Optik analiz usullari va turlari

<sup>`</sup>zg`atish manbalari. Emission spektral analiz usullarida tekshiriladigan moddani bug`latish, atomlash va qo`zg`atish uchun turli manbalar ishlatiladi


14. Emission usulni sifat analizida ishlatilishi.

Atom-emission sifat analizini amalga oshirish uchun eng qulay manba elektr yoyidir. Elektr yoyining harorari induktiv boglangan plazmaning haroratidan kichik bo’lganligi uchun unda spektral chiziqlar kamroq bo’ladi, spektral chiziqlarning kamligi esa sifat analizi uchun ancha qulaydir. Atom-emission usul ko’p elementli analiz usulidir, bu usul yordamida ko’plab elementlarni topish mumkin. Buning uchun tekshiriladigan moddaning chiqarish (emission) speklri fotoplastinka yoki fotoplenkaga tushirib olinadi (spektrografik usul). Наг bir element ko’p sonli spektral chiziqlarga ega bo’lganligi uchun ular orasidan intensivligi eng yuqori bolgani (analitik yoki oxirgi chiziqlar) tanlanishi kerak. Spektral chiziqlarni identifikatsiya qilish uchun maxsus atlaslardan foydalaniladi. Turli xil spektrograflar uchun maxsus atlaslar mavjud.

Atlaslarda temirning 20 marta kattalashtirilgan spektral chiziqlari bo’lib, ularning soni ham ko’p bo’lganligi uchun har chiziqning to’lqin uzunligi ko’rsatilgan bo’ladi. Atlasdagi temirning spektrlari yuqorisida elementlarning xarakterli spektral chiziqlari va belgilari joylashiirilgan. Masalan, Zn_I⁴ 275,65 nm to’lqin uzunligi 5,65 tarzida yozilgan boladi. Bu yerda element belgisining o’ng tomonida pastdagi rim raqami elementning qo’zg’atilgan (I) yoki ionining bir (II), ikki (III) martaqo’zg’atilganligmi ko’rsatadi. Element belgisining o’ngdan yuqorisidagi raqam (4) esa spektral chiziqning shartli sezuvchanligini l0 balli shkalada tasvirlaydi.

15. Nima sababdan eritmada elektrolitlar ionlarga dissotsiylanadi ?

Dissotsiatsiyalanish jarayoni aslida ajralish parchalanish jarayoni hisoblanadi. Ushbu jarayonlar 3 turga bo’linadi Bular:
1) Elektr toki ta’sirida
2) Yuqori temperatura ta’sirida ya’ni - Termik
3) fotokimyoviy - ya’ni yorug’lik nuri ta’sirida.
Aynan shunday ta’sirlar natijasida eritmada elektrolitlar ionlarga dissotsiylanadi.

16. Konduktometrik analiz usuli.
Konduktometrik analiz usuli to`g`ri (bevosita) konduktometriya va konduktometrik titrlashga bo`linadi.
To`g`ri konduktometriya asosida eritma konsentratsiyasi bilan elektr o`tkazuvchanligi orasidagi bog`lanish yotadi. bu usul bilan eritmada bo`lgan alohida elektrolitlar miqdorini aniqlash, ayniqsa, oziq-ovqat mahsulotlari sifatini nazorat qilish mumkin.
Masalan, suvning tozaligini, sut, vino, shifobaxsh ichimliklar va boshqalar tarkibiy qismini aniqlash mumkin.
Konduktometrik titrlashda titrlash jarayonida eritmaning elektr o`tkazuvchanligi o`lchab boriladi. olingan natijalar asosida (elektr o`tkazuvchanlikni titrant hajmiga bog`liqligi) titrlash egri chiziqlari chiziladi. aniqlanadigan moddadagi ionlar harakatchanligining turlicha bo`lishiga qarab, titrlash egri chiziqlarining ko`rinishi ham har xil bo`ladi (4.2-rasm)
a — kuchli kislotani kuchli asos bilan titrlash; b - cho`kma hosil qilish reaksiyasiga asoslangan titrlash; d — kuchli kislotani kuchli asos va kuchsiz kislotadan hosil bo`lgan tuz bilan titrlash; e — kuchsiz asos va kuchli kislotadan hosil bo`lgan tuzni kuchli asos bilan titrlash.
Ekvivalent nuqta titrlash egri chiziqlaridan topiladi va hisoblashlar olib boriladi. konduktometrik titrlashda neytrallanish, oksidlanish-qaytarilish, cho`ktirish, kompleks hosil qilish, qaytar va qaytmas reaksiyalardan foydalanish mumkin.

17. Solishtirma, molyar va ekvivalent elektr o’tkazuvchanliklar orasida qanday bog’lanishlar bor?

Nemis fizigi Kolraush (1840-1910) turli sistemalarning ekvivalent elektr o’tqazuvchanlikni o’rganib, quyidagi xulosaga keldi. Gap shundaki, elektrolitlar eritmasidagi elektr o’tqazuvchanlik qarama-qarshi yo’nalishda harakat qilayotgan anion va kationlar harakati tufayli sodir bo’ladi. Agar kontsentratsiya kichik bo’lsa (kuchli suyultirilgan eritmalar uchun) kationlar va anionlar bir-biriga xalaqit qilmay mustaqil harakat qiladilar. Ularning cheksiz suyultirilganda elektr o’tqazuvchanligi ularning ayrim holdagi elektr o’tqazuvchanligining yig’indisidan iborat bo’ladi: b_ = _A + _K, bu erda _A va _K anion va kation elektr o’tqazuvchanligi. CHeksiz suyultirilgandagi solishtirma elektr o’tqazuvchanlikni (_) tenglamasi orqali ekvivalent (molyar) elektr o’tqazuvchanlikka hisoblash orqali aylantirish mumkin:
Agar bo’lsa, u holda Kolraush qonunning matematik ifodasi kelib chiqadi: bu erda va anion va kationlarning harakatchanligi deb yuritiladi. Yuqoridagi tenglama bo’yicha Kolraush qonuni quyidagicha ta’riflanadi:
CHeksiz suyultiririlgandagi elektrolit eritmasining ekvivalent (molyar) elektr o’tqazuvchanligi (_) elektrolit tarkibiga kiruvchi anion va kationlarning harakatchanligining yig’indisiga teng.
18. Elektrolit eritmalarning ekvivalent elektr o’tkazuvchanligi qanday fizik ma’noga ega?
Elektr o’tkazuvchanlikka kontsentratsiya ta’sirini yo’qotish uchun ekvivalent elektr o’tkazuvchanlik () degan tushuncha kiritilgan.
Oralari 1 sm bo’lgan ikkita elektrod orasiga 1 g-ekv. modda quyilgan hosil bo’ladigan elektr o’tkauvchanlik - ekvivalent elektr o’tkazuvchanlik deb ataladi. U  (lyambda) harfi bilan belgilanadi.
Agarda 1 N eritma olsak, uning  sini o’lchash uchun 1 l eritma kerak bo’ladi. Elektrodlar sathi yuzasi 1000 sm² bo’lishi kerak. Bunda 0,1 N eritma olinsa, uning 1 g-ekv. erigan moddaga moslashtirish uchun, elektrodlar sathi 1000 sm² bo’lishi lozim. Amalda bunday qilinmaydi, ekvivalent elektr o’tkazuvchanlik ₀ dan hisoblab topiladi.

19. Nima uchun elektrolit eritmalarining elektr o’tkazuvchanligini o’lchash uchun doimiy toke mas, balki o’zgaruvchan to’kdan foydalaniadi.

Elektr o’tkazuvchanlikni o’lchash usuli asosida fizikada Uitson ko’prigi deb nom olgan Kolraush usuli yotadi. Bu usulda doimiy tok manba’idan to’g’ridan-to’g’ri foydalanib bo’lmaydi. CHunki, agar protsessda o’zgarmas tok ishtirok etsa elektroliz jarayoni va polyarizatsiya-lanish xodisalari sodir bo’lar edi.

20. eritmaning elektr o’tkazuvchanligini o’lchashda yacheyka doimiyligiga qanday omillar ta’sir qiladi?

Yacheyka doimiyligiga elektr o’tkazuvchanligi aniq bo’lgan standart elektrolit eritmalarning bir necha konsentratsiyadagi qarshiliklariga va proporsionallik doimiysiga bog’liqdir. Proporsionallik koeffitsiyenti k esa yacheykalar orasidagi masofa va yuza nisbatiga bog’liq.

21. Erituvchi sifatida suv o'miga aseton ishlatilsa, kuchsiz elektrolitning dissotsilanish konstantasining qiymati o'zgaradimi?

Kuchsiz elektrolitlar suvda kam ionlarga ajraladi a lekin kuchli erituvchi bo’lgan arganik moddalarda esa ko’roq erishi tufayli ko’proq ionlarga ajraladdi ya'ni shu sababli dissotsiatsiyalanish konstanatasi ortadi qisqa qilib aytsam o’zgaradi.
Nima uchun?
Sababi : Elektrolitning dissotsiatsiyalanish konstantasi elektrolit va erituvchi tabiatiga hamda haroratga bog‘liq, konsentratsiyaga bog‘liq emas. U birikmalar dissotsiatsiyasiningmiqdoriy xarakteristikasi bo‘lib hisoblanadi. Dissotsiatsiyalanishkonstantasi qancha katta bo‘lsa, elektrolit shuncha kuchli dissotsiatsiyalanadi.

22. Eritma konsentratsiyasining ta`siri.

Elektr o`tkazuvchanlikning konsentratsiyaga bog`liqligi elektrolitning tabiatiga bog`liq bo`lib, konsentratsiyaning oshishi solishtirma elektr o`tkazuvchanlikning ortishiga va ma`lum qiymatdan keyin kamayishiga olib keladi.
Eritma konsentratsiyasi oshishi bilan eritmada zaryadli zarrachalar soni ortadi, natijada elektr o`tkazuvchanlik ma`lum qiymatgacha ortadi, keyin esa kamayadi, chunki eritma konsentratsiyasi oshishi bilan eritmaning ion kuchi oshadi, natijada ionlar orasidagi masofa Kichrayib, ion juftlari hosil bo`lib, ionlaming harakatchanligi kamayadi.
23. Bevosita va bilvosita konduktometriya usullari orasida qanday farq bor? Qaysi usul ko’proq tanlash xususiyatiga ega? Nima uchun ?
Bevosita konduktometriya usulida potensialni belgilovchi moddaning aktivligi elektrod potensialini aniqlash asosida topiladi. Bu usul ionlarning aktivligini to'g'ridan-to'g'ri aniqlashga imkon beradigan yagona usul hisoblanadi. Bilvosita konduktometriya usuli qisqa tarzda potensiometrik titrlashdir. Bevosita ustunroq, chunki to’g’ridan to’g’ri ion aktivligini aniqlaydi.

24. Ekvivalent nuqta yaqinidagi qanday o'zgarish konduktometrik titrlashni tugatishga sabab bo'ladi?

Ekvivalent nuqta yaqinidagi elektr o’tkazuvchanlikning o’zgarishi ushbu titrlash jarayoni yakuni hisoblanadi

25. Buger-Lambert-Ber qonuni.

Buger-lambert - qonuni modda konsentratsiyasi o’zgarnas bo’lganda nurning yutilishi, yutuvchi qatlamning qalinligiga bog’liq ekanligini ifodalasa, Ber qonuni – eritma qalinligi o’zgarmas bo’lganda nurning yutilishi konsentratsiyaga bog’liq ekanligini idfodalaydi.

Ikkala qonun birlashtirilib Buger-Lambert-Ber qonuni deb qabul qilinadi va quyidagi formula bilan ifodalanadi.
J=J₀ 10^-lc ` yoki logorifmik holda

lg =lc
A lg A= lc
Moddaning optik zichligi deb ataladi.
Bu yerda А-optik zichlik, nurni yutilgan miqdorini ifodalovchi o’lchovsiz kattalik.

26. Katod potensialining doimiy qiymatidagi elektroliz, ularni doimiy holda ushlab turish sharoitlari.

Katod potensiali doimiy bo‘lgandagi elektroliz.
Elektroliz jarayonida katod potensialini doimiy holda saqlab turilganda elektrogravimetrik aniqlashning selektivligini oshirish mumkin. Elektroliz jarayonida katod potensialini doimiy holda saqlab turish uchun maxsus qurilmadan foydalaniladi: Katod potensialini o‘zgarmas holda ushlab turish uchun С-kontakt harakatga keltirib turiladi.
27. Elektr cho’ktirish usuli, mohiyati, turlari, qo’llanilishi. Elektroliz.
Elektrocho‘ktirish shunday metodki, bunda aniqlanadigan komponent elektr toki yordamida elektroliz kamerasidagi elektrodlardan biriga cho‘kadi va uning miqdori gravimetrik usulda aniqlanadi. Elektrogravimetrik metod sezgir metodlardan hisoblanadi, ammo analiz uchun ko‘p vaqt sarflanadi.
Dastlabki paytlarda elektrolizni tezlatish maqsadida elektrocho‘ktirish tok kuchining yetarlicha katta miqdorida amalga oshirilar edi. Elektroliz jarayonida tok kuchini o‘zgartirmay ushlab turish uchun berilayotgan kuchlanish oshirib boriladi, chunki metall ionlari konsentratsiyasi kamayishi bilan tok kuchi ham kamayadi. Ammo bunday usul metod selektivligining kamayishiga olib keladi.
Elektrocho‘ktirishni 3 xil usulda amalga oshirish mumkin.
1) Doimiy berib turiladigan kuchlanish hisobiga yoki yacheykaning doimiy potensiali hisobiga elektroliz.
2) Doimiy tok kuchi ta’sirida elektroliz.
3) Katod potensiali doimiy bo‘lgandagi elektroliz.

28. Elektrokimyoviy analiz usullari, ularning afzallik va kamchiliklari.

Kimyoviy analizning bu usuli elektrodlar ustida yoki elektrodlar oralig’ida sodir bo’layotgan jarayonlarga asoslangan. Bunda sistemaning qator kattaliklari ( potensial, tok kuchi, elektr miqdori, qarshilik, sig’im, elektr o’tkazuvchanlik yoki dielektrik xossalari) o’zgaradi. Bu kattaliklar aniqlanadigan moddalarning eritmadagi konsentratsiyalariga mos bo’lganligi yoki ularning o’ziga hos xususiyatlari bilan belgilanganligi uchun ular yordamida o’sha moddalarning tabiati va miqdorini aniqlash mumkin. O’lchanadigan mazkur qiymatlarning ko’p sonli umumlashmalari mavjud, biroq ular analiz usullarini to’liq ifodalab berolmaydi va shuning uchun ham usullarni sinflashda qator chigalliklar uchraydi. Bizningcha, barcha elektr kimyoviy analiz usullarida elektr zanjiri asosiy o’rinda turganligini hisobga olib, usullar sinflanishining asosiga elektrodlarda bo’ladigan jarayonlarni qo’yish maqsadga muofiqdir. Shu asosda barcha elektr kimyoviy usullarni uch guruxga bo’lish mumkin: 1) elektrod reaksiyalariga asoslangan elektr kimyoviy usullar ( potensiometriya, voltamperometriya: polyarografiya, amperometriya, inversion voltamperometriya, xronoamperometriya va boshqa voltamperometrik usullar, kulonometriya, elektr gravimetriya); 2) elektrod reaksiyalari bilan aloqador bo’lmagan elektr kimyoviy usullar ( past va yuqori chastotali konduktometriya, dielkometriya); 3) qo’sh elektr qavatning o’zgarishi bilan bog’liq bo’lgan usullar (tenzammetriya, elektr sorbsion analiz).

29. Elektr cho’ktirish usuli, mohiyati, turlari, qo’llanilishi. Elektroliz.

Elektrocho‘ktirish shunday metodki, bunda aniqlanadigan komponent elektr toki yordamida elektroliz kamerasidagi elektrodlardan biriga cho‘kadi va uning miqdori gravimetrik usulda aniqlanadi. Elektrogravimetrik metod sezgir metodlardan hisoblanadi, ammo analiz uchun ko‘p vaqt sarflanadi.
Dastlabki paytlarda elektrolizni tezlatish maqsadida elektrocho‘ktirish tok kuchining yetarlicha katta miqdorida amalga oshirilar edi. Elektroliz jarayonida tok kuchini o‘zgartirmay ushlab turish uchun berilayotgan kuchlanish oshirib boriladi, chunki metall ionlari konsentratsiyasi kamayishi bilan tok kuchi ham kamayadi. Ammo bunday usul metod selektivligining kamayishiga olib keladi.
Elektrocho‘ktirishni 3 xil usulda amalga oshirish mumkin.
1) Doimiy berib turiladigan kuchlanish hisobiga yoki yacheykaning doimiy potensiali hisobiga elektroliz.
2) Doimiy tok kuchi ta’sirida elektroliz.
3) Katod potensiali doimiy bo‘lgandagi elektroliz.

30. Yonaki jarayonlarni oldini olish.

Agar eritmada asosiy reaksiya komponentlaridan tashqari yonaki reaksiyaga kirishuvchi begona moddalar ham ishtirok etsa va bu begona moddalar asosiy reaksiya komponentlari bilan raqobat reaksiyasiga kirishsa, u holda sistemada muvozanat holatiga kelgandan keyingina sodir bo`ladi. Turli tip reaksiyalari raqobat reaksiyalari bo`lishi mumkin: bu kompleks hosil qilish, oksidlanish-qaytarilish,cho`ktirilish,kuchsiz kislota va kuchsiz asoslar hosil bo`lishi va hokazo. Erish reaksiyasida yonaki reaksiyalarning borishi cho`kmaning erishini tezlashtiradi, ya`ni erigan moddaning summar kontsentratsiyasining ortishini hisoblashni murakkablashtiradi. Kulonometrik reaksiyalarda ham yonaki reaksiyalar bormasligi shart, buning uchun tekshirilayotgan moddadagi raqobat reaksiya keltirib chiqaruvchi moddani reagent orqali yoki boshqa usullar bilan tozalab olish lozim.
31. Ichki elektroliz.

Ichki elektroliz usuli turli materiallar tarkibidagi metallar miqdorini aniqlashda qoʻllanadi. Bu usul faqat galvanik element energiyasi hisobiga katodda metallning erkin holda ajralishi bilan tushuntiriladi.

32. Kulonometrik analiz, mohiyati, turlari.

Kulonometrik analiz tekshirilayotgan eritmani elektrolizlashga asoslangan. Kulonometriya usullari bevosita va bilvosita galvanostatik va potensiostatik usullarga bo‘linadi.
1) Bevosita usullarda elektr miqdorini o‘lchash orqali modda massasini ya’ni, miqdorini aniqlash mumkin
2) Bilvosita usullarda titrantni elektr generatsiya qilish uchun sarflangan elektr miqdori bo‘yicha aniqlanadigan moddaning massasi baholanadi.

33. Ekvivlent nuqtani aniqlash usullari.

Ekvivalent nuqtani aniqlashda rangli indikatorlarni keng miqyosda qo’llash eng oddiy usullardan biri ammo u yagona usul hisoblanmaydi. Rangli indikatorlar bilan birga

Fluoroessent va xemilyuessentli indikatorlardan ham foydalaniladi. Turli fizik – kimyioviy usullar jumladan potensiometrik, konduktometrik fotometrik termometrik va boshqalar kata muvofaqqiyat bilan qo’llanilmoqda.
Potensiometrik o’lchash tirtrlash jarayonida eritma pH ni kuzatishga asoslangan. Bunda titrlash egri chizig’i ekspremental ma’lumotga binoan tuziladi va pH sakramasi bo’yicha ekvivalent nuqta aniqlanadi.

34. Faraday qonuni.

Faradey qonunlari Elektr energiyasi bilan kimyoviy jarayonlar orasida miqdoriy bog’lanish borligini dastlab (1836 yilda) ingliz olimi M. Faradey aniqlagan. Elektrolizning 1 – qonuni quyidagicha ta‘riflanadi: elektroliz vaqtida elektrodda ajralib chiqadigan moddaning og’irlik miqdori eritmadan o’tgan elektr miqdoriga to’g’ri proportsionaldir. Agar elektrodda ajralib chiqadigan moddaning og’irlik miqdoirini m bilan, elektr miqdorini Q bilan, tok kuchini J bilan, vaqtni t bilan belgilansa, Faradeyning 1 – qonuni quyidagicha yoziladi: m = К · Q = К · J · t bu yerda, K – ayni elementning elektr kimyoviy ekvivalenti, ya‘ni eritma orqali 1 kulon elektr o’tganda ajralib chiqadigan miqdori. Elektrolizning 2 – qonuni: agar bir necha elektrolit eritmasi orqali (ketma – ket ulangan holda) bir xil miqdorda elektr o’tkazilsa, elektrodlarda ajralib chiqadigan moddalarning og’irlik miqdorlari o’sha moddalarning kimyoviy ekvivalentlariga proportsional bo’ladi.

35. Kulonometrik analiz usuli.

Kulonometrik analiz tekshirilayotgan eritmani elektrolizlashga asoslangan. Bunda aniqlanayotgan moddaning ionlarga ajralishi yoki ulrning oksidlanishi va qaytarilishi uchun sarflanadigan elektr miqdori o‘lchanadi.
Bu usul oddiy bo‘lgani uchun eritmadagi ionlarni va eritmada boradigan kimyoviy protsesslarni aniqlashda keng qo‘llaniladi. Kulonometriya usuli analitik mutlaq usullardan biri bo‘lib, elektr miqdorini o‘lchashga asoslangan. Bu usul 10'9 M gacha moddani aniqlash imkonini beradi. Kulonometriya usullari bevosita va bilvosita galvanostatik va potensiostatik usullarga bo‘linadi. Bevosita usullarda elektr miqdorini o‘lchash orqali modda massasini ya’ni, miqdorini aniqlash mumkin Bilvosita usullarda titrantni elektr generatsiya qilish uchun sarflangan elektr miqdori bo‘yicha aniqlanadigan moddaning massasi baholanadi.

36. Qo’llaniladigan reaksiyalar.

Elektr kimyoviy reaksiya deganda, ikkita elektr o'tkazuvchan tutash fazaning ayrim qismlaridan ionlar yoki elektronlarning fazalar chegarasidan o'tishi natijasida tok hosil bo‘lishi bilan bog'liq bo’lgan geterogen reaksiya tushuniladi. Yuqorida keltirilgan
Zn↓→Zn²⁺ +2e va Cu²⁺+2e→Cu↓
reaksiyalar elektr kimyoviy reaksiyalarga misol bo‘la oladi.
37. Metodning afzalliklari.
Konduktometrik titrlash usullarining aniqligi ancha yuqori bo’lib, individual moddalarni aniqlashda titrlash xatosi 1 %, aralashmalarni aniqlashda 2 % dan oshmaydi.

38. Analizning potensiometrik usuli

Bu analiz elektrokimyoviy analiz usullarining asosiylaridan biri hisoblanadi. Bu usul eritmaga tushirilgan elektrodlar (galvanic elementlar)da yuzaga keladigan potensiallar farqi — elektr yurituvchi kuchni o ‘lchash bilan eritmada erigan modda miqdorini (konsentratsiyasini) aniqlashga asoslangan.

39. Nernest teglamasi

Elektrodda yuzaga keladigan potensial Nerst tenglamasi bilan ifodalanadi:

Har bir elektrod uchun yuqoridagi singari elektrod potensialini hisoblash formulalari mavjud. Elektrodlar ularda boradigan elektrokimyoviy reaksiyaning mexanizmi va ishlatish maqsadiga ko‘ra, bir necha turga bo‘linadi.

40. Galvanik еlement.


1. To’qnashuvchi (kontaktlovchi) fazalar to’plami bo’lib, ulardan biri ion o’tkazuvchi, boshqasi еsa еlektron o’tkazuvchi bo’ladi va ularning chegara sirtida potentsiallar farqi hosil bo’lib, ochiq zanjir uchida еlektr yurituvchi kuch paydo bo’lishiga olib keladi.
2. Еlektr oqimining kimyoviy manbai bo’lib, bitta galvanik yacheykadan tashkil topgan bo’ladi.