Kurs ishi mavzu: Kationlar tahlilida kompleks birikmalar ahamiyati. Kurs ishi rahbari: Mamurova M. M. Andijon – 2023 Mundarija Kirish I bob. II bob. III bob. Xulosa Foydalanilgan adabiyotlar Kirish Mavzuni dolzarbligi

III bob. Eritmalarni bo’lib-bo’lib yoki sistemali analiz qilish.
Xususiy reaktsiyalar yordamida ionlarini topishda ularni gruppalarga ajratib o’tirmay, tekshirilaetgan eritmalarning bir qismida topish (eki bo’lib-bo’lib analiz qilish) usuli qo’llaniladi. Bo’lib-bo’lib analiz qilish usuli istalgan ketma-ketlik bilan o’tkazilishi mumkin. N.A.Tananaev taklif etgan bu usul eritmani analiz qilishda bir qadar qulayliklar yaratdi. Undan zavodlarda agrokimeviy laboratoriyalarda keng foydalaniladi. Analiz davomida ishlatiladigan analitik reaktsiyalar xususiy bo’lmasa, chet ionlarning halal beradigan ta‘sirini yo’qotish mumkin bo’lmasa, ionlar aralashmasa sistemali usulda analiz qilinadi. Analiz qat‘iy ketma-ketlikka muvofiq amalga oshiriladi. Ionlar aralashmasi alohida gruppalarga bo’linadi, reagentlar qo’llab ayrim chet ionlar eritmadan ajratiladi. So’ngra ayni ion halal beruvchi omillar bo’lmagan sharoitlarda sifat reaktsiyasi yordamida aniqlanadi. Masalan: Са²⁺ kationi uchun qo’llaniladigan xususiy reagent mavjud emas. Са²⁺ kationini aniqlashda (NH₄)C₂O₄ tuzidan foydalaniladi. Ammo u Ва²⁺ kationi bilan ham oq rangli cho’kma hosil qiladi. Shuning uchun Са²⁺ kationi
Са²⁺ + С₂О^2-₄ =↓ СаС₂О₄
Reaktsiyasi yordamida cho’ktirilishi uchun eritmada Ва²⁺ kationi bor yo’qligini tekshirib ko’rish kerak. Buning uchun eritmaning bir qismidan foydalanib, Ва²⁺ kationiga xos sifat reaktsiya o’tkaziladi. Bu maqsadda К₂СrO₄ reagentidan foydalanish mumkin.
Ва²⁺+ СrO^2-₄=↓Ва СrO₄
Reaktsiya natijasida sariq tusli cho’kma hosil bo’ladi Са СrO₄ tuzi esa suvda yaxshi eriydi. Cho’kma ajratilib, eritmadan (NH₄)₂C₂O₄ yordamida Са²⁺ kationini aniqlash mumkin. Agar Ва²⁺ kationi eritmada yo’q bo’lsa, to’g’ridan-to’g’ri Са²⁺ kationi yuqorida aytilgan reaktsiya yordamida topilishi kerak. Sistemali va bo’lib-bo’lib analiz qilish usullarini bir-biriga qarama-qarshi qo’yish mumkin emas. Ko’pgina analizlarda har ikkalasidan ham birgalikda foydalaniladi. Murakkab tarkibli aralashmalar sistemali usul bilan analiz qilinayotgan ionlar gruppasini ajratishga yordam beruvchi gruppaviy reaktsiyalardan foydalaniladi. Bunday reaktsiyalarni yuzaga keltiradigan moddalar esa gruppaviy reaktivlar deb ataladi. Masalan Ag⁺, Hg²⁺, Pb²⁺, Cu²⁺ , vа Вr³⁺ suyultirilgan miniral qislotali muhitda Н₂S ta‘sirida sulfidlar ko’rinishida cho’ktiriladi. Demak H₂S kationlarining mazko’r gruppasi uchun umumiy reaktivdir. Organik birikmalarning analitik kimyoda reaktiv sifatida qo’llanilishi olimlardan M.A.Ilinskiy, L.A.CHugaev, I.I.CHernyaev, A.K.Babqolar nomi bilan bog’liq.
FeCI₃ + 3KCNS = Fe(CNS)₃ + 3KCI
Sariq qizil qo’ng’ir
yoki
Fe³⁺ + 3CNS^- = Fe(CNS)₃
Hosil bo’lgan Fe(CNS)₃ tuzi suvda yaxshi eriydi.
Kam eriydigan gaz holida ajralib chiqadigan kam dissotsilanuvchan moddalar hosil qilish yo’li bilan ayrim ionlar eritma muhitidan chetlantirilsa, almashinish reaktsiyalari ko’tmagan natija beradi.
Reaktsiya natijasida yuqorida eslatilgan harakterdagi moddalardan birortasi hosil bo’lmasa, reaktiv va analiz qilinayotgan eritma tarkibidagi ionlar orasidagi kimyoviy reaktsiya amalga oshmaydi.
Masalan,
Ва(NO₃)₂ +2NaCI = BaCI₂ + 2NaNO₃
Yoki
Ва²⁺ + 2NO^-₃ + 2Na⁺ + 2CI^- =Ba²⁺ + 2CI^- +2Na⁺ + 2NO^-3
Ionli tenglamasining chap va o’ng tomonida barcha ionlar eritmada o’zgarmay qolaveradi. Almashinish reaktsiyalarining yo’nalishini o’rganishdan kelib chiqadigan qonuniyatlar analiz o’tkazish protsesslarida muhim ahamiyatga ega. Ba‘zan analiz qilinayotgan eritmaga kuchli qislotaning ta‘sirini yo’qotish maqsadida eritmaga kuchsiz qislotaning tuzi qushiladi. Bu tadbirni amalga oshirish quyidagi almashinish reaktsiyasiga asoslangan, masalan
H₂SO₄ + 2CH₃COOK = 2CH₃ COOH + 2K₂SO₄
Yoki
H⁺ + CH₃ COO- = CH₃COOH
Sulfat qislota o’rniga kuchsiz sirka qislota hosil bo’ladi.
Kuchli ishqorni kuchsiz asos bilan almashtirish ham almashinish reaktsiyasiga asoslangan , masalan
NaOH + NH₄NO₃ +NH₄OH
Yoki
OH^- + NH₄⁺ =NH₄OH
Reaktsiya maxsulotlaridan biri NH₄OH kuchsiz asosdir.
Ko’pgina analitik reaktsiyalarni o’tkazishda eritmada NО^-₃ anionining mavjudligi analiz natijasiga salbiy ta‘sir ko’rsatadi. Chunki nitrat ioni oksidlovchi xossasini nomoyon qiladi. Nitrat ionlarini yo’qotish uchun eritmaga sulfat qislota ko’shib, eritma quruq qoldiq hosil bo’lguncha bug’latiladi:
Са(NO₃)₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2HNO
Reaktsiya natijasida hosil bo’lgan nitrat qislota bug’lari uchib ketadi.
Analitik kimyoda reaktiv sifatida ko’p ishlatiladigan ba‘zi bir organik reaktivlar ustida to’xtalib o’tamiz. -nitroza -naftol С₁₀Н₆(NO)(OH) –Ilinskiy reaktivi deb ham ataladi. Undan kobalt ionini aniqlashda foydalaniladi. Bu reaktivning sirka qislotali eritmasi neytral kobalt tuzi eritmasidan СО₃₊ kationi bilan СО[С₁₀Н₆(NO)O]₃ tarkibli qizil –kungir rang kompleks birikma hosil qiladi va bu birikma cho’kmaga tushadi. - Dimetilglioksim С₄Н₈N₂O₂ yoki Chugaev reaktivi Ni²⁺ kationi bilan ammiakli muhitda lola rang qizil cho’kma [(CH₃)₂C₂NOHNO]₂Ni hosil qiladi. Dimetilglioksimning struktura formulasi: Difeniltioqarbazon (ditizon) С₆Н₅N = N-CS-NHNHC₆H₅ ko’kimtir-qora kristall modda, uchinchi analitik gruppa kationlari uchun juda sezgir reaktivlardan biri hisoblanadi.
Dipikrilamin C₆H₂(NO₂)₃]₂NH sariq rang kristall modda, portlovchi, zaharli, kaliy kationi bilan qizg’ish-to’q sariq rangli mayda kristallardan iborat cho’kma hosil qiladi.
Oksixinolin С₉Н₆NOH ammiakli muhitda Mg²⁺ kationi bilan sarg’ish yashil rangli cho’kma (С₉Н₆NO)₂ Mg hosil qiladi.
Alizarin С₁₄Н₆О₂(ОН)₂ alyuminiy gidroksid bilan kam eruvchan och qizil rangli birikma hosil qiladi.
Difenilamin (С₆Н₅)₂NH ok kristall, havoda qorayadi, sulfat qislotali muhitda NO₂^- anionlari bilan zangori tusli birikmalar hosil qiladi.
Oksidlovchilar (К₂Сr₂O₇KMnO₄ va xokazo) ishtirokida ham oksidlanib, zangori tusli birikmalar hosil qiladi.
Reaktiv sifatida organik modda ishlatiladigan analitik reaktsiya o’zining o’ta sezgirligi bilan ajralib turadi, ular yordamida juda oz miqdordagi moddalarni ham aniqlash mumkin. Ko`pgina organik reaktivlvr ayrim ionlar uchun xususiy reaktivlar yordamida analiz uchun berilgan eritmaning bir qismi bilan to’g’ridan to’g’ri analitik reaktsiya o’tkazish mumkin. Shuning uchun ham kishlok xujaligi praktikasida tuprok usimlik va hayvon organizmidagi (mis, rux, kobalt, marganets, nikel va boshka) mikroelementlar miqdorini aniqlashda organik reagentlardan foydalaniladi. Kationlarning analitik gruppalarga bo’linish printsiplari. Kationlarning analitik gruppalarga bo’linishining bir necha usuli mavjud. Ulardan eng kulay va kuprok qo’llaniladigan sulfid usuli hisoblanadi. Kationlarni vodorod sulfidga bo’lgan munosabati bo’yicha analitik gruppalarga ajratishni 1871 yilda N.A. Menshutkin taklif etgan. Kationlarning analitik gruppalarga bo’linishi D.I.Mendeleevning elementlar davriy sistemasi bilan chambarchas bog’liq bo’lib, elementlarning atom va ionlarining tuzilishidan kelib chikadi. Bu bog’lanish davriy sistemaning o’zun davrli variantida yaqqol namoyon bo’ladi. Kationlarning analitik gruppalari bir-biridan vodorod sulfid yordamida quyidagicha ajratiladi. 1. Berilgan eritmaga dastlab 2н HCI eritmasidan qo’shib suvda erimaydigan xloridlar AgCI Hg<sub>2</sub>CI<sub>2</sub> va PbCI<sub>2</sub> hosil qiladigan kationlar cho’ktiriladi. Ag<sup>+</sup>, Hg<sup>2+</sup><sub>2</sub>, Pb<sup>2+</sup> kationlari suvda va qislotalarda erimaydigan sulfidlar ham hosil qiladi. Lekin ularni xloridlar holida cho’ktirib, cho’kmani alohida tekshirish kerak. PbCI<sub>2</sub> suvda yaxshi eriydi, shuning uchun Pb<sup>2+</sup> ning bir qismi eritmada qoladi, umumiy reagent Н<sub>2</sub>S ta‘sir ettirilganda PbS cho’kmaga tushadi. Ag<sup>+</sup> , Hg<sup>2+</sup><sub>2</sub>, Pb<sup>2+</sup>, kationlari turtinchi gruppa, kumush gruppachasini tashkil etadi. Xloridlar cho’kma holida ajratib olingandan so’ng, xlorid qislotali eritmani ma‘lum qislotali muhitga keltirib unga Н<sub>2</sub>S ta‘sir ettirilsa sulfidlari suyultirilgan qislotalarda erimaydigan kationlarning hammasi cho’kmaga tushadi. Bo’lar jumlasiga Cd<sup>2+</sup>, Cu<sup>2+</sup> , Bi<sup>3+</sup>, Hg<sup>2+</sup>, Pb<sup>2+</sup>(turtinchi analitik gruppa) As<sup>3+</sup>, As<sup>5+</sup>, Sb<sup>3+</sup>, Sb<sup>5+</sup>, Sn<sup>2+</sup> va Sn<sup>4+</sup>(beshinchi analitik gruppa) katiolari kiradi. Sulfidlar cho’kmasini eritmadan ajratib olib, eritmaga ammiakli muhitda (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>S (guruh reagenti) qo’shilsa, Fe<sup>2+</sup>, Fe<sup>3+</sup>, Mn<sup>2+</sup>, Ni<sup>2+</sup> Со<sup>2+</sup> kationlari sulfidlar holida, Cr<sup>3+</sup>, AI<sup>3+</sup>, Ti<sup>4+</sup> kationlari esa gidroksidlar holida cho’kmaga tushadi. (chunki bu uch kationning sulfidlari gidroksidlariga qaraganda yaxshirok eriydi). Ammiak ishtirokida (NН<sub>4</sub>)<sub>2</sub>S ta‘sirida cho’kadigan kationlar uchinchi analitik gruppani tashkil etadi. Uchinchi analitik guruh kationlarining birikmalaridan iborat cho’kmani ajratib olingandan so’ng ammiakli muhitdagi eritmaga (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> ta‘sir ettirib ВаСО<sub>3</sub>, SrCO<sub>3</sub> va СаСО<sub>3</sub> lardan iborat cho’kma hosil qilinadi. Ва<sup>2+</sup> , Sr<sup>2+</sup>, Ca<sup>2+</sup> katiolari ikkinchi analitik guruhni tashkil etadi.
Ikkinchi guruh qarbonatlaridan holi etilgan eritmadan MgCO<sub>3</sub>, Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>, K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> va (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> tuzlari mavjud bo’ladi. MgCO<sub>3</sub> tuzi toza holda suvda erimaydi. Ammo ammoniyli tuzlar ishtirokida uning eruvchanligi ortadi. Demak K<sup>+</sup>, Na<sup>+</sup> , NH<sup>+</sup><sub>4</sub> va Mg<sup>2+</sup> kationlari birinchi analitik guruhni tashkil etadi. (NH<sup>+</sup><sub>4</sub>) kationi analiz boshlamasdan ilgari eritmaning bir qismidan foydalanib aniklanishi kerak, aks holda (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> ва (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>S lar guruh reagentlari bo’lgani uchun eritmaga ammoniy ioni kirib qoladi. Bu guruhga kiruvchilar uchun guruh reagenti mavjud emas. Kationlar va anionlar klassifikatsiyasi. Sifat analizida kation va anionlar aniqlanadi. Kation–musbat zaryadli ion, anion–manfiy zaryadli ion. Kation va anionlarni aniqlash uchun asosan analitik reaksiyalardan foydalaniladi. Analitik reaksiya deb element, ion yoki molekulani ajratib olish, aniqlash va miqdorini aniqlash uchun ishlatiladigan reaksiyaga aytiladi. Analitik reaksiyalar o`z navbatida xususiy reaksiyalar (sezgir reaksiyalar) deb ham nomlanadi. Analitik reaksiyalarni amalga oshirishning quyidagi shartlari mavjud: cho`kma tushishi, gaz ajralib chiqishi, muhit rangi o`zgarishi va h. z. Analitik reaksiyalarni amalga oshirishga yordam beruvchi moddalar reagentlar yoki reaktivlar deb ataladi. Kimyoviy o`zaro ta`sir xususiyatiga qarab reaksiyalar 4 guruhga bo`linadi: kislota–asosli (protolitik) reaksiyalar, cho`ktirish reaksiyalari, kompleks hosil qilish reaksiyalari, oksidlanish–qaytarilish reaksiyalari. Qo`llanilish sohalariga qarab analitik reaksiyalar 3 guruhga bo`linadi: ajratib olish reaksiyalari, aniqlash reaksiyalari, miqdoriy aniqlash reaksiyalari. Sifat analizi ikki xil usul bilan amalga oshiriladi: quruq va ho`l usullar. Quruq usulda aniqlanayotgan modda alangada yoqib ko`riladi, alanga rangi bo`yicha solishtirib aniqlanadi. Ho`l asosda modda eritiladi, hosil bo`lgan eritma analitik reaksiya yo`li bilan aniqlanadi. Analiz tartibini, analizda ishlatiladigan sifat reaksiyalarini va ularning bajarilishini. Kationlarning sifat analizida guruh reagenti sifatida kislotalar, kuchli asoslar, ammiak, karbonatlar, fosfatlar, ishqoriy metallar sulfidlari, oksidlovchilar va qaytaruvchilar ishlatiladi. Kationlar vodorod–sulfidli usul bo`yicha 5 guruhga, kislota–asos usuli bo`yicha 6 guruhga, ammiak–fosfatli usul bo`yicha 5 guruhga ajratiladi. Kompleksimetriya usulida turli xil kompleks birikmalar hosil qiladigan moddalarni aniqlash mumkin. Kompleks hosil qiluvchi moddalarning turlariga ko'ra kompleksimetriya usullari kompleksonometriya, merkurimetriya, ftorometriya va boshqa usullarga bo'linadi. Bu usullar orasida kompleksonometrik usullar eng ko'p tarqalgan va ular boshqa usullarga ko'ra talaygina afzalliklarga ega. Bular qatoriga hosil bo'ladigan komplekslarning barqarorligi kompleksonlarning nisbatan arzonligi va eng muhimi xavfsizligi singarilar kiradi.

Kompleksonometriya

Kompleksonometrik titrlash metall kationlarining kompleksonlar bilan kompleks birikma hosil qilish reaksiyasiga asoslangan. Bunda juda barqaror, suvda yaxshi eruvchan ichki kompleks birikmalar hosil bo'ladi. Titrimetrik analizda asosan komplekson III yoki trilon B deb ataladigan natriy digidroetilendiamintetraatsetat (EDTA) tuzi ishlatiladi. Komplekson III ning molekulyar grafik formulasi quyidagicha:

HOOCCH2 CH2COONa

\ /
NCH2 CH2N
/ \
NaOOCCH2 CH2COOH

Bu moddaning ionlanish konstantasi katta bo'lib, metallar bilan hosil qilgan kompleksining barqarorligi metallarning xususiyatiga bog'liq. Ichki kompleksning hosil bo'lishida metall ioni karboksil gruppadagi vodorod atomining o'rnini egallaydi, azot atomi bilan esa koordinatsion bog' hosil qiladi. Ajralgan vodorodni bog'lash uchun reaksiya ammiakli bufer aralashma ishtirokida olib boriladi. EDTA ni qisqacha H2Y2-shaklda ifodalasak, reaksiya tenglamasi quyidagicha bo'ladi:

M2+ + H2Y2- + 2NH3 ( MY2- + 2NH4+
XULOSA
Ushbu kurs ishini tayyorlash mobaynida xromotografiya to„g„risida turliadabiyotlar, internet ma’lumotlari to`plandi va ularni o`rganib tahlil qilindi. Xromatografiya to’g’risida ma’lumotlar, uning afzalliklari, turlari, tahlil qilish usullari, xromatograflar orqali moddalarni tahlil qilishda qanday jarayonlar borishi haqida ko’nikmalarga ega bo’lindi.
Xromotografiya - tahlil laboratoriyalarda, sanoatda - ko’p komponentli tuzilmalarni sonini va sifatini tahlil qilish, ishlab chiqarishni nazorat etish, murakkab jarayonlarni avtomatik boshqarish jarayonlarda keng ko’lamda qo’llaniladi. Tahlil natijasida hosil bo’ladigan xromotogrammalarni EHM yordamida aniqlab beriladi.
Xromotografik usulda aniqlashning afzalliklari juda ko’p bo’lib, u yuqori tezlikda ma’lumot berish va ko’rsatkichlarning aniqligi va avtomatik tarzda boshqarilish imkoniyatlarini beradi. Hozirgi vaqtda xromatografiya usullari moddalarni ajratish, tozalash, sifatiy va miqdoriy aniqlash kabi masalalarni hal etishda ishlatiladi. Moddalarni xromatografik ajratish yoki tozalash aralashmadagi moddalarning adsorbent yuzasida turlicha adsorbilanishi va erituvchilardagi eruvchanligining har xilligiga asoslanganligi tahlil qilindi. Turli mamlakatlarda bu usul bo’yicha olimlarning olib borgan tadqiqotlari natijalari o’rganib chiqildi.
Xulosa qilib shuni aytish mumkinki, xromotografik usulda aniqlashning afzalliklari juda ko’p bo’lib moddalarni ajratish, tozalash, sifatiy va miqdoriy aniqlash kabi masalalarni hal etishda juda ahamiyatlidir.