Miqdoriy analizning mohiyati va uning usullari

1.8. Xromatografik analiz. Xromatografiya modda aralashmalarini ularni tashkil etuvchi komponentlarga ajratishning fizik- kimyoviy usuli bo’lib, u adsorbent (yutuvchi)larning turli moddalarni tanlab adsorblashiga asoslangan.
Adsorbtsiya ususli rus olimi M.S.Tsvet tomonidan 1903 yilda kashf etilgan. Xromatografik analiz usullaridan adsorbtsion, ion almashinish, taqsimlanish va cho’ktirish xromatografiyalari miqdoriy analiz o’tkazishda bir yoki bir necha moddaning eritmaning molekulalararo kuchlar ta‘sirida ayrim ionlarning tanlab adsorbtsiyalanishiga asoslangan. Adsorbentlar sifatida aktivlangan ko’mir, ishqoriy yer metallarining, shuningdek magniy, alyuminiy va shu singari metallarning oksidlari va gidroksidlari, silikagel kabilar ishlatiladi.
Taqsimlash xromatografiyasi erigan moddaning o’zaro taqsimlanishi xodisasiga asoslangan qog’oz xromatogrammasi taqsimlanish xromatografiyasining bir turidir. Unda turli qo’shimchalardan tozalangan maxsus filtr qog’ozlaridan foydalaniladi. Xromatografiyani o’tkazish juda oson. Tekshirilayotgan eritma (masalan Fe³⁺, Cu²⁺ Mn²⁺ kationlari aralashmasidan) pipetka yordamida bir tomchi olinadi va chetidan 1-2 sm qoldirib filtr qog’ozga tomiziladi. So’ngra filtr qog’oz yopik kameraga ilib qoyiladi. Bunda qog’ozning tekshirilayotgan eritma tomizilgan tomoni erituvchiga botib turishi kerak, bunda erituvchi filtr qog’oz boylab yuqoriga tarkibidagi komponentlar ham turlicha tezlikda xarakatlanadi. Ma‘lum vaqt o’tgandan so’ng filtr qog’oz kameradan chiqarib olinadi, quritiladi va unga bir-biridan ajratiladigan ionlar bilan rangli birikma hosil qiluvchi reaktiv eritmasidan purkaladi.
Masalan, Fe³⁺ va Cu²⁺ kationlari kaliy geksatsiannoferrat K₄[Fe(CN)₆], Mn^{2+ ioni esa kumush nitrat} AgNO₃ eritmalari bilan rangli dog’lar hosil qiladi. Shunday qilib, ionlar filtr qog’ozda rangli birikmalar xolida ma‘lum tartibda joylashadi va bu xodisaga xromatogramma deyiladi.
Cho’ktirish xromatografiyasi. Ajratiladigan aralashma komponentlari bilan cho’ktirgichdan hosil bo’ladigan kiyin eriydigan birikmalarning eruvchanligi xar xilligiga asoslangan. Cho’ktirish xromatografiyasi o’tkaziladigan kolonka inert modda va cho’ktiruvchi reaktivdan iborat bo’ladi. Cho’ktiruvchi reaktiv tekshirilayotgan eritma tarkibidagi ionlar bilan cho’kmalar aralashmasini hosil qiladi va ular o’z eruvchanligiga ko’ra kolonka balandligi boylab ma‘lum ketma ketlikda joylashadi. Cho’ktirish xromotografiyasi asosan elektrolitlarni bir-biridan ajratishda qo’llaniladi.
Ion almashinish xromatografiyasi analiz qilinayotgan aralashma ionlarining adsorbentning xarakatchan ionlariga almashinish reaktsiyalariga asoslangan. U miqdoriy analizda tekshiriladigan moddaning tarkibiy qismlarini aniqlash, qo’shimcha moddalarni ajratish va sof kimyoviy preparatlar olish elektrolitlarni eritmadagi umumiy kontsentratsiyasini aniqlash va boshqa maqsadlarda keng qo’llaniladi. Ion almashinish xromotografiyasida adsorbent sifatida yuqori molekulyar birikmalar – ionitlar ishlatiladi. Ular ion almashinish xususiyatiga ega bo’lgan qattiq moddalardir. Eritmalardan kationlarni yutadigan adsorbentlar kationitlar deyiladi. Eritmalardan anionlarni yutadigan adsorbentlar anionitlar deb yuritiladi. Anionitlar tarkibida xarakatchan gidroksil gruppalar mavjud.
Sifat analizi kursidan ma‘lumki eritmada fosfat ioni PO₄^3- mavjud bo’lsa analizni o’tkazish, xususan, Al³⁺ va Fe³⁺ kationlarini aniqlash qiyinlashadi. Ion almashinishidan foydalanib PO^3-₄ anionini ajratish boshqa analitik metodlarga nisbatan ancha qulay.
Tekshirilayotgan eritma N-formadagi kationit bilan to’ldirilgan byuretka yoki naycha orqali o’tkaziladi. Bunda kationlar smolada ushlanib qoladi. PO^3-₄ va boshqa anionlar kationit bilan ushlanib qolmaydi.
3RH+Me₃ PO₄ = 3RMe +H₃ PO₄
Fosfat ionlarini to’la yo’qotish uchun kolonka distirlangan suv bilan yuviladi. So’ngra to’plangan kationlar kolonkadan o’ndagi kationitni xlorid kislota bilan yuvib siqib chiqariladi. Bu protsess kationitni qayta tiklash yoki regeneratsiya deyiladi
R Me + HCl = RH + Me Cl
Regeneratsiya kationit qayta ishlatish uchun yaroqli. Hosil qilingan filtrat va kationlar aralashmasi sifatida tekshiriladi.
Aniotlarda :
n ROH + Aⁿ= R_n A+nOH^-
bu yerda R- anionit tarkibidagi erimaydigan organiq radikal
Aⁿ – eritmada ishtirok etuvchi anion (PO^3-_{4 ,}SO^2-₄ va boshqalar)
2ROH +SO₄^2- = R SO₄+2OH^-
Anionitni regeneratsiya qilish, ya‘ni uni ON- formaga o’tkazish uchun kolonkadan ishqor o’tkaziladi.
R₂SO₄ +2Na OH = 2ROH+ Na₂ SO₄
So’ngra anionidni ortiqcha miqdor ishqordan tozalash maqsadida neytral reaktsiyagacha distillangan suv bilan yuviladi.