S uyuqliklarning tarkibini tahlil q ilish suyuqliklar tarkibini tahlil qilish deyilganda ularning elementar, funksional yoki molekular tarkibini aniqlash tushuniladi

S UYUQLIKLARNING TARKIBINI TAHLIL Q ILISH Suyuqliklar tarkibini tahlil qilish deyilganda ularning elementar, funksional yoki molekular tarkibini aniqlash tushuniladi. Tarkibni aniqlaydigan asboblar analizatorlar deb ataladi. Muhitda faqat bitta komponentning miqdorini aniqlash uchun moijallangan analizatorlar ba’zan konsentratometrlar deb yuritiladi. Suyuqliklar konsentratsiyasini o ich ash uchun quyidagi oichov birliklari eng ko‘p tarqalgan: mg/sm3; g/sm3; massasi yoki hajmi bo‘yicha, %. Harorat, bosim va shu kabi parametrlarning o‘lchash natijalariga kuchli ta’sir etishi analitik o‘lchashlarning o ‘ziga xos xususiyatlaridan biridir. Bu parametrlar, ayniqsa, o‘lchash aniqligiga ta’sir qiladi. Shuning uchun avtom atik analizatorlar, odatda nam unalarni tanlab olish, ularni tahlilga tayyorlash, o‘lchash sharoitlarini stabillash yoki tuzatishlami avtomatik kiritish va hokazolar uchun qo'shimcha murakkab jihozlar bilan ta’minlangan bo‘ladi. Tahlil qilinadigan suyuqliklarning turli-tumanligi va ularning tarkibi hamda xossalarining keng chegarada bo‘lishi tahlil qilish usullari turlicha bo‘lgan avtomatik asboblar ishlab chiqarishni taqozo etadi. Asbobsozlik sanoati xilma-xil suyuqliklarni tahlil qiluvchi turli avtomatik analizatorlar ishlab chiqaradi. Suyuqliklarni tahlil qilishning sanoatda eng ko‘p tarqalgan usullariga konduktometrik, potensiometrik, optik, titrometrik va radioizotopli usullar kiradi. Quyida sanoatda keng tarqalgan usullar va asboblar ko‘rib chiqiladi. Eritmalarni tahlil qilishning konduktometrik usuli. Elektrolit eritmalarining konsentratsiyasini ularning elektr o‘tkazuvchanligiga ko‘ra o‘lchash (konduktometrik usul) laboratoriya sharoitida ham, sanoat sharoitida ham avtomatik nazorat qilish uchun keng qo‘llaniladi. Konduktometrik konsentratometrlarning ishlashi eritmalar elektr o ‘tkazuvchanligining ular konsentratsiyasiga bog‘liqligiga asoslangan. Arrenius nazariyasiga ko‘ra elektrolitlar suvda eritilganida molekulalar, ionlar dissotsiatsiyalanib, shu ionlarning eritmada mavjud bo‘lishi eritmaning elektr o‘tkazuvchanligiga sababdir. Dissotsiatsiyalanish darajasiga ko‘ra kuchli va kuchsiz elektrolitlar bo'ladi. Kuchli elektrolitlar deyarli batamom ionlarga dissotsiatsiyalangan bo‘ladi, kuchsiz elektrolitlarning eritmalarida esa ma’lum miqdorda dissosiatsiyalanmagan molekulalar ham bo‘ladi. Turli m oddalar eritmalarining elektr o'tkazuvchanligini baholash uchun Kolraush ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik tushunchasini kiritdi, u 1 sm3 eritmada 1 g.ekv modda bo‘lgan eritmaning elektr o‘tkazuvchanligi sifatida aniqlanadi: (6.9) bu yerda: A, — eritmaning ekvivalent elektr o‘tkazuvchanligi; о _ eritmaning solishtirm a elektr o ‘tkazuvchanligi, Cm/sm ; л — erigan m oddaning ekvivalent konsentratsiyasi, g • ekv/sm3. Barcha elektrolitlar uchun ekvivalent elektr o‘tkazuvchanlik dissotsiatsiyalanish kuchayishi natijasida eritma suyula borishi bilan ortadi. Eritma to ‘la dissotsiatsiyalanganda (ya’ni eritma cheksiz suyulganida) u eng katta qiymatiga erishadi. Eritmaning solishtirma o‘tkazuvchanligi bilan suyultirilgan elektrolitning tabiati hamda uning konsentratsiyasi o‘rtasidagi bog‘- liqlik Kolraush qonuni bilan aniqlanadi: = a-ri(v£ — va) , (6.10) bu yerda: a — elektrolitik dissotsiatsiyalanish darajasi; v — ionlar (kationlar v
anionlar va) ning eritma cheksiz suyulgandagi qo‘zg‘aluvchanligi, ya’ni ularning kuchlanish gradiyenti IB/sm bo‘lgan elektr maydonidagi siljish tezligi, C J s bilan ifodalanadi. 6.17-rasmda solishtirma elektr o ‘tkazuvchanlikning konsentratsiyaga bog‘liqligi ko‘rsatilgan. Grafikdan ko‘rinib turibdiki, eritmaning konsentratsiyasi oshganda uning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi aw al tez ortib, maksimal qiymatga yetadi, so‘ngra kamayadi. Binobarin, konduktometrik tahlilda konsentratsiya bilan elektr o ‘tkazuvchanlik o ‘rtasida bir xil bog‘liqlikka ega b o iish uchun o ‘lchashlarni maksimumdan bir tomonda joylashgan konsentratsiyalar chegarasida bajarish zarur. Rasmdagi bog‘liqliklardan ko‘rinib turibdiki, maksimumdan chapdagi egri chiziqlarning tikligi katta boiadi. Binobarin, konsentratsiyalarning bu sohasida konduktometrik usul eng katta sezgirlikka ega bo‘ladi. Elektr o ‘tkazuvchanliklarning konsentratsiyaga bogiiqligining bir xilmaslik xarakterini hisobga olib, konduktometrning ishlash sohasini oldindan bilish zarur, bunda o‘lchashlarning ekstremum bo‘lishiga y o l qo‘ymaslik kerak. Ko‘pgina hollarda konduktometrik usuldan bir komponentli eritmalarni nazorat qilish uchun foydalaniladi. Elektr o ‘tkazuvchanlikni o‘lchash uchun moijallangan asboblarga konduktometrlar, tuz oichagichlar, konsentratomerlar kiradi. Bu asboblarning birinchisi elektr o‘tkazuvchanlik birliklarida darajalangan, ikkinchisi shartli tuz miqdori birliklarida, odatda NaCl ning miqdorini ko‘rsatuvchi foizlarda darajalangan boiadi. Konsentratomerlar tahlil qilinayotgan moddaning foiz hisobidagi miqdorlarida darajalanadi. Eritmalarning konsentratsiyasini ularning elektr o‘tkazuvchanligiga ko‘ra o‘lchash uchun elektrodli va elektrodsiz usullar qoilaniladi. Elektrodsiz oich ash usulidan, asosan, kislota, ishqorlarning konsentratsiyasini o‘lchashda foydalaniladi. Elektrodli konduktometriyada ikki elektroddan iborat oichash yacheykalaridan foydalaniladi, elektrodlar nazorat qilinayotgan eritma solingan idishda bir-biridan m a’lum masofada o ‘rnatilgan boiadi. O ichash yacheykasi (6.18- rasm) elektr qarshiligi bilan xarakterlanadi. Bu qarshilikning kattaligi quyidagiga teng (Om hisobida): * = (6.11) bu yerda: ct — eritmaning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi; CJsm; L — elektrodlar orasidagi masofa, sm; S — elektrodlarning yuzi, sm2. yacheyka zanjiridagi tok kuchi I, eritmaning qarshiligi o'zgarishidan qat’i nazar, o‘zgarmasdan qoladi. Ikki ichki elektrod 2 va 3 potensiometr vazifasini bajaradi va eritmada kuchlanish tushuvini oichash uchun moijallanadi: bu yerda: R = — elektrodlar 2 va 3 orasidagi eritmaning qarshiligi (A" — to‘rt elektrodli oichash yacheykasining konstantasi, u elektrodlar 2 va 3 ning oraligiga va ular sirtining yuzasiga bogiiqdir). Binobarin, К = R - Vi, (6 .12) (6.13) К • / (6.14) bu yerda K=K- /= const. Shunday qilib, elektrodlar 2 va 3 orasidagi potensiallar farqi nazorat qilinayotgan eritmaning konsentratsiyasi bilan bir qiymatda aniqlanadi. 0 ‘lchanadigan kattalik Д U23 muvozanatlovchi ko‘prikning a va b uchlaridagi potensiallar ayirmasi Uab bilan taqqoslanadi. Agar Uab ф AU23 bo‘lsa, u holda elektron kuchaytirgich EK ning kirishiga muvozanatning buzilish signali AUx= AUab — a U23 kiradi. Muvozanat vaqtida Uab= AU23 bo‘lib, bunda elektrodlar 2 va 3 zanjirida tok bo‘lmaydi. 0 ‘lchashdagi harorat xatoliklarini avtom atik kom pensatsiyalashni muvozanatlovchi ko‘prikning yelkalaridan biriga ulangan metall qarshilik termometri Rt bajaradi. Nazorat qilinayotgan eritmaning harorati o‘zgarganida, Rt qarshilik ham o ‘zgaradi, buning natijasida potensiallar ayirmasi Uab ham o ‘zgaradi. Rt o ‘zgargandagi orttirma AUab {At) nazorat qilinayotgan eritmaning harorati o‘zgarishi At tufayli hosil bo‘lgan orttirma AU23(At) ga kattaligi jihatidan teng va ishorasi jihatidan qarama-qarshi bo‘lishi kerak. Bu tenglikka kompensatsiyalovchi ko‘prikning param etrlarini (R v R2, R3 rezistorlarning qarshiliklarini) hamda kuchlanish U2 ni tanlash yo‘li bilan erishiladi. Eritmalaming elektr o‘tkazuvchanligi haroratga juda bog‘Iiq. Eritma harorati 1 °C ga ortsa, uning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi 1,5—2 % ga oshadi. Eritmalaming harorati amalda juda keng chegaralarda o ‘zgaradi, shuning uchun konduktometrik konsentratomerlar harorat o‘zgarishining o ‘lchash natijalariga ta’sir qilishini bartaraf qiluvchi avtomatik kompensatorlarga ega bo‘lishi kerak. Sanoatda avtomatik harorat kompensatorlari eng ko‘p tarqalgan bo‘lib, suyuqlikli kompensatorlar ularning turlaridan biridir. Suyuqlikli kompensator parametrlari o‘lchash yacheykasining param etrlariga o ‘xshash elektrod datchikdan iboratdir. Kompensator elektr o‘tkazuvchanlik harorat koeffitsiyenti nazorat qilinayotgan suyuqlikning harorat koeffitsiyentiga taxminan teng bo‘lgan etalon suyuqlik bilan to ‘ldiriladi. Kompensator nazorat qilinayotgan suyuqlikka konsentratom erning o ‘lchash yacheykasi bilan birgalikda kiritiladi. Kompensator ko‘prikli o ‘lchash sxemasining yelkasiga ulanadi. Etalon va nazorat qilinayotgan suyuqlikning haroratlari bir xil boiganligi va harorat koeffitsiyentlari bir-biriga yaqin bo‘lganligi sababli haroratlar o‘zgarganida, o‘lchash yacheykasi qarshiligining o‘zgarishini suyuqlikli kompensatorning qarshiligini o‘zgartirish yo‘li bilan to ‘la kompensatsiyalash mumkin. Sulfat kislota konsentratomeri KSO-u (6.20-rasm) eritmadagi sulfat kislota konsentratsiyasini nazorat qilish, qayd etish va rostlash uchun m o‘ljallangan. Konsentratomer elektrodli datchik 1 va ikkilamchi asbob 2 KSMZ dan iborat. Konsentratomerning datchigi idishdan iborat bo‘lib, uning ichiga teshiklar bilan yonma-yon qilib past tomoni ochiq stakan o‘rnatilgan hamda Konsentratomerning oichash chegaralari: 75—79; 93—96 va 95—99 % li sulfat kislota. Asosiy xatolik + 0,2 dan ± 0,5 % gacha. KK rusumidagi konduktom etrlar suyuqlikli analizatorlarning keng tarqalgan turlariga kiradi, ularda ikki va to ‘rt elektrodli o‘zgartkichlar ham kontaktsiz o ‘zgartkichlar ham boiadi. Bu rusumdagi asboblar yordamida ish haroratlari diapazoni 25 ± 15 °C va chegaraviy asosiy xatolik ± 2,5 % boiganida 10—6 dan 1 Cm/sm gacha b o ig an elektr o ‘tkazuvchanlikni oich ash mumkin.