Neft va gaz tarkibini fizik-kimyoviy usullarda

7.2–rasm. Neftdan olingan benzolning geptandagi UB spektri.
~151~
Neft va gazni tarkibini oʻrganishda UB–spektroskopiyadan turli maqsadlarda foydalanish mumkin. Shulardan baʼzilarini koʻrib chiqamiz.

1. 
   Maʼlum va nomaʼlum moddalarning UB–spektrini bir xil sharoitda olib, ayni moddalarning bir xil yoki bir xil emasligi isbotlash mumkin.
   

2. 
   Molekula ichida vodorod bogʻlanishlar bogʻ yoki yoʻqligini aniqlashda UB– spektrlardan foydaniladi. Agar vodorod bogʻlar mavjud boʻlsa, batoxrom siljish kuzatiladi.
   

3. 
   Yangi modda 200–800 mmk sohada nur yutsa (tinik, boʻlmasa), demak u alkan alkanol alifatik amin va efirlar sinfiga mansub boʻlmaydi. U holda yangi modda boshqa sinf birikmasi boʻladi.
   

4. 
   UB–spektroskopiyadan foydalanib, dialmashingan benzol hosilalaridagi oʻrinbosarlarning joylanish tartibini aniqlash mumkin.
   

5. 
   Sis,–trans–izomerlarni farq qilishda UB–spektrlar yordam beradi. Trans–izomer odatda sis–izomerga nisbatan nurni koʻprok, yutadi hamda yutilish chiziqsi toʻlqin uzunligi katta soha tomon siljigan. Shunday qilib, UB–spektroskopiya funksional guruhlarning oʻzaro munosabatini, jumladan, –S=S–S=S–, –S≡S–S≡S–, S=S–S=O, S = S –Ar va boshqa oralatma bogʻlanishlarini oʻrganadi.
   

7.3–§. Infraqizil (IQ) – spektroskopiya tahlil usulida neft va gazdan olingan organik moddalarning


tuzilishini oʻrganish

Bu usul moddalarning kimiyoviy tuzilishini va tarkibiy qismining qanday funksional guruhlardan tashkil topganligini aniqlashga yordam beradi, bu usulda tahlil uchun juda oz miqdorda modda sarflanishi va tahlilning tez bajarilishi, yaqqolligi bilan boshqa usullardan afzal turadi.

Har qanday birikmaning oʻziga xos infraqizil spektri boʻlgani uchun bu spektr shu birikmaning pasporti ham deyiladi.

Har bir molekulada atomlar oʻzaro kimiyoviy bogʻlangan va doimiy tebranma harakatda boʻladi. Masalan, modda x va u atomlardan tuzilgan boʻlsa, ularning tebranishi prujinasimon qisqarish yoki choʻzilish yoʻnalishida boʻladi. Bu atomlarning tebranishi matematik jihatdan Guk qonuniga asosan quyidagi formula boʻyicha topiladi:

v ^{1 f} (7.1)

2 C

v – toʻlqin son (yaʼni 1 sm uzunlikka toʻgʻri keladigan toʻlqinlar soni);

• 
  – yorugʻlik tezligi;
  

6. 
   – bogʻlanishlarning konstantasi (doimiysi); µ – keltirilgan massa.
   

• 
  152 ~
  

Keltirilgan massa quyidagi formula bilan aniqlanadi:
m_x m_y
^mx ^my _(7.2)


m_x va m_u – x va u atomlarning massasi.

Bunda f= 4π²c²μ v^–2; agar barcha konstantalarning son qiymatlarini qoʻysak, f=0,06µv^–2 tenglamaga ega boʻlamiz. Misol tariqasida ЈSl birikmasi uchun f ni hisoblab chiqaylik. Tekshirish koʻrsatishicha ЈSl uchun v=318 sm^–1

µ ni	mx	my	asosida topamiz:
	^mx
		my

127 36 ₃₀

127 36 _(7.3)

Soʻngra f=0,06µv^–2 asosida f ni hisoblaymiz:
din
f = 0,06 · 30 · 384^–2 = 2,4 · 10^{5 sm}

Endi SO uchun f ni topaylik. SO uchun = 2170,2 sm ^–1

^{12 16 192} 6,86 (7.4)

12 16 28
f = 0,06 · 6,86 · 2170,2^–2 = 61,6 · 10^{5 din} (7.5)

sm

Binobarin, JCI bogʻlanishi SO bogʻlanishiga qaraganda taxminan oʻttiz marta boʻshdir.

Moddaga elektromagnit nur taʼsir ettirilganda modda “hayajonlangan” holatga oʻtishi maʼlum (chunki, molekulaning energiyasi ortadi) Odatda modda optik spektr sohasiga muvofiq, keladigan energiya yutsa, uning aylanma, tebranma va valent elektronlari energiyasi ortadi. Aylanma energiya molekulaning aylanma harakatidan vujudga keladi. Tebranma energiya molekuladagi atomlarining bir–biriga nisbatan tebranishidan hosil boʻladi. Shuni unutmaslik kerakki, molekula va undagi atomlarning aylanma–tebranma harakatlari odatdagi sharoitda ham mavjud boʻlib, bu aylanma–tebranma harakat odatiy holatdagi harakat, unga mos keladigan energiya normal aylanma va tebranma harakat deyiladi. Malekulaga nur energiyasi berilsa, uning aylanma va tebranma harakati koʻpayadi, muvofiq, ravishda energiyasi ham ortadi. Berilgan energiyaga hamda modda tabiatiga qarab aylanma va tebranma harakat kuchayish kamroq yoki koʻproq boʻlishi mumkin. Bunda molekula odatdagi tebranma (yoki aylanma) energiyasi holatdan «hayajonlangan» tebranma (yoki aylanma) energiyasi holatga (yoki pogʻonaga) oʻtadi. Molekulada aylanma va tebranma energiya pogʻonalari bir nechta deb qaraladi. Molekulaning aylanma energiyasini oshirish uchun ancha kichik energiya yetarli (bu rasmdan koʻrinib turibdi). Bu energiya optik spektrning uzoq infraqizil (yaʼni toʻlqin uzunligi katta boʻlgan) nurlar sohasiga muvofiq keladi. Molekulaning aylanma

~153~
spektrlari uncha ahamiyatli emas. Molekulaning tebranma energiyasini oshirish maqsadida (uni energiyasi koʻproq boʻlgan tebranma pogʻonaga oʻtkazish uchun) unga yaqin infraqizil sohada yotuvchi (yaʼni toʻlqin uzunligi qisqa boʻlgan) nur tushiriladi. Shuni eslatib oʻtamizki, tebranish natijasida molekulaning dipol momenti davriy oʻzgarib tursagina molekula spektrning IQ–sohasida nur yutadi. Valent elektronlarini hayajonlangan, holatga oʻtkazish uchun optik spektrning toʻlqin uzunligi yana kam kichik boʻlgan koʻzga koʻrinadigan va ultrabinafsha sohasida yotuvchi nurlardan foydalaniladi.

Molekulaning tebranishi ikkita katta guruhga ajratiladi:

1. 
   Valent tebranishlar.
   
2. 
   Deformatsion tebranishlar.
   

Neft va gaz mahsulotlaridan olingan organik moddalar molekulasi spektrining bu qismi juda murakkab boʻlib, bu sohadagi yutilish (yoki yutilmagan qism) maksimumlarini u yoki bu atomlar va atom guruhlariga xos deb xulosa chiqarib boʻlmaydi. Lekin bu soha yaxlit molekulaga xos boʻlgani uchun undan foydalanib, yangi modda ilgaridan maʼlum boʻlgan biror modda bilan bir xil yoki har xilligini aniqlash mumkin. Buning uchun yangi modda va maʼlum moddaning spektrlari 800–1500 sm^–1 sohada bir–biriga taqqoslanadi. Spektrlar aynan bir xil boʻlsa, har ikkala modda ekanligi isbotlangan boʻladi.

Infraqizil spektroskopiyadan foydalanib, neft va gaz mahsulotlari tarkibidagi moddalar tuzilishini aniqlash uchun quyidagilarni amalga oshirish mumkin.