Mavzu: moddalarning sifat va miqdoriy tarkibini aniqlashdagi hozirgi zamon analitik

KIMYODA FIZIK-KIMYOVIY TADQIQOT USULLARI
Reja:

1. 
   Optik analiz usullari.
   
2. 
   Kimyoviy sensorlar va test-sistemalar.
   
3. 
   Elektrokimyoviy analiz usullari. Xromato-mass-spektrometriya.
   

Tayanch iboralar: Optik sensorlar, test sistemalar, Elektrokimyo, Mass-spektroskopiya, xromato-mass-spektrometriya, bug’ holi, kimyoviy ionlanish, elektrodlar, kimyoviy datchik.


Optik sensorlar, ishlash printsipi¹.
Kimyoviy datchiklarning (sensor) ishlab chiqarishiga bo’lgan talab har xil sabablarga ko’ra paydo bo’ladi. Birinchidan, uzoq va qiyin bajariladigan kimyoviy analiz usullarini qisman bo’lsa ham o’rnida ishlatish uchun yasalgan. Bunga yaqqol misol qilib qondagi litiy, natriy, kaliy va kaltsiyni aniqlashda ishlatiladigan alangali fotometrik usulni ionselektiv elektrodlar asosidagi kimyoviy datchiklar bilan almashinuviga katta ehtiyoj borligini ko’rsatish mumkin.
Ikkinchidan, sanoatdagi jarayonlarning avtomatlashtirilishi sensorlar bilan uzviy bog’liq sanoatning boshqarilishi va nazoratiga juda ko’p kimyoviy parametrlarning doimiy o’lchanib turilishi talab etiladi. Eng oddiy misol: ichimlik va oqava suvlarining uzluksiz rN kattaligining nazorati va ularning loyqalanganlik darajasi nazorati. SHishali elektrod va optik sensorni ushbu masalani echishda ishlatish mumkin. Kelajakda suvlardagi og’ir metallar va organik moddalarning miqdorini laboratoriyadan tashqarida uzluksiz nazorat qilish ehtimoli kuchayadi. Tegishli sensorlar individual moddalar bilan reaktsiyaga kirishmay faqat ularning ifloslanganlik darajasini o’lchashlari kerak.
Hozirgi paytda shunday kimyoviy sensorlar mavjud: glyukozaning qonda aniqlanishi tirnoqlarning yaqin IQ- sohadagi spektrlarining registratsiyasiga asoslangan.
Elektrodlarni kimyoviy modifikatsiyasida selektivlikni oshirish uchun fermentlardan foydalaniladi². Misol tariqasida glyukozani aniqlash uchun fermentativ elektrod keltirilgan.
Glyukoza +O₂+N₂O=glyukonovaya kislota + N₂O₂



¹ D.A.Skoog Principles of Instrumental Analysis.Thomson Brooks/Cole.USA.2007. P.216-217.
² G.D. Christian, Analytical chemictry University of Washington, USA, 2009.s.453-455.
Platinali elektrodda potentsial +0,6 v (kumush xloridli elektrodga nisbatan) bo’lganda N₂O₂ elektrokimyoviy oksidlanadi:
N₂O₂=N₂O+N⁺+e^-
Glyukoza va analiz kilinadigan eritmada erigan kislorod gel kavatiga diffuziyalanadi. Bu erda ferment katalizatorligi ostida ularning taьsirlashishi natijasida +N₂O₂ hosil buladi. Hosil bo’lgan N₂O₂ ning bir kismi platina katodida diffuziyalanadi. N₂O₂ ning oksidlanishi natijasida yacheykadan tok kuchi glyukoza kontsentratsiyasiga proportsional bulgan tok o’tadi. SHunga o’xshash qurilmada Klarkning kislorod elektrodini ko’llash mumkin, bunda membrana glukozaoksidaza fermentini saqlagan gel bilan qoplanadi, bunday elektrod reaktsiya jarayonida kislorod sarfini o’lchashda qo’llaniladi.
Sensor quyidagilardan tashkil topgan: kimyoviy jihatdan sezuvchan qavat moddalar “aniqlovchi” kimyoviy informatsiyani optik yoki elektr signaliga aylantirib beruvchi va sensorning korpusidagi registratsiyalovchi hamda maъlumotlarni chiqaruvchi asbob. Kimyoviy sensorga misol bu - ionselektivli elektrod. Qattiq yoki suyuq membrana, u kimyoviy sezuvchan qavatdir, kiruvchi kimyoviy maъlumot esa elektr signaliga aylanadi – uning kattaligi tegishli o’lchov asbobi yordamida aniqlanadi.