Mavzu: alangali fotometriya

5. Alangali fotometriya usulining ahamiyati va qo’llanilishi

Kimyoviy elementlarni ochish va aniqlash uchun alangali fotometriyani ikki xil varianti qo‘llanadi: alangali emission fotometriya (alangali emission tahlil) va alangali absorbsion fotometriya (alanga absorbsion, atom – adsorbsion tahlil). Bu usulning sezgirligi ancha yuqori bo‘lib, atom yoki ionni ochilish minimal chegarasi 0,001 mkg/ml ni tashkil etadi. Alangali emission fotometriya (spektrometriya). Yuqorida ko‘rsatilgandek, bu usul emission spektral tahlilning bir ko‘rinishidir. Tarkibida ochiluvchi yoki aniqlanuvchi kimyoviy element bo‘lgan eritma alangaga oddiy moslama vositasida, aerozol xolida kiritiladi. Alanganing haroratida tahlil etiluvchi modda parchalanib atomlarga ajraladi. Hosil bo‘lgan atomlar qo‘zg‘algan holatga o‘tib (qo‘zg‘algan holatda qisqa muddat bo‘lgach) foton ko‘rinishidagi qo‘zg‘alish energiyasini ajratadi, bu xol alanga fotometriyasida tegishli spektral chiziq qo‘rinishida qayd etiladi.

Alanganing harorati ortgan sari qo‘zg‘algan atomlar soni ham orta boradi.

Amalda qo‘llanadigan gaz aralashmalarini alanga harorati juda baland emas (havo atmosferasida ˜1900°С дан 2250°С gacha, kislorod atmosferasida yoqilganda ˜2700°С дан ˜4580°С гача). Shuning uchun atomlarda amalga oshadigan qo‘zg‘algan holatlar soni ko‘p bo‘lmagani sababli, nurlanish spektrida sanoqli spektral chiziqlar hosil bo‘ladi va spektrni talqin epish osonlashadi. Elektr yeyi ta’sirida xosil bo‘lgan emission spektrda chiziqlarni ko‘plig va ust-ma ust tushgani ular talqinnini qiyinlashtiradi. Alangali fotometriyada odatda havoning atsetilen bilan aralashmasi (˜1840°С) yoki kislorodni atsetilen bilan aralashmasi (˜2955°С) qo‘llanadi. Atom spektrda chiziqlarni talqin etish emission spektrlarni boshqa turlaridagi kabi bajariladi. Alangali atom – absorbsion fotometriya (alangali atom – absorbsion  spektrometriya).  Usulning mohiyati quyidagicha: Tarkibida aniqlanuvchi kimyoviy element (natriy, kaliy va xoqazo)ni saqlagan moddaning eritmasi aerozol holda alangaga purkaladi. Alanganing yuqori harorati ta’sirida tahlil etilayotgan namuna parchalanib atomlarga ajraladi. Alangadan, aniqlanuvchi elementning rezonans nurlanishiga mos, qo‘zg‘atuvchi nur o‘tkaziladi. Qo‘zg‘atuvchi nur manbai sifatida, aniqlanuvchi element atomlarini rezonans qo‘zg‘alishiga mos keladigan nur chiqaruvchi lampa qo‘llanadi. Namuna parchalanishi natijasida alanagada hosil bo‘lgan, element atomlari (agar qo‘zg‘almagan asosiy energetik holatda bo‘lsa) faqat shu elementga xos rezonans nur fotonlarinigina yutadi. Masalan, qo‘zg‘almagan natriy atomlari boshqa kimyoviy elementlar emas, balki aynan natriy atomlarining rezonans nurlarinigina yutadi. Qo‘zg‘almagan atomlarga qo‘zg‘atuvchi nur qisman yutilishi hisobiga, yorqinligi, alagadagi aniqlanuvchi element atomlarini konsentratsiyasiga bog‘liq ravishda, kamayadi. Aniqlanuvchi ion konsentratsiyasi qanchali yuqori bo‘lsa, alangadan o‘tgan nurning yorqinligi shunchalik kamayadi. Qo‘zg‘atuvchi manbadan chiqgan nur yorqinligi alangadan o‘tgach kamaymasa bu xol taxlil etilayotgan namunada, rezonans nurlanishi qayd etilayotgan element yo‘qligidan dalolat beradi. Alangada tahlil etilayotgan moddadan o‘tgan rezonans nur yorqinligini kamayshi tahlil etilayotgan namunada tekshirilayotgan element mavjud ekanligini bildiradi. Aniqlanuvchi elementning tahlil etilayotgan eritmadagi konsentratsiyalarining ma’lum oralig‘ida rezonans nur yorqinligini kamayishi alangadagi nur yutuvchi atomlar soniga, binobarin, eritma konsentratsiyasiga to‘g‘ri mutanosib, ya’ni konsentratsiya ortganda nurni yutilish miqdori ortadi va alangadan o‘tgan nur yorqinligi kamayadi. Tahlil etiluvchi namunadagi elementning miqdoriy tahlili shunga asoslangan. Atom – abosorbsion spektroskopiya – farmakopeya usuli bo‘lib, dori vositalardagi elementni ochishga nisbatan uni miqdorini aniqlash uchun ko‘proq qo‘llanadi. Masalan: vismut nitrat asosli tuzi 4Bi(OH)₂NO₃ · BiO(NO₃) · BiOOH tarkibidagi ishqoriy va ishqoriy yer metallari, mis, kumush, qo‘rg‘oshinlarni aniqlashda qo‘llanadi. jadvalda misol sifatida ba’zi elementlarni alanga – fotometriya usulida taxlil etilishi uchun tavsiya etilgan atom spektral chiziqlarining to‘lqin uzunlik qiymatlari keltirilgan.

Alanga – fotometriya usulida (atseton + havo alangasi va shisha optikali spektrofotometrda) ba’zi elementlarni ochish va aniqlash uchun tavsiya etilgan, spektrning ko‘rinadigan sohasidagi, atom spektral chiziqlarning to‘lqin uzunliklari, 

Element	λ, нм	Element	λ, нм	Element	λ, нм
Li	670,8	Cs	422,7; 622,0	P	548,0
Na	589,0 – 589,6	Sr	460,7	Cr	425,4
K	766,5 – 769,9	Ba	870,0	Mn	403,1 – 413,4
Mg	384,0	B	545,0 – 548,0	Fe	386,0

 Ultrabinafsha va ko‘rinadigan sohasidagi (˜185 – 760 nm

Alanganing tashqi (harorati bir oz past bo’lgan) qatlamida nur chiqarish spektrining qisman yutilishi, aniqlanadigan element atomlari ayrim qismining ionlash yoki atomlanishiga berilmaydigan birikmaga bog’lanish tufayli nurlanish intensivligi va eritmadagi tegishli element kontsentratsiyasi orasidagi proportsional bog’lanish buzilishi mumkin.

Bu hodisalarning topish aniqligiga halaqit beruvchi ta‘siri maxsus ishlab chiqilgan usullar yordamida minimumga yetkaziladi.

Alangali fotometriya metodi ekspress metodi bo’lib, bu metod bilan 50 ga yaqin elementni (hozirgi zamon alangali fotometrik asboblari yordamida 100 dan ortiq elementlarni juda tez aniqlash mumkin. Bunday asbob hozirgi kunda Shurtan gaz kimyo majmuasining markaziy laboratoriyasida mavjud) juda tez aniqlashga imkon beradi. Metodning sezgirligi katta bo’lib, u element tabiatiga hamda aralashma tarkibiga bog’liq.

Agar yoqilg’i sifatida tabiiy gaz yoki propan va butan aralashmasi, oksidlovchi gaz sifatida siqilgan havo ishlatilsa alanganing harorati 1800 – 20000 S (gorelkaning yonish sharoitiga ko’ra) atrofida bo’ladi. Bunday haroratda faqat ishqoriy va ishqoriy yer metallari atomlari qo’zg’algan holatiga o’tadi. Qolgan elementlar esa o’zlaridan nur chiqarmaydi va shu bilan birga oson qo’zg’algan holatga o’tadigan elementlarga (ishqoriy va ishqoriy yer metallari) halaqit bermaydi. Shuning uchun alangali fotometriya ishqoriy va ishqoriy yer metallarni xilma – xil ob‘ektlarda aniqlashda alohida ahamiyat kasb etadi. U geologiyada, geoximiyada, biologiyada, meditsinada, metallurgiyada va kimyo sanoatida keng ko’lamda qo’llaniladi.

Xulosa

Kurs ishini o’rganish davomida quyidagi xulosalarga keldim. Alangali fotometriya metodi emission spektral analizning variantlaridan biri hisoblanadi va uning asosida analiz qilinadigan modda tarkibiga kiruvchi atomlarning nur chiqarish spektrlari yotadi.

Analiz qilinadigan modda biror bir qulay erituvchi yordamida eritiladi, o’lchov kolbasiga solingan va toza erituvchi yordamida o’lchov kolbasining belgi chizig’igacha suyultiriladi. Hosil bo’lgan eritma purkagich (ijektor) yordamida doimiy ravishda ya‘ni uzluksiz va bir maromda gaz gorelkasi alangasiga purkaladi. Bunda gaz gorelkasining alangasi ham doimiy ravishda bir maromda yonib turishi shart. Alanganing yuqori temperaturasi ta‘sirida erituvchi bir pasda bug’lanib ketadi va tuzning mayda zarrachalari qoladi va bu zarrachalar atomlargacha parchalanadi. Bunda atomlarning bir qismi yuqori kvant energetik holatigacha qo’zg’aladi. Qo’zg’algan atomlar normal holatga o’tib har bir elementning o’zi uchun alohida xarakterli ma‘lum to’lqin uzunligiga ega bo’lgan nurni chiqaradi.
Monoxromator yoki rug’lik filtri yordamida umumiy yorug’lik oqimidan aniqlanadigan element uchun xarakterli ma‘lum to’lqin uzunligiga ega bo’lgan nurlar ajraladi. Ajratilgan monoxromatik nurning intensivligi fotoelement yoki fotoko’paytirgich yordamida o’lchanadi.

Tarkibida aniqlanuvchi kimyoviy element (natriy, kaliy va xoqazo)ni saqlagan moddaning eritmasi aerozol holda alangaga purkaladi. Alanganing yuqori harorati ta’sirida tahlil etilayotgan namuna parchalanib atomlarga ajraladi. Alangadan, aniqlanuvchi elementning rezonans nurlanishiga mos, qo‘zg‘atuvchi nur o‘tkaziladi. Qo‘zg‘atuvchi nur manbai sifatida, aniqlanuvchi element atomlarini rezonans qo‘zg‘alishiga mos keladigan nur chiqaruvchi lampa qo‘llanadi. Namuna parchalanishi natijasida alanagada hosil bo‘lgan, element atomlari (agar qo‘zg‘almagan asosiy energetik holatda bo‘lsa) faqat shu elementga xos rezonans nur fotonlarinigina yutadi.