Analitik kimyoda organik reagentlar”

Organik reagentlarni indikatorlik xossalari

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.
Moddalarni ajratish va konsentrlashni asosiy tushunchalari va tasnifi: Tahlil jarayonida ko‘pincha moddani juda oz miqdorini ochishga to‘g‘ri keladi. Ko‘pchilik analitik reaksiyalarni ochish minimumi m=10^-3 – 10^-4mkg bo‘lgani holda ba’zan, yanada kam, 10^-7 – 10^-8 mkg miqdordagi moddalarni ochish zarur bo‘ladi. Bunday oz miqdordagi moddani ochishdan avval uni analitik reaksiya imkoniyatidagi ochish minimumi qiymatigacha konsentrlash (konsentratsiyasini orttirish) 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 orttirish amali konsentrlash deb ataladi. Nisbiy va absolyut konsentrlash usullari mavjud. Absolyut konsentrlash - jarayonida katta hajm (massa)dagi mikro tarkibiy qism kichik hajm (massa)da yig‘ilib qoladi. Masalan, osh tuzini juda suyultirilgan eritmasi batamom bug‘latilsa, tarkibidagi mikro miqdordagi tuz kichik hajmli (massa) eritmada yig‘ilib qoladi. Nisbiy konsentrlashda - mikro tarkibiy va uning ochilishiga xalaqit beruvchi makro tarkibiy qism miqdorlarining nisbati o‘zgaradi. Nisbiy konsentrlash konsentrlash usulini xususiy xoli bo‘lib uning natijasi konsentrlash omili yoki koeffitsienti (F) bilan tavsiflanadi:
Q₁+Q₁=Q₁+Q₂F=Q₁⁰Q₂⁰
bu yerda; Q₁–mikro va Q₂–makro miqdorli moddalar Q₂ Q₂ Q₁ Q₂ ni konsentrlashdan avval Q ₁⁰ , Q ₂⁰ va keyingi Q₁, Q₂ konsentratsiyalari. Konsentrlash koeffitsienti 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- komponent cho‘kmasini ichiga kirib birga cho‘kadi va bu xodisa birgalashib cho‘kish deyiladi. Birgalashib cho‘kshining sababi ikkita: 1. Makrotarkibiy qism cho‘kmasiga begona ionlarini mexanik qo‘shilib qolishi. 2. Okklyuziya ya’nimakro tarkibiy qismning cho‘kmasi hosil bo‘lish jarayonida radiusi cho‘ktiriluvchi kationga yaqin boshqa kationlarni kristall ichidagi bo‘shliqga qirib aralash cho‘kma hosil bo‘lish hodisasi.
Birgalashib cho‘kish jarayonida aralashmada miqdori juda oz bo‘lgan ionni o‘zida to‘plab cho‘kuvchi makro komponentaning cho‘kmasi - kollektor (ya’ni to‘plovchi, jamlovchi) deyiladi. Masalan, aralashmadagi juda oz Ra va Pb kationlari BaSO₄ bilan bir xil tuzilish va tarkibga ega cho‘kma hosil qiladi. Mis (II) kationi uchun HgS, rux (II) kationiga Mn(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 hajmi bo‘yicha birgalashib cho‘kishi. 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 orttirish amali. 5. Absolyut konsentrlash ‒ katta hajm (massa)dagi mikro tarkibiy qismni kichik hajm (massa)da to‘planishi. 6. Nisbiy konsentrlash ‒ mikro vamakro tarkibiy qism nisbatini ortishi. 7. Birgalashib cho‘kish ‒ makrotarkibiy 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.
Analitik reaksiyalar eritmalarda ya’ni ho‘l usulida bajariladi. Eritma - murakkab tizimli aralashma bo‘lib, uning tarkibiy qismlari, erituvchi va erigan modda molekulalari, orasida turli ta’sirlar vujudga keladi. Bu ta’sirlar erituvchining tabiatiga ko‘ra etilgan moddaning analitik xossasiga turlicha ta’sir etadi. Erish jarayoni 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 hosil bo‘lgan ionlar, erituvchi molekulalari bilan qurshalgan solvat qobig‘ bilan qoplanadi va bu jarayon solvatlanish deb ataladi. Erituvchi sifatida suv ishlatilganda bu jarayon gidratlanish deb ataladi. Bunday assotsirlanish, (yiriklanishda) - kompleks birikmalardagi kabi donor-akseptor bog‘lanish hosil bo‘lgani sababli ularni solvatokomplekslar . [Co(H₂O)₆]Cl₂ ^→ [Co(H₂O)₄]Cl₂ pushti ko‘k 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. Agar a birdan kichik bo‘lsa demak barcha zarralar emas, balki ularni bir qismi ionlarga ajralgan bo‘ladi. Erituvchilar tasnifi. Erituvchilar uchta belgisiga ko‘ra tasniflanadi; 1. Molekulasining qutbligi 2. Ionlashtiruvchi xususiyati 3. Kislota-asos xossalari 1. Molekulasining qutbligi. Erituvchining dielektrik doimiysi. (e) - ya’ni elektrik zaryadlar orasidagi tortishuv kuchini zaiflantirish xossasiga qo‘ra: a. e > 30 - qutbli erituvchilar: formamid (100), metilformamid – 78. b. e = 10 - 30 kam qutbli erituvchilar: – etanol (24) va boshqa spirtlar (20). c. e <10 kutbsiz erituvchilar: xloroform (4) sirka k-ta (0,2), benzol (2,3). 2. Ionlashtiruvchi xususiyatiga ko‘ra. Molekulasida donor atom bo‘lgan ioni ajtiruvchi elektrodonor erituvchilar H₂O; dimetilsulfoksid - (CH₃)₂SO, dimetilformamid (CH₃)₂N – C. 3. Kislota-asos xossalari. Bunday erituvchida eritilgan modda molekulasi ionlarga ajraladi. Analitik kimyoda u yoki bu elementga xos (xususiy) reaksiyalar alohida ahamiyatga ega. Xususiy reaksiya ushbu ionni boshqa ionlar ishtirokida ham aniqlash imkonini beradi. Masalan: kraxmalning yod ta’sirida ko‘karishi, ammoniy tuzlariga ishqorlar ta’sir ettirilganda ammiak gazining ajralib chiqishi reaksiyalar bunga misol bo‘ladi. Agar ionlar aralashmasiga qo‘shilgan reaktiv faqat ba‘zi ionlar bilan reaksiyaga kirishsa bunday reaksiyalar selektiv reaksiyalar deb ataladi. Masalan: (NH₄)₂C₂O₄ tuzi kationlar aralashmasiga qo‘shilganida faqat Ca²⁺ , Ba²⁺,Sr²⁺ , kationlar bilan reaksiyaga kirishadi. Analitik reaksiyalar oxirigacha, to‘liq, borishi zarur, buning uchun tengishli analitik reaksiyaning muvozanat doimiysi 10 va undan katta bo‘lishi lozim. Ayrim xollarda reaksiya oxirigacha borishi uchun, Le-Shatele qoidasiga muvofiq, tegishli ta’sir vositalari qo‘llanadi, analitik kimyoda, turli analitik reaksiyalarda keng qo‘llanadi: 1. Cho‘ktirish reaksiyalarida - cho‘qma hosil bo‘lishini oldindan aytib berish uchun. 2. Kislota-asos muvozanatida eritmalar pH qiymatini va tuzlarni gidroliz darajasini hisoblash uchun. 3. Oksidlanish qaytarilish reaksiyalarida muvozanat doimiysi va reaksiya unumini hisoblash uchun. 4. Kompleks hosil bo‘lish reaksiyalarida kompleks ion barqarorlik doimiysini hisoblash va boshqa ko‘p maqsadlarda ishlatiladi. 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 hisoblanadi: K_M = a²S/1 – a Kuchli elektrolit eritmalari bu qonunga, quyidagi sabobga ko‘ra, itoat etmaydi. Kuchli elektrolitlarni konsentrik eritmalarida ionlar, ko‘pligi sababli, bir birini harakatchanligini kamaytiradi. Shuning uchun eritmadagi harakatchan (fa’ol) ionlar konsentratsiyasi kuchli elektrolitning umumiy konsentratsiyasidan doimo kam bo‘ladi. Kuchli elektrolit eritmasidagi ionlarni, fa’ol ya’ni, samarali konsentratsiyasi faollik deb ataladi va (a) harfi bilan belgilanadi. Demak a < c faollikni (a) umumiy konsentratsiya (c)ga nisbati - faollik koeffitsienti deb ataladi. f = a/c < 1. Ion fa’olligini, o‘z elektrolitidan tashqari, begona kuchli elektrolit ionlari ham pasaytiradi. Eritmadagi barcha ionlarni fa’ollikga ta’sirini hisobga 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^-
distilangan suvdagi [H⁺] va [OH^-] ionlari konsentratsiyalarini ko‘paytmasi quydagiga teng bo‘ladi: K_H2O = [H+] * [OH^-] suvning ion ko‘paytmasi deb ataladi, uning qiytmati K_dis(H₂O) dan albatta farq etadi. [H⁺] * [OH^-] = K_H2O * [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 muhim bo‘lgan eritmaning pH qiymatini hisoblashda 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 topiladi.
(-1) *lg[H⁺] + lg[OH^-] = -14 * (-1); -lg[H⁺] + (-lg[OH^-]) = 14