I bob. Adabiyotlar sharhi

Mundarija:

Kirish
I Bob. Adabiyotlar sharhi
1.1. Organik reagentlar haqida umumiy ma’lumot
1.2. Organik reagentlarni analitik tahlilda qo’llanishi
II bob. Tajriba qismi
2.1. Organik reagentlarni indikator xususiyati
2.2. Moddalami ajratish va konsentrlashni asosiy tushunchalari va tasnifi
III. Olingan natijalar va ularning tahlili
3.1. Organik reagentlarning afzalligi va ishlatilish sohalari
3.2. Titrimetrik kvantitativ tahlil usullarida organik kompanyentlarni ko'rsatgichlar uchun foydalanish
3.3. Kimyoviy tahlilda organik reagentlar
Xulosa
Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati

Kirish
Prezident Shavkat Mirziyoyev raisligida 30-oktabr kuni mamlakatda ta’lim- tarbiya tizimini takomillashtirish, ilm-fan sohasi rivojini jadallashtirish masalalari muhokamasi bo‘yicha videoselektor yig‘ilishi bo‘lib o‘tdi, deya xabar bermoqda Prezident matbuot xizmati.

“Biz ustozni otaday ulug‘ deb bilgan, doimo ardoqlagan ma’rifatparvar xalqning vakillarimiz. Men ham o‘qituvchi, muallim deganda o‘zim uchun eng aziz va hurmatli bo‘lgan, ziyoli va zamonaviy, samimiy va mehribon insonlarni tasavvur qilaman. Chunki hammamizga ham shu muallim saboq va ta’lim berib, mehribon ota-onalarimiz qatorida tarbiyalagan.
Bugungi kunda O‘zbekistonning yangi taraqqiyot davri poydevorini yaratyapmiz. Bunda bizning eng yaqin ko‘makchilarimiz ustoz va murabbiylar, ilmiy va ijodkor ziyolilardir”, - dedi Prezident yig‘ilishda.
Har bir oila, har bir bola hayoti maktab bilan bog‘langani, bu masala davlatning, jamiyatning eng muhim ishi ekani ta’kidlandi.
“Hammamiz aziz farzandlarimiz hayoti va taqdirini o‘qituvchi va murabbiylarga ishonib topshiramiz. Mana shunday beqiyos boylik posbonlari, kelajak bunyodkorlari bo‘lgan bu mo‘tabar zotlarga munosib hurmat-ehtirom ko‘rsatishimiz kerak”, - dedi Shavkat Mirziyoyev.
Yig‘ilishda bugungi modernizatsiya jarayonlari, islohot va o‘zgarishlar natijadorligi maktab ta’limiga, yangi avlod kadrlarini yetishtirish masalasiga borib taqalayotgani qayd etildi.
Ma’lum qilinishicha, mamlakat ta’lim-tarbiya tizimini yana-da takomillashtirish, ilm-fan sohasi rivojini jadallashtirish maqsadida Prezident farmoni loyihasi ishlab chiqildi. Mazkur hujjat regulation.gov.uz portaliga qo‘yilib, barcha hududlarda, mahalliy kengashlarda va maktab jamoalarida ota-onalar ishtirokida keng muhokama qilindi.
Farmon loyihasida ta’limdagi hozirgi muammolarni hal qiladigan, yaqin besh yilda natijasini ko‘rsatadigan va keyingi taraqqiyot darajasini belgilab beradigan maqsadlar qamrab olingan.
3
Jumladan, jamiyatda muallimning obro‘-e’tibori va maqomini ko‘tarish, o‘quv dasturlari va metodikasini to‘liq qayta ko‘rib chiqish, maktabni ta’limning keyingi bosqichlari bilan uzviy bog‘lash, o‘qituvchilarni ortiqcha qog‘ozbozlikdan xalos etib, o‘z ustida ko‘proq ishlashi uchun sharoit yaratish va shuni rag‘batlantirish, maktab infratuzilmasi va undagi ma’naviy muhitni yaxshilash kabi masalalarning yechimlari aniq belgilab berilmoqda.
Organik moddalar umuman analitik kimyoda va xususan farmatsevtika tahlilida keng qo'llaniladi. Bizning davrimizning boshidan beri siyoh bilan tannarxli nonlarni quyish temir uchun sinov sifatida ishlatilishi mumkinligi ma'lum bo'lgan. Ko'p asrlardan so'ng (1815) kraxmal yod ishtirokida ko'k rangga aylanishi aniqlandi. Kimyoviy tahlil uchun birinchi sintetik o'ziga xos organik reaktiv Grissa-Iloshvaya reagenti (1879 yilda P. Griss tomonidan taklif qilingan va 1889 yilda L. Iloshvay tomonidan batafsil o'rganilgan) - a-naftilamin va sulfanilik kislota aralashmasi deb hisoblanadi. nitrit ionlari bilan qizil rang. 1885 yilda M.A. Ilskiy va G. Knorre a-nitroso-b-naftolni kobaltni topish va aniqlash uchun reaktiv sifatida taklif qildilar. Ushbu reaktsiya kobalt kationlarining kaliy nitrit bilan ilgari ishlatilgan analitik reaktsiyasiga qaraganda taxminan 120 baravar sezgir bo'lib chiqdi. 1905 yilda L.A. Chugaev "Nikel uchun yangi sezgir reagent to'g'risida" asarida dimetilglyoksimni nikel uchun reaktiv sifatida taklif qildi va keyinchalik doktorlik dissertatsiyasida (1906) ushbu sohadagi tadqiqotlar natijalarini taqdim etdi. Chugaev tomonidan taklif qilingan dimetilglyoksim hali ham nikel uchun mislsiz analitik reaktiv hisoblanadi.
Hozirgi vaqtda I.P.ning asarlari tufayli kimyoviy tahlilda ishlatiladigan juda ko'p miqdordagi sintetik organik reagentlar ma'lum. Alimarina, A.K. Babko, R. Berga, V.A. Nazarenko va boshqa tadqiqotchilar.
Mavzuning dolzarbligi: Organik reaktivlar kimyoviy elementlarning sifatli yoki miqdoriy aniqlanishi va organik birikmalarni ajratish, boyitish va yashirish uchun ishlatiladi. Organik reagentlar analitik kimyada indikator, cho'kma, titrant, ishlab chiquvchi, ekstraktor, adsorban va tutilish agenti sifatida ishlatilishi mumkin. Reaktsiya mexanizmi nuqtai nazaridan asosan murakkablashuv
4
reaktsiyasiga asoslangan organik reaktivlar, ikkilamchi divalent xelatli murakkab xelatning bir turidan (chelatanikani qarang), juda murakkab, dastur doirasi ham o'sib boradi.
Mavzuning maqsadi va vazifalari: XIX asrning o'rtalarigacha tabiiy organik moddalar (masalan, hayvonot va o'simlik ekstraktlari) sifatli yoki miqdoriy tahlildan asosiy foydalanish. 19-asrning ikkinchi yarmidan 1920-yillarga qadar 1930-yillarda sun'iy reagentlar sintetik organik reaktivlar tomonidan sintezlana boshladi. 1950-yillarning oxirlarida ishlab guruh guruhining tahlilini tahlil qilgandan so'ng, odamlar turli ionlarning funktsional tahlil guruhlarini qidirdilar, organik reagentlarni koplab korsatishdi, reaktivlarning ko'plab amaliy qiymatlarini sintez qilishdi (mis reagentlar, mis reagentlar, kadmiyum reaktivlari, berilyum reagentlari, toriy reaktivlari va boshqalar). 1950 yillargacha kompleks kimyosi, asosan, sifatli aniqlash, yomg'ir ajratish va gravimetrik tahlil qilish uchun ikkilamchi shilat yog'inlari reaktsiyasiga asoslangan edi. Murakkablashtirilgan titrlash usuli asosan 1950-yillarning boshida 1960-yillarning boshiga qadar ishlatilgan. 1960-yillarning oxirida boshlanganidan boshlab, xlorat organik erituvchi ekstraktsiyasini rivojlantirganda, diqqat fotometrik tahlilga o'tdi.
Kurs ishining hajmi. Kurs ishi an’anaga ko’ra kirish, I bob adabiyotlar sharhi, II bob tajriba qismi, III bob olingan natijalar tahlili, xulosa va foydalanilgan adabiyotlar qismidan iborati bo’lib, Times New Roman bosma taboqda, 14 o’lcham va 1,5 intervallarda yozilgan. Kurs ishining hajmi 52 sahifadan tashkil topgan. 12 ta adabiyotlar ro’yxatidan tashkil topgan.
5
I Bob. Adabiyotlar sharhi
1.1. Organik reagentlar haqida umumiy ma’lumot
Kimyoviy reaktivlar, kimyoviy reagentlar — kimyoviy reaksiyalarni amalga oshirish uchun ishlatiladigan moddalar. Turlari: o‘ta toza Kimyoviy reaktivlar; kimyoviy toza Kimyoviy reaktivlar; kimyoviy analiz uchun qo‘llanadigan toza Kimyoviy reaktivlar; toza Kimyoviy reaktivlar, tozalangan Kimyoviy reaktivlar, texnik Kimyoviy reaktivlar Tarkibiga ko‘ra, Kimyoviy reaktivlar, anorganiq, organiq va radioaktiv izotoplar bilan nishonlangan Kimyoviy reaktivlarga, ishlatilishiga ko‘ra, organiq — analitik reagentlar, kompleksonlar, fiksanallar, pH
— indikatorlar va b.ga bo‘linadi. Kimyoviy reaktivlar solingan idish yorlig‘i yoki o‘ralgan qog‘ozga uning tozalik darajasi, ishlatilishi, qo‘shimchalar miqdori va saqlanish shart-sharoiti yozib qo‘yiladi. Kimyoviy reaktivlarning aksariyati zaqarli, tez alangalanadi, ba’zilari portlaydi. Shu sababli, Kimyoviy reaktivlarni ishlatishda va saklashda tegishli qoidalarga rioya qilish zarur. Havoda tez buziladigan ayrim preparatlar vodorod yoki inert gaz to‘ldirilgan germetik ampulalarda, ba’zilari kerosinda saqlanadi.
Biror tashqi belgi - cho‘kma yoki gaz ajralishi, cho‘kmani erishi, rang o‘zgarishi kabi tashqi samara bilan boradigan reaksiyalar analitik reaksiya deyiladi.
Eritmadan izlanuvchi ionni ochish uchun ishlatiladigan reaktiv - reagent deb ataladi. Reagentlar (reaksiyalar) uch turga bo‘linadi:
a) Spetsifik (maxsus) reagent murakkab aralashmadagi faqat bitta iongagina xos tashqi samara beradi - NH4+ + OH- ^ H2O + NH3|
b) Selektiv reagent (yoki reaksiya) tashqi belgisi, xalaqit beruvchi ionlar bo‘lmaganda, ayrim ionlargagina xos bo‘ladi
2Ag++ CrO43- ^ 2Ag2CrO4j to‘qsariq (Ba2+, Pb2+, Sr+2 lar) uchun sariq cho‘kma
6
v) Guruh reagenti (reaksiya)ning tashqi belgisi ionlar guruxi uchun bir xil bo‘ladi. Aq+, Hq22+, Pb2+ kationlar guruhi xlorid ionlar bilan bir xil oq rangli cho‘kma hosil qiladi.
Tozaligiga ko‘ra reagentlar 6 turga bo‘lingan
1-jadval
№ Reagent Belgisi Ifloslikni foiz miqdori
1. Texnik “t” 1
2. Tozalangan “o” 0,1
3. Toza “ch” 0,01
4. Tahlil uchun toza “ch.d.a” 0,001
5. Kimyoviy toza “x.ch” 0,001
6. Juda toza “osobo chist” 10-4 - 10-5
3. Tahlil turlarining tasnifi
I. Analitik kimyoda maqsadga ko‘ra moddalami element, funksional, molekulyar va fazoviy xolatlari tahlil etiladi:
Element tahlilda - moddaning tarkibida qanaqa elementlar va qanday nisbatlarda borligi aniqlanadi.
Funksional tahlilda - turli funksional guruxlar amino-NH2, nitrito- NO2-, karbonil S==O, karboksil SOON, gidroksil ON va boshqa guruxlar borliga aniqlanadi.
Molekulyar tahlilda - murakkab modda (ashyo)ning molekulyar tarkibi aniqlanadi.
Fazoviy tahlilda - tahlil etilayotgan tizimni fazoviy tarkibi (qattiq, suyuq, gaz, kristall, amorf) qismlari ochiladi va aniqlanadi.
Farmatsevtik tahlilda dori vositalari sifat va miqdoriy tarkibi; farmakopeya usullari ya’ni Davlat tomonidan tasdiqlangan Farmakopeya maqolalari - umumdavlat standartlar to‘plamida keltirilgan analitik reaksiyalar vasitasida,
7
nazorat etiladi. Farmakopeya maqolasi ishlab chiqilmagan biror dori ishlab
chiqorishga tavsiya etilmaydi.
II. Tahlil uchun olingan namuna massasi (eritma xajmi)ga ko‘ra tahlilni quyidagi turlari mavjud
№ Tahlil usuli Massa, g Xajmi ml
1. Gramm (makro-usul) 1 - 10 10 - 100
2. Detsi-santi gramm (yarim-mikro) 0,05 - 0,5 1 - 10
3. Milli mikrogramm (mikro usul) 10-3 - 10-6 10-1 - 10-4
4. Mikro-nonogramm tahlil (ultramikro usul) 10-6 - 10-9 10-4 - 10-6
III. Analitik reaksiyani bajarish uslubiga ko‘ra:
1.Quruq usul: - quruq tuzlarda bajariladi
a) Alangani bo‘yalish reaksiyasi: Na+ - cariq, Sr2+ - qizil, K+ - binafsha ranglarga alangani bo‘yaydi.
b) Quruq tuzlarni tuyish (ezish)
FeCl3 + 3NH4NCS ^ 3NH4Cl + Fe(NCS)3 qizil v) Tuzlarni cho‘g‘latib dur xosil qilish
3NaNH4HPO4 + 2Cr(OH)3 t° ^ Na3PO4 ■ CrPO4 yashil yoqut 2.Xo‘l usulda tuzlarni suvdagi eritmalari o‘zaro ta’sir etiladi:
BaCl2 + Na2CO3 ^ 2NaCl + BaCO3 j oq
|BaCO3 + 2CH3COOH ^ Ba(CH3COO)2 + H2CO3
NaHCO3 + CH3COOH ^ CH3COONa + H2O + CO2T
och xavorang CuSO4 + 4NH4ON ^ 4H2O + [Cu(NH3)4] SO4 yorqin ko‘k Tahlilni tomchi, mikrokristalloskopik va boshqa usullari ham mavjud.
Barcha kimyoviy reaktsiyalar muayyan sharoitlarda o’tkazilishi kerak. Undan chetga chiqish noto’g’ri natijalarga olib keladi. Reaktsiya am alga oshadigan muhit reaktsiyaning natijasiga ta‘sir etadigan muhim omillardan biridir.
8
Masalan: NH4 li muhitda Ag+ ni AgCI holida cho’kmaga tushirib bo’lmaydi. SHuning uchun analitik reaktsiyalarni o’tkazishdan avval muhitning pH ni aniqlash kerak.
Ma‘lum pH qiymatiga ega bo’lgan muhit yaratish maqsadida ishqor yoki qislotalardan foydalanish mumkin.
Analitik reaktsiyalarni amalga oshirishda temperatura ham sezilarli ta‘sir ko’rsatadi. Ba‘zi bir reaktsiyalarni sovuqda ayrimlarini xona temperaturasida, yana boshqalarini yuqori temperatura sharoitda o’tkazishga to’g’ri keladi. Masalan , Na+ va К+ ionlarini cho’ktirish reaktsiyasi sovuqda olib boriladi.
Kontsentratsiya ham reaktsiya tezligiga ta‘sir qiluvchi muhim omillardan biridir. Agar aniqlanayotgan ionning kontsentratsiyasi ushbu reaktiv ta‘sirida topilishi mumkin bo’lgan minimal kontsentratsiyadan kam bo’lsa, u holda reaktsiya ijobiy natija bermaydi.
Qo’shilayotgan reaktiv ta‘sirida hosil bo’ladigan birikma o’ta to’yingan birikma hosil qiladigan miqdorda bo’lishi kerak, ana shundagina cho’kma hosil bo’ladi.
Analitik reaktsiyalar sezgir bo’lishi kerak. Reaktsiyaning sezgirligi qancha yuqori bo’lsa, u shuncha kam miqdordagi moddani aniqlashga imkon beradi.
Reaktsiyaning sezgirligi topilish minimumi va minimal (yoki chegara) kontsentratsiya (va chegara suyultirish) bilan harakterlanadi.
Topilish minimumi. Modda yoki ionning ayni reaktsiya yordamida ma‘lum sharoitda topilishi mumkin bo’lgan eng kichik miqdori uning topilish minimumi deb ataladi. Topilish minimumi grammning milliondan bir o’lushlari, ya‘ni mikrogrammlar (mgr) bilan ifodalanadi. U grekcha у (gamma) xarfi bilan belgilanadi. 1y = 10-3mg= 0,000001 г = 1 • 10-6. Masalan, К+ ionini K2[PtCI6] kompleks tuzi ko’rinishida aniqlash reaktsiyasining topilish minimumi 0,1 у.
CHegara suyultirish. V eritma necha marta suyultirilganda analitik reaktsiyaning ijobiy natija berishi saqlanib qolinishini ko’rsatadi.
С=1/ V -moddanig minimal kontsentratsiyasi deb ataladi. K+ ionini K2[PtCI6] holida aniqlashda minimal kontsentratsiya 1:100000 nisbat bilan ifodalanadi.
9
Demak ushbu reaktsiya yordamida kaliy kationini 100000 ml suvda 1 grammdan ko’p miqdorlarda kaliy ioni bo’lgan eritmalarda aniqlash mumkin. Eritmaning ayni modda borligini ochish mumkin bo’lgan minimal hajmi 3 = g • v/106
Minimal kontsentratsiya eritmaning minimal hajmi va topilish minimumi orasida quyidagi bog’lanish mavjud.
q =c • 3 * 106 ёки c=q/ 3 * 106
Bu yerda
c- minimal kontsentratsiya q -topilish minimumi
3 -analiz uchun olingan minimal kontsentratsiyali eritma hajmi, ml hisobida
2+
Misol, Си ionlarining minimal kontsentratsiyasi 1: 250000 g/ml ga teng.
2+
Ammoniy gidroksid ta‘sir ettirib, Си ionining bor-yo’qligini aniqlash uchun minimal kontsentratsiyali eritmadan eng kamida 0, 05 ml ishlatiladi. Bu reaktsiya yordami bilan mis ionining topilish minimumi hisoblab chiqarilsin.
Yechish: q = c *3* 106 dan foydalanamiz:
С=1: 250000 g/ml; 3= 0,05 ml q =? q = 1 * 0,05 * 106 / 250000 = 0,2 m kg Eritmalarning tarkibini sifat jihatdan aniqlashda analitik reaktsiyalarning
n
topilish minimumi 50 у dan yuqori, minimal kontsentratsiyasi 1/5 * 10 g/ml dan kam bo’lmasligi kerak. Tekshirilayotgan eritma tarkibidagi modda miqdori kam bo’lsa, eritmani bug’latish bilan kontsentratsiyasi oshiriladi. So’ngra reaktiv ta‘sir ettiriladi.
10
Kimyoviy toza reaktivlami qo’llash, ayni reaktsiyaga halal beradigan moddalami ajratish yoki halal bermaydigan birikmalar holida o’tkazish (maskirovka qilish) ekstraktsiyalash, kationit va anionitlar yordamida eritmani
kontsentrlash kabi tadbirlar bilan analitik reaktsiyalarni sezgirligini oshirish mumkin.
1.2. Organik reagentlarni analitik tahlilda qo’llanishi.
Ko‘pchilik kation va anionlar kompleks xosil qiluvchi organik reagent yordamida ochiladi. Misollar:
Dimetilglioksim bilan Ni(II) kationi lola-qizil rangli cho‘kma xoil qilishi asosida ochiladi
н с
н с
O
: N
: N O
Ni
O
N
N
O^
CH
CH
H
H
C
C
C
C
11
lola-qizil rangli nikel dimetil-glioksi-mati
Bu reaksiya yuqori sezgirlikga ega W=1:300000 t/ml, m=0,17 mkg. Alizarin Al3+ kationi bilan filtr qog‘ozda qizil dog‘ - alyuminiy alizarinati xosil qiladi
Al
O
O
H
H
O
O
m=0,5 mkg W=1:100000
Kupron mis (II) ioni bilan iviq yashil cho‘kma mis kupronat xosil qiladi
Oksixinolin magniy ioni bilan sarg‘ish yashil magniy oksixinolyat cho‘kmasini xosil qiladi
О \ / M g/2 m=0,25 mkg W=1:200000 sm3
Piridilazonaftol (K.Raxmatullaev) reagenti Sb(III) bilan qizil rangli kompleks xosil qiladi
Br Br
m=0,5 mkg
Taxlilda qo‘llanadigan organik reagentlarga qo‘yilgan talablar.
Organik reagentlar quyidagi talablarga javob berishi kerak.
1) Oz eruvchan kompleks birikma xosil qilishi.
12
2) Xosil bo‘ladigan kompleksning barqarorlik doimiysi katta bo‘lishi kerak в < 10+8
3) Organik reagent suvda eruvchan bo‘lishi kerak.
Organik reagentlar ionlami ochishdagina emas balki xalaqit beruvchi ionlami
2+
niqoblashda xam ishlatiladi. Masalan Ni kationini ochishga xalaqit beradigan
2+ л_|_
Co2+ va Fe2+ kationlari uzumkislotasining tuzlari bilan barqaror tartarat
kompleksiga bog‘lanadi. Tartarat anioni bilan niqoblangan Co2+ va Fe2+ kationlari
2+
Ni ochilishiga xalaqit bermaydi.
Organik reagentlarni ba’zi spetsifik xossalari
1. Eritmada atsetat anioni borligi unga kislota qo‘shilganda sirka xidini paydo bo‘lishi asosida;
CH3COO- + H+ —— CH3COOH sirkaning xidi yoki spirt qo‘shilganda efir paydo bo‘lishi bilan isbotlanadi
CH3COOH + HOC2H5 CH3COOC2H5 + H2O
Borat ioni - borat kislotasining etil efirini yashil alanga bilan yonishi asosida; H3BO3 + 3C2H5OH — B(C2H5O)3 + 3H2O ... isbotlanadi Organik reagentlarni indikatorlik xossalari. pH o‘zgarishi, oksidlovchi, qaytaruvchi yoki ayrim metall ionlari ta’sirida o‘z rangini keskin o‘zgartiradigan organik reagentlar indikatorlar deyiladi.
Maqsadga ko‘ra indikatorlarni kislota-asos, oksidlanish-qaytarilish va metalloxrom turlari mavjud. Indikator rangini o‘zgarishi uning molekulasi tuzilishini o‘zgarishi natijasida sodir bo‘ladi. Masalan: kislota-asos indikatorlarining tarkibida vodorod ionii ta’sirida o‘zgaruvchi funksional analitik gurux (FAG) bo‘ladi
R2N - ^ - N = N - R + H+ — R2N - N=y = N +- N - R sariq qizil
13
Moddalarni ajratish va konsentrlashni asosiy tushunchalari va tasnifi
Tahlil jarayonida ko‘pincha moddani juda oz miqdorini (izini) ochishga to‘g‘ri keladi. Ko‘pchilik analitik reaksiyalarni ochish minimumi m=10-3 - 10-4
7 8
mkg bo‘lgani xolda ba’zan, yanada kam, 10" - 10" mkg miqdordagi moddalarni ochish zarur bo‘ladi.
Bunday oz miqdordagi moddani ochishdan avval uni analitik reaksiya imqoniyatidagi ochish minimumi qiymatigacha konsentrlash (konsentratsiyasini ortdirish) kerak.
Konsentrlash va ajratish tushunchalari:
Dastlabki aralashma tarkibiy qismlarini bir biridan ajratish uchun bajarilgan amal-ajratish, aralashmadagi mikro-tarkibiy qismni konsentratsiyasini makro- tarkibiy qismga nisbatan ortdirish amali konsentrlash deb ataladi. Nisbiy va absolyut konsentrlash usullari mavjud.
Absolyut konsentrlash - jarayonida katta xajm (massa)dagi mikro tarkibiy qism kichik xajm (massa)da yig‘ilib qoladi. Masalan osh tuzini juda suyultirilgan eritmasi bitamom bug‘latilsa, tarkibidagi mikro miqdordagi tuz kichik xajmli (massa) eritmada yig‘ilib qoladi.
Nisbiy konsentrlashda - mikro tarkibiy va uning ochilishiga xolaqit beruvchi makro tarkibiy qism miqdorlarining nisbati o‘zgaradi. Nisbiy konsentrlash konsentrlash usulini xususiy xoli bo‘lib uning natijasi konsentrlash omili yoki koefitsienti (F) bilan tavsiflanadi
Q1+Q1 = Q1 +Q2 F = :
Q 10 , Q 20
bu erda (1) mikro va (2) makro miqdorli moddalar Q2 Q2 Q1 Q2 ni konsentrlashdan avval Q 10 , Q 20 va keyingi Q1, Q2 konsentratsiyalari.
Misol: Bir litr eritmada 10-4 g modda bo‘lgan eritmani xajmi 10 ml gacha bug‘latildi
Q1 = Q10 = 10-4 g
Q 10 = 1000 Q2 = 10 g
14
10-4 1000
F= = 100
10-4 10
Konsentrlash koefitsienti eritma necha marta konsentrlanganini anglatadi.
Ajratish usullarini tasnifi makro va mikro tarkibiy qismlarning fizik va kimyoviy xossalarini farqiga asoslangan.
Moddalarni ajratish usullarining quyidagi turlari mavjud.
1. Bug‘latish (xaydash, bug‘latish, sublimatlash) (absolyut konsentrlash).
2. Kuydirib cho‘g‘latish - anorganik modda qoldig‘i metall oksidlarini aniqlashda qo‘llanadi (absolyut konsentrlash).
3. Cho‘ktirish va birgalashib cho‘kish (nisbiy konsentrlash).
4. Kristallash (absolyut konsentrlash).
5. Ekstraksiya moddani ikkita o‘zaro aralashmaydigan (faza) qatlamni biridan ikkinchisiga o‘tkazish (nisbiy konsentrlash).
6. Selektiv adsorbsiya - tanlab shimilish (nisbiy konsentrlash).
7. Elektrokimyoviy ajratish (elektroliz) (absolyut konsentrlash).
8. Xromatgorafiya usullari - moddani qo‘zg‘aluvchan faza va qo‘zg‘almas fazaga bo‘lgan moylik farqiga ko‘ra bajariladi (nisbiy konsentrlash).
Cho‘ktirish va birgalashib cho‘kish
Makrotarkibiy qismni cho‘ktirish jarayonida geterogen tizimdagi eruvchan mikro tarkibiy qism (makro- komponenta cho‘kmasini ichiga kirib birga cho‘kadi va bu xodisa birgalashib cho‘kish deyiladi.
Birgalashib cho‘kshining sababi ikkita:
1) Makro tarkibiy qism cho‘kmasiga begona ionlarini mexanik qo‘shilib qolishi.
2) Okklyuziya ya’ni makro tarkibiy qismning cho‘kmasi xosil bo‘lish jarayonida radiusi cho‘ktiriluvchi kationga yaqin boshqa kationlarni kristall ichidagi bo‘shliqga qirib aralash cho‘kma xosil bo‘lish xodisasi.
Birgalashib cho‘kish jarayonida aralashmada miqdori juda oz bo‘lgan ionni o‘zida to‘plab cho‘kuvchi makro komponentaning cho‘kmasi - kollektor (ya’ni
2+ л j
to‘plovchi, jamlovchi) deyiladi. Masalan, aralashmadagi juda oz Ra va Pb
15
kationlari BaSO4 bilan bir xil tuzilish va tarkibga ega cho‘kma xosil qiladi. Mis (II) kationi uchun HgS, rux (II) kationiga MnO(OH)2 cho‘kmasi kollektor vazifasini bajaradi.
Birgalashib cho‘kishni sirtqi va ichki turlari mavjud.
Begona ionlarni cho‘kma sirtiga adsorbsiyalanib cho‘kishi - birgalashib cho‘kishning sirtqi turiga mansub.
Mikrotarkibiy qism kollektorning butun xajmi bo‘yicha birgalashib cho‘kishi
- birgalashib cho‘kishni ichki turiga mansubdir. Tayanch iboralar
1. Organik reagent - kimyoviy reaksiyada analitik samara beruvchi organik birikma.
2. Indikator - pH o‘zgarishi, oksidlovchi, qaytaruvchi yoki ayrim metall ionlari ta’sirida o‘z rangini keskin o‘zgartiruvchi organik reagent.
3. Ajratish - aralashmaning tarkibiy qismlarini bir biridan ajratuvchi amal.
4. Konsentrlash - aralashmadagi juda oz, mikro tarkibiy qism konsentratsiyasini makro tarkibiy qismga nisbatan ortdirish amali.
5. Absolyut konsentrlash - katta xajm (massa)dagi mikro tarkibiy qismni kichik xajm (massa)da to‘planishi.
6. Nisbiy konsentrlash - mikro- va makro- tarkibiy qism nisbatini ortishi.
7. Birgalashib cho‘kish - makro tarkibiy qismni cho‘ktirish jarayonida uning tarkibiga mikro tarkibiy qismni qo‘shilib cho‘kishi.
8. Okklyuziya - cho‘ktiriluvchi ion radiusiga yaqin bo‘lgan begona ionlarni makro tarkib cho‘kmasi ichiga kirib birga cho‘kishi.
Aksariyat, (ko‘pchilik) analitik reaksiyalar eritmalarda ya’ni xo‘l usulida bajariladi (1- rasm).
Eritma - murakkab tizimli aralashma bo‘lib, uning tarkibiy qismlari, erituvchi va erigan modda molekulalari, orasida turli ta’sirlar vujudga keladi. Bu ta’sirotlar erituvchining tabiatiga ko‘ra ertilgan moddaning analitik xossasiga turlicha ta’sir etadi. Erish jarayoni
16
eritilayotgan moddaning kimyoviy bog‘ini kovalentlik darajasiga bog‘liq. Eritilayotgan modda-molekulasining kimyoviy bog‘i qutbli bo‘lsa erish jarayonida u ion bog‘lanishgacha yanada qutblanadi.
Bunday birikmalar suvda eritilganda elektrolitga aylanadi va elektr tokini o‘tkazadi. Eritilayotgan modda molekulasidagi kimyoviy bog‘ kovalent tabiatli bo‘lsa u suvda eritilganda molekulalarga ajraladi ammo elektr tokini o‘tkazmaydi (masalan shakarning eritmasi).
Erish natijasida xosil bo‘lgan ionlar, erituvchi molekulalari bilan qurshalgan solvat qobig‘ bilan qoplanadi va bu jarayon solvatlanish deb ataladi (2-rasm). Erituvchi sifatida suv ishlatilganda bu jarayon - gidratlanish deb ataladi. Bunday assotsirlanish, (yiriqlanishda) - kompleks birikmalardagi kabi donor - akseptor bog‘lanish xosil bo‘lgani sababli ularni solvatokomplekslar deb atash mumkin
[Co(H2O)6]Cl2 f— [Co(H2O)4]Cl2
pushti ko‘k
a = ndis / num
Dissotsiatsiya (ionlanish) darajasi a birning ulushlarida yoki foizlarda ifodalanadi. Agar a = 1 (ya’ni 100%) bo‘lsa eritmadagi barcha zarralar ionlarga ajralgan holda bo‘ladi (ПДИС = nyM); agar a birdan kichik (ya’ni 100% dan kam) bo‘lsa demak barcha zarralar emas, balki ularni bir qismi ionlarga ajralgan (ПДИС < nyM) bo‘ladi.
Erituvchilar tasnifi
Erituvchilar uchta belgisiga ko‘ra tasniflanadi:
1) Molekulasining qutbligi
2) Ionlashtiruvchi xususiyati
3) Kislota-asos xossalari
17
1) Erituvchining dielektrik doimiysi. (e) - ya’ni elektrik zaryadlar orasidagi tortishuv kuchini zaiflantirish xossasiga qo‘ra:
a) e > 30 - kutbli erituvchilar: formamid (100), metilformamid - 78
b) e = 10 - 30 kamkutbli: - etanol (24) va boshqa spirtlar (20) v) e <10 kutbsiz: - xloroform (4) sirka k-ta (0,2), benzol (2,3)
2) Ionlashtiruvchi xususiyatiga ko‘ra.
a) molekulasida donor atom bo‘lgan ioni ajtiruvchi elektrodonor erituvchilar
H2O; dimetilsulfoksid - (CH3)2SO,
O
//
dimetilformamid (CH3)2N - C
\
H
Bunday erituvchida eritilgan modda molekulasi ionlarga ajraladi.
b) Ionlashtirmaydigan erituvchilar - molekulasining tarkibida bo‘linmagan, juft (donor) elektroni bo‘lmagan erituvchilar: CCl4, Cl-CH2- CH2-Cl, benzol.
18
II bob. Tajriba qismi
2.1. Organik reagentlarni indikator xususiyati.
Reaksiyalarni bajarish tartibiga ko‘ra:
1) Tizimli tahlilda - guruh reagenti ta’sirida murakkab aralashma ionlarning ayrim guruhlariga ajratib, so‘ngra ma’lum izchillik, tartibda ochiladi.
2) Karsli tahlilda - izlanayotgan ion eritmaning ayrim bir ulushi (qismidan) maxsus yoki selektiv reagent vositasida istalgan tartibda ochiladi.
Analitik reaksiyaning samarasiga ta"sir etuvchi omillar
Analitik reaksiya samarasiga xarorat, muhit, halaqit beruvchi ionni niqoblovchi moddalar ta"sir etadi.
Misol: 1) K+ + HC4H4O6 —— KHC4H4O6 4 reaksiyasida, neytral muxitda, probirka devorlarini ichki tomonidan shisha tayoqcha bilan ishqalab,
sovutilgandagina tegishli samara, oq kristall cho’kma, hosil bo’ladi.
2) K+ kationini natriy kobaltinitrit bilan ochishda, o’xshash samara bergani sababli, xalaqit beruvchi NH4+ kationini niqoblash formalin ta"sirida xosil bo’lgan kislotani soda bilan neytrallab bajariladi
4NH4Cl + 6CH2O — (CH2)6N4 + 4HCl + 6H2O 4HCl + 2Na2SO3 — 4NaCl + 2H2O + 2SO2
6. Kationlar tasnifi
Kation va anionlarning tahlili ularning tasnifiga ko’ra bajariladi. Analitik kimyodan dastlabki darslikni yozgan prof. Menshutkin taklif etgan, mumtoz - sulfidli, klassifikatsiya kationlarni sulfid ioni bilan hosil qilgan sulfidlari hossalarini farqiga asoslangan. Bu tasnifda gurux reagenti sifatida zaharli H2S eritmasi qo’llanishi sababli hozirgi vaqtda sifat tahlil, kationlarni kislota-asos xossalariga ko’ra tuzilgan tasnif asosida bajariladi.
Kationlarning kislota-asos tasnifi
Gurux Kationlar Gurux
reagenti Gurux nomi Cho’kma xossalari
I Na+ K+ NH4+ Yo’q - -
19
II Ag+ Pb2+ Hg2 HCl Xloridlar Xloridlari suvda erimaydi
III Ca2+, Sr2+, Ba2+, (Pb2+) 2n H2 SO4 Sulfatlar Sulfatlari suvda erimaydi
IV Al3+ Zn2+ Cr3+ 2n
NaOH+H2O2 Amfolitlar Gidroksidlari suvda eri¬maydi, lekin ishqorning mo’l miqdorida eriydi
V Mq2+ Mn2+ Fe2+ Fe3+ Bi3+ NaOH yoki NH4OH Gidroksidlar Gidroksidlari suvdava ishqorning mo’l miqdorida ham erimaydi
VI Co2+, Ni2+, Cu2+ Cd2+, Hg2+ Konsentrik
ammiak Ammiakatlar Gidroksidlari konsentrlangan ammiakda eriydi
20
2.2. Moddalarni ajratish va konsentrlashni asosiy tushunchalari va tasnifi.
Analitik kimyoda u yoki bu elementga xos (xususiy) reaktsiyalar alohida ahamiyatga ega. Xususiy reaktsiya ushbu ionni boshqa ionlar ishtirokida ham aniqlash imkonini beradi Masalan: kraxmalning yod ta‘sirida ko’qarishi, ammoniy tuzlariga ishqorlar ta‘sir ettirilganda ammiak gazining ajralib chiqishi reaktsiyalar bunga misol bo’ladi.
Agar ionlar aralashmasiga qo’shilgan reaktiv faqat ba‘zi ionlar bilan reaktsiyaga kirishsa bunday reaktsiyalar selektiv reaktsiyalar deb ataladi.
2+
9. Masalan: (NH4)2C2O4 tuzi kationlar aralashmasiga qo’shilganida faqat Ca , Ba2+,Sr2+ , 3 n2+ kationlar bilan reaktsiyaga kirishadi.
Qarama-qarshiliklar birligi va kurashi dialektika qonunini tasdiqlovchi, kimyo fanining asosiy qonunlaridan biri, MTQ reaksiya muvozanat xolatini moddalar konsentratsiyalariga bog‘likgini ifodalaydi
V1 [C]x[D]y
mA + nB < ^ XC + yD Km =
V2 [A]m[B]n
Reaksiyani to‘g‘ri va teskari yo‘nalish tezliklari tenglashganda dinamik
(xarakatchan) muvozanat qaror topadi. Le Shatele qoidasiga muofiq bu muvozanatni chap yoki o‘ngga siljitish mumkin. K>1 bo‘lishi, reaksiya maxsuloti ko‘pligi, binobarin muvozanat o‘ngga siljiganligini anglatadi. K<1 bo‘lsa reaksiya teskari tomon ya’ni chapga siljigan bo‘ladi. K-qiymatlari analitik ma’lumotnomalarda keltiriladi. K=1 bo‘lgan kimyoviy reaksiyalar oxirigacha bormaydi.
Analitik reaksiyalar oxirigacha, to‘liq, borishi zarur, buning uchun tengishli
о
analitik reaksiyaning muvozanat doimiysi 10 va undan katta bo‘lishi lozim. Ayrim xollarda reaksiya oxirigacha borishi uchun, Le Shatele qoydasiga muvofiq, tegishli ta’sir vositalari qo‘llanadi.
MTQ, analitik kimyoda, turli analitik reaksiyalarda keng qo‘llanadi:
1. Cho‘ktirish reaksiyalarida - cho‘qma xosil bo‘lishini oldindan aytib berish uchun.
21
2. Kislota-asos muvozanatida eritmalar pH qiymatini va tuzlarni gidroliz darajasini xisoblash uchun.
3. Oksidlanish qaytarilish reaksiyalarida muvozanat doimiysi, va reaksiya unumini xisoblash uchun.
4. Kompleks xosil bo‘lish reaksiyalarida kompleks ion barqarorlik doimiysini xisoblash va boshqa ko‘p maqsadlarda ishlatiladi.
Ammo yuqorida keltirilgan ko‘rinishdagi 1-tenglik faqatgina, ideal ya’ni kuchsiz elektrolit eritmasi yoki kuchli elektrolitning o‘ta suyultirilgan eritmasiga oid bo‘lib, muvozanat doimiysi Ostvaldning suyultirish qonuniga ko‘ra dissotsiatsiya darajasi a orqali xisoblanadi
KM = a2S/1 - a
Kuchli elektrolit eritmalari bu qonunga, quyidagi sabobga ko‘ra, itoat etmaydi.
Kuchli elektrolitlarni konsentrik eritmalarida ionlar, ko‘pligi sababli, bir birini xarakatchanligini kamaytiradi. Shuning uchun eritmadagi xarakatchan (fa’ol) ionlar konsentratsiyasi kuchli elektrolitning umumiy konsentratsiyasidan doimo kam bo‘ladi.
Kuchli elektrolit eritmasidagi ionlarni, fa’ol ya’ni, samarali konsentratsiyasi fa’ollik deb ataladi va (a) harfi bilan belgilanadi. Demak a < c
Fa’ollikni (a) umumiy konsentratsiya (s)ga nisbati - fa’ollik koeffitsienti deb ataladi f = a/c < 1.
Ion fa’olligini, o‘z elektrolitidan tashqari, begona kuchli elektrolit ionlari xam pasaytiradi. Eritmadagi barcha ionlarni fa’ollikga ta’sirini xisobga olish uchun ion kuchi tushunchasi kiritilgan. Eritmaning ion kuchi qancha yuqori bo‘lsa undagi ionlar fa’olligi shunchali past bo‘ladi.
Suvning ion ko‘paytmasi, suvli eritmalarning pH qiymati
Suv o‘ta kuchsiz elektrolit H2O = H+ + OH-
MTQ ni qo‘llassak:
= = р)
[H2O]
22
(I) tenglama suvning dissotsiatsiyalanish darajasi. [H2O] - suv molekulasining dissotsiatsiyalanmagan molyar konsentratsiyasi bo‘lib, 1 litr suvdagi mollar sonidir.
m 1000г
n = — = = 55,56 = [ HO]
M 18а.б
Distilangan suvdagi [H+] va [OH-] ionlari konsentratsiyalarini ko‘paytmasi IKh2o = [H+] * [OH-] suvning ion ko‘paytmasi deb ataladi, uning qiytmati Kdis
(H2O) dan albatta farq etadi
[H+] * [OH-] = KH2O * [H2O] =1,810-16 * 55,56 = 1*10-14
Demak suvning ion ko‘paytmasi doimiy son bo‘lib 1*10-14 ga teng. Bu tenglikdan analitik reaksiyalar uchun o‘ta muxim bo‘lgan eritmaning pH qiymatini xisoblashda foydalaniladi.
Distillangan suvda [H+] = [OH-] bo‘lgani uchun [H+]2 = 1*10-14 [H+] = Vl*10-14 = 1*10-7 muxit neytral
Suvning ion ko‘paytmasini logariflab, barcha xadlarni (-1)ga ko‘paytirib:
(-1) ■ lg[H+] + lg[OH-] = -14 ■ (-1); -lg[H+] + (-lg[OH-]) = 14 Vodorod ioni konsentratsiyasini manfiy logarifmi rN deb ataladi
-lg[H+] =
Demak suvning ion ko‘paytmasining logarifmik ko‘rinishi
pOH + pOH = 14
23
Suvli eritmalar pH qiymatlari quyidagi shkalada tavsiflanadi (3-rasm).
[H+]= 10-1 10-3 10-5 10-7 10-8 10-10 10-12 10-14
pH= | 3 | | 5 | 7 | 8 10 | 12 14
kuchli kislotali kuchsiz kuchsiz ishqor
kislotali| |
kuchli ishqor
pH шкала
Кислотная Нейтральная Основная
j I
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14
24
III. Olingan natijalar va ularning tahlili
3.1. Organik reagentlarning afzalligi va ishlatilish sohalari.
Qator organik birikmalar muayyan, organik yoki anorganik moddalar bilan reaksiyaga kirishgada analitik samara zohir bo‘ladi. Analitik samara namoyon etuvchi organik birikmalar organik reagentlar deyiladi.
Organik reagentlarni analitik kimyoda qo‘llanishi, birinchi bor, 1885 y.
3+
rus olimi M.A.Ilinskiy, Co ionini ochish
uchun, a-nitrozo, в-naftol reagentini qo‘llash bilan boshlangan
Organik reagentlarni anorganik ionlarga ta’siri qonuniyatlarini I.I.CHugaev ishlab chiqgan, shu sababdan bu ikki rus olimlari organik reagentlarni taxlilda qo‘llash asoschilari xisoblanadi.
Fanning mazkur soxasini rivojlantirish uchun I.P.Alimarin, A.K.Babko, Yu.A.Zolotovlar bilan bir qatorda o‘zbek olimlari Sh.T.Tolipov, Sh.T.G‘aniev, K.Raxmatullaevlar xam xissa qo‘shganlar.
Organik reagentlar kimyoviy taxlilni turli soxalarida taxlil usullarini osonlashtirish, tezlatish, sezgirligini oshirish maqsadlarida qo‘llanadi. Ular anorganik reagentlarga nisbatan qator afzalliklarga ega:
1) sezgirligi yuqori bo‘lgani uchun, boshqa usullarda ochib bo‘lmaydigan ionni ochish imkonini beradi,
2) aksariyat organik reagentlar o‘ta selektiv va spetsifik xossaga ega,
3) organik reagentlar, eritma pH qiymatiga ko‘ra o‘z rangini o‘zgartirishi indikator sifatida kata axamiyatga ega.
Ko‘rsatilgan afzalliklar sababli organik reagentlar analitik kimyoda keng qo‘llanadi.
Bunday analitik reaktsiyalarda xelat komplekslarini, ayniqsa, intrakompleks birikmalar va metall kompleksonatlarni shakllantirishga qodir velosiped velosipedlari asosan (har doim ham bo'lmaganda) ishlatiladi. Bunday ligandlarning molekulalarida murakkab metallarning atomlari, aksariyat hollarda barqaror metalotsikllar bilan nisbatan kuchli koordinatsion bog'lanishlarni hosil qilishga qodir bo'lgan funktsional analitik guruhlar (FAG) bo'lishi kerak. PAH tarkibiga
25
OH, SH, NH, C = O, C = S guruhlari, azotli heteroatomalar va boshqalar kirishi mumkin.
Kimyoviy analizda deyarli barcha turdagi kompleks birikmalar qo'llaniladi - kationli, anionik, elektrolit bo'lmagan komplekslar, noorganik va organik ligandli komplekslar, mononukleerli, ko'p yadroli va boshqalar. Kimyoviy analizda eng ko'p ishlatiladigan kompleks birikmalarni qisqacha tavsiflab beramiz.
Kompleks ichidagi ulanishlar
Intrakompleks birikmalar (ICS) - bir xil yoki turli xil ichki metalotsikllarning shakllanishi bilan bitta salbiy zaryadlangan va bitta neytral donorlar guruhi orqali murakkablashtiruvchi agentning bir xil metall atomiga bog'langan bir xil yoki har xil bidentat (odatda organik) asidoligandlarga ega bo'lgan metallarning koordinatsion birikmalari. tashqi sfera ionlarini o'z ichiga olmaydigan va elektrolit bo'lmagan komplekslar bo'lgan (xelat tsikllari). VKSga mis (II) glitsinat va rux oksikinolinati misol bo'la oladi:
VKS ham ML tarkibi metallar oxyquinolinates kabi deyarli muhim birikmalar o'z ichiga oladi n , (L venol guruhi deprotone 8-hidroksikuinolin qoldiq bo'lib, n metall M Oksidlanish davlat), oxyoximes, nitrosohydroxylamines, nitrosophenols bilan metall majmualari turli xil aminokislotalar va boshqalar.
Xilatlangan kompleks birikmalar
26
ICS - bu metallarning xelatlangan kompleks birikmalarining (xelatlarining) maxsus holati, ya'ni bir xil yoki turli xil salbiy zaryadlangan yoki neytral polidentat ligandlari (organik yoki noorganik) bo'lgan metallarning koordinatsion birikmalari bir yoki bir nechta bir xil yoki turli xil xelat halqalariga ega. "Xelat" atamasi 1920 yilda Morgan va Dryu tomonidan kiritilgan. Xelatlar, VKS dan farqli o'laroq, katyonik, anyonik tipdagi yoki elektrolit bo'lmagan komplekslarning komplekslari bo'lishi mumkin, faqat ichki koordinatsion sohada faqat polidentat ligandlarni yoki bir vaqtning o'zida bir yoki bir nechta polidentat va monodentat ligandlarni o'z ichiga oladi va tashqi sharga ega yoki yo'q. ionlari. VKS va CCS o'rtasidagi farq ba'zan (lekin har doim ham) amalga oshirilmaydi: kamida bitta xelat tsiklini o'z ichiga olgan har qanday CCS ko'pincha CCS deb ataladi. CSda bitta polidentat ligand bir yoki bir nechta xelat halqalarni hosil qiladi va bu ligand bi-, tri-, tetra-, penta-, heksadentat bo'lishi mumkin. Shunday qilib, 8-gidroksikinolinli (oksinli) komplekslarda beshta a'zoli metalotsikllar amalga oshiriladi:
N | N
OH I
- M - о T
8 - окси хин оли н металлоцикл с де прот он и ров ан н ы м
остатко м 8-0 ксихи н о л и н ом
Yuqorida tavsiflangan sink oksikinolinat yoki magnezium oksikinolinat MgL 2 (HL belgisi 8-gidroksixolin molekulasini bildiradi) quyuq yashil cho'kma shaklida eritmalardan cho'kib ketgan va magneziumni aniqlash uchun ishlatiladi.
Xelat komplekslarining katta guruhi etilenediamin
H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 tomonidan hosil bo'ladi (ko'pincha En yoki en bilan belgilanadi), bu besh a'zoli metalotsikllarni beradi, masalan, platina (II) kompleksida
27
Ikkita bir xil metalotsikllar kobalt (III) kompleksida ikkita monodentat tiosiyanato guruhi bilan birga mavjud:
Ushbu kompleks kumush (I), vismut (III) ni birikmalar shaklida aniqlash uchun ishlatiladi [CoEn 2 (NCS) 2 ] [Ag (NCS) 2 ] va [CoEn 2 (NCS) 2 ] [BiI 4 ].
CS tarkibiga Shif asoslari bilan metal birikmalari, kompleksonatlar, metall ftalosiyaninlar, porfirinlar, xlorofill, gemoglobin, siyanokobalamin, insulin, ferritin va boshqa ko'plab muhim moddalar kiradi.
Funktsional-analitik va analitik-faol guruhlar tushunchasi VKS - odatda suvda ozgina eriydi, ko'pincha rangli moddalar, ularni suv bilan aralashtirib bo'lmaydigan organik erituvchilar bilan olish mumkin (ba'zan tanlab). CCS ham murakkab metalning, ham tashqi sfera ligandlarining tabiatiga qarab har xil eruvchanligi va rangiga ega.
Masalan, mis (II) ionlari Cu 2+ organik birikmalar bilan o'zaro ta'sirlashganda - a-asilinoksimlar - beshta a'zoli metalotsikllarni o'z ichiga olgan yashil komplekslarni hosil qiladi:
28
0-|-
Kadmiyum ionlari Cd ning PAH sifatida diazoamino guruhini o'z ichiga olgan Ar-N = N-NH-Ar '(Ar va Ar' aril radikallar) tarkibidagi organik reagentlar bilan reaktsiyalarida qizil komplekslar hosil bo'ladi.
Surma (III) aromatik yadroda PAH kabi ikkita qo'shni fenol guruhiga ega ligandlar bilan komplekslarning yomon eruvchan oq cho'kmalarini beradi, masalan pirogallol bilan. Olingan komplekslar tarkibida beshta a'zoli metall guruhlari mavjud:
Hozirgi vaqtda FAGlarning katta qismi ma'lum.
Organik molekulada PAH borligi zarur, ammo bu organik birikmani analitik reaktiv sifatida ishlatish uchun har doim ham etarli shart emas. Ko'pgina hollarda analitik faol guruhlarning (AAG) mavjudligi ham talab qilinadi, ular odatda komplekslashtiruvchi metallning markaziy atomi bilan to'g'ridan-to'g'ri koordinatsion bog'lanishlarni hosil qilmaydi, ammo PAHning analitik ta'sirini kuchaytiradi. FAG, AAG kombinatsiyasi aniqlanadigan metalning markaziy atomi bilan birgalikda tegishli analitik reaktsiyada hal qiluvchi rol o'ynaydigan "analitik tugun" ni beradi. FAG va AAG kontseptsiyasi L. M. Kulberg tomonidan kiritilgan. Intrakompleks birikmalarni kimyoviy tahlilda qo'llashning ba'zi bir asosiy mezonlariga quyidagilar kiradi.
a) eritmalardan metall ionlarini cho'ktirish uchun ishlatilgan hollarda murakkab birikmaning past eruvchanligi;
b) hosil bo'lgan komplekslarning zich xarakterli rangining mavjudligi, agar ular eritma rangi bilan metall ionlarini ochish yoki aniqlash uchun ishlatilsa;
29
v) hosil bo'lgan komplekslarning etarlicha yuqori barqarorligi (barqarorlik konstantalarining katta qiymatlari).
Ushbu mezonlarga javob berish uchun kamida quyidagi shartlar bajarilishi kerak:
1) organik reaktivlarning molekulalarida PAH bo'lishi kerak;
2) PAH shunday fazoviy konfiguratsiyaga va donor atomlarining o'zaro joylashishiga (azot, kislorod, oltingugurt, fosfor, margimush va boshqalar) ega bo'lishi kerak, shunday qilib eng barqaror besh va olti a'zodan iborat metall tsikllarning hosil bo'lish ehtimoli bo'lishi mumkin. amalga oshirildi;
3) organik ligand molekulasi, iloji bo'lsa, katta molekulyar og'irlikka ega bo'lishi kerak - bu metallarni aniqlashdagi xatolarni kamaytiradi.
Amalda murakkablashuv jarayonlari ko'pincha ekstraktsiya bilan birlashtiriladi. Muayyan organik reagentlar keng kationlarni aniqlashga imkon beradi. Ushbu organik reagentlar tarkibiga mishyak, azo guruhlari, SO 3 H, OH (arsenazo I, arsenazo II, arsenazo III, polyarsenazo) o'z ichiga olgan arsenazo guruhining birikmalari kiradi, masalan, I arsenazo yordamida UO 2 uranil guruhini aniqlash mumkin. 2+ , kaltsiy kationlari Ca 2+ , berilyum Be 2+ , mis Cu 2+ , kobalt Co 2+ , nikel Ni 2+ , alyuminiy Al 3+ , noyob tuproq metallari titanium (III), zirkonyum (IV), torium (IV) ), vanadiy (V), niobiy (V), tantal (V), shuningdek F anionlari , BF 4 _.
Arsenazo III Be 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Zn 2+ , Cd 2+ , Hg 2+ , Al 3+ , Pb 2+ , noyob er metallari, titanium (III), zirkonyum ( IV), torium (IV), gafniy (IV).
Masalan, ditsizon, dimetilglyoksim va 1-nitroso-2-naftol kabi organik reagentlar kimyoviy tahlilda juda keng tarqalgan.
30
Dithizone yoki difeniltiokarbazon
2+
(ko'pincha N 2 Dz deb qisqartiriladi ) birinchi marta Zn kationlari uchun reaktiv sifatida taklif qilingan bo'lib, u bilan qizil rangli kompleks - xloroform va uglerod tetrakloridda eriydigan Zn (DDz) 2 sinkli ditsizonat kompleksini hosil qiladi . Reaksiya juda sezgir: aniqlash chegarasi m = 0, 025 mkg, cheklovli suyultirish V Um = 10 4 ml / g.
Dithizone shuningdek Cu (II), Ag (I), Au (III), Cd (II), Hg (II), In (III), Tl (I), Pb (II), Bi (III) ni aniqlashda ishlatiladi. , Co (II), Ni (II), Pd (II), Pt (II) va boshqa ba'zi ionlar.
_ 2
Ligand sifatida ditizon NDz va NDz - anionlari shaklida harakat qilib, Cd (NDz) 2 , Ag 2 Dz, Pb (NDz) 2 , PbDz, PdDz va boshqalarning komplekslarini hosil qilishi mumkin.
Dimethylglyoxime (diacetyldioxime, Chugaev ning reaktiv)
31
Bu L.A tomonidan ilgari ta'kidlanganidek, birinchi marta taklif qilingan klassik organik reaktiv. Chugaev 1905 yilda nikel uchun o'ziga xos selektiv reaktiv sifatida.
Suvli muhitda dimetilglyoksim bo'lgan Ni 2+ ionlari katta miqdordagi qizil cho'kma hosil qiladi, suvda va suvda ammiakda ozgina eriydi, ammo mineral kislotalarda eriydi. Reaksiya sxema bo'yicha davom etadi:
Ni 2+ + HDMG ^ [Ni (DMG) 2 ] + 2H +
bu erda HDMG - dimetilglyoksim molekulasining qisqartmasi. Formalash kompleksining strukturaviy formulasi quyidagicha bo'ladi:
bu erda nuqtalar molekula ichidagi vodorod aloqalarini bildiradi. Ushbu neytral nikel dimetilglyoksim kompleksi eritmada nikel ionlari mavjudligini ko'rsatuvchi ko'rsatkichdir. Yog'ingarchilik odatda ammiakning suyultirilgan eritmalaridan pH = 8-9 da amalga oshiriladi. Kompleks juda barqaror; barqarorlik logarifmi lgP = 17, 32. Reaksiya juda sezgir: aniqlash chegarasi m = 0,16 mkg, suyultirishni cheklovchi V lim = 3 • 10 5 ml / g. Dimetilglyoksim suvda kam eriydi, shuning uchun dimetilglyoksimning o'zi emas, balki uning suvda eriydigan natriy tuzidan foydalanish taklif qilindi. Dimetilglyoksimdan paladyum (II), temir (II), vismut (III), kobalt (III) ni aniqlashda ham foydalanish mumkin. Nikelni aniqlashda vismut, temir va kobaltning aralashuv ta'sirini bartaraf etish uchun ikkinchisining ionlari tioglikolik kislota kiritilishi bilan maskalanadi. Kichik miqdordagi kobalt va temir ionlari ham tartarik kislota qo'shilishi bilan maskalanishi mumkin. Ushbu ionlarning ko'p miqdorini maskalash uchun eritmaga
32
N, N-di (oksietilen) glitsin qo'shilishi tavsiya etiladi. Dimetilglyoksim oksidlovchi moddalar ishtirokida nikelni fotometrik aniqlashda ham ishlatiladi.
1- nitroso -2-naftol (a-nitroso-b-naftol yoki Ilinskiy reaktivi)
NO
OH
klassik organik analitik reaktiv deb ham qaraldi. Birinchi marta
III 3
M.A. Kobaltni Co L kompleksi shaklida gravimetrik aniqlash uchun Ilyinsky va G. Knore , bu erda HL 1-nitroso-2-naftol molekulasi. Kompleks eritmalardan binafsha-qizil cho'kma shaklida ajralib chiqadi. Kompleksning aniq tuzilishi hali ma'lum emas. Besh va olti a'zodan iborat xelatlangan metallarning tsikllari ham taxmin qilinadi
Kompleks juda barqaror: barqarorlik logarifmi lg of = 17 ga teng. Reaksiya juda sezgir: aniqlash limiti m = 0,5 mg, cheklovli suyultirish V lim = 3 • 10 -5 ml / g. Nikel, paladyum va temirni 1-nitroso2-naftol yordamida ham aniqlash mumkin.
Ko'rib chiqilgan organik reagent yordamida kobaltni aniqlashning fotometrik usuli ishlab chiqilgan.
33
3.2. Titrimetrik kvantitativ tahlil usullarida organik kompanyentlarni ko’rsatgichlar uchun foydalanish
Kislota-asos ko'rsatkichlari nazariyalari
Metall komplekslarni hosil qilish va rangli birikmalar hosil qilish uchun organik birikmalardan tashqari, analitik kimyoda kislota-asosli titrlash usullarining ko'rsatkichlari sifatida organik reagentlardan keng foydalaniladi. Indikator - bu ekvivalentlik nuqtasida yoki unga yaqin ko'rinadigan o'zgarishni ko'rsatadigan modda. Kislotali va ishqoriy eritmalardagi kislota-asos ko'rsatkichlari har xil rangga ega. Iak, litmus kislotali muhitda (pH <7) qizil rangga, ishqoriy muhitda (pH> 7) esa ko'k rangga bo'yalgan; kislotali tarkibidagi fenolftalein rangsiz, ishqorda qizil yoki qirmizi rangga ega.
Ko'rsatkichlarda rang o'zgarishi mohiyatini tushuntirish uchun bir necha nazariyalar taklif qilingan.
Kislota-asos ko'rsatkichlarining ion nazariyasi eritmada indikator molekulasining ikki shakli - bitta rangga ega bo'lgan kislotali va boshqa rangga ega bo'lgan asosiy shakl mavjudligini nazarda tutadi. Eritmaning pH qiymatiga va shunga mos ravishda u yoki bu shaklning ustunligiga qarab eritma indikator molekulasi shakliga mos rangda ranglanadi.
Kislota-asos ko'rsatkichlarining xromoforik nazariyasi organik birikmalar bo'lgan indikatorlar rangining mavjudligini indikator molekulalarida xromofor guruhlari borligi bilan izohlaydi. Xromofor guruhlarining rolini quyidagi kabi atomlar va bog'lanishlar guruhlari o'ynashi mumkin.
34
-N = N-, = C = S =, - N = O, -N = N-
4
O
quinoid tuzilmalari va boshqalar.
Bundan tashqari, eritmadagi ko'rsatkichlar muvozanatda har xil tautomerik shakllarda bo'lishi mumkin deb taxmin qilinadi. Kislotali muhitda indikatorning ma'lum biriga ega bo'lgan bir tautomerik shakli, ishqoriy esa, boshqa xromofor guruhiga ega bo'lgan boshqa taomomerik shakl ustunlik qiladi. Aytilganlarga fenolftalein indikatori misol bo'la oladi, u kislotali muhitda rangsiz, ishqoriy muhitda qizil rang. Xromofor nazariyasiga ko'ra, fenolftaleinning suvli eritmasida muvozanat o'rnatiladi deb taxmin qilinadi:
ll
о
бесцветная форма I красно-фиолетовая форма II
Tautomerik I formada xromofor guruhi yo'q va shuning uchun rangsiz, II shaklda kinoid xromofor mavjud va shu sababli qizil rangga bo'yalgan. Yana bir misol metil apelsin indikatorida ko'rinadi, bu dimetilaminoazobenzol sulfan kislotasining natriy tuzi (CH 3 ) 2 N - C 6 H 4 - N = N - C 6 H 4 - SO 3 Na. Suvli eritmada ushbu kislota anioni protonni biriktirib, sxema bo'yicha transformatsiyaga uchraydigan kislotaga aylanadi:
35
жёлтая форма I
красная форма И
Tavtomerik shakl I xromoforasiga ega DN = N-, u indikatorga sariq rang beradi va tavtomerik II forma boshqa xromofor guruhiga ega bo'lib, indikatorga qizil rang beradi.
Ion va xromofor nazariyalarining taqdimotini birlashtirgan ion-xromofor nazariyasi .
Ushbu nazariya doirasida kislota-asos ko'rsatkichlari kuchsiz kislotalar va asoslar bo'lib, neytral indikator molekulasi va uning ionlashgan shakli turli xromofor guruhlarini o'z ichiga oladi deb taxmin qilinadi.
Aytaylik, indikator zaif monobazik kislota HInd. Ion-xromofor nazariyasiga muvofiq indikatorning suvli eritmasida muvozanat o'rnatiladi:
HInd = H + + Ind“ = H + + Ind_ B
kislotali shakl I asosiy shakl II
Kislotali shakl - bu ba'zi bir tautomer shaklda zaif kislota HIndning neytral molekulasi, Ind_ B ning asosiy shakli kislotali shakldagi anion bo'lib, u boshqa tautomerik shaklda zaif kislota hisoblanadi. HInd va Ind_ B ikkala tautomer shakllarining xromofor guruhlari bir xil emas, shuning uchun bu ikki shaklning rangi har xil.
Eritmalarning pH qiymati o'zgarishi bilan, ya'ni kislotalash bilan muvozanat chapga - kislotali shaklga siljiydi va pH pasayganidan keyin pH ning bunday qiymatiga, bu shakl eritmada ustun bo'lganida, eritma olinadi shakli I. shakli vodorod ionlari kontsentratsiyasining pasayishi bilan muvozanat o'ng tomonga - asosiy shakl II tomon siljiydi. Fenolftalein ko'rsatkichi bo'yicha sxemani quyidagicha soddalashtirish mumkin:
36
с
о
С бесцветная кислая форма I
С + Н* «-> С + Н
красно-коричневая основная форма II
Kislota-asos ko'rsatkichlari, qoida tariqasida, eritmaning pH qiymatiga qarab rangni o'zgartirishi mumkin bo'lgan qaytariladigan ko'rsatkichlardir. Turli xil turdagi kislota-asos ko'rsatkichlari sifatida 200 dan ortiq organik birikmalar taklif qilingan.
Azo birikmalarguruhiningko'rsatkichlari
Azo birikmalari guruhining ko’rsatkichlari (azo ko’rsatkichlari) - bu
o'zlari deyarli suvda erimaydigan para-aminobenzol va para- dimetilaminobenzolning hosilalari bo'lgan indikatorlarning katta guruhidir. Ushbu birikmalar molekulalariga sulfo guruhlari yoki karboksil guruhlari kiritilganda suvda eruvchan azo bo'yoqlar olinadi, ular odatda kislotali muhitda qizil, ishqoriy muhitda sariq rangda bo'ladi. Ushbu guruh ko'rsatkichlariga metil apelsindan tashqari alizarin sariq, metil sariq, metil qizil, tropeolinlar va boshqalar kiradi.
Trifenilmetan ko’rsatkichlari. Ushbu guruh ko'rsatkichlari ko'pincha kislota-asosli titrlashda ham qo'llaniladi. Ularning barchasi rasmiy ravishda trifenilmetanning hosilalari sifatida qaralishi mumkin. Ushbu guruh ko'rsatkichlari
37
orasida fenolftaleinlar, sulfofteinlar, anilin sulfofteinlar, benzol, trifenilmetan bo'yoqlari keng tarqalgan. Faleinlarning tautomerik transformatsiyasining tabiati yuqorida tavsiflangan fenolftalein bilan o'xshashdir. Ftaleinlarga a-naftftalein, fenolftalein, timolftalein va boshqalar kiradi, tarkibida sulfanil guruhi bo'lgan sulfoftaleinlar -SO 3 Aromatik yadrolarning o'rnini bosuvchi H brokresol yashil, bromkresol binafsha, brofenol ko'k, xlorofenol qizil va boshqalarga tegishli. Sulfo guruhi oksuxrom rolini o'ynaydi. Sulfoftaleinlar intensiv rangga ega va indikatorning bir shaklidan ikkinchisiga o'tishda rang keskin o'zgaradi. Ushbu guruhning turli xil ko'rsatkichlarini fenol qizilning hosilalari deb hisoblash mumkin
Eritmada, eritmaning pH qiymatiga qarab, fenol qizil quyidagi sxema bo'yicha o'zgaradi deb taxmin qilinadi:
38
X) OVO СГ
с* - и* — с" -и*
cjr 6“'
О Сг то О”
с с
Сг
«<ИИ|1 Ч«ии ffMi
Ko'rsatkichning rang o'tish oralig'i pH darajasi ~ 6, 8 (sariq) dan ~ 8, 4 (qizil) oralig'ida kuzatiladi. Trifenilmetan bo'yoqlari tarkibiga kristal binafsha, malaxit yashil, metil binafsha, pentametoksi qizil, geksametoksi qizil kiradi. Ushbu guruhning ko'rsatkichlaridan biri kristal binafsha (billur binafsha):
N(CH, ь фиолетовая форма pH >2, 6
Suvli eritmalarda kristall binafsha protonlanadi: bitta yoki ikkita proton yashil, sarg'ish-yashil va to'q sariq rangli shakllar hosil qilib, eritmaning kislotaliligiga qarab, ikkita aromatik dimetilamino guruhining azot atomlariga biriktiriladi. O'tish oralig'i eritmaning pH qiymati ~ 0,8 dan (yashil rang) ~ 2,6 gacha (ko'k rang) o'zgarishi oralig'ida. Suvli eritmalardagi ushbu guruh ko'rsatkichlarining rang o'zgarishi juda keskin emas; ular ko'pincha suvsiz muhitda kislota-asosli titrlashda ishlatiladi.
Nitro ko'rsatkichlari
39
(CH, hN- =N*(CHj feCI
С
N(CHj): фиолетовая форма pH >2. 6
Nitro ko’rsatkichlari aromatik nitro hosilalari, masalan, paranitrofenol, eritmadagi o'zgarishlarga uchraydi:
O'tish oralig'i pH 5, 6 (rangsiz) dan 7, 6 (sariq) gacha. Ushbu ko'rsatkichlar guruhiga meta- va ortonit-rofenollar, dinitrofenollar va boshqalar kiradi.
Boshqa tarkibiy guruhlarning ko'rsatkichlari
Boshqa tuzilish turlarining ko’rsatkichlari. Ushbu guruhga yuqorida tavsiflangan bilan bog'liq bo'lmagan turli xil tuzilmalarning barcha boshqa ko'rsatkichlari kiradi, masalan, litmus, oksin ko'k, neytral qizil, indofenollar, o'simlik ekstraktlari va boshqalar. Ushbu guruhdagi ko'rsatkichlardan eng ko'p tarqalgani litmus. Odatda kislotali muhitda qizil rangga, ishqoriy muhitda ko'k rangga aylanadigan lakmus qog'oz shaklida ishlatiladi. Litmus - ko'k kukun shaklida likenlardan olinadigan ko'k organik moddadir. Suvda va etanolda qisman eriydi. Lakmusning indikatorlik xususiyatlariga ega bo'lgan asosiy komponenti azolitimindir, uning litmusdagi tarkibi 4-5% ni tashkil qiladi.Lakmusning kislota- asos ko'rsatkichi sifatida o'tish oralig'i pH qiymati 4,5 dan 8, 3 gacha; rang qizildan ko'kga o'zgaradi. PT-7 qiymati, 0. Bundan tashqari, qo'llash uslubiga ko'ra ko'rsatkichlarni ichki va tashqi deb ajratish mumkin. Ichki ko'rsatkichlar to'g'ridan-
40
to'g'ri titrlanadigan eritmaga qo'shiladi. Kislota-asos ko'rsatkichlarining aksariyati ichki hisoblanadi. Tashqi ko'rsatkichlar titrlangan eritmadan tashqarida. Bunga litmus qog'ozni misol keltirish mumkin. Ammiak bug'ida nam lakmus qog'oz ko'k rangga aylanadi. Tashqi ko'rsatkichlarga eritmaning pH qiymatini taxminiy aniqlash uchun mo'ljallangan indikator qog'ozi kiradi. Ko'rsatkich qog'ozi - har xil ko'rsatkichlar (alizarin, Kongo qizil, ko'k va qizil lakmus va boshqalar) singdirilgan qog'oz tasmasi. Bunga litmus qog'ozni misol keltirish mumkin. Ammiak bug'ida nam lakmus qog'oz ko'k rangga aylanadi. Tashqi ko'rsatkichlarga eritmaning pH qiymatini taxminiy aniqlash uchun mo'ljallangan indikator qog'ozi kiradi. Ko'rsatkich qog'ozi - har xil ko'rsatkichlar (alizarin, Kongo qizil, ko'k va qizil lakmus va boshqalar) singdirilgan qog'oz tasmasi. Bunga litmus qog'ozni misol keltirish mumkin. Ammiak bug'ida nam lakmus qog'oz ko'k rangga aylanadi. Tashqi ko'rsatkichlarga eritmaning pH qiymatini taxminiy aniqlash uchun mo'ljallangan indikator qog'ozi kiradi. Ko'rsatkich qog'ozi - har xil ko'rsatkichlar (alizarin, Kongo qizil, ko'k va qizil lakmus va boshqalar) singdirilgan qog'oz tasmasi.
3.3. Kimyoviy tahlilda organik reagentlar
1. Organik reagentlar organik va noorganik ionlar yoki molekulalarni aniqlash, ajratish va aniqlash uchun ishlatiladigan organik birikmalardir. Organik reagentlar va organik birikmalar turli tushunchalardir. Organik reagentlar kengroq tushunchadir. Birinchi organik reagent 1879da Griss (sulfonilik kislota va a- naftilamin aralashmasi) bilan taklif etiladi. 1886da Ilinskiy a-nitroso-b-naftolni kobalt reagenti sifatida ishlatgan. Chugaev nikelni aniqlash va aniqlash uchun dimetilglioksimni qo’llagan (1905). Chugaev nafaqat yangi organik reaktivlarni taklif qildi, balki ularning harakatlarining nazariy asoslarini ham ishlab chiqdi.
2. Orning noorganik moddalardan afzalliklari: a) yuqori sezuvchanlik va selektivlik; b) ordan reaktsiya mahsulotlarini jadal bo’yash; C) suvda past piksellar; D) turli or.
3. Or tasnifi yakuniy mahsulotning ta’sir mexanizmi va tabiati bo’yicha Kulberg lm tomonidan amalga oshirildi.
41
0-j-
I. oddiy tuzlaming shakllanishiga olib keladigan organik reagentlar(Ca C H2C2O4).
II. VKS shakllanishiga olib keladigan organik reagentlar;
III. Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalariga asoslangan
Kromofor-bog’langan ikki tomonlama aloqalar zanjiri (kinoid pozitsiyasi))
IV. Or, yangi birikmalar sinteziga olib keladi.
No2ni aniqiash uchun- Griss reaktivi ishlatiladi. Sintez ikki bosqichda amalga oshiriladi:
1) diazoting reaktsiyasi
HNO2 diazotik modda sifatida ishlatiladi. Sulfonik kislota diazotasyonu amalga oshiriladi.
SKlluHK
2) реакция азосочетания
Kromoform-azo guruhi.
V. uning ta’siri adsorbsion jarayonga asoslangan.
Misol sifatida, argentometriyada fluoresein adsorbsion indikatorining ta’sirini ko’rib chiqing . Argentometriyaning mohiyati shundaki, Cl-ionlarAgNO 3 eritmasi bilan titrlanadi. titrlash-aniqlangan moddaga aniq ma’lum konsentratsiyali eritmani qo’shish
42
jarayoni. NF H H + + f -: ekvivalentligi nuqtasi (TE) (titrant miqdori belgilangan modda miqdori teng bo’lsa titrlash moment) tuzatish uchun zaif organik kislota lyuminestsentsein, foydalaning.
Cl- ni o’z ichiga olgan eritma uchunAgNO 3 qo’shiladi, AgCl hosil bo’ladi. TE dan oldin Cl- ionlar cho’kma yuzasiga adsorbsiyalanadi, cho’kma salbiy ta’sir ko’rsatadi. TE eritmasidan keyin Ag-ionlari ortiqcha bo’ladi, cho’kindi yuzasi ijobiy bo’ladi. Cho’kma cho’kindi anionlarini emiradi va pushti rangga ega bo’ladi.
VI. Masalan, turli xil komplekslarning shakllanishiga olib keladigan or,
Л j
masalan, Fe sulfosalitsil kislotasi, pHga qarab, turli xil ranglarga ega bo’lgan turli xil komplekslarni hosil qiladi. PH ~4-8 kompleksi binafsha rangda, pH~ 8-11 kompleksi sariq rangda.
4. Kulberg analitik markazni 2 guruhiga ajratadi: fag va aag. Fag-or va noorganik ion o’rtasidagi o’zaro bog’liqlik uchun mas’ul bo’lgan va reaktsiya mexanizmini aniqlaydigan op molekulasidagi atomlar guruhi.
Aag-bu reaktsiya mexanizmiga sezilarli darajada ta’sir qilmaydigan atomlar guruhi yakuniy mahsulotning xususiyatini o’zgartiradi (cho’kindilarning sezuvchanligi, rangi zichligi va eruvchanligi ta’sir qiladi). AAGGA quyidagilar kiradi: - SO3H; - COOH; - NH2- - OH; - no2 va boshqalar.
Misollar:
Dimetilglioksim
CH3-C=N-OH CH3 A AT
43
Savinning ikki barobaridan kelib chiqqan holda, "Arsenal III" reagenti qo’lga kiritildi, u 30 dan ortiq metallarning ionlari bilan rangli komplekslarni shakllantirish uchun o’zaro ta’sir qiladi.
4m HCl da 10+ ion Zn arsenazo bilan yashil VKS hosil qiladi. Ushbu sharoitlarda qolgan metall ionlari bo’lgan komplekslar yo’q qilinadi. Arsenazo III4m HCl da Zn 10+ da o’ziga xos reagent hisoblanadi.
5. Analogiya nazariyasi asoschisi professor Kuznetsov. U orning xatti- harakatlarini eng oddiy noorganik analoglarining xususiyatlari bilan taqqoslaydi.
Roh turi H2o bilan taqqoslanadi RNH2 c NH3
RSH c H2S
ROH tipidagi reagentlar gidrolizga duchor bo’lgan barcha ionlar bilan o’zaro ta’sir qilishlari kerak. Bundan tashqari, o’zaro ta’sirlar gidroliz sodir bo’lgan bir xil pH qiymatlari bilan sodir bo’ladi.
Gidroksidlarning shakllanishi pH
Kuchli kislotali muhit Zn4+, Th4+,
Kislota Al3+, Fe3+
Zaif kislotali, neytral Co2+, Zn2+, Fe2+
Ishqoriy Ca2+, Mg2+
RSH tipidagi reagentlar kam eruvchan sulfidlar (Cu2+, Hg2+, Pb2+ va boshqalar) hosil qiluvchi ionlar bilan o’zaro ta’sir qiladi.
Kuznetsovning nazariyasi orning noorganik reagentlarga qaraganda murakkab tuzilishga ega ekanligini hisobga olmaydi.
6. Or ishlatiladi: a) ionlarni aniqlash uchun; b) ionlarni ajratish uchun (ditizon, 8-oksikinolin, piridin-azo-naftol); C) ionlarni aniqlash uchun (gravimetrik
.9+ ##### ф . . .9+
usul ni dimetilglioksim bilan aniqlanadi, kompleksometrik usul ni mureksid bilan aniqlanadi).
44
kislota-asosiy reaktsiyalar
1. Arrhenius nazariyasi kamchiliklari
2. Brensted-Lowry kislotalari va asoslarining protolitik nazariyasi.
a) kislotalar, bazalar, amfolitlar;
b) konjuge kislota-asosiy juftlar va ularning o’zaro ta’siri;
C) protonlarni uzatish, ikki kislota-asosiy juftlarning o’zaro ta’siri;
D) donor-qabul qiluvchi xususiyatlar bo’yicha hal qiluvchi tasnifi; e) hal qiluvchi ta’sirini kamaytirish va farqlash;
e) kislota va asosning sobit, ular orasidagi bog’liqlik.
1. Birinchi kislotalar va bazalar nazariyasi Arrenius nazariyasi bo’lib, u suvli eritmalardagi moddalarning elektrolitik dissotsiatsiyasiga asoslangan.
Ushbu nazariyaning kamchiliklari quyidagilardir:
1) kislota va bazalar reaktsiyalarida hal qiluvchi ta’sirini hisobga olmaydi;
2) nazariya faqat suvli eritmalarga nisbatan qo’llaniladi;
3) proton nazariya talab qilganidek, erkin shaklda mavjud bo’lmaydi.
2. Brensted Lowry kislotalarining va asoslarining protolitik nazariyasi universal e’tirofga sazovor bo’ldi.
Kislotalar protonni beradigan birikmalardir.
Baza protonni biriktira oladigan birikmalardir.
Kislotalar va bazalar nafaqat molekulyar zarralar, balki zaryadlangan bo’lishi mumkin.
Molekulyar kislotalar: HCl = H+ + Cl- CH3COOH ^CH3COO- + H+
H2O ^ H+ + OH-
Zaryadlangan kislotalar: NH4+ ^ NH3 +H+
H2PO4- ^ H+ + HPO42-
Molekulyar asoslari: NaOH Na Na+ + OH-
OH- + H+ ^H2O
Zaryadlangan asoslari: CH3COO- + H+ CH CH3COOH HPO42- + H+ ^ H2PO4-
45
[Al(H2O)sOH]2+ + H+ « [Al(H2O)6]3+
Amfolitlar protonni biriktiradigan va beradigan moddalardir.
H2O ^ H+ + OH- H2O + H+ ^ H3O+
NH3 ^ H+ + NH2- NH3 + H+ ^ NH4+
Kislotalar, bazalar, amfolitlar protolitlar deb ataladi.
Arrhenius nazariyasiga ko’ra, kislotalar va asoslar bir-biri bilan bog’liq emas, Brensted Lowry nazariyasiga ko’ra, ular bir-biri bilan bog’liq.
Kislota про proton основание bazasi
Haqiqiy sharoitda bu yarim reaktsiyalar oqishi mumkin emas:
HA ^ H+ + A-
B+ H+ ^ BH+
Eritmadagi proton erkin shaklda mavjud bo’lmasligi mumkin, proton tizimda bu protonni biriktiradigan bazaga ega bo’lsa, proton ajratiladi.
Proton bir kislota-asosiy juftlikdan ikkinchisiga o’tadi.
HA + B ^ A- + BH+
kis.Buning sababi. II asosiy. I kis. II
Protolitik reaktsiya ikki kislota-asosiy bug’ning o’zaro ta’siri bo’lib, bir kislota-asosiy juftlik protolit, ikkinchisi esa hal qiluvchi hisoblanadi.
Protonni uzatish yo’nalishi modda va hal qiluvchi donor-qabul qiluvchi xususiyatlariga bog’liq.
CH3COOH + H2O ^ CH3COO- + H3O+
H2 O ning qabul qiluvchi xususiyatlariCH3 COOH dan kuchli,° rta kislotali
NH3 + H2O ^ NH4+ +OH-
NH 3 ning qabul qiluvchi xususiyatlari H2O. protondan2O dan NH3gachabo’lgan, gidroksidi muhitdan kuchli.
Brensted-Lowry nazariyasiga ko’ra, kislotalar va bazalarning ajralishi protonni kislotadan bazaga o’tkazish va yangi kislotalar va bazalar hosil qilish orqali amalga oshiriladigan kislota-asosiy shovqinni namoyon qiladi.
Kislota-asos xususiyatlariga ko’ra, erituvchilar faol, faol bo’lmagan (aprotonik) bo’linadi.
46
Aprotonik erituvchilar kislotali yoki asosiy xususiyatlarga ega emas. Bunga CCl4, CHCl3, C6H6, C6H14, CS2, C6h12kiradi .
Faol erituvchilar protogen, protofil, amfiprotiklarga bo’linadi.
Protogenik (kislotali) erituvchilar proton (H2SO4, CH3COOH, ClCH2COOH, H3PO4 va boshqalar) ning qaytarilishiga qodir.
Protofil (asosiy) erituvchilar proton (NH3, Ester, (C2H5)2NH, C5H5N) ning birikishiga qodir.
Amfiprotal erituvchilar protonning qaytarilishi va biriktirilishiga qodir (H2o, spirtli ichimliklar, karboksilik kislotalar, ketonlar)
Amfiprotal erituvchilar uchun avtoprotoliz reaktsiyasi xarakterli. Avtoprotoliz-solventning o’z-o’ziniionizatsiyasi, bir solvent molekulasi kislota xususiyatlarini namoyon qilganda, ikkinchisi esa asoslardir H2O + H2O ^ H3O+ + OH- Umumiy shaklda 2SH ^SH2+ + S- Lioni xelat
KSH pH miqdori uzunligini aniqlaydi.
pH ioni Lioni faoliyatining salbiy logaritmasidir:
pH-gidroksoniy ionining salbiy logaritmi:
Suyultirilgan eritmalar uchun faoliyat konsentratsiya bilan almashtirilishi mumkin, keyin pH = -lg[H+].
Kislota va bazaning kuchi asosan solventning kislota-asosiy xususiyatlariga bog’liq. Protolitlarning kuchi va ularning xususiyatlari bir xil hal qiluvchi bilan
47
taqqoslanadi (masalan, H2o). Suvda HClO4, HCl , HNO3, H2so 4 kabi
kislotalar kichik va h3 o +ion darajasida bir xil kuchga ega
HClO4 + H2O ^ H3O+ + ClO4- HCl + H2O ^ H3O+ + Cl- HNO3 + H2O ^ H3O+ + NO3- H2SO4 + H2O ^ H3O+ + HSO4-
HCOOHDA qabul qiluvchi xususiyatlar deyarli suv bilan bir xil. Shuning uchun proton toqat qilinmaydi. Suvli eritmadagi HCOOH zaif kislota bo’lib, molekulyar shaklda va ion shaklida mavjud bo’lishi mumkin.
H2O o’rniga, NH 3 kabi boshqa hal qiluvchi oling. Uning qabul qilish xususiyatlari H2o dan ko’ra ko’proq aniqlanadi.
NH3 protonni va HCOOHNI olishi mumkin. Suyuq NH3da kislotalarning
kuchi NH4+kuchiga , H3 O-dan zaifroqbo’ladi .
HClO4 + NH3 ^ NH4+ + ClO4- HCl + NH3 ^ NH4+ + Cl- HCOOH + NH3 ^ NH4+ + HCOO-
Ratsworkerning qabul qiluvchi xususiyatlari qanchalik aniq bo’lsa, uning tekislash harakati kengroq doiraga tarqaladi.
Muzli sirka kislotasida HClO4 protonni HCl ga qaraganda osonroq beradi. (Khcio4 = 10 4, Khci =10 7).
Natijalar: 1. Kislotalar protolitlar asosiy hal qiluvchi moddalar bilan ajralib turadi, kislotali erituvchilarda farqlanadi. 2. Bazalar-protolitlar kislotali erituvchilarda tekislanadi, ular farqlanadi-asosiy.
Kislotalar va asoslarning kuchi kislotalilik va asoslarning sobitligi bilan tavsiflanadi.
HA + H2O ^ H3O+ + A¬T - Icislota sobit (1)
A-+ H2O ^ HA + OH-
48
- asosiy sobit (2)
(2) dan biz AHA n topamiz va o’rnini bosamiz (1):
Bufer eritmalar deb ataladi, ular suyultirilganda va kuchli kislotalar va bazalarning kichik miqdordagi eritmalarini qo’shganda sezilarli pH ni o’zgartirmaydi.
Bufer eritmasi bir juft kislotno0asnuyu juft hisoblanadi.
Bufer eritmalarining turlari:
a) asetat-CH3COOH va CH3COON
b) ammoniy - NH3H H2o va NH4Cl C) formiy-HCOOH va HCOONa g) fosfat-Na2HPO 4 va NaH2PO4
e) karbonat-Na2CO3 va NaHCO3
e) maxsus birikmalar-boraks eritmasi h3BO3 va bo 2 ning juftlashgan bazasini teng miqdorda o’z ichiga oladi-;
- kuchli kislotalar va asoslarning konsentrlangan eritmalari. Bog’langan tizimlar H3O+/ H2o - kuchli kislotalar uchun; OH-/H2o - kuchli bazalar uchun.
2. Bufer ta’sirining mexanizmi shundaki, AOK qilingan kuchli kislota yoki kuchli tayanch bufer aralashmasining tarkibiy qismlarini kam dissotsiatsiyalanadigan birikmalarga bog’laydi.
CH3COOH + NaOH ^ CH3COON + H2O CH3COOH + OH- ^ CH3COO- + H2O CH3COONa + HCl ^ CH3COOH + NaCl CH3COO- + H+ ^ CH3COOH
CH3COONa va CH3COOHNING umumiy kontsentratsiyasi saqlanib qoladi
[CHiCOOH]
va faqat ^pHga ta’sir qilmaydigan nisbati o’zgaradi.
49
Suyultirilganda, bir-birining o’zaro kompensatsiya qiluvchi ta’siri bir vaqtning o’zida ishlaydi. Seyreltme tufayli kislota kontsentratsiyasi kamayadi va dissotsiatsiya ch3COOH darajasini oshiradi.
3. Formuladan chiqish
Brensted Lowry Tomonidan Arrhenius Tomonidan
CH3COOH + H2O ^ CH3COO- + CH3COOH ^ CH3COO-
H3O4
+ H+
[CH3COOH] * Cuchun [CH3COO-] « Casosiy
a
ШГ =A\
К„-[СН,СООЩ
[СН2СО(Г]
[СНзСООН] « Cuchun
[CH3COO-] « Ctuz
с.
a
Bu ikki formulalar deyarli farq qilmaydi. Suvli eritmalar uchun Arrhenius tenglamasidan foydalanish qulayroq.
4. Bufer eritmasining o’zgarmasligi uchun unga faqat ma’lum miqdorda kuchli kislota va kuchli asos qo’shilishi mumkin. Bufer eritmasi bufer quvvatiga ega. Bufer quvvati-kuchli kislota yoki kuchli bazaga teng bo’lgan mollarning soni, eritmaning pH qiymati birlikka o’zgarishi uchun qo’shilishi kerak. Bufer hajmi formula bilan belgilanadi:
p tarkibiy qismlarning umumiy kontsentratsiyasiga va ularning kontsentratsiyasining nisbatlariga bog’liq. Komponentlarning kontsentratsiyasi qanchalik katta bo’lsa, bufer hajmi qanchalik katta.
50
Xulosa
Biror tashqi belgi - cho‘kma yoki gaz ajralishi, cho‘kmani erishi, rang o‘zgarishi kabi tashqi samara bilan boradigan reaksiyalar analitik reaksiya deyiladi Ikki yoki undan ortiq turli ligand (reaktivlar) va bir xil metall ionlari hosil bo'lgan murakkab. Turli ligantlarning sinergetik ta'siri tufayli kompleks komplekslar selektivlik, barqarorlik, ranglarni ishlab chiqish va solventli ekstraktsiya jihatidan yaxshi analitik kimyonlarni namoyish etadi. Umumjahon analitik kimyoda keng qo'llaniladigan aralash komplekslarning shakllanishi. Organik reagentlarni anorganik ionlarga ta’siri qonuniyatlarini L.A.Chugaev ishlab chiqgan, shu sababdan bu ikki rus olimlari organik reagentlarni taxlilda qo‘llash asoschilari xisoblanadi. Fanning mazkur soxasini rivojlantirish uchun I.P.Alimarin, A.K.Babko, Yu.A.Zolotovlar bilan bir qatorda o‘zbek olimlari Sh.T.Tolipov, Sh.T.G‘aniev, K.Raxmatullaevlar xam xissa qo‘shganlar.
Ekstragent - tahlil etiluvchi moddani, bir fazadan ikkinchisiga,
3+
ekstraksiyalovchi organik erituvchi yoki reagentning eritmasi. Misol: Al 8- oksixinolinni xloroformdagi eritmasi bilan yaxshi ekstraksiyalanadi.
Heteropoliya polinukolyoziya komplekslari ushbu toifaga tegishli ikkita yoki undan ortiq turli metal ionlari, masalan, Ce-tartarik kislota-Eu, Cu-sitrik kislota-Cr, La-bromopyrogallol red-Y, Sc-Arsenazo III-Mo . Bu birgalikda qazib olish, umumiy ranglanish va birgalikda yashirish orqali ishlab chiqilgan yangi maydon. Bunday komplekslar nafaqat nazariy ahamiyatga ega, balki amaliy ahamiyatga ega. Yuqoridagi tizim amaliy ishlarda qo'llanilgan.
51
Foydalanilgan adabiyotlar
1. Аналитическая химия. проблемы и подходы. том 1. Р. Келнера, Ж.-М.
2. Мерме, М. Отто, Г.М. Видмер. - М. Мир, Издателство АСТ, 2004
3. Аналитическая химия. проблемы и подходы. том 2. Р. Келнера, Ж.-М.
4. Мерме, М. Отто, Г.М. Видмер. - М. Мир, Издателство АСТ, 2004
5. Харитонов Ю.Я., Юнусходжаэв А.Н., Шабилалов А.А., Насирдинов
С.Д.
6. «Аналитик кимё. Аналитика». Фан. Т. 2008. 1 - жилд (лотинда)
7. Харитонов Ю.Я., Юнусходжаэв А.Н., Шабилалов А.А., Насирдинов С.Д.
8. «Аналитик кимё. Аналитика». Фан. Т. 2013. 2 - жилд (лотинда)
9. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.
10. Mirkomilova M. «Analitik kimyo». O’zbekiston, Toshkent. 2001.
52