Fizika-tehnika

1.2.Lyuminetsent tahlilining tasnifi.

Yorug‘likning to‘lqin xossasini bayon qilishda ikki xil qarash mavjud. Avval yorug‘lik to‘lqin ekanligini isbotlash mumkin, so‘ngra qutblashishi asosida ko‘ndalang to‘lqin degan xulosaga kelinadi. Faqat dars oxirida Maksvell g‘oyasi asosida yorug‘lik - bu elektromagnit to‘lqin ekanligi beriladi. Bunday yondashish, tabiat qonunlarini bilishning taqribiy yo‘liga mos keladi.

Ikkinchi xil yondashishda o‘quvchilarga yorug‘likelektro-magnit to‘lqinidan iborat degan hozirgi zamon tasavvuri beriladi. Bu mazmun 1865 yilda Maksvell tomonidan ilgari surilib, gipoteza (taxmin) holida berilgan va keyinchalik hozirda dalillar asosida to‘la tasdiqlanadi. Tajribaga asoslangan ko‘plab hodisalar umumlash-tirilib, hozirgi zamon fizik nazariyasi yaratildi. Bunday yondashuv natijasida qator hodisalarni kuzatish shartlari yana oydinlashtiriladi. Ularni o‘quv tajribalarida kuzatish mumkin. Bunday yondashuvning ilmiy va metodik nuqtai nazardan afzal tomonlari bor. U muammoli holatni vujudga keltirish, o‘quv eksperimentida nazariy mulohaza qilishda katta imkoniyatlar ochib beradi.
Vakuumda yorug‘lik tezligi. Fizikada yorug‘lik tezligi qiymati o‘zgarmaydigan asosiy doimiylardan biri hisobla-nadi. Uning ta’rifi fizika rivojlanishidagi qator davrlar to‘lqin optikasi (T.Yung, O.Frenel), elektrodinamika (J. K. Maksvell, G. Geri, P.N.Lebedev), kvant nazariyasi (M. Plank, A. Eynshteyn, I. Bor), maxsus nisbiylik nazariyasi (A. Eynshteyn) bilan bog‘liqdir. Maktab fizika kursida o‘quv materialini o‘rganishda yorug‘lik tezligi asosiy tushunchalardan biri maxsus nisbiylik nazariyasi bo‘limida esa oxirgi natijaviy tushuncha hisoblanadi. Yorug‘likning vakuumdagi tezligi chegaraviy kattalik bo‘lib, sanoq tanlanishiga qarab nisbiydir. Yorug‘likning bu xossalarini fizika kursining maxsus bo‘limlarida ko‘rib o‘tiladi.

12
Yorug‘lik tezligini chekli ekanligini to‘g‘ri va bilvosita metodlar bilan

tajribada isbotlash mumkin. Turli metodlarda yorug‘likning manbadan qabul qilgichgacha bo‘linib—tarqalishidan foydalaniladi. Hozirgi zamon radiolashgan qurilmalarida uzatuvchiqurilmalar impulsnidavriyravishda uzatadi,qaytganto‘lqin uzatuvchi radiostantsiyaga kelib uriladi. Hozirgi vaqtda lazer texnikasi yordamida yorug‘lik tezligi yorug‘lik to‘lqin uzunligini radio nurlanish chastotasiga ko‘paytmasi bilan aniqlanadi va с v formula bo‘yicha hisoblanadi.

Mustaqil tarqaluvchi yorugʻlik nurlari haqidagi tasavvur qad. dunyo fani

davridayoqvujudga kelganedi. Yunonolimi Evklidnurningtoʻgʻri chiziqlitarqalish va yorugʻlikning koʻzgudan qaytish qonunini kashf qildi. 17-asrda bir qator optik asboblar (kuzatish trubasi, teleskop, mikroskop va b.) kashf qilinishi va ularning keng qoʻllanishi munosabati bilan Geometrik optika juda tez rivojlana boshladi. Shu davrda golland matematigi V. Snell va R. Dekart tomonidan yorugʻlik nurlarining ikki muhit chegarasida sinish qonunlari tajriba asosida kashf qilindi. 17-asr oʻrtalaridayoq fransuz olimi P. Ferma Geometrik optikaning asosiy prinsipini quyidagicha ifodalagan edi: ikki nuqta orqali oʻtuvchi yorugʻlik nuri shu nuktalar oraligʻida eng qisqa vakt ketadigan yoʻl boʻylab yuradi. 18-asrdan boshlab optik sistemalarining hisoblash usullari takomillasha borgan sari Geometrik optika amaliy fan sifatida rivojlana bordi.

Geometrik optikada ozgina tushuncha va qonunlar (yorugʻlik nuri toʻgʻrisida tasavvur, yorugʻlikning qaytishi va sinishi qonunlari)ga asoslanib, koʻpgina muhim amaliy natijalarni olish mumkin.

Agar biror moddaga tashqaridan energiya berilsa, yutilgan energiya ta’sirida

moddani tashkil qilgan atomlar yoki molekulalar qo‘zg‘olgan holat ya’ni ortiqcha energiyaga ega bo‘lgan holatga keladi. Bu vaqtda elektronlar, ortiqcha energiya hisobiga atomlarning yuqori pog‘onalariga o‘tib qo‘zg‘algan holatda bo‘ladi.Lekin ular qo‘zg‘olgan holda uzoq saqlanmay, qisqa vaqt ichida ortiqcha energiyasini chiqarib, o‘zining avvalgi turg‘un holatiga kelishga harakat qiladi. Molekulalar va atomlar yutgan energiyasining bir qismini issiqlik emas nurlanish holida chiqarsa bu
13
hodisa lyuminessensiya deyiladi. Lyuminessent nurlanish intensivligi Il analiz

qilinayotgan moddaning konsentratsiyalarinyng ma’lum intervalida shu modda konsentratsiyasiga (C) proporsional bo‘ladi.

Il = K*C

Bu bog‘liqlikdan foydalanib ko‘pchilik moddalar miqdoriy analiz qilinadi. Lyuminessensiyani vujudga keltirish uchun odatda ul’trabinafsha nurlaridan foydalaniladi. Lyuminessent usuli juda sezgir metodlar qatoriga kiradi va uning yordamida moddalarning kam miqdorlarini (10-⁶ - 10-⁸ g/ml) aniqlash mumkin.

Bundan tashqari kimyoviy analizda ba’zi lyuminessent hossaga ega bo‘lgan organik birikmalar titrlash jarayonida indikatorlar tariqasida ishlatilishi bilan muhim ahamiyatga ega. Organik moddalarning molekulasi kislotali yoki asosli hossalarga ega bo‘lsa, eritmada vodorod ionlari konsentratsiyasi o‘zgarishi bilan ularning lyuminessensiyasi ham o‘zgaradi. Kimyoviy analizning titrimetrik metodlarida bunday birikmalar lyuminesssent indikatorlar deb ataladi va ular moddalarning miqdorini aniqlashda muhim ahamiyatga ega. Lyuminessent analiz
usuli sanoatda, qishloq xo‘jaligida keng qo‘llaniladi.

Titrimetriyada turli- tuman reaksiyalar ishlatiladi. Titrlash asosida qanday reaksiya yotishiga qarab titrimetrik analizning quyidagi metodlari farqlanadi.
1.Neytralizatsiya metodlari. Asosida neytralizatsiya reaksiyasi yotadi: H⁺ + OH^- = H₂O
Neytralizatsiya metodi bilan kislotalar, ishqorlar va shu bilan birga ba’zi tuzlarning miqdori aniqlanadi.
2. Oksidlanish- qaytarilish metodlari (oksidimetriya). Bu metodlar oksidlanish-qaytarilishreaksiyalariga asoslangan. Oksidlovchi eritmalari yordamida qaytaruvchi moddalarning miqdori aniqlanadi va aksincha.
3. Ionlarni qiyin eruvchan birikmalar ko’rinishida cho’ktirishga va kam dissotsilangan kompleksga bog’lashga asoslangan cho’ktirish va kompleks hosil qilish metodlari.
Titrlashning quyidagi usullari farqlanadi:

14
1) To’g’ri titrlash- reaksiya titrlanayotgan modda bilan ishchi eritma o’rtasida

ketgan vaqtda;


2) Teskari titrlash - aniqlanayotgan eritmaga muayan ortiqcha (ammo aniq o’lchangan) miqdordagi ma’lum konsentrasiyali eritma qo’shilgan va bu reaktuvning ortiqchasi ishchi eritma bilan titrlangan vaqtda;
3) O’rinbosarni titrlash- ishchi eritma bilan aniqlanayotgan moddaning biror reaktiv o’rtasidagi reaksiya mahsuloti titrlangan vaqtda;
Hajmlarni o’lchash. Titrimetrik aniqlashlarning muhim tomonlaridan biri reaksiyaga kirishayotgan moddalar hajmini aniq o’lchashdir. Titrlash bajariladigan ishchi eritma hajmi byuretka bilan o’lchanadi. Mikro o’lchashlarda ko’pincha 25, kamroq 50 ml hajmli byuretkalardan foydalaniladi. Titrlangan eritma hajmi Mor pipetkasida o’lchanadi. Titrlangan eritma hajmini aniq olish kerak. Titrlash jarayonida o’zaro ta’sir qiluvchi eritmalar hajmi noto’g’ri olinsa, analiz natijalari aniqligi kamroq bo’ladi [1].
Agar titrlashga juda kam yoki juda ko’p eritma sarflansa, titrlanadigan eritmaning boshqa hajmini olish kerak, toki titrlashga ketgan eritmaning hajmi byuretka umumiy hajmining 1/3 dan 2 /3 gacha qismini tashkil qilsin.
Ishchi eritmalar. Ishchi eritma –deb odatda titrimetrik aniqlash o’tkaziladigan eritmaga aytiladi, ya’ni u bilan titrlanadi.
Ishchi eritma yordamida aniqlash o’tkazish uchun uning aniq konsentrasiyasini bilish kerak. Titrlangan eritmalar (aniq konsentrasiyali eritmalar) tayyorlashning ikkita metodi bor.
1. Analitik tarozida olingan aniq naveska o’lchov kolbasida eritiladi, ya’ni erigan moddaning miqdori va eritmaning hajmi aniq ma’lum bo’lgan eritma tayyorlanadi. Bu holda eritmalar tayyorlangan titrli eritmalar deyiladi.
2. Taxminan kerakli konsentrasiyali eritma tayyorlanadi, aniq konsentrasiyasini esa tayyorlangan titrli boshqa eritma bilan titrlab aniqlanadi. Titrlash natijasida aniq konsentrasiyasi aniqlanadigan titrlangan eritmalar titri aniqlangan eritmalar deyiladi [2].

15
Ishchi eritmalar, odatda, taxminan kerakli konsentrasiyada tayyorlanadi,

ularning aniq konsentrasiyasi esa aniqlanadi.


Titrimetrik analizning asosiy qoidalaridan biri quyidagichadir; analiz qaysi sharoitda bajarilsa, ishchi eritmalarning titri ham shu sharoitda aniqlanishi lozim. Ishchi eritmaning konsentrasiyasini normal konsentrasiya (1l eritmadagi ekvivalent miqdor) yoki titr orqali ifoda qilinadi.
Titrlangan eritmalar olish uchun ko’pincha fiksanallar deb ataluvchi aniq miqdordagi reaktivli kavsharlangan shisha ampulalardan foydalaniladi. Har bir ampulada unda qanday modda va qanday miqdorda borligini ko’rsatuvchi yozuv bo’ladi. Masalan, HCI 0,1g-ekv.
Reaksiyaning tugashini aniqlash. Ravshanki, ishchi eritma bilan titrlanayotgan modda orasidagi reaksiyaning tugash momentini, ya’ni ekvivalentlik nuqtasini aniq belgilash zaruriyshartdir [3]. Reaksiyaning tugashi qanchalik aniq belgilansa, analiz natijasi shunchalik aniq bo’ladi.
Reaksiya tugashini aniqlash uchun indikatorlar deb ataluvchi alohida reaktivlar qo’llaniladi. Ko’pincha indikatorlarning ta’siri shunga olib keladiki, ular titrlanayotgan modda va ishchi eritma o’rtasidagi reaksiya oxirida ishchi eritmaning ozgina ortiqcha miqdori ishtirokida o’zgarishga uchraydi va eritma yoki cho’kmaning rangini o’zgartiradi. Byuretkadan – ishchi eritmadan ma’lum miqdorda quyilganda titrlanayotgan eritma rangi sezilarli o’zgarsa, bunda titrlashning so’ngi nuqtasiga erishildi deyiladi.
Ko’pchilik hollarda indikator aniqlanayotgan modda eritmasiga qo’shiladi va titrlash indikator ishtirokida yuzaga chiqadi. Bu ichki indikatorlardir. Ayrim hollarda boshqacha yo’l tutiladi: titrlash mobaynida titrlanayotgan eritmadan kapillyar bilan bitta tomchidan olinib unga chinni plastinkada bir tomchi indikator qo’shiladi. Shunday qilib, indikator bilan bo’ladigan reaksiya titrlanayotgan eritmadan tashqariga ketadi. Bu holda ishlatiladigan indikatorlar tashqi indikatorlar deyiladi. Har bir titrimetrik analizga alohida indikatorlar bo’ladi.
Aniqlanuvchi modda kislotali yoki asosli bo’yoqlar bilan ekstraksiyalanib katta o’lchamli kation yoki anion tutgan rangli maxsulotga aylantiriladi. Masalan: surma
16
(V)ni avval xlorid kislotali yirik o’lchamli kompleks [SbCl₆]^- ga bog’lanadi. Kristallik binafsha rangli organik reagent ta’sirida, bu yirik kompleks ionlar birlashib, yiriqroq yorqin rangli ion assotsiatini xosil qiladi.

^[SbCl₆]^-+R⁺=R⁺[SbCl₆]^-

Xosil bo’lgan ion assotsiat toluol bilan ekstraksiyalanadi va yutilish spektrida ion assotsiatiga tegishli bo’lgan 600 nm (ε= 10⁴ – 10⁵ dm³ · mol^-1 · sm^-1) intensiv maksimum bo’lib, ayni shu to’lqin uzunlikda ekstraktni optik zichligi o’lchanadi.
2. Moddaning turli energiyalar manbai ta’sirida shu’lalanishi lyuminessensiya deyiladi. Usul bilan konsentratsiyaning kichik chegarasida (10^-4-10^-7) moddalar miqdorini tahlil qilish mumkin .

Tasnifi: 1) Qo‘zg‘atuvchi manbaning turiga ko‘ra:

Fotolyuminessensiya – spektrning UB va ko’rinadigan soxa, nurlari ta’sirida moddani shu’lalanishi.

Xemolyuminessensiya – kimyoviy reaksiyaning energiyasi xisobiga, moddani shu’lalanishi.
Rentgenolyuminessensiya – rentgen nurlari ta’sirida moddani shu’lalanishi. Katodolyuminessensiya – gaz xolatida katod lampasidan chiqayotgan
elektronlar oqimi ta’sirida moddani shu’lalanishi. Termolyuminessensiya – qizdirib cho’g’latilgan moddani shu’lalanishi.
2) SHu’lalanish davomiyligiga ko‘ra:

Fluoressensiya – qo’zg’atuvchi manba ta’siri to’xtatilgach darxol so’nuvchi sho’’la (10^-6-10^-9 sek ). Fosforessensiya – qo’zg’atuvchi manba ta’siri to’xtatilgach, ma’lum vaqt davom etuvchi shu’lalanish (10^-2-10^-3 sek) .

17