Sezuvchanlik Hajmiy analizning mohiyati

Hajmiy analizning mohiyati
Reja:

1. 
   Hajmiy analiz usullarining tasnifi
   
2. 
   Kompleksonometrik usul
   
3. 
   Sezuvchanlik
   

Hajmiy analizning mohiyati
Hajmiy, ya’ni titrimetrik analizda reaksiyaga kirishayotgan moddalarning aniq hajmi o‘lchanadi va ulardan birining ma’lum konsentratsiyasi asosida ikkinchisining noma’lum konsentratsiyasi aniqlanadi. Konsentratsiyasi ma’lum bo‘lgan va uning yordamida boshqa eritmadagi moddaning konsentratsiyasi aniqlanadigan eritma titrlangan yoki standart ishchi eritma deb ataladi.
1 ml eritmadagi erigan moddaning grammlar soni, odatda,
titr deb ataladi. Masalan, H2SO4 ning titri 0,0049 g/ml ga teng deyilsa, bu sulfat kislota shu eritmasining har bir millilitrida 0,0049 g H2SO4 bo‘lishini ko‘rsatadi. Titr T harfi bilan belgilanadi:


12-rasimda pipetkalar va pipetkalar qoyladigan shtativ
Titrimetrik analiz bajarilish jihatidan gravimetrik analizga nisbatan birmuncha afzallikka ega. Masalan, hajmiy analizda reaksiya mahsulotini ko‘p vaqt oladigan tarozida tortish o‘rniga reaktivning aniq konsentratsiyali standart ishchi eritmasi yoki titrlangan eritmasi bilan reaksiyaga sarflangan hajmi aniq o‘lchanadi. Ammo titrimetrik analizdagi natijalarning aniqligi gravimetrik analizdagiga qaraganda birmuncha kam bo‘ladi. Har qanday titrimetrik analitik reaksiyani olib borishda titrlangan eritmani byuretkadan (11–13-rasmlar) kolbadagi hajmi aniq o‘lchangan tekshiriladigan eritmaga oz-ozdan tomchilab qo‘shiladi. Bu jarayon titrlash deyiladi. Buni biroz tajribaga ega bo‘lgan kishi bir necha minutda bajaradi.
Titrlash jarayonida reaksiyaga kirishayotgan moddalarning miqdorlari aralashmada ekvivalentiga tenglashganini ko‘rsatuvchi ekvivalentlik nuqtasi kuzatiladi. Shu nuqqada sarflangan standart ishchi eritmaning hajmi belgilanadi va titrlash to‘xtatiladi. Titrimetrik analizda ekvivalentlik nuqtasini aniq qayd qilish zarur. Ekvivalentlik nuqtasini belgilashga imkon beradigan moddalar indikatorlar, rangli reaktivlar bo‘lib, ular reaksiya jarayonida o‘z rangini o‘zgartiradi. Odatda, rangli yoki loyqa eritmalarni indikatorlar bilan titrlab bo‘lmaydi, chunki bunda indikator rangining o‘zgarishini bilish qiyin bo‘ladi. Bunday hollarda ekvivalentlik nuqtasini belgilash uchun titrlashda eritmaning ba’zi fizik xossalari (elektrod potensiali, elektr o‘tkazuvchanligi va b.) o‘zgarishidan foydalaniladi. Hajmiy analizda qo‘llaniladigan reaksiyalarga qo‘yiladigan talablar. Hajmiy analizning tortma analizdan eng muhim farqi shundaki, reaktiv ortiqcha miqdorda emas, balki reaksiya tenglamasiga aniq muvofiq keladigan, aniqlanayotgan moddaga kimyoviy jihatdan ekvivalent bo‘lgan miqdorda olinadi. Analiz natijalarini hisoblash ham ekvivalentlik qoidasiga asoslanadi.
Titrlash esa ancha tez bajarilishi bilan tortma analizdan farq qiladi. Titrlashda ancha tez boradigan reaksiyalarnigina qo‘llash mumkin.
Sekin boradigan reaksiyalarda ekvivalentlik nuqtasini aniq belgilash qiyin, bunda titrlash, albatta, o‘tkazib yuboriladi. Bundan tashqari qo‘shilayotgan reaktivning titrlangan eritmasi faqat aniqlanayotgan modda bilan reaksiyaga kirishishga sarf bo‘lishi, ya’ni titrlashda analiz natijalarini aniq hisoblashga xalaqit beradigan qo‘shimcha reaksiyalar sodir bo‘lmasligi kerak. Eritmada tegishli reaksiyaning borishiga yoki uning ekvivalentlik nuqtasini belgilashga to‘sqinlik qiladigan boshqa moddalar bo‘lmasligi lozim.
Hajmiy analiz usullarining tasnifi
Titrimetrik analizda turli xil reaksiyalar: kislota-asosli birikish, oksidlanish-qaytarilish cho‘ktirish, kompleks hosil bo‘lishi va boshqa reaksiyalar qo‘llaniladi. Bu reaksiyalar titrimetrik analiz shartlarini qanoatlantirishi kerak. Ayrim titrimetrik usullar asosiy reaksiya turining yoki titrantning nomi bilan ataladi. Argentometriya usulida AgNO3 titrant, permanganatometriyada KMnO4 titrant bo‘ladi va h.k.
Titrimetrik analizda qo‘llaniladigan asosiy reaksiyaga binoan bu analiz quyidagi usullarga bo‘linadi:
1. Kislota-asosli titrlash: H++OH=H2O.
2. Oksidimetriya – oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi asosida titrlash:
5MnO4+Fe+8HMno4+5Fe+4H2O
3. Cho‘ktirish usuli:
Ag++Cl –=AgCl↓ – (argentometriya)
Ag++CNS –=AgCNS↓ – (rodanometriya)
4. Kompleksonometrik usul – koordinatsion (xelat) birikmalar hosil bo‘lish reaksiyalaridan foydalaniladi.
Bu usullarning har qaysisi bilan aniqlashda to‘g‘ri, teskari titrlash, shuningdek, o‘rin almashtirish yo‘li bilan titrlash mumkin.
To‘g‘ri titrlashda aniqlanayotgan modda eritmasiga titrant oz-ozdan qo‘shib boriladi. Masalan:
NaOH + HCl→NaCl+H2O
NaCl+AgNO3→AgCl+NaNO3
Teskari titrlashda ikkita titrantdan foydalaniladi. Tekshirilayotgan moddaga avval titrant 1 dan ko‘proq miqdorda qo‘shiladi. Titrant 1 ning reaksiyaga kirishmay, ortib qolgan qismi titrant 2 bilan titrlanadi. Titrant 1 moddasi bilan reaksiyaga kirishish uchun sarf bo‘lgan miqdori uning hammasi bo‘lib qo‘shilgan titrant miqdoridan titrlash uchun sarf bo‘lgan miqdorini ayirish orqali topiladi. Masalan, eritmadagi NaCl miqdorini AgNO3 eritmasi yordamida to‘g‘ri titrlash yo‘li bilan ham, teskari titrlash orqali ham aniqlash mumkin. Teskari titrlash yo‘li bilan aniqlashda NaCl eritmasiga ortiqcha miqdorda titrant
75
1 AgNO3 eritmasidan qo‘shiladi va uning reaksiyada ortib qolgan qismi titrant 2 – NH4CNS eritmasi bilan titrlanadi. NaCl bilan reaksiyaga kirishgan kumush nitrat eritmasining miqdori V uning umumiy qo‘shilgan miqdori V1 dan NH4CNS moddasi bilan titrlangan miqdori orasidagi farqdan aniqlanadi:
V=V1–V2 NaCl+AgNO3= ↓AgCl+NaNO3
ortiqcha miqdorda
AgNO3+NH4CNS = ↓AgCNS+NH4NO3
qoldiq
Berilgan modda miqdorini to‘g‘ri yoki teskari titrlash usullari bilan aniqlash mumkin bo‘lmasa, almashtirib titrlash usulidan foydalaniladi. Bunda aniqlanayotgan moddaga shunday bir modda qo‘shiladiki, u reaksiya natijasida ma’lum miqdorda mahsulot hosil qiladi. Bu mahsulot mos keladigan titrant yordamida titrlanadi. Masalan, berilgan moddani aniqlashda K2Cr7O7, KJ va HCl qo‘shildi, deylik. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi natijasida hosil bo‘lgan J2 ning miqdori Na2S2O3 eritmasi bilan titrlab aniqlanadi:
K2Cr2O7+6KJ+14HCl =2CrCl3+3J2+8KCl+7H2O
J2+Na2S2O3=2NaJ+Na2S4O6
Teskari titrlash sekin boradigan oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida ishlatiladi. Bunda titrlanayotgan aralashmaga titrant 1 dan ortiqcha miqdorda qo‘shiladi va ma’lum muddat tindiriladi (reaksiya oxirigacha borishi uchun). Keyin titrant 1 ning ortiqcha miqdori boshqa titrant 2 yordamida titrlanadi. Bu usul, masalan, sulfitlarni aniqlashda ishlatiladi. Natriy sulfit eritmasiga titrant
1–J2 eritmasidan ortiqcha miqdorda qo‘shiladi, uning ortiqcha miqdori titrant 2 – Na2S2O3 eritmasi bilan titrlanadi, reaksiya quyidagicha boradi:
Na2S+2J2+2HCl=S+2NaCI+2HJ+J2
J2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaJ
Almashlab titrlash usulida aniqlanayotgan moddaning biror boshqa modda bilan reaksiyaga kirishishi natijasida hosil bo‘lgan mahsulotga ekvivalent miqdorda ajralib chiqadigan o‘rinbosar moddaning miqdori aniqlanadi. Bu usul yordamida oksidlanish-qaytarilish reaksiyalariga
Masalan, CaCO3 ni HCl da eritib, analiz qilish mumkin. Eritma neytrallangandan keyin ammoniy oksalat (NH4)2C2O4 yordamida CaC2O4 holida cho‘kmaga tushiriladi. Cho‘kmaga H2SO4 ta’sir
ettiriladi va hosil bo‘lgan oksalat kislota
(o‘rinbosar modda) KMnO4 eritmasi bilan titrlanadi,
reaksiyalar quyidagicha sodir bo‘ladi:
↓CaCO3+2HCl→СaCl2+H2СO3
CaCl2+(NH4)2C2O4→↓CaC2O4+2NH4Cl
↓CaC2O4+H2SO4→CaSO4+H2C2O4
5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4→ 2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
O'zbekiston Respublikasi Prezidenti Shavkat Mirziyoev 6 sentabr kuni qishloq xo'jaligini 2020-2030 yillarda rivojlantirishning ustuvor yo'nalishlariga bag'ishlangan yig'ilish o'tkazdi.
Mamlakatimiz qishloq xo'jaligi bo'yicha ulkan salohiyatga ega. Bozorlarimiz to'kin, xalqimiz rizqi mo'l-ko'l bo'lishidan tortib eksportdan qo'shimcha daromad topishgacha bo'lgan juda ko'p masalalar shu soha bilan bog'liq. Keyingi yillarda qishloq xo'jaligini isloh qilish va bozor mexanizmlarini joriy etish bo'yicha qator ishlar amalga oshirildi. Davlat xarid narxlari qariyb 3 barobarga ko'paytirilgani natijasida manfaatdorlik oshdi. Paxtachilik va g'allachilik hashar emas, chinakam daromad manbaiga aylandi.
Miqdoriy analiz murakkab, ko`p bosqichli jarayon bo`lib, o`z ichiga vazifaning qo`yilishi, analiz usuli va sxemasini tanlash, namuna olish,uni analizga tayyorlash,analizni bajarish ,natijalarni matematik ishlash, ularni taqdim etish va saqlash bosqichlarini oladi.Analizdan kutilgan oxirgi natija moddaning miqdori, taqsimlanishi yoki tuzilishi bilan bog`liq.
Analiz usulu va sxemani tanlash.
Moddani analiz qilishdan oldin analizdan ko`zga tutilgan maqsad va buyurmachining qo`ygan vazifasi aniq bo`lishi kerak.Ushbu maqsad va vazifalardan kelib chiqqan holda analitik o`z ixtiyorida bo`lgan usullardan eng qulay, aniq, arzon, sezuvchanligi va
selektivligi tekshirilayotgan moddani analiz qilish uchun yetarli bo`lgan usulni tanlaydi.
A n a l i z u s u l i deganda, analizning negiziga qo`yilgan tekshirishning umumiy tamoyillari tushuniladi.Tanlangan usul muayyan metodikalar asosida analizni bajarishni ko`zga tutadi.
M e t o d i k a – analizni bajarishning barcha shart-sharoitlari, amallari va bosqichlarini batafsil qamrab oladi. Har qanday moddalarni analiz qilish uchun usul tanlashda tekshiriladigan moddaning obyekt tarkibida taxminan qancha miqdorda ekanligini bilish muhim hisoblanadi. Bu,ayniqsa, aniqlashning pastki chegarasini hisobga olish uchun zarurdir.Tanlanadigan usulning sezuvchanligi moddaning obyektdagi miqdoridan yuqori bo`lishi kerak. Turli xil usullar turli sezuvchanlikka ega.
S e z u v c h a n l i k – aniqlanadigan moddaning berilgan usul yordamida topilishi mumkin bo`lgan eng kam miqdoridir.Analiz uchun turli tabiiy, ishlab chiqarish,oziq – ovqat , atrof- muhit, kriminalistik arxeologik, tibbiy va boshqa obyektlarni olinishi mumkin.
Har bir obyekt muayyan Reaktsiyaning seziluvchanligi miqdoriy jihatdan bir-biriga bog’langan: topilish minimumi (m), cheksiz suyultirgandagi kontsentratsiya (Schek.suyul.) yoki cheksiz suyultirish chegarasi (Vchek.suyul.) va cheksiz suyultirilgandagi eng kam hajm (Vmin) bilan tavsivlanadi. Topilish minimumi berilgan sharoitda reaktsiyaning bajarish mumkin bo`lgan modda yoki ionning eng kam miqdori topilish minimumi mikrogrammlarda ifodalanib, grekcha γ (gamma) xarfi bilan belgilanadi:
1 mkg = 0,001 mg = 10-6 g yoki 10-9 kg.
Masalan: Kal’tsiy ionini H2SO4 bilan ta`sirlashib mikrokristall cho`kma hosil qilish reaktsiyasing ochilish miniummi 0,4*10-10 kg.ni tashkil etdi. Demak eritmada Ca2+ ionini miqdori 0,4*10-10 kg bo`lsa, H2SO4 ta`sirida cho`kma hosil bo`ladi, undan kam bo`lsa, cho`kma tushmaydi. Ochilish minimumi qancha kichik bo`lsa, reaktsiya, to`liq va tez boradi. Topilish minimumi reaktsiyaning seziluvchanligini to`liq ifoda qila olmaydi, chunki eritmada tegishli modda yoki ionning faqat absolyut miqdorigina emas, balki kontsentratsiyasi ham ahamiyatli. Shuning uchun modda (ion)ning tegishli reaktsiyasi bilan topish mumkin bo`lgan eng kam kontsentratsiyasi ifodalovchi kattalik cheksiz suyultirgandagi kontsentratsiyadan ham foydalaniladi. CHeksiz suyultirgandagi kontsentratsiya aniqlanadigan ionning massasi eng ko`p erituvchining massasiga, nisbati, bilan ifodalandi. Cchek.syul ,g/ml,kg/m3. Agar erituvchi suv bo`lsa, massa o`rniga hajmi olinadi. CHeksiz suyultirlgan kontsentratsiyaning teskari qiymati – cheksiz suyultirish chegarasi deyiladi.
U 1 kg aniqlanadigan ion qancha massa erituvchida saqlanishini ko`rsatadi (g/ml, kg/m3). CHeksiz suyultirish kontsentratsiyasi qancha kichik bo`lsa, cheksiz suyultirish chegarasi shuncha katta bo`ladi. Aniqlanadigan ionni topish minimumini saqlagan eritma hajmi cheksiz suyultirilgandagi eng kam hajmi deyiladi (Vmin).
Yuqoridagi kattaliklar orasida quyidagi bog’lanish mavjud:
yoki
( 1 )
Agar o`rniga berilgan bo`lsa,
yoki ( 2 )
(1) tenglamadan,
yoki ( 3 )
Agar cheksiz suyultirish chegarasi Vchek.suyul. berilgan bo`lsa, unda Schek.suyul. quyidagicha hisoblanadi:
yoki ( 4 )

1. 
   va (2) tenglamadan
   

yoki ) ( 5 )
Agar cheksiz suyultirish kontsentratsiyasi berilgan bo`lsa, unda Vchek.suyul quyidagicha hisoblanadi: yoki CHeksiz suyultirgandagi eng kam hajm quyidagicha hisoblanadi: yoki ( 6 ) xususiyatga ega.Analiz usullari, metodikasi, sxemasi tanlanganda, shu xususiyatlar xisobga olinishi kerak.
Eng avvalo, obyektning agregat holati, eruvchanligi, uchuvchanligi, namligi, barqarorligi, uning tarkibida boshqa tarkibiy qismlarning bo`lishi, har bir tarkibiy qismlar ning , shu jumladan asosiy moddaning kimyoviy xossalari muhim ahamiyatga ega.Tekshirilayotgan obyektning tarkibidagi tarkibiy qismlardan qaysi
biri aniqlanishi ko`zga tutulishiga qarab usullning selektivligi (tanlanuvchanligi) ahaqida fikr yuritiladi.Obyektning tahminiy kimyoviy tarkibi undagi moddalarning kimyoviy xossalari va turli halaqit beruvchi omillarni bilgan xolda, selektivligi yuqori bo`lgan usul tanlanishi kerak.
Sezgirlik miqdoriy jiҳatdan sezgirlik koefficienti bilan baxolanadi.
yoki S – y = f (c)
Analiz davomida moddaning sifat va miqdoriy tarkibi haqida axborot – ma`lumot olingani uchun uni axborot olish jarayoni deb qarash mumkin.Bunday analiz ko`z bialn kuzatish yoki biror asbobda o`lchash bilan bog`liq. To`langan axborot analitik belgi bo`lib hisoblanadi. IYUPAK ning tavsiyasiga ko`ra analitik belgi aniqlanadigan moddaning obyekt tarkibidagi miqdori bilan bevosita bog`liq bo`lgan, tahlilning oxirgi bosqichidagi o`lchangan fizikaviy kattaliklarning o`rtacha qiymatidir. Odatda bu qiymat massa yoki konsentratsiya bilan bog`liq bo`ladi. Tortish natijalari, moddalarning spektrlari, patensial yoki elektr o`tkazuvchanligi, tok qiymati, elektr miqdori, optik zichlik va boshqalar analitik belgilardir. Kimyoviy sifat analizida eritma rangining o`zgarishi yoki rang paydo bo`lishi, chokma tushishi yoki gaz ajralib chiqishi ham analitik belgilardir.
Har qanday analitik belgi modda, uning tarkibi va xossalri haqida juda katta axborot beradi. Bu axborot asosida ko`plab masalalarni hal qilish mumkin. Misol tariqasida palyarografik to`lqinni olib qarasak, u moddani sifatiy va miqdoriy tarkiblaridan tashqari, uning xossalari, turli xil konstantalari haqida ma`lumot beradi.
Analitik kimyoda tahliliy belgini olishning keng tarqalgan usuli o`lchashdir. Eritmaning hajmi, moddaning massasi, patensiali, optik zichligi, to`lqin uzunligi, pH, yarim to`lqin patensiali, diffuzion tok, elektr o`tkazuvchanlik, qarshilik va boshqalarni o`lchash bunga bo`la oladi. O`lchash haqidagi fan bo`lmish kimyoviy metrologiya nuqtai-nazaridan kimyoviy tahlil moddaning kimyoviy tarkibini o`lchashdir.
A n a l i t i k b e l g i moddaning tarkibi bilan bog`liq bo`lib, uni matematik jihatdan
Y=fx shaklida tasvirlash mumkin, bu yerda y – analitik belgi; x – moddaning miqdorini belgilovchi kattalik, masalan, konsentratsiya. O`lchash natijasi formula, jadval yoki chizma shaklida tasvirlanishi mumkin. Analitik signal foydali va aralashgan kirishmalar belgilari, o`lchashdagi shovqinlardan tashkil topadi.Tadqiqotchi – analitik ularning ta`sirini mumkin qadar kamaytirish choralarini ko`rish kerak. Begona moddalar va shovqinlar ta`sirini kamaytirish uchun holis tajriba o`tkaziladi. Har ikkala tajribada olingan natijalar farqi foydali belgiga mos keladi.
Metrologiya nuqtai nazaridan kimyoviy tahlilning quyidagi xususiyatlarini keltirish mumkin:
1) Bir moddaning miqdori aniqlanayotganda, ko`pincha ko`p moddalar o`lchanayotgan bo`ladi.Shuning uchun ham o`lchashdan oldin moddaning tarkibini
bilishga to`g`ri keladi.Sifatiy tahlilning miqdoriy tahlildan oldin bajarilishi ham shundan.
2) O`lchashningo`zi, ko`pincha, bevosita bo`lmaydi.Odatda, u yoki bu zarra-chalarning soni emas, balki massasi (granimetriya), hajmi (titrimetriya), patensiali (patensiometriya) singarilar o`lchanadi.
Mavzuga oid adabiyotlar:
1. M. S. Mirkomilova: «Analitik kimyo», Toshkent, «O`zbekiston» nashriyoti, 2005 yil, 5–19 betlar;
2. M. G`ulomova: «Analitik kimyo», Toshkent, «Talqin» nashriyoti, 2005 yil, 44–89 betlar;
3. U. Haydarov: «Analitik kimyo», Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2007 yil, 48–146 betlar.