1. Analizning fizik – kimyoviy usullari

1. Analizning fizik – kimyoviy usullari.
Analizning fizik-kimyoviy usullari moddaning kimyoviy jarayonida fizikaviy hossalarining o'zgarishini aniqlashga asoslangan.

Fizik – kimyoviy analiz usullarining turlari juda ko'p. Ulardan ҳozirgi vaqtda sanoat korxonalarida maҳsulotlarning hossalarini ўrganishda, ilmiy-tekshirish laboratoriyalari ishlarida keng foydalaniladigani қuyidagilar:

1) Elektrokimyoviy analiz usullari - elektrokimyoviy ҳodisalar vaqtida analiz qilinadigan eritmada o'zgaradigan elektrokimyoviy ko'rsatkichlarni o'lchashga

asoslangan (potensiometrik, konduktometrik, amperometrik va boshqalar).

2) Spektral va boshqa optik analiz usullari - modda bilan elektromagnit

nurlarning ta`siri natijasida turli o'zgarishlarni o'lchashga asoslangan (emission

spektral analiz, atom-yutilish spektroskopiyasi, infraqizil nurlar spektroskopiyasi,

spektrofotometrik va boshқalar).

3)Ajratish va konsentrlash usuli - moddalarning ikki faza orasida taqsimlanishiga asoslangan (ekstraksiya, xromatografiya va xokazo).

2.Fizik kimyoviy usullarning afzalliklari.

Fizik-kimyoviy metodlar tez bajariladi, bu o`z vaqtida texnologik jarayonni nazorat qilish uchun katta ahamiyatga ega.

Fizik-kimyoviy metodlar bir necha afzalliklarga ega:

1.Analizni uzoq masofadan turib boshqarish. Masalan, roentgen-fluoressent metod bilan oydagi tuproqni analiz qilish bunga yaqqol misol bo`la oladi.

2. Bu metodlarda ishlatiladigan asboblar jarayonni sistemalashtirishga imkon beradi.

3. Na`muna buzmasdan turib analiz qilish. Bu kriminalistika va meditsinada katta ahamiyatga ega.

Fizik-kimyoviy analiz usullarining turlari juda ko`p. Ulardan hozirgi vaqtda sanoat korxonalarida mahsulotlarning xossalarini o`rganishda, ilmiy-tekshirish labaratoriyalarida keng foydalaniladi.

3. Spektral va boshqa optik analiz usullari.

Bu usullar modda bilan elektromagnit nurlarning ta`siri natijasida turli o`zgarishlarni o’lchashga asoslangan. (emission spektral analiz, atom-yutilish spektroskopiyasi, infraqizil nurlar spektroskopiyasi, spektrofotometrik analiz va boshqalar).

4. Elektrokimyoviy analiz usullar.
Elektrokimyoviy hodisalar vaqtida analiz qilinadigan eritmada o‘zgaradigan elektrokimyoviy ko‘rsatkichlarni o’lchashga asoslangan Kimyoviy analizning bu usuli elektrodlar ustida yoki elektrodlar oralig‘ida sodir bo^’layotgan jarayonlarga asoslangan. Bunda sistemaning qator kattaliklari (potensial, tok kuchi, elektr miqdori, qarshilik, sig‘im, elektr o'tkazuvchanlik yoki dielektrik xossalari) o'zgaradi. Bu kattaliklar aniqlanadigan moddalarning eritmadagi konsentratsiyalariga mos bo^’ lganligi yoki ularning o’ziga xos xususiyatlari bilan belgilanganligi uchun ular yordamida o’sha moddalarning tabiati va miqdorini aniqlash mumkin. Olchanadigan mazkur qiymatlarning ko‘p sonli umumlashmalari mavjud, biroq ular analiz usullarini to'liq ifodalab berolmaydi va shuning uchun ham usullarni sinflashda qator chigalliklar uchraydi.

Bizningcha, barcha elektr kimyoviy analiz usullarida elektr zanjiri asosiy o‘rinda turganligini hisobga olib, usullar sinflanisliining asosiga elektrodlarda bo’ladigan jarayonlarni qo'yish maqsadga muvofiqdir. Shu asosda barcha elektr kimyoviy usullarni uch gruppaga bo‘lish mumkin:

Elektrod reaksiyalariga asoslangan elektr kimyoviy usullar (potensiometriya, voltamperometriya: polyarografiya, amperometriya. inversion voltamperometriya. xronoamperometriya, xronopotensiometriya va boshqa voltamperometrik usullar, kulonometriya, elektr gravimetriya);

Elektrod reaksiyalari bilan aloqador bo’lmagan elektr kimyoviy usullar (past va yuqori chastotali konduktometriya, dielkometriya);

Qo‘sh elektr qavatning o‘zgarishi bilan bogliq bo‘lgan usullar (tenzammetriya, elektr sorbsion analiz).
5. Ajratish va konsentrlash usuli.
Murakkab aralashmalarni analiz qilishda ҳar bir modda (ion) lar uchun o'ziga hos analitik reaksiyalar kam. Shuning uchun moddaning sifat va miqdor tarkibini aniqlash maqsadida, aralashma oldin aloҳida komponentlarga ajratiladi. Ayrim vaqtlarda aniqlanayotgan modda (komponent) ning miqdori analiz qilinadigan eritmada aniqlanish oralig'iga nisbatan ancha kam bo'ladi. Bunday vaqtda analizni boshlashdan oldin konsentrlash (boyitish) amalga oshiriladi.

Ajratish va konsentrlash amalda ko'pincha birgalikda olib boriladi. Ko'pgina ajratish va konsentrlash usullari moddalarning ikki faza orasida taqsimlanishiga asoslangan.

Ajratish usuli ikki fazani fizikaviy tabiatiga, taqsimlanish bosqichiga qarab turkumlanishi mumkin.

Agar bir bosqichda taqsimlanish bo'lsa, statik: ko'p bosqichda taqsimlanish bo'lsa, dinamik yoki xromatografik usul deyiladi.

6. Optik analiz usullari.
Hozirgi vaqtda kimyoning turli sohalarida sifat va miqdoriy analizlarni o`tkazishda optik analiz usullarining ahamiyati ortib bormoqda. Chunki bu usullar o`zining umumiyligi, sezgirligi, ayrim moddalarning to`g`ridan-to`g`ri aniqlash imkoniyati, ekspresligi (tahlil o`tkazish vaqtining qisqaligi), avtomatlashtirilganligi bilan ajralib turadi.

Optik analiz metodlari fizik–kimyoviy usullarning bir qismi bo`lib, nur energiyasining analiz qilinadigan modda bilan o`zaro ta`sirini o`rganishga asoslangan.

7. Nurni yutilishiga asoslangan usullar.

1). Fotometrik

2) Kinetik

3) Emission spektral analiz

4) Atom- absorbsion

5) Aktivatsion

6) Mass-spektral analiz usullari.

8. Nurning chiqarilishiga asoslangan usullar.
1) Fluorimetrik

2) Rentgeno–fluoressent

3) Emission-spektral analiz metodlari

9. Optik spektroskopiya asoslari.
Optik analiz usullari kimyoviy tadqiqotlarda keng tarqalgan va amaliy jihatdan katta ahamiyatga ega.

Hozirgi zamon optik analiz usullarida aniqlanayotgan moddani fizik yoki fizik–kimyoviy xossalari (matematik yoki grafik bog`liqligi) o`rganiladi.

Eng asosiysi kimyoviy analizda bu to`g`ri usulni tanlash, kimyogarning malakasiga bog`liq. Har bir usulni ishlatish uchun usulning afzalligini, kamchiligini va metrologik xususiyatlarini bilish kerak (Jadval 1.1).

Elektromagnit nurlarning yutilishi molekulalarning umumiy xossasi hisoblanadi, ammo yutilish hodisasi tanlash xususiyatiga egadir, ya`ni ma`lum to`lqin uzunligidagi nurlar molekula tomonidan kuchli yutilishi mumkin, boshqa to`lqin uzunligidagi nurlar esa kuchsiz yoki butunlay yutilmasligi mumkin. Yutilish doirasi spektr chizig`i deyiladi. Spektr chiziqlarining umumiy yig`indisi yutilish spektri deyiladi.

10. Optik analiz metodlarining sezgirligi.

№	Metodlar	Sezgirligi
1 2 3 4 5 6 7 8	Fotometriya Fluorimetriya Kinetik Emission-spektral Atom –absorbsion Rentgeno-fluoressent Aktivatsion Mass-spektral	10^-4-10^-6 10^-5-10^-8 10^-6-10^-8 10^-7 10^-5 10^-5-10^-6 10^-13gacha 10^-14 gacha

Elektromagnit nurlarning asosiy tavsifi bu to`lqin uzunligi λ yoki tebranmasi ν (ko`pincha tebranmani o`rniga to`lqin soni ν ishlatiladi).

Elektromagnit spektr bu – elektromagnit nurlanishning har xil to`lqin uzunligidir.

11. Atomlash va qo’zg’atish manbalari.
Agar atomlarga energiya berilsa, masalan qizdirilganda (issiqlik ta’sir ettirilsa), atomlar qo‘zg‘atiladi va asosiy holatdan qo‘zg‘algan yuqoridagi energetik qavatga o‘tadi. Vaqt o‘tgandan so‘ng atomlar o‘z holatiga qaytsa (asosiy holatga) issiklik manbaidan olingan energiya ajralib chiqishi nur (yorug‘lik) holatda ajralib chiqsa atomni emission spektri sodir bo‘ladi.

Atomlarni qo‘zg‘atib, ularni emissiyasini hosil qilish uchun issiqlik energiyasidan tashqari yorug‘lik energiyasini tasir ettirish mumkin. Bu energiya atomning paski qavatidan yuqori qavatiga o‘tishga yetarli bo‘lishi kerak.

Nur yutib atomlar qo‘zg‘algan holatga o‘tadi va nur chiqaradi. Bu jarayon atom fluoressensiyasi deyiladi

Atom-absorbsion jarayonni kuzatish uchun namunani bug xolatiga utkazish kerak.Atomlarga energiyani xar xil yullar bilan utkazish mumkin :

1. issiqlik energiyasi bilan o‘tkazish :

a) uchqun

b) plazma

v) olov

g) elektr yoy va hokazolar.

2. Optik energiya ya’ni lazer energiyasi bilan o‘tkazish .

12. Alanga fotometriyasi.
Emission spektral analiz turlaridan biri. Asosan eritmalardagi ko‘pgina metallar va nodir yer elementlari atomlari miqdorini ularning alanga spek-tral chiziqlari yoki yo‘llariga qarab aniqlashda qo‘llaniladi. Yoritgich gaz, vodorod, atsetilen yoki ditsian alangasi spektrlarning paydo bo‘lish man-bai hisoblanadi. Vodorod-kislorod alangasi ko‘proq tarqalgan bo‘lib, unga yuqori temperatura (2900°K), kam nurlanish va chala yonganda alangada qattiq zarralar bo‘lmasligi xos.Nurlanishni qabul qiluvchi sifa-tida fotoelement yoki fotoelektron ko‘paytirgichdan, qayd qiluvchi sifa-tida esa galvanometr yoki o‘zi yozar as-bobdan foydalaniladi. Qayd qilishda olingan yozuv nurlanish intensivligi to‘lqin uzunligiga bog‘liqligini bildiradi. Tekshirilayotgan element spek-tral chiziqlarining intensivligi shu element konsentratsiyasining me’yori hisoblanadi. Alanga fotometriyasi ishqoriy elementlar bo‘yicha 0,01 mkg/ml, ishqoriy yer elementlari bo‘yicha 0,1 mkg/ml sezgirlikka ega bo‘lgan tezkor usul hisoblanadi.

13. Atom - emission usuli spektroskopiya.
Bu usul 1860-yilda Kirxgoff va Bunzen tomonidan tavsiya qilingan. Atom-emission analiz usuli alanga, elektr yoyi yoki uchqunida buglatilgan va qo`zg`atilgan atomlarning chiqarish spektrlarini o`rganishga asoslangan. Qo`zg`atilgan atom yoki ionlar o`z-o`zidan asosiy energetik holatga o`tadi,bu vaqtda zarracha chastotasi bo`lgan nur chiqaradi. Bu nur spektrografda spektrga ajratiladi. Hosil bo`lgan spektrdagi «analitik (oxirgi) chiziqlar» deb ataladigan chiziqlarning (ko`pchilik hollarda) o`rni bo`yicha sifatiy va uning intensivligi bo`yicha miqdoriy emission analiz amalga oshiriladi.

Tekshiriladigan elementning analitik (oxirgi) chiziqlari intensivligi eng katta bo`lgan elementning konsentratsiyasi kamayganda spektrdan eng keyin yo`qoladigan chiziqlardir. Atomlash va (qo<sup>`</sup>zg`atish manbalari. Emission spektral analiz usullarida tekshiriladigan moddani bug`latish, atomlash va qo`zg`atish uchun turli manbalar ishlatiladi

14. Emission usulni sifat analizida ishlatilishi.
Atom-emission sifat analizini amalga oshirish uchun eng qulay manba elektr yoyidir. Elektr yoyining harorari induktiv boglangan plazmaning haroratidan kichik bo’lganligi uchun unda spektral chiziqlar kamroq bo’ladi, spektral chiziqlarning kamligi esa sifat analizi uchun ancha qulaydir. Atom-emission usul ko’p elementli analiz usulidir, bu usul yordamida ko’plab elementlarni topish mumkin. Buning uchun tekshiriladigan moddaning chiqarish (emission) speklri fotoplastinka yoki fotoplenkaga tushirib olinadi (spektrografik usul). Наг bir element ko’p sonli spektral chiziqlarga ega bo’lganligi uchun ular orasidan intensivligi eng yuqori bolgani (analitik yoki oxirgi chiziqlar) tanlanishi kerak. Spektral chiziqlarni identifikatsiya qilish uchun maxsus atlaslardan foydalaniladi. Turli xil spektrograflar uchun maxsus atlaslar mavjud.

Atlaslarda temirning 20 marta kattalashtirilgan spektral chiziqlari bo’lib, ularning soni ham ko’p bo’lganligi uchun har chiziqning to’lqin uzunligi ko’rsatilgan bo’ladi. Atlasdagi temirning spektrlari yuqorisida elementlarning xarakterli spektral chiziqlari va belgilari joylashiirilgan. Masalan, Zn_I⁴ 275,65 nm to’lqin uzunligi 5,65 tarzida yozilgan boladi. Bu yerda element belgisining o’ng tomonida pastdagi rim raqami elementning qo’zg’atilgan (I) yoki ionining bir (II), ikki (III) martaqo’zg’atilganligmi ko’rsatadi. Element belgisining o’ngdan yuqorisidagi raqam (4) esa spektral chiziqning shartli sezuvchanligini l0 balli shkalada tasvirlaydi.

15. Nima sababdan eritmada elektrolitlar ionlarga dissotsiylanadi ?

Dissotsiatsiyalanish jarayoni aslida ajralish parchalanish jarayoni hisoblanadi. Ushbu jarayonlar 3 turga bo’linadi Bular:

1) Elektr toki ta’sirida

2) Yuqori temperatura ta’sirida ya’ni - Termik

3) fotokimyoviy - ya’ni yorug’lik nuri ta’sirida.

Aynan shunday ta’sirlar natijasida eritmada elektrolitlar ionlarga dissotsiylanadi.

16. Konduktometrik analiz usuli.

Konduktometrik analiz usuli to`g`ri (bevosita) konduktometriya va konduktometrik titrlashga bo`linadi.

To`g`ri konduktometriya asosida eritma konsentratsiyasi bilan elektr o`tkazuvchanligi orasidagi bog`lanish yotadi. bu usul bilan eritmada bo`lgan alohida elektrolitlar miqdorini aniqlash, ayniqsa, oziq-ovqat mahsulotlari sifatini nazorat qilish mumkin.

Masalan, suvning tozaligini, sut, vino, shifobaxsh ichimliklar va boshqalar tarkibiy qismini aniqlash mumkin.

Konduktometrik titrlashda titrlash jarayonida eritmaning elektr o`tkazuvchanligi o`lchab boriladi. olingan natijalar asosida (elektr o`tkazuvchanlikni titrant hajmiga bog`liqligi) titrlash egri chiziqlari chiziladi. aniqlanadigan moddadagi ionlar harakatchanligining turlicha bo`lishiga qarab, titrlash egri chiziqlarining ko`rinishi ham har xil bo`ladi (4.2-rasm)

a — kuchli kislotani kuchli asos bilan titrlash; b - cho`kma hosil qilish reaksiyasiga asoslangan titrlash; d — kuchli kislotani kuchli asos va kuchsiz kislotadan hosil bo`lgan tuz bilan titrlash; e — kuchsiz asos va kuchli kislotadan hosil bo`lgan tuzni kuchli asos bilan titrlash.

Ekvivalent nuqta titrlash egri chiziqlaridan topiladi va hisoblashlar olib boriladi. konduktometrik titrlashda neytrallanish, oksidlanish-qaytarilish, cho`ktirish, kompleks hosil qilish, qaytar va qaytmas reaksiyalardan foydalanish mumkin.

17. Solishtirma, molyar va ekvivalent elektr o’tkazuvchanliklar orasida qanday bog’lanishlar bor?

Nemis fizigi Kolraush (1840-1910) turli sistemalarning ekvivalent elektr o’tqazuvchanlikni o’rganib, quyidagi xulosaga keldi. Gap shundaki, elektrolitlar eritmasidagi elektr o’tqazuvchanlik qarama-qarshi yo’nalishda harakat qilayotgan anion va kationlar harakati tufayli sodir bo’ladi. Agar kontsentratsiya kichik bo’lsa (kuchli suyultirilgan eritmalar uchun) kationlar va anionlar bir-biriga xalaqit qilmay mustaqil harakat qiladilar. Ularning cheksiz suyultirilganda elektr o’tqazuvchanligi ularning ayrim holdagi elektr o’tqazuvchanligining yig’indisidan iborat bo’ladi: b_ = _A + _K, bu erda _A va _K anion va kation elektr o’tqazuvchanligi. CHeksiz suyultirilgandagi solishtirma elektr o’tqazuvchanlikni (_) tenglamasi orqali ekvivalent (molyar) elektr o’tqazuvchanlikka hisoblash orqali aylantirish mumkin:

Agar bo’lsa, u holda Kolraush qonunning matematik ifodasi kelib chiqadi: bu erda va anion va kationlarning harakatchanligi deb yuritiladi. Yuqoridagi tenglama bo’yicha Kolraush qonuni quyidagicha ta’riflanadi:

CHeksiz suyultiririlgandagi elektrolit eritmasining ekvivalent (molyar) elektr o’tqazuvchanligi (_) elektrolit tarkibiga kiruvchi anion va kationlarning harakatchanligining yig’indisiga teng.