Xulosa: Analitik kimyo. Tadqiqotning fizik-kimyoviy usullari Kimyoda fizik tahlil usullari

Elektron birjada interfeysdagi elektrod, elektronlar ishtirokida reaktsiya sodir bo'ladi. Elektron almashinuv elektrodlari elektrodlarga bo'linadi birinchi turdagi va elektrodlar ikkinchi tur. Birinchi turdagi elektrodlar - bu metallning yaxshi eriydigan tuzining eritmasiga botirilgan metall plastinka (kumush, simob, kadmiy). Ikkinchi turdagi elektrodlar - bu metallning yomon eriydigan birikmasi qatlami bilan qoplangan va bir xil anion (kumush xlorid, kalomel elektrodlari) bilan yaxshi eriydigan birikma eritmasiga botirilgan metall.
Ion almashinadigan elektrodlar- elektrodlar, ularning potentsiali eritmadagi bir yoki bir nechta moddalarning oksidlangan va qaytarilgan shakllari kontsentratsiyasining nisbatiga bog'liq. Ushbu elektrodlar platina yoki oltin kabi inert metallardan qilingan.
3. Membran elektrodlari suv bilan aralashmaydigan suyuqlik bilan singdirilgan va ma'lum ionlarni selektiv adsorbsiyalash qobiliyatiga ega bo'lgan g'ovakli plastinka (masalan, Ni 2+, Cd 2+, Fe 2+ xelatlarining organik eritmadagi eritmalari). Membran elektrodlarining ishlashi interfeysda potentsial farqning paydo bo'lishiga va membrana va eritma o'rtasida muvozanat almashinuvini o'rnatishga asoslangan.
Potensiometrik tahlil usuli.
Tahlilning potentsiometrik usuli eritmaga botirilgan elektrodning potentsialini o'lchashga asoslangan. Potensiometrik o'lchovlarda indikator elektrodi va etalon elektrodli galvanik element tuziladi va elektromotor kuch (EMF) o'lchanadi.
Potensiometriya turlari:
To'g'ridan-to'g'ri potensiometriya Bu elektrod jarayoni teskari bo'lishi sharti bilan indikator elektrodning potentsial qiymati bo'yicha kontsentratsiyani bevosita aniqlash uchun ishlatiladi.
Bilvosita potentsiometriya ion konsentratsiyasining o'zgarishi titrlangan eritmaga botirilgan elektroddagi potentsialning o'zgarishi bilan birga bo'lishiga asoslanadi.
Potensiometrik titrlashda potentsial sakrash nuqtasi E ° (standart elektrod potentsiali) qiymatlariga muvofiq elektrokimyoviy reaktsiyaning boshqasiga almashinuvi tufayli aniqlanadi.
Potensial qiymat eritmadagi mos keladigan ionlarning konsentratsiyasiga bog'liq. Masalan, kumush tuzi eritmasiga botirilgan kumush elektrodning potentsiali eritmadagi Ag+ ionlari konsentratsiyasining o’zgarishi bilan o’zgaradi. Shuning uchun noma'lum konsentratsiyali ma'lum tuz eritmasiga botirilgan elektrodning potensialini o'lchab, eritmadagi mos keladigan ionlarning tarkibini aniqlash mumkin.
Eritmadagi aniqlangan ionlarning kontsentratsiyasi potentsialiga ko'ra baholanadigan elektrod deyiladi indikator elektrodi.
Ko'rsatkich elektrodning potentsiali uni odatda chaqirilgan boshqa elektrodning potentsiali bilan solishtirish orqali aniqlanadi mos yozuvlar elektrodi. Yo'naltiruvchi elektrod sifatida faqat shunday elektroddan foydalanish mumkin, uning potentsiali aniqlanadigan ionlarning konsentratsiyasi o'zgarganda o'zgarishsiz qoladi. Yo'naltiruvchi elektrod sifatida standart (normal) vodorod elektrodi ishlatiladi.
Amalda, elektrod potensialining ma'lum qiymatiga ega bo'lgan mos yozuvlar elektrod sifatida ko'pincha vodorod emas, balki kalomel elektrod ishlatiladi (1-rasm). 20 ° C da to'yingan KO eritmasi bo'lgan kalomel elektrodning potentsiali 0,2490 V ni tashkil qiladi.
Konduktometrik tahlil usuli.
Konduktometrik tahlil usuli kimyoviy reaksiyalar natijasida oʻzgarib turadigan eritmalarning elektr oʻtkazuvchanligini oʻlchashga asoslangan.
Eritmaning elektr o'tkazuvchanligi elektrolitning tabiatiga, uning haroratiga va erigan moddaning konsentratsiyasiga bog'liq. Suyultirilgan eritmalarning elektr o'tkazuvchanligi turli harakatchanlikka ega bo'lgan kationlar va anionlarning harakati bilan bog'liq.
Haroratning oshishi bilan elektr o'tkazuvchanligi oshadi, chunki ionlarning harakatchanligi oshadi. Ma'lum bir haroratda elektrolitlar eritmasining o'tkazuvchanligi uning konsentratsiyasiga bog'liq: qoida tariqasida, konsentratsiya qanchalik yuqori bo'lsa, o'tkazuvchanlik shunchalik yuqori bo'ladi! Binobarin, berilgan eritmaning elektr o`tkazuvchanligi erigan moddaning konsentratsiyasining ko`rsatkichi bo`lib xizmat qiladi va ionlarning harakatchanligi bilan aniqlanadi.
Konduktometrik miqdoriy aniqlashning eng oddiy holatida, agar eritmada faqat bitta elektrolit bo'lsa, tahlil qilinadigan eritmaning o'tkazuvchanligining uning konsentratsiyasiga bog'liqligi grafigi chiziladi. Tekshirilayotgan eritmaning o'tkazuvchanligini aniqlagandan so'ng, tahlil qilinadigan moddaning konsentratsiyasi grafikdan topiladi.
Shunday qilib, barit suvining elektr o'tkazuvchanligi eritmadagi Ba (OH) 2 tarkibiga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda o'zgaradi. Bu bog'liqlik grafik jihatdan to'g'ri chiziq shaklida ifodalanadi. Noma’lum konsentratsiyali baritli suvdagi Va (ON) 2 ning miqdorini aniqlash uchun uning elektr o‘tkazuvchanligini aniqlash va kalibrlash grafigiga ko‘ra elektr o‘tkazuvchanlikning ushbu qiymatiga mos keladigan Va (ON) 2 konsentratsiyasini topish kerak. Agar karbonat angidrid bo'lgan gazning o'lchangan hajmi elektr o'tkazuvchanligi ma'lum bo'lgan Ba ​​(OH) 2 eritmasidan o'tkazilsa, CO2 Ba (OH) 2 bilan reaksiyaga kirishadi:
Ba (OH) 2 + C0 2 → BaC0 3 + H 2 0

Ushbu reaksiya natijasida eritmadagi Ba (OH) 2 ning miqdori kamayadi va barit suvining elektr o'tkazuvchanligi pasayadi. Barit suvi CO2 ni singdirgandan so'ng uning elektr o'tkazuvchanligini o'lchab, eritmadagi Ba (OH) 2 konsentratsiyasi qanchalik kamayganligini aniqlash mumkin. Barit suvidagi Ba (OH) 2 kontsentratsiyasidagi farqdan so'rilgan suv miqdorini hisoblash oson.
T. N. ORKINA
KIMYOVIY VA FIZIKO-KIMYOVIY TAHLIL
Qo'llanma
Orkina T.N. Kimyo. Kimyoviy va fizik-kimyoviy tahlil. Darslik / SPb .: Politexnika universiteti nashriyoti, 2012. - 45p.
Qo'llanmada zamonaviy analitik kimyoning maqsad va vazifalari - kimyoviy, fizik-kimyoviy va fizik tahlil usullari keltirilgan.
Sifat va miqdoriy tahlilni o'tkazish usullari batafsil tavsiflangan. Eritmalarning va metall qotishmalarining sifat tahlili bo'yicha laboratoriya ishlarining tavsifi, shuningdek, titrimetrik (hajm) tahlilning hisoblari va usullari keltirilgan. Jismoniy asoslar
kimyoviy tahlil - fazaviy diagrammalarni qurish, metall qotishmalarini termik tahlil qilish va eritish diagrammalarini qurish.
O‘quv qo‘llanma “Kimyo” va “Noorganik kimyo” fanlarining o‘quv standartiga mos keladi va oliy ta’lim muassasalarining muhandislik-texnologiya yo‘nalishidagi turli yo‘nalish va mutaxassisliklarda tahsil olayotgan talabalari uchun mo‘ljallangan.
“Materialshunoslik”, “Metallurgiya” va boshqalar. Qo'llanma "Kimyo" fanidan har qanday texnik mutaxassisliklarda tahsil olayotgan talabalar uchun foydali bo'lishi mumkin.
KIRISH
Analitik kimyo- Bu moddalarning kimyoviy tarkibini aniqlash uchun xossalari va aylanish jarayonlarini o'rganadigan kimyo bo'limi. Moddalarning kimyoviy tarkibini aniqlash (kimyoviy identifikatsiya) tahlil qilinayotgan namunada qaysi elementlar yoki ularning birikmalari va qanday miqdoriy nisbatlarda borligi haqidagi savolga javobdir. Analitik kimyo rivojlanadi nazariy asos moddalar va materiallarning kimyoviy tahlili, kimyoviy elementlar va ularning birikmalarini aniqlash, aniqlash, ajratish va aniqlash usullarini, shuningdek, moddaning tuzilishini aniqlash usullarini ishlab chiqadi. O'rganilayotgan moddani tashkil etuvchi elementlar yoki ionlarning kashfiyoti yoki ular aytganidek, mavzuni tashkil qiladi. sifat tahlili... Tahlil qilinadigan ob'ektlarni tashkil etuvchi kimyoviy moddalarning konsentratsiyasini yoki miqdorini aniqlash muammodir miqdoriy tahlil... Sifatli tahlil odatda miqdoriy tahlildan oldin amalga oshiriladi, chunki miqdoriy tahlil tahlil qilinadigan namunaning sifat tarkibini bilishni talab qiladi. O'rganilayotgan ob'ektning tarkibi oldindan ma'lum bo'lganda, sifat tahlili zaruratga qarab amalga oshiriladi.
1. ANALITIK KIMYO FANINING USULLARI
Har qanday komponentni aniqlash uchun odatda analitik signal deb ataladigan signal ishlatiladi. A siyosiy signal- bu o'rganilayotgan ob'ektning o'zida ko'rinadigan o'zgarishlar (cho'kma hosil bo'lishi, rangi o'zgarishi va boshqalar) yoki o'lchash asboblari parametrlarining o'zgarishi.
(asbob o'qining og'ishi, raqamli o'qishning o'zgarishi, spektrdagi chiziqning ko'rinishi va boshqalar). Analitik signalni olish uchun har xil turdagi kimyoviy reaksiyalar (ion almashish, kompleks hosil qilish, redoks), turli jarayonlar (masalan,
cho'kma, gaz evolyutsiyasi), shuningdek, moddalarning o'zlari va ularning reaktsiyalari mahsulotlarining turli xil kimyoviy, fizik va biologik xususiyatlari. Shunday qilib
analitik kimyo o'z muammolarini hal qilishning turli usullariga ega.
Kimyoviy usullar (kimyoviy tahlil) o'rganilayotgan namuna va maxsus tanlangan reagentlar o'rtasida kimyoviy reaksiya o'tkazishga asoslangan. Kimyoviy usullarda kimyoviy reaksiya natijasida paydo bo'lgan analitik signal birinchi navbatda vizual tarzda kuzatiladi.
Fizik-kimyoviy tahlil usullari bog'liqlikni miqdoriy o'rganishga asoslangan tarkibi - jismoniy xususiyat ob'ekt. Analitik signal - bu elektr potentsiali, oqim kuchi,
qarshilik va boshqalar, yoki o'rganish ob'ektining tarkibi va kontsentratsiyasi bilan ma'lum bir funktsional munosabat bilan bog'liq bo'lgan har qanday boshqa parametr (fazali transformatsiyalar harorati, qattiqlik, zichlik, yopishqoqlik, to'yingan bug 'bosimi va boshqalar). Fizik-kimyoviy tadqiqot usullari odatda yuqori sezgir uskunalardan foydalanishni talab qiladi. Ushbu usullarning afzalliklari ularning ob'ektivligi,
avtomatlashtirish imkoniyati va natijalarni olish tezligi. Tahlilning fizik-kimyoviy usuliga misol sifatida o'lchov asboblari - potensiometrlar yordamida eritmaning pH qiymatini potentsiometrik aniqlash mumkin. Bu usul nafaqat o'lchash, balki eritmalardagi har qanday jarayon davomida pH o'zgarishini doimiy ravishda kuzatib borish imkonini beradi.
V fizik tahlil usullari analitik signal odatda
maxsus jihozlar yordamida olinadi va qayd etiladi. Fizik usullar, eng avvalo, atomlar va molekulalarning elektromagnit nurlanishni chiqarish, yutish va tarqatish qobiliyatiga asoslangan optik spektroskopik tahlil usullarini o'z ichiga oladi.
Tahlil qilingan namunada elektromagnit to'lqinlarning emissiyasi, yutilishi yoki tarqalishini qayd etish orqali signallar to'plami olinadi,
uning sifat va miqdoriy tarkibini tavsiflash.
Har uch usul o'rtasida keskin chegara yo'q, shuning uchun bu bo'linish biroz o'zboshimchalik bilan amalga oshiriladi. Misol uchun, kimyoviy usullarda namuna birinchi navbatda reaktiv ta'siriga duchor bo'ladi, ya'ni. ma'lum bir kimyoviy reaktsiyani amalga oshiradi va shundan keyingina fizik xususiyat kuzatiladi va o'lchanadi. Jismoniy usullar bilan tahlil qilishda kuzatish va o'lchash to'g'ridan-to'g'ri tahlil qilingan material bilan maxsus jihozlar yordamida amalga oshiriladi va kimyoviy reaktsiyalar, agar ular amalga oshirilsa, yordamchi rol o'ynaydi. Shunga ko'ra, in
Tahlilning kimyoviy usullari kimyoviy reaksiyani toʻgʻri amalga oshirishga qaratilgan boʻlsa, fizik-kimyoviy va fizik usullarda asosiy eʼtibor tegishli oʻlchash asboblari – fizik xossasini aniqlashga qaratiladi.
2. KIMYOVIY VA FIZIKALARNING TASNIFI
KIMYOVIY USULLAR
Tahlil qilinadigan namunalarning massasi va hajmiga qarab kimyoviy va fizik-kimyoviy tahlil usullari tasniflanadi. Tahlil uchun ishlatiladigan modda yoki moddalar aralashmasi (namuna) miqdoriga ko'ra makro-, yarim mikro-, submikro- va ultramikroanalizlar farqlanadi. 1-jadvalda IUPACning analitik kimyo bo'limi tomonidan tavsiya etilgan namunaviy eritmalarning massa va hajm diapazonlari (Ingliz xalqaro nazariy va amaliy kimyo ittifoqining qisqartmasi) ko'rsatilgan.

		1-jadval
Tahlil turi	Namuna vazni, g
		eritma, ml
Makrotahlil		10-103
Yarim mikrotahlil		10-1 – 10
Mikrotahlil		10-2 – 1
Submikrotahlil	10-4 – 10-3	10-2 dan kam
Ultramikrotahlil	10-4 dan kam	10-3 dan kam

Vazifaning xususiyatiga qarab, tahlilning quyidagi turlari ajratiladi.
1 . Elementlarni tahlil qilish- ma'lum bir moddada alohida elementlarning mavjudligi va tarkibini aniqlash, ya'ni. uning elementar tarkibini topish.
2. Fazali tahlil - o'rganilayotgan materialning alohida bosqichlarining mavjudligi va mazmunini aniqlash. Misol uchun, po'latdagi uglerod grafit shaklida yoki temir karbidlari shaklida bo'lishi mumkin. Fazali tahlilning vazifasi qancha uglerodning grafit shaklida va qanchasi karbid shaklida ekanligini aniqlashdir.
3. Molekulyar tahlil (material tahlili) - materialda turli moddalar (birikmalar) molekulalarining mavjudligi va tarkibini aniqlash.
Masalan, atmosferada CO, CO2, N2, O2 va boshqa gazlarning miqdori aniqlanadi.
4 . Funktsional tahlil - organik birikmalar molekulalarida, masalan, aminokislotalar (-NH2), nitro (-NO2), gidroksil (-OH) va boshqa guruhlarda funktsional guruhlarning mavjudligi va tarkibini aniqlash.
Tahlil qilinayotgan materialning xususiyatiga qarab, ular orasida farq qilinadi
noorganik va organik moddalarni tahlil qilish. Organik moddalar tahlilining analitik kimyoning alohida bo'limiga bo'linishi organik moddalarning xususiyatlari bilan bog'liq. Hatto tahlilning birinchi bosqichi - namunani eritmaga o'tkazish - organik va noorganik moddalar uchun sezilarli darajada farq qiladi.
Kompleksning har qanday kimyoviy tahlilining asosiy bosqichlari
materiallar quyidagilardan iborat.
1. Tahlil qilish uchun namuna olish. Namunaning o'rtacha tarkibi tahlil qilinadigan materialning butun partiyasining o'rtacha tarkibiga mos kelishi kerak.
2. Namunani parchalash va uni eritmaga o'tkazish. Namuna suvda yoki kislotalarda eritiladi, turli moddalar bilan eritiladi yoki boshqa usullar yoki kimyoviy ta'sirlardan foydalaniladi.

Kimyoviy reaktsiyani o'tkazish:

P, bu erda X -

namuna komponenti; R - reaktiv; P - reaksiya mahsuloti.

Fiksatsiya

o'lcham

har qanday jismoniy parametr

reaksiya mahsuloti, reagent yoki analit.

O'ylab ko'ring

batafsil

kimyoviy

tahlil -

sifat va miqdoriy tahlil.
3. SIFATLI TAHLIL
Sifatli tahlilning vazifasi tarkibiy qismlarni aniqlash va moddaning yoki moddalar aralashmasining sifat tarkibini aniqlashdan iborat. Tekshirilayotgan moddaning tarkibidagi elementlar yoki ionlarni aniqlash yoki ular aytganidek, kashf qilish ularni qandaydir xarakterli xususiyatlarga ega birikmaga aylantirish orqali amalga oshiriladi, ya'ni analitik signalning paydo bo'lishi qayd etiladi. Bu holda sodir bo'ladigan kimyoviy o'zgarishlar analitik reaktsiya deb ataladi. Kashfiyot amalga oshiriladigan modda - reagent yoki reagent.
1-jadvalga muvofiq tekshirilayotgan moddaning har xil miqdoridan foydalanishni talab qiluvchi sifat tahlilining turli usullari mavjud. Masalan: yilda makroanalitik usul taxminan 1 g moddani (metall va qotishmalar uchun 0,5 g) olib, 20-30 ml suvda eritiladi.
Reaksiyalar probirkalarda olib boriladi (naycha tahlili). Mikroanalizda moddalar makroanalizga qaraganda taxminan 100 baravar kamroq olinadi (milligram qattiq va bir necha o'ndan mililitr eritma). Alohida qismlarni ochish uchun kichik miqdordagi element yoki ion mavjudligini aniqlash uchun yuqori sezgir reaktsiyalar qo'llaniladi. Reaksiyalar mikrokristalin yoki tomchi usulida amalga oshiriladi. Mikrokristalli reaksiyalar shisha slaydda bajarilgan va elementning mavjudligi mikroskop ostida tekshiriladigan hosil bo'lgan kristallarning shakli bilan baholanadi. Tomchilatib yuborish reaktsiyalari, eritma rangining o'zgarishi va rangli cho'kmalarning paydo bo'lishi bilan birga, filtr qog'oz tasmasi ustida tekshiriladi, unga tekshiriladigan eritmalar va reagentlar tushiriladi. Ba'zida tushish reaktsiyalari maxsus "tomchi plastinka" da - chuqurchaga ega chinni plastinkada, shuningdek soat oynasida yoki kichik chinni tigelda amalga oshiriladi. Yarim mikrotahlil (yarim mikrometod)
makro va mikrotahlil o'rtasida oraliq pozitsiyani egallaydi.
Tarkibni o'rganish uchun zarur bo'lgan moddaning miqdori makrotahlil paytidagidan taxminan 20-25 baravar kam - taxminan 50 mg qattiq va 1 ml eritma. Bu usulda makroanaliz tizimi va ionlarning ochilishi saqlanib qoladi, lekin barcha reaksiyalar oz miqdordagi modda bilan, maxsus texnika va asbob-uskunalar yordamida amalga oshiriladi. Masalan, reaksiyalar 1-2 ml li kichik naychalarda olib boriladi, ularga eritmalar pipetkalar yordamida kiritiladi. Cho'kmalar faqat sentrifugalash yo'li bilan ajratiladi. Submikroanaliz va ultramikrotahlil turli darajadagi kattalashtirish mikroskoplari, elektron mikroskoplar va boshqa jihozlar yordamida maxsus usullar bo'yicha amalga oshiriladi. Ularni ko'rib chiqish ushbu qo'llanma doirasidan tashqarida.
Sifatli tahlilda kimyoviy reaktsiyalar ko'pincha "ho'l yo'l" deb ataladigan eritmada amalga oshiriladi. Ammo ba'zida qattiq fazali reaktsiyalarni amalga oshirish mumkin, ya'ni. reaktsiyalar "quruq yo'l". Reaksiyalarni amalga oshirish uchun modda va tegishli reagentlar qattiq holatda olinadi va yuqori haroratgacha qizdiriladi. Bunday reaksiyalarga olovni ba'zi metallarning tuzlari bilan bo'yash reaksiyasini misol qilib keltirish mumkin. Ma'lumki
natriy tuzlari olovni yorqin sariq rangga, kaliy tuzlari binafsha rangga, mis tuzlari yashil rangga bo'yaladi. Bu rang sinov moddasida ushbu elementlarning mavjudligini aniqlashi mumkin. “Quruq yoʻl” reaksiyalariga hosil boʻlish reaksiyalari ham kiradi bo'yalgan marvaridlar - turli xil tuzlarning shishasimon qotishmalari... Masalan, boraks - Na2 B4 O7
· 10H2 O yoki qoʻsh tuzning marvaridlari NaNH4 HPO4 · 4H2 O. Bu usullar pirokimyoviy deb ataladi va minerallar va jinslarni aniqlashda keng qoʻllaniladi. Lekin, asosan, sifat tahlilida reaktsiyalar amalga oshiriladi
Eritmalar orasidagi "ho'l yo'l".
3.1. Sifatli tahlil metodologiyasi
Har qanday tahlilning birinchi bosqichi namunani turli xil erituvchilar yordamida eritma ichiga kiritishdir. Noorganik moddalarni tahlil qilishda erituvchi sifatida suv, kislotalarning suvli eritmalari, ishqorlar va kamroq boshqa noorganik moddalar ishlatiladi. Keyin, ionlarning ochilishining xarakterli reaktsiyalari amalga oshiriladi. Kashfiyotning sifat reaksiyalari
ionlar tashqi ta'sir (eritma rangining o'zgarishi, gazning ajralishi, cho'kma hosil bo'lishi) bilan birga bo'lgan kimyoviy reaktsiyalar bo'lib, ular asosida reaksiya sodir bo'layotganligini aniqlash mumkin.
Ko'pincha ular tuzlar, kislotalar, asoslarning suvli eritmalari bilan shug'ullanadilar, ular o'rtasida ion almashinish reaktsiyalari (kamroq - oksidlovchi) sodir bo'ladi.
tiklovchi).
U yoki bu analitik reaksiya hosil bo’lgan birikmalarning xossalariga qarab ma’lum sharoitlarda amalga oshirilishi kerak. Agar bu shartlar bajarilmasa, ionlarning kashfiyoti natijalari ishonchsiz bo'lib chiqishi mumkin. Masalan, kislotada eriydigan cho'kma kislotaning ortiqcha bo'lgan eritmasidan tushmaydi. Shuning uchun quyidagilarga rioya qilish kerak.
reaktsiya shartlari.
1. Kislota yoki ishqor qo'shilishi natijasida hosil bo'ladigan tekshiriluvchi eritmaning to'g'ri muhiti.
2. Eritmaning aniq harorati. Masalan, eruvchanligi harorat oshgani sayin ancha ortib boruvchi yog`ingarchilik hosil bo`lish reaksiyalari «sovuqda» amalga oshiriladi. Aksincha, reaksiya juda sekin kechsa,
isitish talab qilinadi.
(3) Topilayotgan ionning etarlicha yuqori konsentratsiyasi, chunki past konsentratsiyalarda reaksiya davom etmaydi, ya'ni. reaktsiya sezgir emas.
Kontseptsiya "Reaktsiya sezgirligi" miqdoriy jihatdan ikkita ko'rsatkich bilan tavsiflanadi: ochiladigan minimal va limitli suyultirish. Ta'sirchanlikni eksperimental ravishda aniqlash uchun reaksiya tekshirilayotgan eritmalar bilan ko'p marta takrorlanadi, erigan moddaning miqdori va erituvchining hajmi asta-sekin kamayadi. Ochilgan minimal(T) - ma'lum bir reaktsiya orqali uni amalga oshirish uchun ma'lum sharoitlarda topilishi mumkin bo'lgan moddaning eng kichik miqdori. Mikrogramlarda ifodalangan (1t - grammning milliondan bir qismi, 10-6 g). Ochilish minimumi reaktsiyaning sezgirligini to'liq tavsiflay olmaydi, chunki eritmada ochilgan ionning konsentratsiyasi muhim ahamiyatga ega. Suyultirishni cheklash(1: G) moddaning (ionning) bu reaksiya orqali ochilishi mumkin bo'lgan eng past konsentratsiyasini tavsiflaydi; bu yerda G - ochilayotgan modda yoki ionning massa birligiga to'g'ri keladigan erituvchining massa miqdori. V
makrotahlil va yarim mikrometod, bu reaksiyalar qo'llaniladi, ularning sezuvchanligi 50th dan oshadi va cheklovchi suyultirish 1: 1000.
Analitik reaktsiyalarni amalga oshirishda nafaqat sezgirlikni, balki sezgirlikni ham hisobga olish kerak reaktsiyaning o'ziga xosligi- berilgan ionni boshqa ionlar ishtirokida ochish imkoniyati. Ionlarning kashf etilishi
testning alohida qismlarida ishlab chiqarilgan o'ziga xos reaktsiyalar
ixtiyoriy ketma-ketlikdagi yechim, kasr tahlili deb ataladi ... Ammo o'ziga xos reaktsiyalar ko'p emas. Ko'pincha siz ko'plab ionlar bilan reaktsiyaning bir xil yoki o'xshash ta'sirini beradigan reagentlar bilan shug'ullanishingiz kerak. Masalan, bariy xlorid karbonatni cho'kadi va
VaSO3 va VaSO4 cho'kmalari shaklida sulfatlar. Reaktivlar berish
cheklangan miqdordagi ionlar bilan bir xil analitik signal,
selektiv yoki selektiv deb ataladi ... Berilgan reaktiv tomonidan ochilgan ionlar soni qancha kam bo'lsa, reaktivning selektivlik darajasi shunchalik yuqori bo'ladi.
Ba'zida begona ionlar bu reaktiv bilan reaksiyaga kirishmaydi, lekin ular reaktsiyaning sezgirligini kamaytiradi yoki hosil bo'lgan mahsulotlarning tabiatini o'zgartiradi. Bunday holda, aniqlangan va begona ionlar kontsentratsiyasining chegaraviy nisbatini hisobga olish, shuningdek, niqoblash vositalaridan (texnika yoki reagentlardan) foydalanish kerak. Interferensiya qiluvchi ion kam dissotsiatsiyalanuvchi birikmalarga yoki kompleks ionlarga aylanadi, uning eritmadagi konsentratsiyasi pasayadi va bu ion endi tahlil qilinayotgan ionlarning ochilishiga xalaqit bermaydi. Yuqoridagi barcha xususiyatlar va texnikalar
tahlil jarayonida kimyoviy reaksiyalar ketma-ketligini ishlab chiqishda foydalaniladi. Tahlil qilishda qo'llaniladigan reaksiyalar bo'lsa
Ular o'ziga xos emas va begona ionlarning aralashish ta'sirini bartaraf etib bo'lmaydi, keyin fraksiyonel usuldan foydalanish imkonsiz bo'lib qoladi va
tizimli tahlil kursi.
Tahlilning tizimli kursi - bu har bir ionning ochilishi faqat ushbu kashfiyotga xalaqit beradigan barcha ionlar topilgandan va olib tashlanganidan keyin amalga oshiriladigan tarzda ishlab chiqilgan ma'lum bir reaktsiyalar ketma-ketligidir. Tizimli tahlil kursida ionlarning kompleks aralashmasidan alohida ionlar guruhlari ajratib olinadi, bunda ularning guruh reagentlari deb ataladigan ma’lum reagentlar ta’siriga o‘xshash munosabati qo‘llaniladi. Masalan, guruh reagentlaridan biri natriy xlorid,
Ag +, Pb2 +, Hg2 2+ ionlariga xuddi shunday ta'sir ko'rsatadi. Natriy xloridning ushbu kationlarni o'z ichiga olgan eruvchan tuzlarga ta'siri xlorid kislotada erimaydigan cho'kmalarning paydo bo'lishiga olib keladi:
Ag + + Cl- = AgCl ↓
Pb2 + Cl- = PbCl2 ↓
Hg2 2+ + 2Cl- = Hg2 Cl2 ↓
Boshqa barcha ionlar, agar HCl ta'sirida bo'lsa, eritmaga kiradi va uchta Ag +, Pb2 + va Hg2 2+ kationlari NaCl guruhi reaktivi yordamida boshqalardan ajratiladi. Guruh reagentlaridan foydalanish katta qulaylik tug'diradi: murakkab masala bir qancha oddiylarga bo'linadi. Bundan tashqari,
agar ionlarning biron bir guruhi to'liq bo'lmasa, uning guruh reaktivi tahlil qilingan eritma bilan hech qanday cho'kma bermaydi. Bunday holda, ushbu guruhning individual ionlari uchun reaktsiyalarni amalga oshirish mantiqiy emas. Natijada mehnat, vaqt va reaktivlar sezilarli darajada tejaladi.
Yuqoridagilardan kelib chiqadiki, sifat tahlilida ionlarning tasnifi ular hosil qilgan ba’zi birikmalarning eruvchanligidagi farqga asoslanadi; bu farq asosida bir guruh ionlarni boshqasidan ajratish usuli asoslanadi. Kationlarning asosiy tasnifini taniqli rus kimyogari N.A. Menshutkin (1871).
V anionlarning tasnifi bariy tuzlarining eruvchanligiga asoslanadi
va tegishli kislotalarda kumush. Bu tasnif qat'iy o'rnatilmagan, chunki turli mualliflar anionlarni turli guruhlarga bo'lishadi. Eng keng tarqalgan variantlardan biri o'rganilayotgan anionlarni uchta guruhga bo'lishdir:
Suvda erimaydigan bariy tuzlarini hosil qiluvchi anionlar;
14-mavzu. Tahlilning fizik usullari
Bu usullar nurlanishning modda - kvantlar oqimi yoki zarrachalar bilan o'zaro ta'siridan kelib chiqadigan ta'sirni o'lchashga asoslangan. Radiatsiya kimyoviy tahlil usullarida reagent qanday rol o'ynasa, xuddi shunday rol o'ynaydi. O'lchangan jismoniy ta'sir signaldir. Signalning kattaligini bir necha yoki bir nechta o'lchash va ularni statik qayta ishlash natijasida analitik signal olinadi. Bu aniqlangan komponentlarning kontsentratsiyasi yoki massasi bilan bog'liq.
Fizik tahlil usullari bir qator afzalliklarga ega:
– namunani tayyorlashning soddaligi (ko'p hollarda) va namunalarni sifatli tahlil qilish;
– kimyoviy va fizik-kimyoviy usullar bilan solishtirganda ko'proq universallik (shu jumladan ko'p komponentli aralashmalarni tahlil qilish qobiliyati);
– asosiy nopoklik va iz komponentlarini aniqlash qobiliyati;
– ko'pincha ikkala konsentratsiyani aniqlashning past chegaralari (.gacha). 10-8% konsentratsiyadan foydalanmasdan) va og'irligi (10-10 -10-20 g), bu juda oz miqdordagi namunani iste'mol qilishga imkon beradi va
ba'zan buzilmaydigan tahlillarni o'tkazish.
Bundan tashqari, tahlilning ko'plab fizik usullari yalpi va mahalliy va fazoviy o'lchamlari monoatomik darajagacha bo'lgan qatlamli tahlillarni amalga oshirishga imkon beradi. Ushbu usullar avtomatlashtirish uchun qulaydir.
Keling, tahlilning ba'zi fizik usullarini batafsil ko'rib chiqaylik.
14.1. Spektral tahlil
Spektral tahlil - moddaning kimyoviy tarkibi va tuzilishini uning spektridan aniqlashning fizik usuli. Spektr to'lqin uzunliklari bo'yicha tartiblangan elektromagnit nurlanish deb ataladi. Moddani ma'lum energiya bilan qo'zg'atganda, unda o'zgarishlar sodir bo'ladi (valentlik yoki ichki elektronlarning qo'zg'alishi, molekulalarning aylanishi yoki tebranishi), bu uning spektrida chiziqlar yoki chiziqlar paydo bo'lishi bilan birga keladi. Qo'zg'alish xarakteriga va moddadagi ichki o'zaro ta'sir jarayonlariga qarab, spektral tahlil usullari (tamoyillari) ham farqlanadi: atom emissiyasi, yutilish, lyuminestsensiya, Ramanning tarqalishi, radio va rentgen spektroskopiyasi va boshqalar.
Har bir spektral chiziq to'lqin uzunligi yoki chastotasi bilan tavsiflanadi. Spektral tahlilda chiziqning to'lqin uzunligi odatda nanometrlarda (1 nm = 10-9 m) yoki mikrometrlarda (1 mkm = 10-6 m) ifodalanadi. Shu bilan birga, tizimli bo'lmagan birlik ham qo'llaniladi - angstromlar (1 Å = 0,1 nm = 10-10 m). Misol uchun, natriyning sariq chiziqlaridan birining to'lqin uzunligi quyidagicha yozilishi mumkin: Na 5893 Å,

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
yoki Na 589,3 nm yoki Na 0,5893 mkm. Chiziqli spektrlar bir-biridan shunday masofada joylashgan atomlar yoki ionlarni chiqaradi, ularning nurlanishini mustaqil deb hisoblash mumkin. Metalllarning gazlari va bug'lari chiziqli spektrlarga ega. Tarmoqli spektrlar ikki yoki undan ortiq atomlardan tashkil topgan ionlangan va ionlashtirilmagan molekulalarning nurlanishidan kelib chiqadi, agar bu molekulalar bir-biridan shunchalik uzoqda bo'lsa, ular qo'shni molekulalar bilan o'zaro ta'sir qilmasa. Qattiq yoki uzluksiz spektrlar cho'g'lanma suyuqliklar yoki qattiq moddalar chiqaradi. Muayyan sharoitlarda ular alohida atomlar yoki molekulalar tomonidan ham chiqarilishi mumkin.
Chiziqli spektrlar dispersiyasi yuqori bo'lgan asboblar yordamida olingan spektrlarda yaxshi kuzatiladigan bir-biriga yaqin joylashgan chiziqlardan iborat. Analitik maqsadlarda ko'pincha spektrning ultrabinafsha, ko'rinadigan va yaqin infraqizil qismlari qo'llaniladi. Spektrning ultrabinafsha mintaqasi shartli ravishda vakuum (10-185 nm), uzoq (185-230 nm) va yaqin (230-400 nm) ga bo'linadi. Spektrning ko'rinadigan qismi (400-750 nm), spektrning boshqa sohalaridan farqli o'laroq, inson ko'zi tomonidan ettita asosiy rang shaklida qabul qilinadi: binafsha (390-420 nm), ko'k (424-455 nm). ), ko'k (455-494 nm), yashil (494-565 nm), sariq (565-595 nm), to'q sariq (595-640 nm), qizil (640-723 nm) va ularning soyalari. Spektrning ko'rinadigan qizil qismi orqasida spektrning infraqizil mintaqasi joylashgan bo'lib, u yaqin (0,75-25 mkm) va uzoq (> 25 mkm) ga bo'linadi.
Spektral tahlil moddaning elementar, izotopik, molekulyar tarkibini va uning tuzilishini aniqlash imkonini beradi.
Atom emissiya spektral tahlili Namuna bug'langanda va yoy, uchqun yoki olovda qo'zg'atilganda paydo bo'ladigan emissiya spektrlariga asoslangan tahlil usuli. Qoʻzgʻalgan atomlar va ionlar qoʻzgʻalgan E.dan oʻz-oʻzidan, oʻz-oʻzidan oʻtib ketadi k past energiya holatlariga aylanadi Ei ... Bu jarayon chastotali yorug'lik chiqishiga olib keladi
v k i = (E k - E i) / h
va spektral chiziqning ko'rinishi.
Kvant o'lchagichlar kabi zamonaviy fotoelektrik spektral qurilmalar mini-kompyuter bilan jihozlangan bo'lib, bu ko'pincha kimyoviy usullarning aniqligidan kam bo'lmagan aniqlik bilan standart tarkibdagi materiallarning ommaviy ko'p elementli ekspress tahlilini amalga oshirishga imkon beradi. .
Olovli fotometriya- atom emissiya spektral tahlil usullaridan biri. Bu usul shundan iboratki, tahlil qilingan namuna eritmaga o'tkaziladi, so'ngra nebulizer yordamida aerozolga aylantiriladi va yondirgich oloviga beriladi. Erituvchi bug'lanadi va elementlar qo'zg'alganda spektr chiqaradi. Tahlil qilinadigan spektral chiziq moslama - monoxromator yoki yorug'lik filtri yordamida tanlanadi va uning porlash intensivligi fotoelement bilan o'lchanadi. Olov elektr yorug'lik manbalari bilan yaxshi taqqoslanadi, chunki silindrdan chiqadigan gaz yoqilg'isi va oksidlovchi gaz juda barqaror, bir tekis yonadigan alanga beradi. Olovdagi past harorat tufayli, past haroratli elementlar

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
qo'zg'alish potentsiallari bo'yicha: birinchi navbatda ishqoriy elementlar, ularni aniqlash uchun deyarli hech qanday ekspress kimyoviy usullar mavjud emas, shuningdek, boshqa elementlarga ishqoriy-yer elementlari. Ushbu usul bilan jami 70 dan ortiq elementlar aniqlanadi. Induksion yuqori chastotali razryaddan va plazmatronning yoy plazma mash'alidan foydalanish yuqori ionlanish potentsialiga ega bo'lgan elementlarni, shuningdek, olov qo'zg'alishi uchun kam bo'lgan issiqlikka chidamli oksidlarni hosil qiluvchi elementlarni aniqlash imkonini beradi. foydalanish.
Atom yutilish tahlili (AAA) eng keng tarqalganlaridan biri hisoblanadi
analitik kimyoning umumiy usullari. Tahlil qilinadigan namunani oldindan tayyorlash olov fotometriyasidagi ushbu operatsiyaga o'xshaydi: namunani eritma ichiga o'tkazish, aerozollarni purkash va olovga etkazib berish. Erituvchi bug'lanadi, tuzlar parchalanadi va metallar bug' holatiga o'tadi, ular yuqori haroratlarda o'zlari chiqarishi mumkin bo'lgan to'lqin uzunligidagi nurlanishni o'zlashtira oladilar. Aniqlanishi kerak bo'lgan elementning yoy spektrini chiqaradigan ichi bo'sh katodli chiroqning yorug'lik nuri olov orqali spektrometr yorig'iga yo'naltiriladi, uning yordamida analitik spektral chiziq tanlanadi va uning intensivligini yutish darajasi aniqlanadi. aniqlanadigan elementning bug'lari o'lchanadi.
Zamonaviy atom yutilish spektrometrlari mini-kompyuterlar va raqamli bosib chiqarish moslamalari bilan jihozlangan. Kvantometrlar kabi ko'p kanalli asboblar soatiga 600 tagacha o'lchash imkonini beradi.
Kimyoviy kontsentratsiya usullari bilan birgalikda olov o'rniga elektrotermik atomizatorlardan foydalanish elementlarni aniqlash chegarasini bir necha darajaga kamaytirishga imkon beradi.
Atom floresan tahlil atom yutilish tahliliga yaqin. Ushbu usul yordamida nafaqat atomik yutilish tahlili bilan bajariladigan vazifalar hal qilinadi, balki gaz muhitida alohida atomlarni aniqlash imkonini beradi. Masalan, lazer nurlari yordamida atom floresansini hayajonlantirish orqali atmosferaning yuqori qatlamidagi natriyni masofadan aniqlash mumkin.
Yerdan 100 km.
14.2. Moddalarning o'zaro ta'siriga asoslangan usullar
magnit maydon bilan
Magnitlanish haqida qisqacha ma'lumot... Magnit tizimda (makro yoki mikroskopik) har doim ikkita magnit zaryad mavjud bo'lib, ular bir-biridan farq qiladi, lekin mutlaq qiymatiga teng, ma'lum masofada. Bunday magnit tizim magnit dipol bo'lib, H intensivligi bo'lgan tashqi magnit maydonga joylashtirilganda, qo'llaniladigan maydonning kuch chiziqlariga parallel bo'lishga intiladi. Erkin dipolni magnit maydonga yo'naltiruvchi kuch, dipol momentini tavsiflovchi vektor yo'nalishlari va dN / dx maydon gradienti mos keladimi yoki yo'qligiga qarab, uni kuchliroq maydon hududiga tortib olishi yoki tashqariga chiqarishi mumkin. mos keladi. Elektrdan farqli o'laroq, alohida magnit zaryadlar aniqlanmadi. Boshlang'ich

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
magnit xususiyatlarning tashuvchilari magnit dipollar bo'lib, ular oqim bilan halqa bilan modellashtirilishi mumkin. Bunday holda, hosil bo'lgan magnit moment m oqim kuchiga va halqa maydoniga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Magnit momentlari mki bo'lgan atom va molekulalardan tashkil topgan jismni ko'rib chiqaylik. Agar tananing o'lchamlari etarlicha kichik bo'lsa va dH / dx maydon gradienti uning chegaralarida o'zgarmasligini taxmin qilish mumkin bo'lsa, unda unga ta'sir qiluvchi umumiy kuch F ga teng bo'ladi.
F = ∑ i μi dH = M dH, 1 dx dx
ya'ni uni magnit momenti yoki butun jismning magnitlanishi M bilan ifodalash mumkin. Haqiqiy sharoitda molekulalarning issiqlik harakati va kristall strukturasining anizotropiyasi tufayli mk vektorlari maydon bo'ylab yo'naltirilgan bo'lishi shart emas. H. Demak, M vektorning qiymati arifmetik yigʻindidan mk dan koʻp marta kichik boʻlishi va T haroratga bogʻliq boʻlishi va uning yoʻnalishi H ning yoʻnalishiga toʻgʻri kelmasligi mumkin.
Muayyan moddani tavsiflash uchun o'ziga xos magnitlanish tushunchasi s = M / t (m - tana massasi) kiritildi, bu uning tashqi maydon bilan o'zaro ta'sirining o'ziga xos xususiyatlarini to'liq aks ettiradi. Biroq, ko'p hollarda s = chH munosabatidagi proportsionallik koeffitsienti bo'lgan, tananing o'lchamiga ham, maydon kuchiga ham bog'liq bo'lmagan, lekin aniqlanadigan maxsus magnit sezuvchanlik ch tushunchasidan foydalanish qulay. faqat moddaning asosiy xususiyatlari va ba'zi hollarda harorat bilan. Maxsus sezuvchanlik ba'zan ch g bilan belgilanadi. Atom, mol va hajm birligi uchun magnit sezuvchanlik uchun chA, chM va chV yozuvlari qo'llaniladi. Agar tana magnit sezgirligi ch0 bo'lgan muhitga joylashtirilsa, unda kuch unga ta'sir qiladi.
F = (ch - ch 0) mH dH dx.
Namunani tashkil etuvchi magnit dipollar o'zlarining magnit maydonlarini yaratadilar. Shuning uchun namuna ichidagi samarali maydon tashqi maydon H va dipollar maydonining yig'indisidir va vakuum bilan solishtirganda maydonning bunday o'zgarishini tenglama bilan tasvirlash mumkin:
B = H + 4pI,
bu erda B - namuna ichidagi magnit maydonning induksiya vektori; I - moddaning birlik hajmining magnitlanishi.
Izotrop muhitda uchta vektor ham kollineardir, shuning uchun siz skalyarni kiritishingiz mumkin
m = N V = 1 + 4 ps,

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
nisbiy o'tkazuvchanlik deb ataladi. Ko'rinib turibdiki, m va ch o'lchamsizdir. Ko'pgina moddalar uchun m ≈ 1, | ch |<< 1 и приближение В ≈ Н выполняется с высокой точностью.
Ma'lumki, har qanday tizim tashqi ta'sirlarga javob berishi bilan tavsiflanishi mumkin. Agar biz kondensatsiyalangan holatdagi moddani zaryadlar va oqimlar tizimi deb hisoblasak, u holda javob funktsiyasi bilan ham tavsiflanishi mumkin. Bunday holda, bizni asosan bunday tizimning magnit maydonga bo'lgan munosabati qiziqtiradi. Bu erda chiqish magnitlanishdir va javob funktsiyasi magnit sezuvchanlikdir. Odatda, tizimda sodir bo'ladigan eng muhim jarayonlar magnit sezgirlikning o'zgarishi bilan baholanadi, so'ngra tizim aniqlangan jarayonlarni hisobga olgan holda tahlil qilinadi. Bunday dasturni amalga oshirish uchun tizimda qanday jarayonlar mumkinligi, ular sezuvchanlikka qanday ta'sir qilishini va o'rganilayotgan tizimning muayyan holatining ehtimoli qanday ekanligini bilish kerak. Bunday ma'lumotlar umumiy energiya yoki kvant tizimidagi barcha turdagi o'zaro ta'sirlarni hisobga oladigan Gamiltonian bilan belgilanadigan tizimning taqsimlash funktsiyasida mavjud.
Avvalo, magnitlanishning namoyon bo'lishida muhim bo'lgan o'zaro ta'sirlarga e'tibor qaratish lozim. Bundan tashqari, magnit maydonlarda ko'rib chiqilayotgan tizimlarning harakatining o'ziga xos xususiyatlarini hisobga olish kerak, ularning kuchi doimiy yoki vaqt o'tishi bilan o'zgaradi. Bunda moddalarning magnit sezuvchanligi ifoda bilan aniqlanadi
χ = χ" + χ"",
Bu erda ch "- sezuvchanlik - vaqt bo'yicha doimiy maydon ta'siriga javob; ch" "- dinamik magnit sezuvchanlik - o'zgaruvchan maydon ta'siriga javob.
Taxmin qilish mumkinki, doimiy maydonda tizim issiqlik muvozanatida bo'ladi va keyin taqsimot funktsiyasini topish Bloch tenglamalarini echish uchun qisqartiriladi. Maydon kuchi vaqtga bog'liq bo'lgan taqdirda, taqsimot funktsiyasini hisoblash tegishli Boltsman tenglamalarini kiritishni talab qiladi. Ko'rib chiqilayotgan jarayonlar kimyoda moddalarning tuzilishi va reaktivligi to'g'risida ma'lumot olish uchun qo'llaniladigan usullarning asosi hisoblanadi: statik magnit sezgirlik usullari, elektron paramagnit rezonans, yadro magnit rezonansi va boshqalar.
Statik magnit sezuvchanlik usuli. Magnit maydon ishtirokida eksperimental tadqiqot usulidan foydalanishning maqsadga muvofiqligi sezilarli darajada magnit maydondagi moddaning xatti-harakatiga bog'liq. Magnit xossalariga ko'ra barcha jismlar diamagnitlarga, paramagnitlarga, ferromagnitlarga, antiferromagnitlarga va ferrimagnetlarga bo'linadi. Atomning diamagnit sezgirligi Lenz qonuniga ko'ra, magnit oqimi o'zgarganda elektronlar soniga va qarama-qarshi belgi bilan olingan elektronlar orbitallari radiuslari kvadratlari yig'indisiga proportsionaldir.

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
zaryadlar tizimida oqimlar paydo bo'ladi, ularning yo'nalishi oqimning o'zgarishini qoplash zarurati bilan belgilanadi.
Kimyoviy birikmaning molekulyar sezuvchanligi quyidagicha ifodalanishi mumkin
chM = ∑ N i χi + l,
bu yerda N i - birikma molekulasidagi i-element atomlari soni; chi - berilgan elementning atom sezuvchanligi; l - atomlar orasidagi kimyoviy bog'lanishning tabiatiga bog'liq bo'lgan tuzatuvchi omil.
Tuzlar uchun oling
ch mol = ch mushuk + ch an.
Aralashmalar va eritmalar uchun o'ziga xos magnit sezuvchanlik namunadagi ularning nisbatini hisobga olgan holda barcha komponentlarning magnit sezuvchanliklarining yig'indisidir.
Ko'pgina o'zaro ta'sir qilmaydigan magnit momentlar bilan tavsiflangan moddani ko'rib chiqing. Tashqi magnit maydon bo'lmaganda, termal harakat ta'sirida magnit momentlar butunlay tartibsiz bo'lib, magnitlanish nolga teng. Tashqi magnit maydonda magnit momentlar tartibga solinadi, bu esa maydon yo'nalishi bo'yicha magnitlanishga va kuchli maydon hududida o'zaro ta'sir tufayli tananing orqaga tortilishiga olib keladi. Bu hodisa paramagnetizm deb ataladi. T ≠ 0 da issiqlik harakatining raqobatbardosh ta'siri tufayli tartiblash hech qachon to'liq bo'lmaydi va tartiblash darajasi H ga proportsionaldir. Odatda, paramagnetlar uchun magnit sezgirlik dia- va paramagnit hissalarining yig'indisidir:
ch = chjuft + chdia.
Sezuvchanlikning odatiy qiymatlarini baholash uchun biz samarali magnit moment sifatida aniqlangan faktdan foydalanamiz.
m eff = 8ps M T, oddiy paramagnit uchun T ga bog'liq emas va 1 ÷ 6 ga teng.
Bor magneton birliklari; shuning uchun chm ≈ (0,2 ÷ 1,0) 10-2 sm3 / mol T ≈ 300 K da Olingan natijalarni talqin qilish bir qator ta'sirlarni hisobga olishni talab qiladi (masalan, orbital burchak momentumining hissasi va boshqalar).
Ularni faqat har bir aniq holatda o'zaro ta'sirlarni to'liq tahlil qilish orqali aniqlash mumkin. Elektron qobiqlardan tashqari, o'zlarining magnitlari
momentlarga, shuningdek, toq sonli protonlar (1 H, 15 N, 19 F, 3I P, 11 B, 79 Br) yoki neytronlar (13 C, 127 I) ni o'z ichiga olgan yadrolarning ko'pchiligi ham ega, ammo ta'sir
ularning tashqi maydon bilan o'zaro ta'siri juda kichik - yadrolarning magnit sezuvchanligi 10-10 sm3 / mol darajasidagi qiymatga ega.
Magnit sezuvchanlikni o'lchashning ko'plab usullari mavjud,

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
gradienti maydon yo‘nalishiga perpendikulyar yo‘nalishga ega bo‘lgan (mos ravishda Z va X bilan belgilaymiz) bir jinsli bo‘lmagan maydonga joylashtirilgan o‘ziga xos sezuvchanlik chg bo‘lgan massasi m bo‘lgan namunaga asoslanadi. kuch harakat qiladi
Fz = Hx dH dZ x ch g m,
tarozi bilan o'lchash mumkin.
Eng ko'p ishlatiladigan usul Faraday usuli bo'lib, doimiy H x (dHx / dZ) qiymatiga ega bo'lgan katta maydonni yaratish uchun qutblari ehtiyotkorlik bilan ishlov beriladigan magnitdan foydalanadi. Ushbu maydon bilan solishtirganda kichik o'lchamdagi namunalar H x (dHx / dZ) ning ma'lum qiymatlari zonasiga joylashtiriladi (tizimni standart namunaga, odatda Ptga nisbatan kalibrlash orqali aniqlanadi) va unga ta'sir qiluvchi kuch o'lchanadi. Balansning ish sezgirligi 5 mkg.
Ta'riflangan usulning turli xil modifikatsiyalarini qo'llash sohalari doirasi juda keng: komplekslash, kinetik, kataliz, strukturaviy tadqiqotlar, ko'p komponentli tizimlar tarkibini tahlil qilish va boshqalar. Bu o'rnatishning qulayligi, o'lchovlarning aniqligi va tezkorligi bilan belgilanadi. natijalarni olish va usulni texnologik boshqaruvni avtomatlashtirish tizimlarida osonlik bilan amalga oshirish imkonini beradi. Usulning tavsiflangan modifikatsiyalarining keng tarqalishi va soddaligiga qaramay, uning axborot imkoniyatlarining bir qator cheklovlarini ta'kidlash kerak. Avvalo, tahlil qiluvchi moddaning konsentratsiyasi ro'yxatga olish uchun etarlicha ishonchli bo'lishi kerak. Diamagnit moddalarning xatti-harakatlarini o'rganishda aniqlik bo'lishi kerak<< 1 % и может быть достигнута только путем их глубокой очистки от парамагнитных примесей (О2 и др.). Менее жесткие требования предъявляются к процессам с участием парамагнетиков, однако и в этом случае можно различить образование только >2% yangi komponent. Bundan tashqari, tekshirilayotgan o'zgarishlar tezligi past bo'lishi kerak, chunki avtomatik ro'yxatga olishda ham o'lchash vaqti kamida bir necha soniyani tashkil qiladi. Ko'pincha, individual reaktsiya mahsulotlarining magnit sezuvchanligidagi kichik farqlar tufayli, usul ularni aniqlash va aniqlashga imkon bermaydi.
Elektron paramagnit rezonans (EPR) usuli. Siz yaratganingizda
Paramagnit modda y chastotali oʻzgaruvchan magnit maydonga qoʻyilganda magnit oʻtkazuvchanlikning dispersiyasi (yaʼni magnit oʻtkazuvchanlikning y chastotaga bogʻliqligi) va tashqi maydon energiyasining yutilishi kuzatiladi. Bunday holda, yutilish rezonans xarakterga ega. Bunday tajriba uchun odatiy shartlar quyidagilardir: paramagnit moddaning namunasi o'zgarmas magnit maydoni H, to'g'ri burchak ostida v chastotali o'zgaruvchan magnit maydon yoqilgan va murakkab magnit sezgirlik ch o'lchanadi. = ch "+ ich" ". Material qismi ch" yuqori chastotali yoki dinamik sezuvchanlik deb ataladi va xayoliy qism ich "" xarakterlaydi.

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
yutilish koeffitsienti.
Radiatsiya chastotasini yoki magnit maydon kuchini o'zgartirish orqali rezonans sharoitlarini topish va EPR spektrlarini olish mumkin. Aksariyat hollarda eksperimentchilar o'z ixtiyorida doimiy chastotali qurilmalarga ega bo'lib, ularda maydonni o'zgartirib, emitent chastotasiga moslashadi. Paramagnit rezonans - rezonans chastotasining o'zgaruvchan magnit maydoni ta'sirida makroskopik tizimlarning energiya darajalari o'rtasida sodir bo'ladigan kvant o'tishlari bilan bog'liq hodisalar to'plami.
Kuzatilgan paramagnit zarrachalar bevosita oʻrganish obʼyekti boʻlganda, oksidlanish-qaytarilish, kompleks hosil qilish jarayonlari haqida maʼlumot olish, shuningdek, birikmalarning elektron va geometrik tuzilishini aniqlash uchun EPR usuli qoʻllaniladi. Ma'lumot olish uchun siz kenglik, chiziq shakli, spektrdagi chiziqlar soni, g-omil qiymati, STS va DSTS komponentlari va konstantalari soni, intensivligi yoki maydonidan foydalanish mumkin. signal.
EPR spektrlarida signallar uchun mas'ul bo'lgan zarrachalar turlari quyidagilardir: elektron (solvatlangan, tutilgan, metallarda); radikallar (noorganik, organik); ionlar; radikal ion; komplekslar.
EPRning quyidagi paramagnit ionlar komplekslarida namoyon bo'lishi koordinatsion birikmalar kimyosining analitik jihatlari uchun muhim: 3d elementlar guruhida - TiIII, VII, CrIII, CrV, CuII, MnII, FeIII; Guruhda
4d elementlari - ZrIII, PdI, PdIII, RhII, NbIV, MoV; 5d elementlar guruhida - ReVI, WV, AuIII, RuIII; REE va transuraniklar guruhida - GdIII, CeIII, EuIII.
14.3. Vibratsiyali spektroskopiya
Molekulalardagi tebranish o'tishlarining energiyasi infraqizil mintaqadagi nurlanish kvantlarining energiyasi bilan taqqoslanadi. Kimyoviy birikmalar molekulalarining infraqizil (IR) spektri va Raman spektri (RS) moddalarning muhim xususiyatlaridandir. Biroq, spektrlar boshqa tabiatga ega bo'lganligi sababli, ulardagi bir xil tebranishlarning namoyon bo'lish intensivligi har xil.
IQ spektroskopiyasi. N atomli molekulani ko'rib chiqing; har bir atomning oʻrnini uchta koordinatani koʻrsatish orqali aniqlash mumkin (masalan, toʻrtburchaklar koordinatalar sistemasidagi x, y va z). Bunday koordinata qiymatlarining umumiy soni 3N ni tashkil qiladi va har bir koordinata boshqalardan mustaqil ravishda belgilanishi mumkinligi sababli, molekula 3N erkinlik darajasiga ega deb taxmin qilishimiz mumkin. Barcha 3N koordinatalarini o'rnatganimizdan so'ng, biz molekulani - bog'lanish uzunligini, ular orasidagi burchaklarni, shuningdek uning kosmosdagi joylashishini va yo'nalishini to'liq tavsiflaymiz.

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari

14.1-rasm. Simmetriya va suv molekulasi tebranishlarining uchta asosiy turi.
Kislorod atomining harakatini e'tiborsiz qoldirish mumkin, chunki u molekulaning og'irlik markaziga yaqin joylashgan:
a - simmetrik cho'zilgan tebranish y1 (parallel); b - simmetrik egilish tebranishi y2.(parallel); c - valentlik antisimmetrik tebranish y3 (perpendikulyar)
Molekulaning uch o'lchamli fazoda konfiguratsiyasini o'zgartirmagan holda erkin harakatini tasvirlash uchun uning og'irlik markazi pozitsiyasining uchta koordinatasini bilish kerak. Chiziqli bo'lmagan molekulaning har qanday aylanishi uchta o'zaro perpendikulyar o'q atrofida aylanishlar yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin. Buni hisobga olsak, molekula harakatining yagona mustaqil shakli uning ichki tebranishlaridir. Chiziqli molekulaning asosiy tebranishlari soni 3N – 5 (bog’lanish o’qi atrofida aylanishni hisobga olgan holda), chiziqli bo’lmagan – 3N – 6 bo’ladi. Ikkala holatda ham molekula (nosiklik) atomlar va N o’rtasida N – 1 bog’ga ega. – 1 ta tebranishlar bog‘lar bo‘ylab yo‘nalgan – ular valentlik, qolganlari 2N – 5 (yoki 2N – 4) bog‘lar orasidagi burchaklarni o‘zgartiradi – bukilish tebranishlaridir. Shaklda. 14.1 suv molekulasining barcha mumkin bo'lgan tebranish usullarini ko'rsatadi.
Tebranish infraqizil mintaqada namoyon bo'lishi uchun simmetriya o'qi bo'ylab yoki unga perpendikulyar tebranish paytida dipol momentini o'zgartirish kerak, ya'ni dipolning qiymati yoki yo'nalishining har qanday o'zgarishi tebranuvchining paydo bo'lishiga olib keladi. energiyani o'zlashtira oladigan dipol; infraqizil nurlanishning elektr komponenti bilan o'zaro ta'sir qilish. Xona haroratida molekulalarning ko'pchiligi y0 tebranish darajasida bo'lganligi sababli (14.2-rasm), o'tishlarning ko'pchiligi y0 holatidan y1 ga sodir bo'lishi kerak. H2O molekulasining simmetrik tebranishlari eng yuqori chastota (3651,7 sm-1) uchun y1 va keyingi (1595,0 sm-1) uchun y2, chastotasi 3755,8 sm-1 bo'lgan antisimmetrik tebranish y3 sifatida belgilanadi.

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
Yadrolararo masofa
Guruch. 14.2. Garmonik osilatorning tebranish holatlari
Tebranishlarni simmetrik va antisimmetriklarga bo'lishda shuni ta'kidlash kerakki, simmetrik cho'zilgan tebranish dipol momentida o'zgarishlarni bermaydi va shuning uchun spektrning infraqizil hududida o'zini namoyon qilmaydi. Binobarin, gomonukulyar molekulaning cho'zilishi IQ mintaqasida so'rilishiga olib kelmasligi kerak. Tebranishlarning tasvirlangan soddalashtirilgan rasmini faqat ikkita taxmin to'g'ri bo'lsagina amalga oshirish mumkin: 1) har bir tebranish sof garmonik; 2) barcha tebranishlar butunlay mustaqil va bir-biriga ta'sir qilmaydi.
Haqiqatan ham tebranuvchi molekulalar uchun harakatning tasviri juda murakkab, har bir atom 14.1-rasmda ko'rsatilgan yo'llardan biri bo'ylab aniq harakat qilmaydi, ularning harakati 14.2-rasmdagi barcha mumkin bo'lgan tebranishlarning superpozitsiyasidir. Biroq, bunday superpozitsiya, masalan, molekula stroboskopik tarzda kuzatilsa, uni asosiy tebranishlarning har birining chastotalari bilan mos keladigan impulsli chastotalar bilan yoritsa, uning tarkibiy qismlariga parchalanishi mumkin. Bu infraqizil spektroskopiyaning mohiyatidir, faqat so'rilgan nurlanish chastotasi yorug'lik rolini o'ynaydi va dipol momentidagi o'zgarishlar kuzatiladi.
Murakkab molekulada juda ko'p tebranishlar mavjud bo'lib, ularning aksariyati IQ spektrida paydo bo'lishi mumkin. Har bir bunday tebranish harakatda molekula atomlarining ko'p qismini o'z ichiga oladi, lekin ba'zi hollarda atomlar taxminan bir xil masofaga siljiydi, boshqalarida esa, ba'zi kichik atom guruhlari boshqalarga qaraganda ko'proq joy almashadi. Shu asosda tebranishlarni ikki sinfga bo'lish mumkin: skelet tebranishlari va xarakterli guruhlarning tebranishlari.
Organik molekulalarning skelet tebranishlarining chastotalari odatda 1400-700 sm - 1 oralig'iga to'g'ri keladi va ko'pincha molekula uchun mumkin bo'lgan har qanday tebranish uchun individual chastotalarni belgilash qiyin, garchi chiziqlar to'plami ularning tebranishlarini aniq ko'rsatadi. muayyan molekulyar tuzilishga tegishli. Bunday hollarda bantlar spektrdagi molekulaning barmoq izlari deb ataladi.
Xarakterli guruhlarning tebranish chastotalari umuman molekulaning tuzilishiga bog'liq emas, ular odatda bir-biriga mos kelmaydigan hududlarda joylashgan.

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
skelet tebranishlari maydoni bilan bog'liq va analitik maqsadlarda foydalanish mumkin.
IQ spektroskopiyasi yordamida quyidagi vazifalarni hal qilish mumkin.
1. Turli faza holatlarida sintez mahsulotlarining moddiy tarkibini aniqlash.
2. Berilgan oraliqda ma’lum texnologik ko‘rsatkichlarni saqlab turgan holda mahsulotlarning fazaviy-strukturaviy o‘zgarishlarini o‘rganish.
3. Muvozanat holatini, jarayonning tezligini baholash.
4. Jarayonning o'zgaruvchan sharoitlari bilan bir butun sifatida texnologik sxema ko'rsatkichlarini baholash.
5. Faol komponentlarning funktsional tegishliligi va iste'molini o'rganish.
Miqdoriy o'lchovlar, yutilish spektroskopiyasining boshqa turlarida bo'lgani kabi, Buger qonuniga asoslanadi.
IQ spektroskopiyasining analitik imkoniyatlarini ko'rsatish mumkin
va ba'zilarini ko'rsatib: amaliy natijalar.
Filtr moddasi va ko'mir changining shaffoflik mintaqasiga tushadigan 780 va 800 sm-1 da xarakterli assimilyatsiya chiziqlari va mos keladigan kalibrlash egri chiziqlaridan foydalanib, ko'mir changidagi kvarts miqdorini (10 mkg dan kam) aniqlash mumkin. ma'lum vaqt davomida nazorat filtrlarida joylashdi. Havodagi asbestni aniqlashda shunga o'xshash natijalarga erishish mumkin.
14.4. Tahlilning rentgen-fluoresan usuli
Rentgen spektral usuli rentgen nurlanishining tabiati va intensivligini tahlil qilishga asoslangan. Usulning ikkita ta'mi mavjud.
1. To'g'ri rentgen spektral tahlili. Bu usulda namuna katodga qarshi vosita sifatida rentgen trubkasiga joylashtiriladi. Isitilgan katod anti-katodni bombardimon qiladigan elektronlar oqimini chiqaradi. Ushbu elektronlarning energiyasi katodning haroratiga, elektrodlarga qo'llaniladigan kuchlanishga va boshqa omillarga bog'liq. Naychaning antikatodidagi elektronlar energiyasi ta'sirida rentgen nurlari qo'zg'aladi, ularning to'lqin uzunligi antikatod materialiga, nurlanish intensivligi esa namunadagi ushbu element miqdoriga bog'liq.
Maxsus qurilmalar yordamida elektron nurni maqsadli yuzaning juda kichik maydoniga - anti-katodga qaratish mumkin. Bu o'rganilayotgan materialning mahalliy hududida sifat va miqdoriy tarkibini aniqlash imkonini beradi. Ushbu mikroprob usuli, masalan, minerallardagi eng kichik qo'shimchalarning tabiatini yoki metall donalari yuzasida va hokazolarni aniqlash zarur bo'lganda qo'llaniladi.
Usulning yana bir turi, ya'ni rentgen-fluoresan tahlili keng tarqaldi.
2. Rentgen nurlari floresan tahlili. Bu usulda namunaga nayning birlamchi rentgen nurlari ta'sir qiladi. Natijada,

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
Namunaning ikkilamchi rentgen nurlanishi hosil bo'ladi, uning tabiati namunaning sifat va miqdoriy tarkibiga bog'liq.
Yuqori sifatli rentgen-fluoresans tahlili uchun rentgen naychasining polixromatik nurlanishining energiyasi (turli to'lqin uzunliklarining nurlanishi) elementlarning K-elektronlarini urib tushirish uchun zarur bo'lgan energiyaga teng yoki undan ko'p bo'lishi muhimdir. tahlil qilingan namunani tuzing. Bunday holda, ikkilamchi rentgen spektrida xarakterli rentgen chiziqlari mavjud. Naychaning birlamchi nurlanishining ortiqcha energiyasi (elektronlarni olib tashlash uchun zarur bo'lganidan ortiq) fotoelektronning kinetik energiyasi shaklida chiqariladi.
Miqdoriy rentgen floresan tahlili uchun xarakterli emissiya chiziqlarining intensivligini o'lchash muhimdir.
X-nurli floresans tahlilini o'rnatishning sxematik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 14.3. Rentgen trubasining birlamchi nurlanishi namunani tashkil etuvchi elementlar atomlarining xarakterli ikkilamchi rentgen nurlanishi qo'zg'atilgan 2-namunaga tushadi. Namuna yuzasidan aks ettirilgan turli to'lqin uzunlikdagi rentgen nurlari 3-kollimatordan o'tadi - parallel molibden plitalari tizimi faqat bitta yo'nalishda ketadigan parallel nurlarni o'tkazish uchun mo'ljallangan. Boshqa yo'nalishlardan ajralib chiqadigan nurlar quvurlarning ichki yuzasi tomonidan so'riladi. Namunadan chiqadigan nurlar spektrga parchalanadi, ya'ni analizator kristalli 4 yordamida to'lqin uzunliklari bo'yicha taqsimlanadi. 0 nurlarning kristalldan aks etish burchagi tushish burchagiga teng; lekin
Guruch. 14.3. X-nurli floresans tahlilini o'rnatishning sxematik diagrammasi
1 - rentgen trubkasi; 2 - namuna; 3, 5 - kollimatorlar; 4 - kristall; 6 - qabul qiluvchi; 7 - magnitafon
Bu burchakda faqat Bragg tenglamasi bo'yicha th ga bog'liq bo'lgan to'lqin uzunligi bo'lgan nurlar aks etadi:
Bu yerda d - analizatorning kristall panjarasi atomlarining tekisliklari orasidagi masofa.

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
Ikkinchisini aylantirib, siz th burchagini va shuning uchun aks ettirilgan nurlarning to'lqin uzunligini o'zgartirishingiz mumkin.
Kristal sifatida turli moddalar ishlatiladi.
Bragg tenglamasiga ko'ra, agar biz, masalan, litiy ftorid kristalidan (2d = 0,4026 nm) foydalansak va kristalni 10 ° dan 80 ° gacha aylantirish orqali th burchagini o'zgartirsak, hisoblash oson. aks ettirilgan nurlarning to'lqin uzunliklari 0,068 -0,394 nm oralig'ida bo'ladi. Shunga ko'ra, chiziqlar atom raqamlari 19 dan 42 gacha, ya'ni kaliydan molibdengacha (Ka = 0,0709 nm) bo'lgan elementlarni aniqlashi va miqdorini aniqlashi mumkin. Etilendiamin ditartrat kristali bilan atom raqamlari pastroq bo'lgan elementlarni, masalan, alyuminiy (13) va kaliy vodorod ftalat bilan magniy, natriy va boshqalarni aniqlash mumkin. Eng ishonchli elementlar 13 va undan yuqori atom raqamlari bilan aniqlanadi. .
Kristal analizatordan aks ettirilgan monoxromatik nurlar kolimatordan o'tadi va qabul qilgich tomonidan fiksatsiyalanadi, u kristall analizator bilan sinxron ravishda ikki barobar tezlikda aylanadi. Qabul qiluvchilar sifatida Geiger hisoblagichi, proportsional yoki sintillyatsion hisoblagichlardan foydalaniladi. Ikkinchisi talliy tomonidan faollashtirilgan kristalli fosfor - kaliy yodiddan iborat bo'lib, rentgen nurlarini ko'rinadigan nurlanishga aylantiradi. Yorug'lik, o'z navbatida, elektr impulslariga aylanadi, keyinchalik ular kuchaytiriladi va yozib olish moslamasi, magnitafon orqali qayd etiladi. Magistralning qog'oz lentasida balandligi nurlanish intensivligini tavsiflovchi egri chiziqlar chizilgan va abscissa o'qiga nisbatan pozitsiyasi - to'lqin uzunliklari - namunaning sifat tarkibini aniqlash imkonini beradi.
Hozirgi vaqtda rentgen-fluoressensiyani tahlil qilish uchun to'liq avtomatlashtirilgan qurilmalar mavjud bo'lib, ular statistik qayta ishlangan natijalarni ishlab chiqaruvchi kompyuter bilan birgalikda tahlilni etarlicha tez va aniq qiladi.
Rentgen floresan usuli individual elementlarni o'z ichiga olgan namunalarni (atom massasi 13 bo'lgan elementdan boshlab) foizning o'ndan mingdan o'n foizgacha tahlil qilish imkonini beradi. Boshqa fizik usullar singari bu usul ham nisbiydir, ya'ni tahlil kimyoviy tarkibi ma'lum bo'lgan standartlar yordamida amalga oshiriladi. Turli agregat holatlardagi namunalarni tahlil qilish mumkin - qattiq, suyuq va gazsimon. Qattiq materiallarni tahlil qilishda ulardan planshetlar tayyorlanadi, keyinchalik ular rentgen trubkasidan nurlanish ta'siriga uchraydi.
Usulning ma'lum bir kamchiliklari ko'pincha katta qiyinchilik bilan erishiladigan mos yozuvlar va tahlil qilingan planshetlar sirtlarining to'liq bir xilligi talabidir.

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
14.5. Radioaktivatsiyani tahlil qilish usuli
Radioaktivatsiya tahlili - atom energiyasi kashf etilgandan va atom reaktorlari yaratilgandan keyin paydo bo'lgan va rivojlangan fizik tahlil usuli. U elementlarning radioaktiv nurlanishini o'lchashga asoslangan. Radioaktivlikni tahlil qilish ilgari ma'lum bo'lgan. Shunday qilib, uran rudalarining tabiiy radioaktivligini o'lchash orqali ulardagi uran miqdori aniqlandi. Xuddi shunday usul ushbu elementning radioaktiv izotopidan kaliyni aniqlash uchun ma'lum. Aktivatsiya tahlilining bu usullardan farqi shundaki, u tahlil qilinayotgan namunani elementar zarrachalar oqimi bilan bombardimon qilish natijasida hosil bo‘lgan elementlarning radioizotoplarining nurlanish intensivligini o‘lchaydi. Bunday bombardimon bilan yadro reaktsiyalari sodir bo'ladi va tahlil qilingan namunani tashkil etuvchi elementlarning radioaktiv izotoplari hosil bo'ladi.
14.1-jadval
Termal neytronlarni faollashtirish tahlili orqali elementlarni aniqlash chegaralari

Elementlar	Og'irligi - lg g
Mn, Co, Rh, Ag, In, Sm, Xo, Lu, Re, Ir, Au,
Na, Se, V, Cu, Ga, As, Br, Kr, Pd, Sb, I, La
Pr, Tb, Tm, Yb, W, Hg, Th, Zn, Ge, Se, Rb,
Sr, Y, Nb, Cd, Cs, Gd, Er, Hf, Ta, Os, U
Al, Cl, Ar, K, Cr, P, Ni, Mo, Ru,
Sn, Fe, Xe, Ba, Ce, Nd, Pt, Te
Mg, Si, Ca, Ti, Bi

Tahlilning faollashtirish usuli past aniqlash chegarasi bilan tavsiflanadi, yorliq. 14.1 va bu uning boshqa tahlil usullaridan asosiy afzalligi.
Jadvalda ko'rsatilgandek, 50 dan ortiq elementlar uchun aniqlash chegarasi 10-9 g dan past.
Olingan radioaktiv izotoplarning yarimparchalanish davri va nurlanish energiyasi alohida elementlar uchun har xil bo'lib, shu munosabat bilan aniqlashning muhim o'ziga xosligiga erishish mumkin. Tahlil qilinadigan materialning bitta namunasida ko'p miqdordagi nopoklik elementlarini aniqlash mumkin. Nihoyat, usulning afzalligi shundaki, elementlarning izlarini miqdoriy jihatdan izolyatsiya qilishning hojati yo'q - standartlardan foydalanish aniqlanayotgan elementning bir qismi yo'qolgan taqdirda ham to'g'ri natija olish imkonini beradi.
Usulning kamchiliklari murakkab va qimmat uskunalardan foydalanish zarurligini o'z ichiga oladi; Bundan tashqari, analizatorlarni radioaktiv nurlanishdan himoya qilish ta'minlanishi kerak.

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
Aktivatsiya tahlilida namunani nurlantirish uchun turli xil elementar zarralar - neytronlar, protonlar, a-zarralar, shuningdek, g-nurlanishdan foydalanish mumkin. Ko'pincha neytronlar bilan nurlanish qo'llaniladi. Faollashtirish tahlilining ushbu bo'limi neytron tahlili deb ataladi. Odatda, sekin termal neytronlar oqimi ishlatiladi.
Uran yadrolarining bo'linishining boshqariladigan zanjirli reaktsiyasi sodir bo'ladigan yadro reaktorlari neytronlarning manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin. Ma'lum neytron generatorlari, ularda deyteriyning tritiy bilan o'zaro ta'siri reaktsiyalaridan foydalangan holda neytronlar olinadi, shuningdek, boshqa qurilmalar.
Namunani neytron oqimi bilan nurlantirish natijasida hosil bo'lgan elementlarning radioaktiv izotoplari radioaktiv parchalanishga uchraydi. Bunday parchalanishning asosiy turlari quyidagilardir.
1. a-emirilish eng og'ir elementlarga xosdir. Ushbu parchalanish natijasida yadro zaryadi ikki birlikka, massasi esa to'rt birlikka kamayadi.
2. b-emirilish, bunda elementning massa soni saqlanadi, lekin yadro zaryadi bittaga o'zgaradi - yadro elektron chiqarganda yuqoriga va pozitronlarni chiqarganda pastga. Radiatsiya uzluksiz energiya spektriga ega.
a- yoki b-emirilishdan keyin parchalanish natijasida hosil bo'lgan yadro ko'pincha qo'zg'aluvchan holatda bo'ladi. Bunday yadrolarning qo'zg'aluvchan holatdan asosiy holatga o'tishi odatda g-nurlanish bilan kechadi. Yadrolardan radiatsiya juda tor chiziq kengligi bilan diskretdir. Bunday nurlanish, asosan, radioizotoplarni aniq aniqlash uchun xizmat qilishi mumkin.
14.6. Sxemani tahlil qilish usulini tanlash
Tahlil sxemasi va usulini tanlash uchun tahlil qilinadigan moddaning miqdoriy va yarim miqdoriy tarkibini bilish kerak. Tahlilchi nima bilan shug'ullanayotganini bilishi kerak, chunki tahlil qilish usuli tahlil qiluvchining tarkibiga qarab tanlanadi. Tahlilni o'tkazishdan oldin tahlil sxemasini tuzish kerak, undan tahlil qiluvchi moddani eritmaga o'tkazish uchun qanday usullardan foydalanish mumkinligi, aniqlangan komponentlarni ajratish uchun qanday usullardan foydalanish kerakligi va tarkibiy qismlarni qanday darajada ajratish kerakligi ko'rib chiqiladi. ma'lum komponentlarni aniqlashda mavjud bo'lgan moddalarning aralashish ta'sirini oldini olish uchun imkon qadar ajratishga xalaqit beradi. Silikatlar, jinslar, minerallar va ko'pincha rudalarni tahlil qilishda, qoida tariqasida, deyarli barcha komponentlarni aniqlash kerak, garchi ba'zi hollarda torroq vazifa qo'yilishi mumkin. Masalan, ruda konini o'rganishda barcha namunalarni to'liq tahlil qilish shart emas. Buning uchun ma'lum miqdordagi namunalarni to'liq tahlil qilish kifoya, lekin asosiy ruda komponentini aniqlash (masalan, tahlilda temir yoki marganets).

7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh.
Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari
temir yoki marganets rudalari) ko'p miqdordagi namunalar uchun talab qilinadi. To'liq tahlil oqimi odatda bir yoki bir nechta komponentlar aniqlanganda tahlil oqimidan farq qiladi. Metalllarni tahlil qilishda tahlilchining asosiy komponentning tarkibini aniqlash juda kam uchraydi, odatda aralashmalarning tarkibini aniqlash kerak. Ikkinchisi metallning sifatiga katta ta'sir qiladi. Shunday qilib, po'latlarni tahlil qilishda temir miqdori juda kamdan-kam hollarda aniqlanadi, lekin har doim po'latning sifatini aniqlaydigan uglerod, oltingugurt, fosfor, kremniy, marganets, qotishma va boshqa tarkibiy qismlarning miqdori aniqlanadi. . Bu ko'pincha yuqori tozalikdagi moddalarni tahlil qilish uchun qo'llaniladi. Shu bilan birga, yuqori toza po'lat va metallarni tahlil qilishda aralashmalarni aniqlashga yondashuv boshqacha bo'lishi kerak.
Namunani eritmaga o'tkazish usullari yoki namunani parchalash usullari to'liq tahlil qilinadigan moddaning tarkibiga bog'liq. Umuman olganda, shuni ta'kidlash mumkinki, silikatlar, jinslar, minerallarni tahlil qilishda, qoida tariqasida, namunalarni parchalash uchun gidroksidi sintez amalga oshiriladi, kamroq tez-tez
- kaltsiy karbonat bilan sinterlash, kislotalar aralashmasida kislota parchalanishi. Metall va qotishmalarni tahlil qilishda, qoida tariqasida, kislotali parchalanish amalga oshiriladi, ba'zida namunani parchalashning boshqa usullari qo'llaniladi. Masalan, alyuminiyni tahlil qilishda namuna ishqor eritmasida eritiladi. Namunani eritmaga o'tkazishning boshqa usullari ham taklif qilinishi mumkin. Tahlil sxemasini tanlashga misol sifatida biz silikatni tahlil qilish sxemasini taqdim etamiz.

	Silikatlarni tahlil qilish sxemasi
Silikat (namuna)
KNaCO3 bilan sintez
Suv bilan yuvish va HCl bilan bug'lantirish
SiO2	NH4 OH ning cho'kishi
		Sedimentatsiya
	Ca2 C2 O4	(NH4) 2  7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh. Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari Shu bilan birga, sxemadagi turli komponentlarning mazmuniga qarab, ushbu komponentlarning ta'siri va bunday sxema bo'yicha tahlil qilish jarayonida ularning xatti-harakatlari nazarda tutilishi kerak. Demak, agar silikatda bor, ftor va marganets mavjud bo'lsa, unda bu sxemani o'zgartirmasdan qabul qilib bo'lmaydi, chunki quyidagi og'ishlar bo'lishi mumkin: 1) xlorid kislotasi bilan bug'langanda kremniy va borning yo'qolishi sezilarli bo'ladi; 2) bor kremniy kislotasi bilan birga qisman cho‘kmaga tushadi, so‘ngra kremniy kislotasi cho‘kmasini ftorik kislota bilan ishlov berishda bug‘lanadi; 3) ftorning bir qismi eritmada qolishi mumkin va ammiakning suvli eritmasiga ta'sir qilganda alyuminiy va temirning cho'kishining oldini oladi; 4) borning bir qismi seski gidroksidlari bilan birga choʻkadi; 5) oksidlovchi moddani qo'shmasdan, ammiakning suvli eritmasi bilan cho'ktirganda marganetsning hammasi ham sesqui gidroksidlari bilan birga cho'kmaydi, keyin u qisman kaltsiy oksalat bilan birga oksalat shaklida cho'kadi; 6) magniyni fosfat bilan cho‘ktirganda marganets fosfat ham cho‘kadi. Shunday qilib, taqdim etilgan tahlil sxemasini har doim ham qo'llash mumkin emas va faqat sifat va taxminiy miqdoriy tarkibni bilgan holda, tahlil qilingan namunadagi barcha mavjud komponentlarning ta'sirini hisobga olgan holda tahlil sxemasini tuzish mumkin. Aniqlash usulini tanlash, shuningdek, tahlil qilinadigan moddaning tarkibiga va boshqa moddalar mavjudligiga bog'liq. Shunday qilib, oltingugurtning mingdan bir qismi va hatto bir necha yuzdan bir foizi ishtirokida metallardagi uglerodning o'ndan bir qismini aniqlashda oltingugurtni hisobga olmasdan ham aniqlash mumkin. Agar oltingugurt miqdori 0,04% dan oshsa, unda oltingugurtning ta'sirini hisobga olish va yo'q qilish kerak. Nazorat savollari va mashqlar 1. Tahlilning fizik usullari nimaga asoslanadi? 2. Fizik tahlil usullarining kimyoviy va fizik-kimyoviy usullar? 3. Spektral analizda analitik signal qanday xususiyatga ega? 4. Spektral tahlil usullari yordamida qanday analitik muammolarni hal qilish mumkin? 5. Jismlar magnit xususiyatlariga ko'ra qanday tasniflanadi? 6. Maxsus magnitlanish nima? 7. Statik magnit sezuvchanlik usuli nimaga asoslanadi? 8. Paramagnetic Resolax nima? 9. EPR usuli qanday maqsadlarda ishlatilishi mumkin? 10. Usulning mohiyati nimada IQ spektroskopiyasi? 11. Qanday turdagi tebranishlar Murakkab molekulalarning IQ spektridan analitik maqsadlarda foydalanish mumkinmi? 12. Miqdoriy o'lchovlar nimaga asoslanadi IQ spektroskopiyasi? 13. Rentgen spektral analizida mikroprob usuli qanday? 7-BO'lim. MADDALARNI TAHLIL OLISHNING HOZIRGI USULLARINI YUXUMISh. Mavzu 14. Tahlilning fizik usullari 14. Rentgen-fluoresans tahlilida analitik signalning tabiati qanday? 15. X-nurli floresan tahlil usulida namunaning sifat tahlili qanday amalga oshiriladi? 16. Radioaktivlikni aniqlashning boshqa usullaridan faollashtirish tahlili o'rtasidagi farq nima? 17. Faollashtirish usulining asosiy afzalligi nimada? 18. Neytron tahlili nima? 19. Usul va tahlil sxemasini tanlashdan oldin namunaning tarkibi haqidagi dastlabki ma'lumotlardan qanday foydalaniladi? 20. Nima uchun namunaviy tahlil jadvalini tuzish kerak?