1. Molekulyar spektroskopiya usullarining sinflanishi Fotometrik analiz usullari. Nur yutilishining asosiy qonuni. Optik zichlikning additivlik qonuni

А

200 500 800 1100

, мах

, нм

7-rasm. Moddaning nur yutish spektri

Buger-Lambert-Ber qonuni universal bo’lib, faqat spektrofotometriyada emas, balki atom-absorbsion, rentgen va I+-spektroskopiya usullarida ham qo’llaniladi.

Bir yoki ikkita standart eritma bilan taqqoslash usulida, bir vaqtning o’zida aniqlanadigan moddaning alikvot qismidan rangli eritma tayyorlash bilan bir qatorda xuddi shunday sharoitda standart eritma alikvot qismidan rangli eritma shunday hisob bilan tayyorlanadiki, bunda ikkala eritmada ham aniqlanadigan komponent miqdori bir-biriga yaqin bo’ladi. Har bir eritmaning optik zichligi o’lchanib, so’ngra analiz qilinadigan eritmaning alikvot qismidan tayyorlangan rangli eritmadagi aniqlanadigan komponentning noma’lum S_x konsentratsiyasi quyidagi proporsiyadan topiladi:

Bunda S_st–standart eritmadagi aniqlanadigan komponentning
ma’lum konsentratsiyasi;
A_x va A_st- analiz qilinadigan va standart eritmalardan
tayyorlangan eritmalar optik zichliklari.
Agar A_x A_st dan keskin farq qilsa, u holda yangi rangli standart eritmani shunday tayyorlash kerakki bunda uning optik zichligi A_x bilan deyarli bir xil bo’lishi lozim. Bitta standart bilan taqqoslash usulini faqat birgina komponent miqdorini aniqlash (chegaralangan sondagi) uchun qo’llash qulaydir.
Darajalangan grafik usulini esa har bir komponentning turli o’lchashlardagi miqdorini aniqlash uchun ko’p sonli analizlarni bajarishda qo’llash maqsadga muvofiqdir. Uning uchun aniqlanadigan komponentning ortib boruvchi konsentratsiyalari asosida 5-10 ta rangli standart eritmalar tayyorlanadi va ularning optik zichliklari o’lchanadi. Olingan natijalar asosida grafik chiziladi. Abssissa o’qiga aniqlanadigan komponent konsentratsiyasi, ordinata o’qiga esa tegishli optik zichliklar qiymati qo’yiladi. Barcha tayyorlangan variantlarning konsentratsiyalari oralig’ida Lambert-Buger-Ber qonunidan chetlanish bo’lmasa, u holda grafikka tushirilgan nuqtalar koordinata boshidan o’tib, bir to’g’ri chiziqda yotadi aks holda (yuqori konsentratsiyali eritmalarda) qonundan chetlanish sodir bo’ladi. SHu tariqa darajalangan grafik tuzish nur yutilishi asosiy qonunining bajarilishini tekshirish usuli hamdir. Tajribada topilgan barcha nuqtalarning koordinata boshidan o’tadigan bir to’g’ri chiziqda yotishiga ishonch hosil qilingach, eng kichik kvadratlar usuli bilan quyidagi tenglama bo’yicha hisoblanadi:

Bu tenglama yordamida analiz qilinadigan eritma alikvot qismidan tayyorlangan rangli eritmadagi aniqlanadigan komponent konsentratsiyasini hisoblash mumkin. Tenglamadagi «K» koeffitsiyentning qiymati eng kichik kvadratlar usuli bilan quyidagi formula yordamida hisoblanadi:

Bunda va tegishli i-inchi standart eritma optik zichligi (nur yutilishi) va konsentratsiyasi, larda; -standart eritmalar soni.
Standart qo’shimcha qo’shish usulida ikkita bir xil o’lchov kolbalariga pipetka yordamida analiz qilinadigan eritmadan bir xil hajmda olinib, ikkinchi kolbaga pipetka yordamida ma’lum hajmdagi aniqlanadigan komponentning standart eritmasi qo’shiladi. So’ngra har bir kolbaga aniqlanadigan komponentni rangli birikmaga aylantiradigan bir xil miqdorlardagi zarur reagentlar solinib, chizig’igacha distillangan suv quyiladi. Ikkala eritma ham aralashtiriladi va ularning optik zichliklari o’lchanadi. Analiz qilinadigan eritmadagi aniqlanadigan komponentning noma’lum konsentratsiyasi olingan natijalar asosida quyidagi formula yordamida hisoblanadi:
,
bu yerda, V_x –rangli eritma tayyorlash uchun olingan analiz qilinadigan eritma hajmi;
V_sm-ikkinchi kolbaga qo’shimcha aniqlanadigan komponent standart ertmasining hajmi;
S_sm-aniqlanadigan komponentning standart eritmadagi konsentratsiyasi;
A₁-birinchi rangli eritma optik zichligi;
A₂-ikkinchi rangli eritma optik zichligi.
Barcha fotometrik aniqlashlarda, tekshirilayotgan eritmada analitik shakl to’la hosil bo’lishi va Buger-Lambert-Ber qonunidan chetlanish mumkin qadar sodir bo’lmasligi yoki bu qonundan chetlanishning minimal darajasini ta’minlaydigan optimal sharoitlarda olib borish maqsadga muvofiqdir. Qulay optimal sharoitni odatda eritma rN qiymatining optimal qiymati, reagentning yetarli darajada mo’l bo’lishi, analitik (fotometrik) reaksiyalarning tanlovchanligi va nur yutilishi uchun eng qulay sharoitlar tashkil qiladi.
Fotometrik aniqlashlarda rangli birikmalar olish uchun qo’llaniladigan kimyoviy reaksiyalar bir qator talablarga javob berishi kerak, ular quyidagilardir:
1. Reaksiya natijasida rangli mahsulot hosil bo’lishi kerak. Buning uchun kompleks birikma hosil qilishdan foydalanish, xromofor guruhlarni kiritish, oralab keluvchi -bog’lari miqdorini oshirish va boshqa usullardan foydalanish mumkin.
2. Fotometrik reaksiya mahsulotining tarkibi o’zgarmas bo’lishi kerak. Masalan, kompleks birikmalarning tarkibini barqaror etish uchun muhitning sharoiti, mo’l miqdorda reagent eritmasi, reaksiyani o’tkazishning optimal vaqti tanlanadi.
3. Fotometrik reaksiya mahsulotining rangi juda intensiv bo’lishi kerak. Fotometrik reaksiyalar uchun molyar yutish koeffitsiyentlari 5000-10000 dan kam bo’lmagan mahsulotlar hosil qiladigan reaksiyalar yaroqlidir. Bu holda reaksiya nihoyatda sezgir bo’ladi.
4. Barcha fotometrik o’lchashlar mutlaqo bir xil sharoitlarda o’tkaziladi: zaruriy reagentlar tekshiriluvchi eritmaga ham, taqqoslash eritmasiga ham qo’shiladi va rN, temperatura hamda eritmalarning hajmi tenglashtirilib turiladi.
5. Fotometrik reaksiyalar kerakli yo’nalishda to’liq borishi kerak.
6. Fotometrik reaksiya tanlovchan bo’lishi va faqat muayyan komponent bilangina sodir bo’lishi kerak.