir qismi (J_t) esa qavatdan o’tib ketadi, shunday qilib;

J₀ = J_r + J_a +J_t

Oddiy ko’z bilan kuzatiladigan kolorimetriya va fotokalorimetriyada bir xil idishdagi eritmalar solishtirilgani uchun J_r miqdorini hisobga olmasa ham bo’ladi. Unda

J₀ ≈ J_a +J_t

Shunday qilib, nur oqimi eritmadan o’tganda o’zi intensivligining ma’lum qismini yo’qotadi.

Eritmada rangli molekulalar qancha ko’p bo’lsa J₀ ning qiymati shuncha katta bo’ladi. Ammo rangli molekulalarning soni moddaning konsentrasiyasiga C va nur o’tadigan eritma qavatining qalinligiga bog’liq.
Bu bog’liqlik Lambert-Ber formulasi bilan ifodalanadi:

J_t = J_o∙10^-eCh

Bunda e- moddaning tabiati va uning fizik holatiga bog’liq bo’lgan nur yutilishining molekulyar koeffisenti.

Bu ifodani o’zgartiramiz:

Uni logarifmlasak:

qiymat eritmaning optik zichligi deyiladi va D bilan belgilanadi.

Lambert- Ber qonunidan kelib chiqadigan xulosalarni ko’rib chiqamiz. Faraz qilaylik, bizda bir xil moddaning ikkita, turli konsentrasiyali rangli eritmasi bor. Bu eritmalar uchun Lambert-Ber qonuni bo’yicha

deb yozish mumkin.
Rangli modda bitta bo’lgani uchun ikkala tenglamada ham e ning qiymati bir xil bo’ladi. Ikkala eritma bir xil yoritilgan, shuning uchun ham bir xil qiymatga ega bo’ladi. Agar nur o’tadigan eritmalar qavati qalinligini shunday olsaki, ikkala eritmaning rangi bir xil ko’rinsa, unda J_t^′ va J_t^″ qiymatlar teng bo’ladi: Shunday qilib:

eC₁h₁ - eC₂h₂ yoki C₁h₁ = C₂h₂

Bu ifodani boshqacharoq ham yozish mumkin;

Yani bir xil modda ikki xil eritmasining intensivligi bir xil bo’lganda suyuqliklarning idishdagi balandligi eritmalar konsentrasiyasiga teskari proporsionaldir.
Fotometrik metodlarning mohiyati shundan iboratki, aniqlanayotgan eritma rangining intensivligi ( yoki loyqalik darajasi) konsentrasiyasi ma’lum bo’lgan eritmaning rangi bilan solishtiriladi. Ma’lum konsentrasiyali rangli eritma tayyorlash uchun standart eritmalar deb ataluvchi eritmalar ishlatiladi.
Standart eritma aniqlanayotgan moddaning aniq miqdorini o’zida tutadi. Odatda standart eritmaning konsentrasiyasi bir millilitr eritmadagi moddaning milligrammlari bilan (mg∕ml) ifoda qilinadi.
Moddaning bunday eritmalar olish uchun kerak bo’lgan miqdori

Formula bilan hisoblanadi, bunda M₁- eritiladigan moddaning molekulyar massasi; Q- 1l standart eritma to’g’ri keladigan aniqlanadigan moddaning gramm miqdori; V- millilitrlardagi berilgan hajm; M₂- aniqlanayotgan moddaning molekulyar yoki atom massasi.

Fotometrik aniqlashga ishlatiladigan rangli reaksiyalar quyidagi talablarni qanoatlantirishi kerak:

1. 
   Bo’yalgan eritma hosil qilish reaksiyasi katta tezlikda ketishi kerak.
   
2. 
   Olingan bo’yalgan birikma yetarli intensiv rangga ega bo’lishi kerak, u qanchalik intensiv bo’lsa, analiz metodi shunchalik sezgir bo’ladi.
   
3. 
   Rang vaqt o’tishi bilan o’zgarmasligi va yorug’lik nuriga nisbatan sezgirli gi kam bo’lishi kerak.