Fizik kimyoviy tahlil uslublari

FIZIK – KIMYOVIY TAHLIL USLUBLARI

Reja:

1. Optik tahlil usullari

2. Spektroskopiya tahlil uslublari
3. Xromatografik tahlil usulining sinflari

1. Optik tahlil usullari

Tayanch iboralar: Fotometrik usulning afzalligi va kamchiligi, Fotometrik usulning ishlatish sohalari, refraktometrik usuli, molyar refraksiya, refraktometrik usulning ishlatilishi, polyarimetrik usul, optik aktiv moddalarning turlari, polyarimetrik usulning ishlatilishi.
Tahlilning optik usullari moddalarning elektromagnit nurlanish
(yorug’lik nuri) energiyasi bilan ta`sirlashishi natijasida o’zgaradigan parametrlarni o’lchashga asoslangan. Tahlilning optik usullari quyidagilarga bo’linadi:

1. 
   Refraktrometrik – moddaning yorug’lik nuri sindirish ko’rsatgichini o’lchashga asoslangan.
   
2. 
   Nefelometrik – eritmaga tushayotgan yorug’lik nurining eritmada yoyilish intensivligini o’lchashga asoslangan.
   
3. 
   Turbidimetrik - eritmadan o’tgan yorug’lik nuri intensivligini kamayishini o’lchashga asoslangan.
   
4. 
   Polyarimetrik - qutblangan nur tekisligining burilish burchagini o’lchashga asoslangan.
   
5. 
   Emission – atomning qo’zgalgan holatida, ya`ni elektronning bir energetik qavatdan boshqa energetik qavatga, o’tishida chiqqan nur intensivligini o’lchashga asoslangan.
   
6. 
   Adsorbsion – moddalarning elektromagnit nurlarni tanlab yutishiga asoslangan, bo’lib yorug’lik nuri yutilishining asosiy qonuniga bo’ysunadi.
   

Yorug’lik nuri yutilishining asosiy qonuni. (Buger-Lambert-Ber qonuni). Ma`lumki, modda atom yoki ionlar yorug’likni yutganda ularning energetik holati o’zgaradi, aniqrogi energiyasi kam E<sub>1</sub> holatdan energiyasi yuqori E<sub>2</sub> holatga o’tadi. Shu paytda modda tarkibida “elektron o’tish” ro’y beradi, bu o’tish faqat aniq energiyali yorug’lik nuri (kvant) yutilganda ro’y beradi. Bu yutilish faqatgina yutiladigan energiya kvantining miqdori shu elektron o’tishga to’g’ri keluvchi energiya farqi (∆E) ga teng bo’lganda amalga oshadi, ya`ni

h - Plank doimiysi 6,625 * 10^-34 joul. sek;
v - Yutilgan yorug’likning tebranish chastotasi, Gc.
Ko’rinib turibdiki, tushayotgan yorug’likning bir qismi moddaga yutilib qoladi. Natijada tushayotgan nurning bir qismi "qatlam" ga yutilib o’z intensivligini kamaytiradi. Moddadan o’tayotgan nur intensivligi
(J) ning kamayishi (J/J₀), yutuvchi modda miqdori (C) va qatlami qalinligi
(l) orasidagi bog’lanish yorug’lik yutilishining asosiy qonuni deyiladi. O’tayotgan nur intensivligi kamayishini o’lchash uchun, shu nurning toza erituvchidan o’tgandagi intensivligi J₀ -, aniqlanayotgan moddaning shu erituvchidagi eritmasidan o’tgandagi intensivligi J- ni solishtirish bilan erigan modda miqdori aniqlanadi. Bir hil materialdan iborat teng qalinlikdagi qatlam eritmadan o’tgan yorug’likning tarqalishi va qaytishi teng bo’lib, ular intensivligining kamayishi eritmaning konsentrasiyasiga bog’liqdir.
Har qanday eritmadan o’tgan nur intensivligining kamayishi o’tkazuvchanlik koeffisienti bilan tavsiflanadi:

bunda, T - o’tkazuvchanlik koeffisienti
J va J₀ - o’tgan va tushgan nurlar intensivligidir
O’tkazuvchanlikning manfiy ishorali o’nli logarifmi eritmaning optik zichligi deyiladi:

1 - chizma. Buger - Lambert qonunining grafik ko’rinishi
Eritmaning optik zichligi (A) bilan yutuvchi qatlam qalinligi orasidagi bog’lanish Buger (1729 y) va Lambert (1760 y) tomonidan o’rganilgan bo’lib, quyidagicha ifodalanadi:
A = R * l
R - proportcionallik koeffisientii; l - eritma qavatining qalinligi, ya`ni kyuvetaning o’lchami (sm).
Ta’rif: Moddaning bir hil qalinlikka ega bo’lgan bir jinsli qatlamlari unga tushayotgan yorug’lik energiyasini teng ulushlarda yutadi. Bu bog’lanish grafikda (1-chizma) quyidagi ko’rinishda bo’ladi.
Yutuvchi qatlam teng qiymatlarga bo’lingan yorug’lik intensivligi har bir bo’lakdan o’tgandan (2- chizma) kamayib boradi, ya`ni.

2-chizma. Yorug’lik oqimi intensivligining yutuvchi qatlam qalinligiga bog’liq holda o’zgarishi.
va hokazo.
n
Umumiy holda J = J₀/n^l modda konsentrasiyasi doimiy bo’lganda yuqoridagi formuladan foydalanib yutuvchi qatlam qalinligini, yorug’lik kuchi qanchaga kamayishini nur yutilishning molyar sindirish koeffisientiini ham hisoblash mumkin.
logarifimlasak,

nur yutilishining molyar sindirish koeffisienti deyiladi. Unda, ifodaga ega bo’lamiz.
Eritma kontsenratsiyasi bilan eritma optik zichligi orasidagi bog’lanish esa Ber qonuni (1852 y) bilan ta`riflanadi:
Yutuvchi qatlam qalinligi o’zgarmas bo’lganda eritmaning optik zichligi erigan modda konsentrasiyasiga to’g’ri proportsional bo’ladi.
R_l - proporsionallik koeffisientii.
Buger - Lambert va Ber qonunlarini umumlashtirib, yorug’lik yutilishining asosiy qonuni formulasiga ega bo’lamiz:

ya`ni, eritmaning optik zichligi aniqlanuvchi moddaning molyar nur yutilishining molyar sindirish koeffisientii (ε) ga, konsentrasiyasiga (C, mol/l) va yutuvchi qatlam qalinligi (l,sm) ga to’g’ri proporsional.

3 - chizma. Darajalash grafiki.
l-const bo’lganda eritmaga monoxromatik nur tushganda, eritmaning optik zichligi bilan eritma konsentrasiyasi orasidagi bog’lanish grafigi quyidagicha bo’lib (3-chizma) darajalash grafigi ham deyiladi.