Mamlakatimizda mavjud bo‘lgan zahira va qazilma boyliklarimizdan unumli foydalanish ahamiyatga molik masalalardan biridir. Bu haqida prezidentimiz I. A

Organik moddalarning sifat tahlili

Organik moddalarning tozalik darajasini aniqlash uchun ularning fizik konstantalari (suyuqlanish va qaynash harorati, sindirish ko'rsatkichi) aniqlanadi. So'nggi yillarda erishilgan yutuqlar fizik-kimyoviy tadqiqot usullaridan keng foydalanish imkoniyatini yaratdi.Ayniqsa, xrotografik tahlil usuli yuqori samaradorlikka ega ekanligi barcha tadqiqotchilar tomonidan e’tirof etilmoqda.

Organik moddalarning individualligi va tozaligiga shubha qolmagandan keyin uning tarkibi tahlil qilinadi. Sifat tahlili yordamida uning qanday elementlardan tarkib topgani aniqianadi. Organik moddalar, asosan, uglerod va vodoroddan iborat bo'Iadi. Bundan tashqari, ularning tarkibida azot, kislorod, oitingugurt va galogen atomlari ham bo‘ladi. Bu elementlarni aniqlash uchun ular barqaror anorganik moddalar shakliga olkaziladi va analitik kimyo yordamida tahlil qilinadi.

Organik moddalarning miqdoriy tahlili

Organik moddalar tarkibida ayrim elementlar mavjudligi aniqlangach, endi birikmadagi har qaysi elementning miqdorini bilishimiz lozim, bu, o'z navbatida, uning molekulyar massasi va formulasini aniqlashga imkon tug‘diradi. Miqdor tahlilida tekshiriladigan modda yondiriladi va yonish mahsulotlari miqdori aniqianadi. Molekulyar formulaning aniqlanishi uning tuzilishini, ya’ni molekuladagi atomlarning bog'lanish tartibini o‘rganishdagi birinchi qadam hisoblanadi. Yondirish uchun olingan modda miqdoriga qarab makrotahlil (0,1-0,5 g), yarim mikrotahlil (10-50 mg) va mikrotahlil (1-10 mg) usullariga ajratiladi.

Uglerod va vodorodni aniqlash.Buning uchun moddaning aniq miqdori toza kislorod oqimida yoqiladi. Hosil bo'lgan C0₂ va H_;0 miqdori aniq olchagichlar yordamida qayd etiladi. Eng oddiy usulda suv “angidron”— magniy perxloratiga Mg(C10₄)₂, karbonat angidridi KOH eritmasiga yuttiriladi va massalarning ortishidan hosil bo‘lgan C0₂ va H₂0 miqdori topiladi.

Azotni aniqlash.Azot, odatda, Dyuma usuli bilan topiladi.Buning uchun modda C0₂ oqimida CuO tarkibidagi kislorod hisobidan yoqiladi.Ajralib chiqqan elementar azotning hajmi olchanadi.Azotni aniqlashning ikkinchi, Keldal usuli bo'yicha moddaning aniq miqdori konsentrlangan H₂S0₄ ishtirokida oksidlanadi.Bu jarayonda barcha azot (NH₄)₂S0₄ tuzi shakliga o‘tkaziladi. Ishqor ta’sirida tuzdan ajralib chiqqan ammiak xlorid kislotasi bilan titrlanadi va azotning miqdori topiladi.

So'nggi yillarda С, H, N elementlarning miqdoriy aniqlash avtomatlashtirilgan asboblarda 5-8 daqiqa davomida bajarilmoqda. Buning uchun modda namunasi yondirilganda hosil bo'lgan C0₂, N₂va H₂0 gaz xromatograflariga yuboriladi va modda tarkibidagi С, H, N miqdori foizlarda aniq hisobiab chiqariladi.

Galogenlarni aniqlash. Buning uchun tekshiriladigan modda tarkibidagi galogenlar kumush nitrati ta’sirida cho’kmaga tushiritadi va uni ajratib olib galogen miqdori topiladi.

Kislorodni aniqlash.odatda, element tahlilning natijalariga qarab. barcha topilgan elementlarning foiz miqdori jamlanadi va bu qiymat 100 dan ajratish bilan kislorod miqdori topiladi. Topilgan elementlarning foiz miqdori 100 ga teng bo'lsa, o'rganiladigan namuna tarkibida kislorod yo‘q degan xulosa

chiqariladi. _

Bevosita kislorodni aniqlash uchun organik modda namunasi inert gaz oqimida kvars naylarda yuqori haroratda (800-900^oC) parchalanadi.Kislorod tutgan parchalanish mahsulotlari 1120-1150 ^oС da qizigan ко mir ustidan o‘tkazilsa, barcha kisloroddan CO gazi hosil bo'ladi. Is gazi iod(V)-oksidi (I₂0<) ta’sirida 120^oC haroratda oksidlab C0₂ ga aylantiriladi.

Ajralib chiqqan yodni tiosulfat bilan titrlash yoki C0₂ hajmini o‘lchash orqali kislorodning miqdori foizlarda aniqlanadi.

Moddalarning oddiy brutto formulasini topish. Faraz qilamizki, С, H va

О dan iborat organik modda tahlil qilinganda uning tarkibida C-79,19 %, H₂-5,74% va O₂-15,07 % borligi topildi. Demak, modda tarkibida kabi nisbatlarda mavjud. Bu sonlar ularning massa ulushlarini nisbatini bildiradi. Molekuladagi har qaysi element atomlari sonini topish uchun foiz miqdorlar tegishli atom massalariga bo’linadi.

Ammo molekuladagi atomlar soni butun sonlar bilan ifodalanishini esga olib, oiingan sonlarni ularning eng kichik qiymatiga bo'lish natijasida С : H : О = 7 : 6 : 1 nisbatlarni hosil qilamiz. Demak, biz o‘rganayotgan organik molekulaning oddiy brutto-formulasi C₃H₇O bilan ifodalanadi.

Molekulyar massani aniqlash. Olingan element tahlil natijalari molekula formulasidagi aniq atomlar sonini ko'rsatmaydi. Demak, organik moddaning haqiqiy molekulyar formulasini topish uchun uning molekulyar massasini aniqlash kerak.Molekulyar massani aniqlash bir qancha kimyoviy yoki fizikaviy usullar bilan amalgaoshiriladi.

Masalan, biror moddaning uglerod va vodorod atomlaridan tarkib topganligini bilgan holda u brom bilan reaksiyaga kirishadi va C₆H₅Br moddasini hosil qildi deb faraz qilaylik. Demak, reaksiyada bir atom brom bitta vodorod o‘rnini egallaganini hisobga olsak, tekshiriladigan modda formulasi C₆H₆ bo'lib chiqadi.

Fizikaviy usullardan modda bug‘ining vodorodga nisbatan zichligini topish Meyer usuli deyiladi. Meyer usulida modda molekulyar og'irligini topishda quyidagi formula bilan hisoblanadi; M ⁼ 2D M moddaning molekulyar massasi, D - modda bug‘ining vodorodga nisbatan zichligi. Modda eritmasi muzlash haroratining pasayishiga asoslangan kriosopik va qaynash harorati oshishiga asoslangan ebulioskopik usullar ham ma’lum.

Bugungi kunda noma’lum modda molekulyar massasini topish uchun eng ishonchli va tezkor usul mass-spektrometriya hisoblanadi. Yuqori ajratish qobiliyatiga ega mass-spektrometr yordami bilan modda molekulyar massasi

00001 birlik aniqlikgacha topiladi.

Yuqoridagi usullar bilan noma’lum moddaning tarkibi, molekulyar massasi topildi bu hali ishning deboshasi bo‘Iib, endigi vazifa moddaning kimyoviy xossalarini o'rganishdan iborat. Ancha qiyin va murakkab bu masalani yechish uchun moddaning kimyoviy tuzilishini to‘liq aniqlash kerak. Kimyoviy tuzilishni bilish shu modda xossalarini oldindan aytishga imkoniyat yaratadi.Buning uchun esa zamonaviy fizik-kimyoviy tadqiqot usullarini qo'llashni o‘rganish bilan amalga oshirilishi mumkin.

Organik kimyoning vazifalaridan biri ma’lum xossaga ega bo'lgan konkret moddalar sintezidir, ammo olingan noma'lum tabiiy yoki sintetik moddalarning tuzilishini aniqlash juda katta ahamiyat kasb etuvchi ikkinchi og'ir vazifadir.

Kimyo fanining sifat va miqdoriy tahlil usullari XVIII asrda yaratilgan bo`lsa ham, ular XIX asrda fizikaviy kimyo tarmoqlaridan elektrokimyoviy vatermokimyoviy usullar bilan boyitildi. Ammo bularning barchasi XX asr kimyosi taraqqiyoti uchun ilg‘or o‘rin egallash imkoniyatini yaratib bermadi. XIX asr oxirlarida kimyoviy tadqiqotlarni amalga oshirishda fizika fani o'zining spektral-optik usullarini qo'llab yangi revolutsion bosqich yaratdi. XX asrga kelib kimyo fani keskin yuksalishining asosiy omillaridan biri zamonaviy fizik va fizik-kimyoviy tadqiqot usullari (UB, IQ, EPR, YAMR spektros- kopiyasi, rentgen-spektral, rentgenfaza va rentgenstrukturaviy tahlil, mass- spektrometriya, belgilangan atomlar usuli, aktivatsion tahlil, magnit-kimyoviy, nazariy kvant-kimyoviy hisoblashlar kabi usullar) ning yaratilishidir.

Zamonaviy tadqiqot usullarining kimyoda qo‘llani!ishi kimyoviy moddalarning tarkibini hisoblash emas, balki murakkab tuzilishga ega birikmalarning nozik molekulyar strukturasini isbotlash, kimyoviy reaksiya jarayoni yo’nalishiga har xil faktorlarning ta’sirini o’rganish imkoniyatini yaratib berdi. Hozirgi vaqtda organik moddalarning tuzilishini aniqlashda fizikaviy va fizik-kimyoviy usullardan keng foydalanilmoqda. Chunki bu usullarni qo'llash natijasida ularning tez bajarilishi va oz miqdordagi modda sarfiga erishamiz.

Fizikaviy tadqiqot usullarning nazariy asoslari va ishlatilish imkoniyatlariga qarab quyidagi turkumlarga bo‘linadi:

1. 
   optik spektroskopiya;
   
2. 
   radiospektroskopiya;
   
3. 
   difraksion tahlil usullari;
   
4. 
   ionizatsion usullar va hokazolar.
   

Moddalarning sindirish ko‘rsatkichi va molekulyar refraksiya nur optik zichligi kam bo‘lgan muhitdan optik zichligi katta muhitga o'tayotganda uning tezligi o'zgarib, nursinadi. Ya’ni refraksiya hodisasiga uchraydi. Agar nurning ikki xil muhitni ajratib turuvchi tekislikka nisbatan tushish burchagini - α, sinish burchagini - β deb belgilasak:

Sin α – C₁)

Sin β C₂

С, va C₂ - birinchi va ikkinchi muhitda yorug'lik tezligi, n - const sindirish ko'rsatkichi.

Moddalarning sindirish ko'rsatkichi refraktometr yordamida aniqlanadi. Ularning sindirish ko‘rsatkichi va zichligini aniqlangach, Lorens-Lorens tenglamasi yordamida molekulyar refraksiya Kjvj hisoblanadi:

n²-1M

n²+1 d

M -molekulyar massa, d - moddaning zichligi.

Molekulyar yoki solishtirma refraksiya molekuladagi hamma elektroniar- ning qutblanishini ko'rsatadi. Uning qiymati bosim, harorat va moddaning holatiga bog'lik emas, ya'ni elektronlarning sindirish ko‘rsatkichi (Kjyi) - moddalar tozaligini belgilaydi. Sindirish ko'rsatkichi - n tajriba yo‘li bilan aniqlanib, modda formulasi to‘g‘riligini tekshirishgajuda katta yordam beradi. Odatda, moddaning sindirish ko'rsatkichi n_D bilan belgilanadi va natriy alangasidagi sariq spektr chizig'i tomoniga qo'yiladi. Molekulyar refraksiyani aniqlash moddalarning eritmalari uchun oson amalga oshiriladi.

Dipol momentlarini aniqlash

Dipol momentlarini o'lchash molekula konfiguratsiyasi haqida ma’lumot beradi. Eng oddiy misol: H₂0 molekulasi kabi oddiy eflrlar ham sezilarli dipol momentiga ega. Bu ma’Iumotlar molekula to‘g‘ri chiziqli tuzilishga ega emasligini ko'rsatadi. Endi yorug‘lik tabiati, uning xossalari haqida qisqagina ma’lumot bilan tanishib chiqaylik.

Elektromagnit to`lqinlar haqida

Refraksiya hodisasidan ko’rdikki, har qanday modda, faqat ma’lum tebra- nish chastotalari to g ri kelgandagina yorug'lik nuri yoki elektromagnit to'lqinlarini yutadi. Elektromagnit nurlanish yoki yorugMik ikki xil xususiyatga ega: ' "

toMqinsimon, suv betidagi to'lqindek tarqaladi, korpuskulyar, ya’ni zarracha xususiyatiga ega.

To'lqin, odatda, to'lqin uzunligi - I, to'lqin balandligi - A va uning tarqalish tezligi - С bilan xarakterlanadi. To‘lqin uzunligi (I), tezligi (C) va chastotasi (n) orasida quyidagicha bog‘|jqlik bor. Uning matematik ifodasini yozamiz:

yoki bundan C = X-v

Nurlanish va yutilish energiyasi kvantlar bilan belgilanadi:

Nurlanishni tushuntirish uchun to`lqin sonidan (n) ham foydalaniladi:

ya’ni, bu kattalik 1 sm. masofadagi yorug'lik nurining to'lqinlar soni ifo- dasidir.

Shunday moslamalar borki, ular yordamida to'lqin uzunliklari va shunga muvofiq kvant energiyalari ham bir xii bo'lgan nurlar olinadi va bu moslamaga monoxromator deyiladi.

Elektromagnit to'lqin nurining yana bir muhim xarakteristik kattaligi ulaming intensivligidir. Bu kattalik ma’lum birlik yuzadan vaqt birligida o'tgan kvantlar soni bilan belgilanadi.

Nurlaming barcha turlari elektromagnit to'lqinlar deyiladi va ana shunday monoxromatik nurlar biror modda eritmasiga tushirilsa, uning ma’lum qismi yutilib, eritmadan o'tgan nurning intensivligi kamayadi. Moddalarning eritmasidan o’tgan nurning yutilish intensivligi Buger-Lambert-Ber qonuni bilan aniqianadi:

Igy= k-n = D

I - eritmaga tushayotgan nur intensivligi;

g - eritmadan o'tgan nur intensivligi; k -yorug'lik oqimidagi nur yutuvchi modda konsentratsiyasi; n - shu modda tabiatiga bog'liq doimiylik;