U. Xamdamov ta’limda innavatsion texnologiyalar

Analitik kimyoni fan sifatida shakllanishi uzoq tarixga ega bo‘lib, unga qadimda Lomonosov M.V., Mendeleev D.I., O‘rta Osiyo omillaridan Ar.Roziy, Xaziniy kabi olimlar bilan bir qatorda Alekseev V.I., Alimarin A.P., Zolotov YU.A., Xaritonov YU.YA. kabi rus olimlari bilan bir qatorda Tolipov SH.T., Azizov M.A., Parpiev N.A. va boshqa qator o‘zbek olimlari xam o‘z xissalarini qo‘shganlar. Sifat tahlilga ingliz olimi Boyl, miqdoriy tahlilga M.V. Lomonosov asos olgan.

Tahlil asosini tashkil etuvchi tamoillar: bayoni tahlil usulini tashkil etadi.

Tahlilning bajarilish tartibi – reaksiya sharoiti, harorati kabi omillar bayoni, tahlil uslubi deyiladi.

Analitik kimyo farmatsevtik, toksikologik farmakognoziya va dori vositalari texnologiyasi kabi mutaxassislik fanlarga zamin tayyorlaydi.

Analitik kimyo 3 tarkibiy qismi:

Sifat, miqdoriy va uskunaviy tahlil usullaridan iborat bo‘lib, uskunaviy usul dastlabki ikkala usulda xam qo‘llanadi.

1. 
   Kimyoviy sifat tahlilning maqsadi – modda tarkibidagi element, ion, atomlar guruxi, molekulalarni ochish – ya’ni mavjudligini isbotlash.
   
2. 
   Kimyoviy miqdoriy tahlilning maqsadi – moddaning miqdoriy tarkibi, ya’ni undagi element (ashyodagi moddalar) miqdoriy nisbatlarini aniqlashdan iborat.
   
3. 
   Uskunaviy usullarda moddaning sifat va miqdoriy tarkibi fizik asboblar vositasida modda (ashyo) fizik-kimyoviy xossalarini o‘rganish asosida bajariladi.
   

Biror tashqi belgi – cho‘kma yoki gaz ajralishi, cho‘kmani erishi, rang o‘zgarishi kabi tashqi samara bilan boradigan reaksiyalar analitik reaksiya deyiladi.

Eritmadan izlanuvchi ionni ochish uchun ishlatiladigan reaktiv – reagent deb ataladi. Reagentlar (reaksiyalar) uch turga bo‘linadi:

a) Spetsifik (maxsus) reagent murakkab aralashmadagi faqat bitta iongagina xos tashqi samara beradi – NH₄⁺ + OH^- → H₂O + NH₃↑

b) Selektiv reagent (yoki reaksiya) tashqi belgisi, xalaqit beruvchi ionlar bo‘lmaganda, ayrim ionlargagina xos bo‘ladi

2Ag⁺+ CrO₄^3- → 2Ag₂CrO₄↓ to‘qsariq (Ba²⁺, Pb²⁺, Sr⁺² lar) uchun sariq cho‘kma

1. 
   Analitik kimyoda maqsadga ko‘ra moddalarni element, funksional, molekulyar va fazoviy xolatlari tahlil etiladi:
   

a) Alangani bo‘yalish reaksiyasi: Na⁺ – sariq, Sr²⁺ – qizil, K⁺ – binafsha ranglarga alangani bo‘yaydi.

b) Quruq tuzlarni tuyish (ezish)

FeCl₃ + 3NH₄NCS → 3NH₄Cl + Fe(NCS)₃ qizil

v) Tuzlarni cho‘g‘latib dur xosil qilish

3NaNH₄HPO₄ + 2Cr(OH)₃ t˚ → Na₃PO₄ · CrPO₄ yashil yoqut

BaCl₂ + Na₂CO₃ → 2NaCl + BaCO₃ ↓ oq

↓BaCO₃ + 2CH₃COOH → Ba(CH₃COO)₂ + H₂CO₃

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂↑

och xavorang CuSO₄ + 4NH₄ON → 4H₂O + [Cu(NH₃)₄] SO₄ yorqin ko‘k

Tahlilni tomchi, mikrokristalloskopik va boshqa usullari ham mavjud.

1) Tizimli tahlilda – guruh reagenti ta’sirida murakkab aralashma ionlarning ayrim guruhlariga ajratib, so‘ngra ma’lum izchillik, tartibda ochiladi.

2) Karsli tahlilda – izlanayotgan ion eritmaning ayrim bir ulushi (qismidan) maxsus yoki selektiv reagent vositasida istalgan tartibda ochiladi.

4. Analitik reaksiyaning sezgirligi

Reagent analitik samara berishi uchun kifoya etadigan ochiluvchi ionning minimal (eng kichik) konsentratsiyasi analitik reaksiyaning sezgirligi deyiladi.

2K⁺ + Na⁺ + [Co(NO₂)₆]³⁺ → K₂Na[Co(NO₂)₆]↓ sariq

bundanda suyultirilgan eritmada analitik samara kuzatilmaydi.

K⁺ ionini uzum kislotasining nordan tuzi eritmasi bilan ochish K⁺ ionini konsentratsiyasi 13 barovar ko‘p ya’ni 1000ml suvda 1g K⁺ mavjud bulganda ham, analitik samara, oq cho‘kma xosil bo‘ladi, undan kichak konsentratsiyada analitik samara kuzatilmaydi

K⁺ + HC₄H₄O₆^- → KHC₄H₄O₆^- ↓ 1 : 1000

Binobarin birinchi reaksiya ikkinchisiga nisbatan 13 marta sezgir.

Analitik reaksiyaning sezgirligi uzviy bog‘langan to‘rt o‘lchamlarda ifodalanadi.

1. 
   Ochish minimum – m (mkg) chegaraviy suyultirilgan eritmaning minimal hajmida ochilishi mumkin bo‘lgan modda (ion)ning mikrogrammlarda ifodalangan minimal massasi (1mkg = 10^-6 g).
   
2. 
   Minimal xajm V_min – chegaraviy suyultirilgan eritmaning analitik samara kuzatilishiga kifoya etadigan eng kichik hajmi.
   
3. 
   Chegaraviy konsentratsiya, C_lim – ayni reaksiya bilan ochilishi mumkin bo‘lgan ionning g/sm³ birlikda ifodalangan eng kichik konsentratsiyasi.
   
4. 
   Suyultirish chegarasi, W - tarkibida bir gramm ochiluvchi ion tutgan, chegaraviy suyultirilgan, eritmaning maksimal hajmi, sm³/g birlikda ifodalanadi C_lim = 1/W.
   

YOki W = 1g (NH₄⁺) : 2000 litrda

Analitik reaksiya samarasiga xarorat, muhit, halaqit beruvchi ionni niqoblovchi moddalar ta’sir etadi.

Misol: 1) K⁺ + HC₄H₄O₆^- → KHC₄H₄O₆ ↓ reaksiyasida, neytral muxitda, probirka devorlarini ichki tomonidan shisha tayoqcha bilan ishqalab, sovutilgandagina tegishli samara, oq kristall cho‘kma, hosil bo‘ladi.

2) K⁺ kationini natriy kobaltinitrit bilan ochishda, o‘xshash samara bergani sababli, xalaqit beruvchi NH₄⁺ kationini niqoblash formalin ta’sirida xosil bo‘lgan kislotani soda bilan neytrallab bajariladi

Kation va anionlarning tahlili ularning tasnifiga ko‘ra bajariladi. Analitik kimyodan dastlabki darslikni yozgan prof. Menshutkin taklif etgan, mumtoz – sulfidli, klassifikatsiya kationlarni sulfid ioni bilan hosil qilgan sulfidlari hossalarini farqiga asoslangan. Bu tasnifda gurux reagenti sifatida zaharli N₂S eritmasi qo‘llanishi sababli hozirgi vaqtda sifat tahlil, kationlarni kislota-asos xossalariga ko‘ra tuzilgan tasnif asosida bajariladi.

1. 
   Tahlil usuli – tahlil asosini tashkil etuvchi tamoil.
   
2. 
   Tahlil uslubi – tahlilni bajarilish tartibi.
   
3. 
   Spetsifik reagent – murakkab aralashmadagi faqat bitta iongagina xos reagent (reaksiya).
   
4. 
   Selektiv reagent – xalaqit beruvchi ionlar bo‘lmaganda ayrim ionlarga tanlab ta’sir etuvchi reagent.
   
5. 
   Gurux reagenti – ionlar guruxi bilan bir xil analitik samara beruvchi reagent.
   
6. 
   Tahlil turlari: element, funksional, molekulyar, fazoviy va farmatsevtik tahlil.
   
7. 
   Namuna massasiga ko‘ra – makro, yarim-mikro, mikro, ultramikro usullar.
   
8. 
   Bajarilish uslubiga ko‘ra – quruq va xo‘l usullar.
   
9. 
   Bajarilish tartibiga ko‘ra – tizimli (sistematik) va karsli usul.
   
10. 
    Analitik reaksiya sezirligi – ochilishi mumkin bo‘lgan ionning minimal konsentratsiyasi.
    

1. Analitik kimyo fani, uning maqsadi, vazifalari

2. Analitik reaksiya, kasrli, tizimli, makro va mikro taxlil tushunchalarini izoxlang

3. Ionlarning analitik tasnifining asosi

4. Sifat taxlililning kislota-asos usulida guruh reagentlari sifatida qanday moddalar qo‘llaniladi, I guruh kationlarini ayting.

5. Maxsus, selektiv va guruh reagenti, reaksiyalarini ta’riflang.

6. Analitik reaksiya sezgirligi nima bilan tavsiflanadi. Aniqlanish chegarasi, chegaraviy suyultirish, chegaraviy konsentratsiya nima?

7. Ammoniy nitrat va ammoniy xlorid tuzlarining termik parchalanishi reaksiya tenglamalarini yozing.

8. Dorivor modda sifatida I guruh kationlarining qaysi tuzlari

9. “Nazorat tajriba”si nima va u qanday bajariladi?

1. 
   Natriy kationini suvdagi eritmadan ruxuranil atsetat bilan mikrokristalloskopik reaksiya:
   

vositasida V_min = 0,05 ml hajm eritmadan ochish minimumi m = 0,125 mkg = 0,125 γ. Suyultirish chegarasini hisoblang. (Javobi: 4∙10⁵ ml/g).

2. Kaliy K⁺ kationini geksaxlorplatinat – ioni bilan sariq rangli kaliy geksaxlorplatinat cho‘kmasini xosil qilish

2K⁺ +[PtCl₆]^2-→ K₂[PtCl₆]↓

reaksiyasining suyultirish chegarasi 1·10⁴ ml/g.Agar chegaraviy suyultirilgan eritmaning minimal hajmi Vmin = 0,05 ml bo‘lsa shunday eritmadan kaliy kationini ochish chegarasi m ni hisoblang. (Javobi: 5 mkg =5 γ).

Foydalanilgan adabiyotlar

1. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 1. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

2. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 2. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

3. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda)

4. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2013. 2 - jild (lotinda)

5. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.

6. Mirkomilova M. «Analitik kimyo». O‘zbekiston, Toshkent. 2001.

2-mavzu: Elеktrolit eritmalari nazariyasining va massalar ta'siri qonunning analitik kimyoda qo`llanishi. Erituvchilar tasnifi

Reja:

1. Eritma-analitik reaksiya o‘tkaziladigan muhit. Erituvchilarning tasnifi.

2. Massalar ta’siri qonuni va uni analitik kimyoda qo‘llanishi

3. Kuchli elektrolitlar nazariyasining asosiy tushunchalari. Umumiy va faol konsentratsiya. Eritmaning ion kuchi, ionlarning fa’ollik koeffitsienti.

Eritma – murakkab tizimli aralashma bo‘lib, uning tarkibiy qismlari, erituvchi va erigan modda molekulalari, orasida turli ta’sirlar vujudga keladi. Bu ta’sirotlar erituvchining tabiatiga ko‘ra ertilgan moddaning analitik xossasiga turlicha ta’sir etadi.

Erish jarayoni eritilayotgan moddaning kimyoviy bog‘ini kovalentlik darajasiga bog‘liq. Eritilayotgan modda-molekulasining kimyoviy bog‘i qutbli bo‘lsa erish jarayonida u ion bog‘lanishgacha yanada qutblanadi.

Bunday birikmalar suvda eritilganda elektrolitga aylanadi va elektr tokini o‘tkazadi.

Eritilayotgan modda molekulasidagi kimyoviy bog‘ kovalent tabiatli bo‘lsa u suvda eritilganda molekulalarga ajraladi ammo elektr tokini o‘tkazmaydi (masalan shakarning eritmasi).

Erish natijasida xosil bo‘lgan ionlar, erituvchi molekulalari bilan qurshalgan solvat qobig‘ bilan qoplanadi va bu jarayon solvatlanish deb ataladi. Erituvchi sifatida suv ishlatilganda bu jarayon – gidratlanish deb ataladi. Bunday assotsirlanish, (yiriqlanishda) – kompleks birikmalardagi kabi donor – akseptor bog‘lanish xosil bo‘lgani sababli ularni solvatokomplekslar deb atash mumkin

[Co(H₂O)₆]Cl₂ t˚ → [Co(H₂O)₄]Cl₂

pushti ko‘k

Erituvchilar uchta belgisiga ko‘ra tasniflanadi:

1. 
   Molekulasining qutbligi
   
2. 
   Ionlashtiruvchi xususiyati
   
3. 
   Kislota-asos xossalari
   

a) ε > 30 – kutbli erituvchilar: formamid (100), metilformamid – 78

b) ε = 10 – 30, kamkutbli: – etanol (24) va boshqa spirtlar (20)

v) ε <10, kutbsiz: – xloroform (4) sirka k-ta (0,2), benzol (2,3)

2). Ionlashtiruvchi xususiyatiga ko‘ra. a) molekulasida donor atom bo‘lgan ioni ajtiruvchi elektrodonor erituvchilar

H₂O; dimetilsulfoksid – (SH₃)₂SO,

O

//

dimetilformamid (CH₃)₂N – C

H

Bunday erituvchida eritilgan modda molekulasi ionlarga ajraladi.

Bunday erituvchlarda eritilgan modda ionlarga ajralmaydi.

3). Kislota-asosli xossalariga qo‘ra:

a) Protogen erituvchi – o‘zidan proton ajratuvchi kislotali xossaga ega bo‘lgan proton–donor erituvchilar ya’ni barcha kislotalar.

b) Protofil erituvchi – o‘ziga proton biriktiruvchi, proton akseptor, erituvchilar ya’ni asoslar.

v) Amfiprot erituvchi – proton olish va beraolish xususiyatiga ega bo‘lgan amfolit erituvchilar

H₂O = H⁺ + OH^– H₂O + H⁺ = H₃O⁺

Donor Akseptor

g) Aproton erituvchi proton bermaydi va olmaydigan (protonga befarq CCl₄, C₆H₆.

2. Massalar ta’siriy qonuni (MTQ) va uning

analitik kimyoda qo‘llanishi

Qarama–qarshiliklar birligi va kurashi dialektika qonunini tasdiqlovchi, kimyo fanining asosiy qonunlaridan biri, MTQ reaksiya muvozanat xolatini moddalar konsentratsiyalariga bog‘likgini ifodalaydi

V₁ [C]^x[D]^y





_mA + _nB _xC + _yD K_m =

V₂ [A]^m[B]ⁿ (1)

Reaksiyani to‘g‘ri va teskari yo‘nalish tezliklari tenglashganda dinamik (xarakatchan) muvozanat qaror topadi. Le SHatele qoidasiga muofiq bu muvozanatni chap yoki o‘ngga siljitish mumkin K>1 bo‘lishi, reaksiya maxsuloti ko‘pligi, binobarin muvozanat o‘ngga siljiganligini anglatadi.

K<1 bo‘lsa reaksiya teskari tomon ya’ni chapga siljigan bo‘ladi. K-qiymatlari analitik ma’lumotnomalarda keltiriladi. K=1 bo‘lgan kimyoviy reaksiyalar oxirigacha bormaydi.

Analitik reaksiyalar oxirigacha, to‘liq, borishi zarur, buning uchun tengishli analitik reaksiyaning muvozanat doimiysi 10⁸ va undan katta bo‘lishi lozim. Ayrim xollarda reaksiya oxirigacha borishi uchun, Le SHatele qoydasiga muvofiq, tegishli ta’sir vositalari qo‘llanadi.

MTQ, analitik kimyoda, turli analitik reaksiyalarda keng qo‘llanadi:

1. 
   CHo‘ktirish reaksiyalarida – cho‘qma xosil bo‘lishini oldindan aytib berish uchun.
   
2. 
   Kislota-asos muvozanatida eritmalar rN qiymatini va tuzlarni gidroliz darajasini xisoblash uchun.
   
3. 
   Oksidlanish qaytarilish reaksiyalarida muvozanat doimiysi, va reaksiya unumini xisoblash uchun.
   
4. 
   Kompleks xosil bo‘lish reaksiyalarida kompleks ion barqarorlik doimiysini xisoblash va boshqa ko‘p maqsadlarda ishlatiladi.
   

K_{M =} ²S/1 – 

Kuchli elektrolit eritmalari bu qonunga, quyidagi sabobga ko‘ra, itoat etmaydi.

3. Kuchli elektrolitlar nazariyasining asosiy tushunchilari.

Umumiy va faol konsentratsiya
Kuchli elektrolitlarni konsentrik eritmalarida ionlar, ko‘pligi sababli, bir birini xarakatchanligini kamaytiradi. SHuning uchun eritmadagi xarakatchan (fa’ol) ionlar konsentratsiyasi kuchli elektrolitning umumiy konsentratsiyasidan doimo kam bo‘ladi.

Kuchli elektrolit eritmasidagi ionlarni, fa’ol ya’ni, samarali konsentratsiyasi FA’OLLIK deb ataladi va (a) harfi bilan belgilanadi

Demak a < c

Fa’ollikni (a) umumiy konsentratsiya (s)ga nisbati – fa’ollik koeffitsienti deb ataladi f = a/c < 1.

Ion fa’olligini, o‘z elektrolitidan tashqari, begona kuchli elektrolit ionlari xam pasaytiradi. Eritmadagi barcha ionlarni fa’ollikga ta’sirini xisobga olish uchun ion kuchi tushunchasi kiritilgan. Eritmaning ion kuchi qancha yuqori bo‘lsa undagi ionlar fa’olligi shunchali past bo‘ladi.

J_k = 1/2  Ci Zi²

Ta’rif: Ionlar konsentratsiyalarini (Ci) ular zaryadining kvadratiga (Zi²) ko‘paytmalari yig‘indisining () yarmi (1/2) eritmaning ion kuchi deb ataladi

Misol: (S) konsentratsiyalik AlCl₃ eritmasini J_k ?



1-Masala: Aralashmadagi konsentratsiyalari 0,02 va 0,04m bo‘lgan SaCl₂ va KCl eritmaning ion kuchi xisoblansin

CaCl₂ = Ca²⁺ + 2Cl KCl = K⁺ + Cl^– [Ca⁺²] = 0,02 [K⁺] = 0,04

0,02 0,02 0,02·2 0,04 0,04 0,04 [Cl^–] = 0,04+0,04=0,08

J_k =

Eritmani ion kuchiga unda erigan elektrolitning dissotsiatsiya darajasi, konsentratsiyasi, ionlar zaryadi ta’sir etadi.

1. 
   J_k = 0,005 – 0,01m/l bo‘lgan suyultirilgan eritmalarda uchun
   

2. 
   J_k = 0,01 – 0,2 bo‘lgan konsentrlangan eritmalar uchun
   

a = f * c = 0,33 * 0,02 = 0,0066

Demak samarali konsentratsiya (a) umumiy konsentratsiya (c)ga nisbatan

C_Ca+ * /a_Ca+ = 0,02/0,0066 = 3marta kamaygan.

Kuchli elektrolitlarni juda suyultirilgan eritmalari yoki kuchsiz elektrolit eritmalarida < 3% a → c yaqinlashadi va a/c = f → 1. Barcha qolgan xolatlarda f<1, a – aniqroq bo‘lib, termodinamik muvozanat doimiysi deyiladi.

4. Suvning ion ko‘paytmasi, suvli eritmalarning pH qiymati

Suv o‘ta kuchsiz elektrolit H₂O = H⁺ + OH^–

MTQ ni qo‘llassak:

(I)

(I) tenglama suvning dissotsiatsiyalanish darajasi. [H₂O] - suv molekulasining dissotsiatsiyalanmagan molyar konsentratsiyasi bo‘lib, 1 litr suvdagi mollar sonidir.

Distilangan suvdagi [H⁺] va [OH^–] ionlari konsentratsiyalarini ko‘paytmasi IK_H2O = [H⁺] * [OH^–] suvning ion ko‘paytmasi deb ataladi, uning qiytmati K_dis (H₂O)dan albatta farq etadi

[H⁺] * [OH^–] = K_H2O * [H₂O] =1,810^-16 * 55,56 = 1*10^-14

Demak suvning ion ko‘paytmasi doimiy son bo‘lib 1*10^-14 ga teng. Bu tenglikdan analitik reaksiyalar uchun o‘ta muxim bo‘lgan eritmaning rN qiymatini xisoblashda foydalaniladi.

Distillangan suvda [H⁺] = [OH^–] bo‘lgani uchun [H⁺]² = 1*10^-14

[H⁺] = √1*10^-14 = 1*10^-7 muxit neytral

Suvning ion ko‘paytmasini logariflab, barcha xadlarni (–1)ga ko‘paytirib:

(–1) · lg[H⁺] + lg[OH^–] = –14 · (–1); –lg[H⁺] + (–lg[OH^–]) = 14

Vodorod ioni konsentratsiyasini manfiy logarifmi rN deb ataladi


–lg[Н⁺] = рН

Demak suvning ion ko‘paytmasining logarifmik ko‘rinishi

pOH + pOH = 14

Suvli eritmalar pH qiymatlari quyidagi shkalada tavsiflanadi

[H⁺]= 10^-1 10^-3 10^-5 10^-7 10^-8 10^-10 10^-12 10^-14

| | | | | | | | | | | | | | |

pH= | 3 | | 5 | 7 | 8 10 | 12 14

‌kuchli kislotali ‌ kuchsiz ‌‌ kuchsiz ishqor

kislotali | |

‌kuchli ishqor

1. 
   Solvatlanish erigan modda molekula (ionlarini) erituvchi molekulalari bilan o‘ralishi.
   
2. 
   Gidratlanish suvda erigan elektrolit ionlarini suv molekulalari bilan qurshalishi (o‘ralishi).
   
3. 
   Qutbli erituvchi – dielektrik doimaysi kata bo‘lgan erituvchi.
   
4. 
   Ionlashtiruvchi erituvchi – elektrodonor erituvchilar.
   
5. 
   Protogen erituvchi – o‘zidan proton ajratuchi erituvchi.
   
6. 
   Protofil – o‘ziga proton qabul qiluvchi erituvchi.
   
7. 
   Amfiprot – amfolit proton oluvchi va beruvchi erituvchilar.
   
8. 
   Aproton – protonga befarq erituvchi.
   
9. 
   Massalar ta’siriy qonuni – reaksiya maxsulotlari muvozanatdagi konsentratsiyari ko‘paytmasini reaksiyaga kirishayotgan moddalar muvozanatdagi konsentratsiyariga nisbati doimiy son bo‘lib, reaksiyaning muvozanat doimiysini tavsiflaydi.
   
10. 
    Fa’ollik – eritmadagi ionning samarali konsentratsiyasi.
    
11. 
    Ion kuchi – ionlar konsentratsiyarini zaryadi kvadratiga ko‘paytmalari yig‘indisining yarmi.
    
12. 
    pH – vodorod ioni konsentratsiyasini manfiy logarifm.
    

1. Erituvchilar tasnifi?

2. Eritmaning pH ini amaliy aniqlash?

3. Solvatlanishning gidratlanishdan qanday farqi bor?

4. Qutbli erituvchilarga misol keltiring.

Foydalanilgan adabiyotlar

1. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 1. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

2. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 2. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

3. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda)

4. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2013. 2 - jild (lotinda)

5. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.

2. Kationning to‘liq cho‘kishiga ta’sir etuvchi omillar (modda, erituvchi va cho‘ktiruvchining tabiati).

3. Cho‘kmaning erishiga ta’sir etuvchi omillar (tuz samarasi, kompleks xosil bo‘lish).

4. Kasrli cho‘ktirish.

5. Kiyin eruvchan cho‘kmani oson eruvchan cho‘kmaga aylantirish.

6. K_S ning taxlildagi axamiyati.

Gaz-suyuqlik, suyuqlik-qattiq, suv va suvda aralashmas organik erituvchi kabi ikki xil agregat fazalardan iborat aralashmalar geterogen tizim deb ataladi. CHo‘kma xosil bo‘lish natijasida suyuq erituvchi va qattiq cho‘kmadan iborat geterogen tizim vujudga keladi. CHo‘kma xosil bo‘lishi kaytar jarayon

BaSO₄ ↓↔ Ba²⁺ + SO₄^2-

bo‘lib unda oz eruvchan tuz (elktrolit) va uning eritmadagi ionlari orasida xarakatchan (siljuvchan) – dinamik muvozanat qaror topadi. Ikki xil faza chagarasida qaror topgan muvozanat geterogen muvozanat deyiladi.

M.T.Qni mazkur geterogen muvozanatga tadbiq etib analitik kimyoda g‘oyatda muxim, eruvchanlik ko‘paytmasi tushunchasini matematik ifodasini chiqaramiz

K_M = [Ba²⁺][SO₄^2-] / [BaSO₄]

BaSO₄ g‘oyatda oz erigani sababli uning geterogen tizimdagi miqdori [BaSO₄] = cons o‘zgarmas. Bu qiymatni tenglikning chop tomonicha o‘tkazib, ikkita o‘zgarmas son ko‘paytmasini xosil qilamiz ana shu ko‘paytma eruvchanlik ko‘paytmasi – K_S yoki solvoliz doimiysi deb ataladi

K_M[BaSO₄] = [Ba²⁺][SO₄^2-]

Solvoliz doimiysi K_S (yoki eruvchanlik ko‘paytmasi) fakat oz eruvchan elektrolitlarga xos bo‘lib ularning t˚ = 20⁰S xaroratdagi qiymatlari analitik ma’lumotnomada keltirilgan, tabiyki ular orasidan osh tuzi yoki nitratlarga doir ma’lumotni qidirish mantiqsiz, chunki bu tuzlar suvda yaxshi eruvchan elektrolitdir.

1-ta’rif. Uy xaroratida oz eruvchan elektrolit to‘yingan eritmasidagi ionlar konsentratsiyalarining ko‘paytmasi eruvchanlik ko‘-paytmasi deyiladi.

A_mB_n ↔ _mAⁿ⁺ + _nB^m-

A_mB_n tarkibli cho‘kma uchun K_S = [A]^m · [B]ⁿ kvadrat kavslarda oz eruvchan elektrolitning geterogen muvozanatdagi konsentratsiyalari keltirilgan

Masalan: Ca₃(PO₄)₂ ↔ 3Ca²⁺ + 2PO₄^3- uchun K_S = [Ca²⁺]³ · [PO₄^3-]²

Konsentratsiya fa’ollik orqali berilsa ifoda quyidagicha bo‘ladi

E.K. qiymadidan molyar eruvchanlikni xisoblash formulasini keltirib chiqaramiz

Ca₃(PO₄)₂ ↔ 3Ca²⁺ + 2PO₄^3-

K_S = [3S]³ · [2S]² = 27S³ · 4S² = 108S⁵

K_S = 3³ · 2² · S³⁺²

Umumiy xolda A_mB_n tarkibli cho‘kmaning eruvchanligi

K_S = [A]^m · [B]ⁿ – tenglamasidan, K_S qiymati geterogen muvozanatdagi erigan elektrolit ionlari konsentratsiyasiga to‘g‘ri mutanosibligi qo‘rinib turibdi.

Eruvchanlik o‘ngdan chapga tomon kamayaboradi.

Ammo bunday solishtirish tarkibi o‘xshash bo‘lmagan cho‘kmalarga joiz emas

Misol:

	KS	S
AqCl	1,78 · 10-10	1,33 · 10-5
Aq2CrO4	1,1 · 10-12	4 · 10-5

3.2. Kationning to‘liq cho‘kishiga ta’sir etuvchi omillar

Taxlilda ochiluvchi ioni to‘liq cho‘kishi muxim axamiyatga ega, bunga quyidagi omillar ta’sir etadi

a) Dielektrik doimiysi katta bo‘lgan qutbli erituvchilarda oz eruvchan elektrolit nisbatan ko‘proq eritdi.

b) Ochiluvchi ionni to‘liq cho‘kishi cho‘ktiruvchi elektrolitning dissotsiatsiya darajasiga bog‘liq.

Masalan: 1. MgCl₂ + 2NaOH → 2NaCl + Mg(OH)₂ ↓

cho‘ktiruvchi elektrolit – ishqorda ON^- ionlari ko‘pligi sababli Mg²⁺ to‘liq cho‘kadi

2. 
   MgCl₂ + 2NH₄OH → 2NH₄Cl + Mg(OH)₂ ↓
   

3. MgCl₂ + NH₄OH + NH₄Cl NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl^-

NH₄Cl ← NH₄⁺ + OH^-

NH₄Cl tuzi NH₄OH dissotsiatsiyasini kamaytirgani sababli (OH^-) shungalik kamayib ketadi-ki, cho‘kma xosil bo‘lmaydi.

Binobarin a) IK K_S (S_A · S_V = IK < K_S = [A]·[B]) cho‘kma xosil bo‘lmaydi.

b) IK = K_S (S_A · S_V = [A]·[B]) cho‘kma xosil bo‘laboshlaydi.

v) IK > K_S (S_A · S_V > A]·[B]) bo‘lganda geterogen tizimdagi ionlar konsentratsiyasi elektrolitning molyar eruvchanligidan katta bo‘gani uchun tizim geterogen xolatda, ya’ni cho‘kma albatta bo‘ladi.

Na₂SO₄ → 2Na⁺ + SO₄^2-

BaSO₄ ↔ Ba²⁺ + SO₄^2-
Demak cho‘kmadagi ion bilan bir ismli bo‘lgan ion konsentratsiyasi ortganda ge-terogen movozanat cho‘kma xosil bo‘lish tomoniga siljigani sababli to‘liq cho‘kish sodir bo‘ladi, ya’ni muvozanat xolatida cho‘k-

ma ustidagi eritmada, bir ismli ion bo‘lmagan dastlabki xolatdagiga nisbatan, cho‘ktirikluvchi (Ba²⁺) ionlarining konsentratsiyasi kamayadi.

SHunday qilib, geterogen movozanatdagi to‘ingan eritmaga bir ismli, yaxshi eruvchan elektrolit eritmasi qo‘shilganda, oz eruvchan elektrolitning eruvchanligi yanada pasayadi. Demak, cho‘ktiruvchining ortiqcha miqdori qo‘shilganda to‘liq cho‘ktirshiga erishiladi.

3.3. Cho‘kmaning erishiga ta’sir etuvchi omillar

3.3.1. Xaroratni ortishi cho‘kmani eruvchanligi oshiradi.

3.3.2.Tuz samarasi. Begona elektrolitlar ko‘shilganda cho‘kmani eruvchanligi ortadi. Eritmaning ion kuchi ortishi bilan izoxlanadigan bunday xolat tuz samarasi deb ataladi.

BaSO₄ cho‘kmasi bo‘lgan geterogen tizimga begona (NH₄Cl, NaNO₃ va boshqa) elektrolitlar qo‘shilganda J_k = 1/2  CiZi² eritmaning ion kuchi ortadi bu esa eritmadagi, cho‘ktiriluvchi ionlar fa’olligini kamaytiradi.

Eruvchanlik qo‘paytmasi ifodasiga ionlar fa’olligi qo‘yib, termodinamik ifoda xisoblansa:

K_S = a_Ba²⁺ · a_SO4^2- = f_Ba²⁺ · [Ba²⁺] · f_SO4^2- [SO₄^2-]

[Ba²⁺][SO₄^2-] = K_S(BaSO4) /f_Ba²⁺ · f_SO4^2-

Fa’ollik koeffitsienti f = a/s doimo birdan kichik bo‘lgani sababli

f_Ba²⁺ · f_SO4^2- << 1 yangi geterogen movozanatdagi ionlar ko‘paytmasi [Ba²⁺] ·

·[Ba²⁺]·[SO₄^2-] > K_S kiymatidan ortiq bo‘lishiga, boshqacha qilib aytganda cho‘kmani qisman erishiga olib keladi. Geterogen movozanatdagi eritmada begona ionlarni ko‘payishi eritmadagi cho‘ktiriluvchi ionlar fa’olligini kamaytirib, yangi geterogen movozanat qaror topishi uchun cho‘ktiriluvchi ionlarning ko‘proq konsentratsiyasi talab etiladi. SHunday qilib cho‘kma-eritma geterogen tizimiga begona ismli, yaxshi eruvchan, elektrolit qo‘shilganda eruvchanlikni qisman ortishi tuz samarasi deb ataladi.

↓CaCO₃ + 2CH₃COOH = Ca(CH₃COOH)₂ + H₂CO₃

K_d=1,8 ·10^-5 K_d=4 · 10^-7

K_d(CH3COOH) > K_d(H2CO3) bo‘lgani sababli karbonatlar cho‘kmasi kuchsiz sirka

kislotada xam eriydi ammo SaS₂O₄ xlorid kislotada erigani xolda, sirka kislotada erimaydi

CaS₂O₄ + 2HCl → CaCl₂ + H₂C₂O₄ K_d(H2C2O4) < K_d(HCl)

CaS₂O₄ + 2CH₃COOH erimaydi chunki K_d(H2C2O4) = 1 ·10^-2 > K_d(CH3COOH)

3.4. Karsli cho‘ktirish

CHo‘kmalarni K_S qiymatlarining farqiga ko‘ra ketma-ket cho‘ktirish qasrli cho‘ktirish deb ataladi. Masalan III gurux kationlar aralashmasini kasrli (Peterson usuli)da cho‘ktarish quyidagicha bajariladi

K_S qiymatlari

1) III gurux kationlarining karbonatlari ajratib olinadi va sirka kislotada eritiladi so‘ngra (NH₄)₂CO₃ va (NH₄)₂C₂O₄ cho‘ktiruvchilar aralashmasi qo‘shilganda

Ca²⁺ (NH₄)₂CO₃ CaCO₃

Sr²⁺ + → SrCO₃ + CH₃COOH →

Ba²⁺ (NH₄)₂SO₄ BaSO₄
Ca²⁺ (NH₄)₂C₂O₄ CaC₂O₄

→ Sr^{2+ +} (NH₄)₂SO₃ ^→ SrCO₃ ⁺ CH₃COOH →

Sr²⁺ + CaSO₄ → SrSO₄↓

Xulosa. K_S qiymatlariga ko‘ra avval BaSO₄ so‘ngra SaC₂O₄ cho‘ktirib, ajratib tashlangach oxirida Sr²⁺ gipsli suv bilan ochiladi.

3.5. Qiyin eruvchan cho‘kmani oson eruvchan cho‘kmaga aylantirish

Bu masala amaliy axamiyatga ega bo‘lib, “sodali so‘rim” deb ataluvchi usulda sulfatlarni karbonatlarga aylantirishda ishlatiladi.

K_S = 1·10^-10 K_S = 4·10^-9

Buning uchun sulfatlar cho‘kmasiga Na₂SO₃ to‘yingan eritmasidan qo‘shib, aralashtirib suv xammomida isitiladi. Sodali so‘rim 4-5 marta takrorlanib, xar gal sentrifugat tashlab yuboriladi.

Tuz samarasi natijasida BaSO₄ eruvchanligi qisman ortib Ba²⁺ ionlari BaSO₃ cho‘kmasini xosil qiladi.

Bu jarayon SO₃^2- ionlari SO₄^2- ionlariga nisbatan birnecha barobar ko‘p bo‘lgandagina sodir bo‘ladi

[Ba²⁺][SO₄^2-] = K_S(BaSO4) [Ba²⁺] = K_S (BaSO₄) / [SO₄^2-] bo‘lgan xolda

[Ba²⁺][SO₃^2-] > K_S(BaCO3) [Ba²⁺] > K_S (BaCO₃) / [CO₃^2-] bo‘lishi uchun

K_S(BaSO4) / [SO₄^2-] > K_S(BaCO3) / [CO₃^2-] tengsizlikdan

[CO₃^2-] / [SO₄^2-] > K_S(BaCO3) / K_S(BaSO4) = 4 · 10^-10 / 1 · 10^-10 = 4 marta

Ya’ni “Sodali so‘rim” jarayonida xar gal [CO₃^2-] konsentratsiyasi [SO₄^2-] konsentratsiyasidan 4 marta ko‘p bo‘lishi zarur

A_MMO AqI → AqCl aylantirish uchun

[Cl^-] / [I^-] > K_S(AqCl) / K_S(AqI) = 10^-10 / 10^-16 = 10⁺⁶

I^- ionlari konsentratsiyasini million marta ortiq bo‘lishi kerak. Bunday sharoitni amalga oshirib bo‘lmaydi shu sababdan qiyin eruvchan AgI cho‘kmasini oson eruvchan AgCl ga aylantirib bo‘lmaydi.

3.6. K_S ning taxlildagi axamiyati

1. 
   Jadvalda keltirilgan K_S qiymatiga ko‘ra cho‘kma xosil bo‘lishi uchun etarli bo‘lgan minimal konsentratsiya xisoblanadi.
   
2. 
   CHo‘kmalarning K_S qiymatlarini bilgan xolda ularni bir turini boshqasiga aylantirish sharoitlari topiladi.
   
3. 
   K_S qiymati asosida cho‘kmaning eruvchanligi, ya’ni cho‘kma ustidagi to‘yingan eritmada, ionlarning muvozanatdagi konsentratsiyasini xisoblash mumkin.
   
4. 
   CHo‘ktirishga ta’sir etuvchi omillarni bilgan xolda taxlil etiluvchi ionni to‘liq cho‘ktirish choralarini topiladi.
   
5. 
   CHo‘kma eruvchanligiga ta’sir etuvchi omillarni bilgan xolda moddani to‘liq eritish choralari topiladi.
   

2. 
   Geterogen tizim – ikki xil agregat fazadan iborat aralashma.
   
3. 
   Geterogen muvozanat – ikki xil faza chegarasida qaror topgan kimyoviy muvozanat.
   
4. 
   Eruvchanlik ko‘paytmasi – oz eruvchan elektrolit ionlarining gete-rogen muvozanatda stexiometrik koeffitsient darajalardagi fa’ol konsentratsiyalar ko‘paytmasining xona xaroratidagi qiymati.
   
5. 
   Kationni to‘liq cho‘kishiga – moddaning tabiati (kation radiusi, erituvchining dissotsiatsiya doimiysi, konsentratsiyasi va xarorat ta’sir etadi.
   
6. 
   CHo‘kmani erishiga, xarorat, tuz samarasi, erish maxasulotini dissotsiatsiya doimiysi, ta’sir etadi.
   
7. 
   Tuz samarasi ÷ cho‘kma-eritma geterogen tizimiga begona ismli yaxshi eruvchan elektrolit qo‘shilganda eruvchanlik ortadi.
   
8. 
   Karsli cho‘ktirish – cho‘kmalarni K_S qiymatlarining farqiga qo‘ra ketma-ket cho‘ktirish.
   
9. 
   Qiyin eruvchan cho‘kmani oson eruvchan cho‘kmaga aylantirish, eruv-chanlik ko‘paytmalar nisbati 8-10 dan oshmagan xoldagina amalga oshirilishi mumkin.
   

1. Eruvchanlik nima?.

2. Cho`kmaning erishiga qanday omillar ta`sir qiladi?

3.Tuz samarasining mohiyati.

4. Qiyin eruvchan cho`kmalarni oson eruvchan cho`kmalarga qanday aylantiriladi?

Foydalanilgan adabiyotlar

1. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 1. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

2. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 2. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

3. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda)

4. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2013. 2 - jild (lotinda)

5. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.

1. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari (O.Q.R.).

2. Redoks juftining standart potensiali va O.Q.R. yo‘nalishi.

3. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyasining elektr yurituvchi kuchi.

4. O.Q.R. – muvozanat doimiysi.

5. O.Q.R. – yo‘nalishiga ta’sir etuvchi omillar.

6. O.Q.R. –larni kimyoviy taxlilda qo‘llanishi.

6.1. Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari

Analitik kimyoda O.Q.R. keng qo‘llanadi, ulardan birini ko‘rib chiqamiz

2FeCl₃ + SnCl₂ 2FeCl₂ + SnCl₄

2Fe³⁺ + Sn²⁺ = 2Fe²⁺ + Sn⁴⁺

Elektron balans tenglamasiga muofiq

2Fe³⁺ + 2e → 2Fe²⁺

Sn²⁺ – 2e → Sn⁴⁺

Oksidlovchi temir (III) ioni elektron qabul qilib o‘zining qaytarilgan shakli temir (II)gacha qaytarildi. Qaytaruvchi qalay (II) ioni esa ikkita elektron berib qalay (IV) oksidlangan shakligacha oksidlandi.

Muayyan modda (element, ion)ning oksidlangan (elektron bergan) va qaytarilgan (elektron qabul qilgan) shakllaridan iborat juftlik “Redoks juft” deb ataladi. Xar qanday O.Q.R. –da ikki xil redoks juft ishtirok etadi, mazkur reaksiyada temir (Fe⁺³/Fe⁺²) va qalay (Sn⁴⁺/Sn²⁺) redoks juftlari ishtirok etmoqda.

Kislota-asoslik muvozanatlarda qo‘rib o‘tilganidek, O.Q.R. –da kuchli oksidlovchi temir (III) va qaytaruvchi qalay (II)dan, nisbatan kuchsiz qaytaruvchi temir (II) va oksidlovchi qalay (IV) xosil bo‘lmoqda.

O.Q.R. yo‘nalishi redoks juftlarning fa’olligi ya’ni ularni standart (normal) potensiallariga bog‘liq.

6.2. Redoks juftining standart potensiali

Muayyan redoks juftning, standart vodorod elektrodga nisbatan, o‘lchangan potensiali redoks juftning standart yoki normal potensiali deb ataladi va volt birligida ifodalanadi.

Masalan qalay redoks jufti potensialini o‘lchash uchun Sn⁴⁺ va Sn²⁺ ionlari aralashmasidan iborat eritmaga tushirilgan platina va standart vodorod elektrodi orasidagi potensial millivoltmetrda o‘lchanadi

E⁰ Sn⁴⁺/ Sn²⁺ = 0,15 volt

Analitik ma’lumotnomalarda redoks juftlarni standart poten-siallari (E⁰) keltirilgan bo‘lib, uning algebrik qiymati oshgan sari redoks juftning oksidlovchilik xossasi orta boradi.

Redoks juftlarni oksidlovchilik (qaytaruvchi) quvvatini kuzatish maqsadida quyidagi jadvalda keltirilgan tajriba natijalarini qo‘rib chiqamiz

E⁰_J2/_2J = 0,54 < E⁰_Br2/_2Br2^- = 1,09 < E⁰_Cl2/_2Cl2 = 1,36 qiymatlarga ko‘ra J^->Br^->Cl^- qatorida qaytaruvchilik xossasi kamaya boradi. SHuning uchun KJ eritmasi qo‘shilganda uchchala probirkada J₂ ajratilishi kuzatilsa, KBr qushilganda dastlabki ikki, KCl qushilganda esa faqat birinchi probirkada KMnO₄ pushti rangi o‘chib Cl₂ gaz ajratlishi kuzatiladi.

Keltirilgan misoldan ikki xil redoks juft orasidagi O.Q.R. qanday yo‘nalishda borishini belgilab beruvchi muxim qoida kelib chiqadi.

Qoida:Standart potensiali katta redoks-juftning oksidlangan shakli standart potensiali kichik redoks juft qaytaril-gan shaklini oksidlaydi.

Misol: E⁰_MnO4^- /_Mn²⁺ = 1,54 > E⁰_Cl2/_2Cl2 = 1,36

ammo E⁰_Fe³⁺ /_Fe²⁺ = 0,77 < E⁰_Cl2/_2Cl^- = 1,36 shu sabobdan Fe³⁺ xlorid ionini oksidlay olmaydi balki Cl₂ gazi Fe²⁺ ni Fe³⁺ gacha oksidlay oladi.

O.Q.R.-da qatnashayotgan oksidlovchi va qaytaruvchi redoks juftlar standart potensiallar qiymatlarining farqi O.Q.R.-ning elektr yurituvchi kuchi deb ataladi

E.YU.K. = E⁰_oksidlovchi – E⁰_qaytaruvchi

E.YU.K. noldan katta bo‘lsa reaksiya to‘g‘ri va noldan kichik bo‘lgan xolda teskari yo‘nalishda ketadi 2Fe⁺³ + Sn⁺² → 2Fe²⁺ + Sn⁴⁺ reaksiyasi uchun

E.YU.K. = E⁰_Fe³⁺/_Fe²⁺ – E⁰_Sn⁴⁺/_Sn²⁺ = 0,77 – 0,15 = 0,62 volt

Jadvallarda keltirilgan standart potensial –

1. 
   Redoks juftning oksidlangan va qaytarilgan shakllari konsentratsiyalari o‘zaro teng. [ox] = [red]
   
2. 
   Vodorod ionlari fa’olligi 1mol/dm³ ya’ni pH=0 bo‘lgan xolatda o‘lchangan bo‘lib, bunday standart sharoitdan tashqari boshqa xolatlarda o‘lchangan potensial – muvozanat potensiali deyiladi.
   

E_m = E⁰ ± RT/nF · a_ox/a_red R = 8,3 joul/mol; F = 96500 kulon a_ox, a_red oksidlan-gan va qaytarilgan shakl fa’olliklari. 20^o – uchun, natural logarifmni o‘nli logarifmga aylantirilsa Nernst tenglashmasi quyidagi qulay ko‘rinishga keladi. n – elektronlar soni

E_m = E⁰ bo‘ladi

E.YU.K. algebrik ishorasi asosida reaksiya yo‘nalishini bashorat qilish mumkin, E.YU.K. qiymat 0,4 voltdan katta bo‘lgan reaksiyalar tez va oxirigacha boradi.

6.4. O.Q.R. – muvozanat doimiysi

O.Q.R. yo‘nalishi E.YU.K. ishorasidan bog‘liq bo‘lsa, reaksiyaning unumi, (qanchalik to‘liq, oxirigacha borishi) kimyoviy muvozanat doimiysiga bog‘liq.

Barqaror muvozanat xolatda, muvozanat doimiysi (K) standart potensial (E⁰) bilan quyidagicha bog‘langan

lnK = nF/RT ·E⁰_E.YU.K. · (E⁰ = E₁⁰ – E₂⁰) (n – tenglashgan elektronlar soni)

E⁰_E.YU.K. = RT/nF · lnK lgK = n/0,059 · E⁰_E.YU.K va E⁰_E.YU.K = 0,059/n · lgK

Xulosa. Reaksiyani oxirigacha borishi ya’ni muvozanat doimiysi (K) qiymatini katta bo‘lishi O.Q.R.da qatnashayotgan redoks juftlar standart potensiallarining ayirmasi (E.YU.K.)ga bog‘liq

Misol: a) Fe²⁺ +Ce⁴⁺ = Fe³⁺ + Ce³⁺ (n=1) E⁰_Ce⁺⁴/ _Ce⁺³ = 1,77 E⁰_Fe³⁺ /_Fe²⁺ = 0,77 uchun uy xaroratida E.YU.K. E = 1,00 volt bo‘lsa K-xisoblang.

lgK = (n/0,059) E⁰_E.YU.K = 1,0/0,059 = 16,95 K = 10^+16,95 = 8,9 · 10¹⁶

ya’ni muvozanat reaksiya maxsuloti tomon to‘liq siljigan.

b) Sn⁴⁺ + 2Fe²⁺ = 2Fe³⁺ + Sn²⁺ (n=2)

uy xaroratida E.YU.K. E⁰ = 0,62; lgK = (n/0,059)E⁰ = – (2/0,059) · 0,62 = = – 21,02 K = 10^-21

ya’ni muvozanat batamam chapga siljigan.

1. Konsentratsiya:

Pb²⁺ + Sn → Pb + Sn²⁺ E⁰ _Pb²⁺/_Pb = – 0,126 > E⁰_Sn⁺²/_Sn = – 0,136

E⁰_E.YU.K = – 0,126 – (– 0,136) = 0,016

E.YU.K. qiymati kichik bo‘lgani sababli O.Q.R. oxirigacha bormaydi va Pb²⁺ konsentratsiyasi kamaytirilsa reaksiya teskari yo‘nalishda boradi. Masalan [Pb²⁺] 10 marta kamaytirilganda muvozanat potensiali kamayadi

E_m = E⁰ + 0,059/n · lg Pb⁺²/Pb = –0,126 + 0,059/2 · lg 1/10 = – 0,15 v

E⁰_E.YU.K = – 0,15 – (– 0,13) = – 0,02 v

E.YU.K. ishorasini o‘zgarishi reaksiya teskari yo‘nalishida borishiga dalolat beradi.

2. Muxit pH qiymatini O.Q.R. yo‘nalishiga ta’siri.

O.Q.R.da, H⁺ ionlari ishtirok etgan xolatlarda, reaksiya muxiti, pH-qiymatini o‘zgartirib uning yo‘nalishini o‘zgartirish mumkin.

NaAsO₂ + J₂ + 2H₂O ↔ NaH₂AsO₄ + 2HJ

AsO₂^- + 2H₂O – 2e ↔ H₂AsO₄^- + 2H⁺

E⁰_H2AsO4^-/_AsO4^3- = 0,56 E⁰_J2/_2J^- = 0,54

E⁰_E.YU.K = 0,54 – 0,56 = – 0,02 lgK = 2/0,059 · (– 0,02) = – 0,67 K = 4,67

E.YU.K. ishorasi manfiy, demak bu reaksiya teskari yo‘nalishida ya’ni digidroarsenat anionini arsenitgacha qaytarilish tomoniga boradi. Muvozanat qiymati kichik, reaksiya (η = (4,67/5,67) ·100 = 82) unumi 82% dan ortmaydi binobarin oxirigacha bormaydi. Reaksiyani kerakli tomonga ya’ni o‘ngga siljitish maqsadida H⁺ ionlarini bog‘lash uchun NaHCO₃ eritmasi qo‘shilsa (pH=8) muxitning pH qiymati ortadi bu esa arsenat/arsenit standart potensial qiymatini kamaytiradi. [H₂AsO₄^-] = [AsO₂^-]

E_m = 0,56 + 0,059/2 lg [H₂AsO₄^-] [H⁺]²/ [AsO₂^-] = 0,56 + 0,03 lg [1· 10^-8]² = 0,056 – 16 · 0,03 = 0,09

pH=8 bo‘lgan muxitda E_m = 0,09 << E⁰_H2AsO4^-/_AsO2^-

E.YU.K.ning yangi qiymati

E⁰_E.YU.K = 0,56 – 0,09 = 0,47 volt

lgK = 2 · 0,047/0,059 = 15,7 K = 5 · 10⁺¹⁵ demak kuchsiz

ishqoriy muxitda (pH=8) mazkur reaksiya arsenit ionini gidroarsenatgacha oksidlanish tomoniga to‘liq boradi.

Kimyoviy taxlilda O.Q.R. metallar va qatishmalarni eritish, eritmalar turg‘unligini oshirish, ionlarni ochish maqsadlarida va yana miqdoriy taxlilda xam qo‘llanadi.

1. Qotishma taxlildan avval eritiladi.

Masalan: 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ ↑

so‘ngra eritmadan Al³⁺ kationi ochildi.

Juda oz eruvchan sulfidlarni eritishda xam O.Q.R. qo‘llanadi

3HgS + 6HCl + 2HNO₃ → 3HgCl₂ + 2NO + 3S + 4H₂O

S^2- – 2e → S⁰ 3

N⁺⁵ + 3e → N⁺² 2

2. Xavodagi kislorod ta’sirida oksidlanib, tarkibi o‘zgarib, qoluvchi ba’zi eritmalar turg‘unligini ta’minlash uchun xam O.Q.R. qo‘llanadi.

Masalan simob (1) nitrat eritmasi turg‘un bo‘lishi uchun unga simob metali ko‘shiladi Hg₂²⁺ – 2e → 2Hg²⁺ to‘xtatish uchun Hg + Hg²⁺ → Hg₂²⁺

Ba’zi kuchli oksidlovchilarning eritmalari, fotokimyoviy qaytarilish reaksiyasi ketmasligi uchun qo‘ng‘ir yoki qora idishda saqlanadi. Masalan:

SHuning uchun N₂O₂ va KMnO₄ eritmalarini qo‘ng‘ir idishda saqlash tavsiya etiladi.

3. Tabiatning eng muxim erituvchisi suv redoksamfoter xususiyatga ega

2H₂O + 2e → H₂ ↑ + 2OH^- E⁰ = – 0,81

2H₂O – 4e → O₂ ↑ + 4H⁺ E⁰ = 1,23

E⁰_Fe2 /_2Fe^- = + 2,81 bo‘lgan kuchli F₂ gazini suvdagi eritmasi mavjud emas 2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂ E⁰_Cl2/_2Cl^- = 1,36 shunday sababga ko‘ra xlorni, So(III) xam suvli eritmasini tayyorlab bo‘lmaydi.

4. Kationlarni ajratish va niqoblash uchun:

a) Magniy va margans gidroksidlarini eruvchanligini farqi kam bo‘lib ikkalasi qon HCl va NH₄Cl eritmalarida erigani sababli ularni bir biridan ajratish uchun ishqor va vodorod peroksid aralashmasi qo‘shiladi

Mn²⁺ + H₂O₂ + 2OH^- → MnO₂ ↓ + 2H₂O

qo‘ng‘ir

Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂ ↓ oq

cho‘kmalar aralashmasiga NH₄Cl eritmasi ta’sir etilsa Mg(OH)₂ erib sentrofugatga o‘tadi.

b) K⁺ kationini ochishga xolaqit beruvchi NH₄⁺ kationini ichki molekulyar O.Q.R. vositasida yo‘qotish mumkin

NH₄NO₃ → N₂O ↑ + 2H₂O

5. O.Q.R. ionlarni ochishda qo‘llash muxim axamiyatga ega: Misollar. Simob kationlarini mis plastinka yordamida, marganets (II) – oksidlovchi vismutat ioni, xrom (III) ionini ishqor muxitida H₂O₂ bilan ochish va boshqa qator misollarni keltirish mumkin.

1. 
   Metal va qotishmalarni eritish.
   
2. 
   Eritma turg‘unligini ta’minlash.
   
3. 
   Kationlarni ajratish va ochish.
   
4. 
   Miqdoriy tahlilda.
   

1. 
   Redoks juftlarga misollar keltiring.
   
2. 
   Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining yo`nalishini belgilovchi qoidalarni ko`rsating.
   
3. 
   O.Q.R.ga qanday omillar ta`sir qiladi?
   
4. 
   O.Q.R.ning tahlilda qo`llanilishi.
   
5. 
   Elektr yurituvchi kuch haqida ma`lumot bering.
   

1. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 1. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

2. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 2. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

3. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda)

4. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2013. 2 - jild (lotinda)

5. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.

6. Mirkomilova M. «Analitik kimyo». O‘zbekiston, Toshkent. 2001.

5-mavzu: Komplеks xosil bo`lish muvozanati va uning analitik kimyodagi ahamiyati. Komplеks xosil bo`lishiga ta'sir etuvchi omillar.

Reja:

1. Koordinatsion va molekulyar komplekslar.

2. Kompleks birikmalarning tasnifi.

3. Kompleks birikma eritmalaridagi muvozanat. Komplekslarni bar-qarorlik va qarorsizlik doimiysi.

4. Ligandning fa’ol ulushi. Kompleks xosil bo‘lishiga ta’sir etuv-chi omillar. Organik reagentlar bilan xosil bo‘lgan komplekslar.

5. Xelat samarasi.

Ko‘pchilik dorilarning farmakologik fa’ol qismi metal komplekslaridan iboratdair. Masalan: Insulin-ruxning kompleksi, B₁₂-vitamini kobaltning kompleksidir.

Askariyat xollarda, farmakologik fa’ol komplekslar asosida olingan dorilarda, ligand (kompleks xosil qiluvchi markaziy ionga bog‘langan molekula yoki ionlar) va metal ionini zaxarli xususiyatlari kamayishi kuzatiladi. Masalan o‘ta zaxarli sianid ionii ferrotsianid [Fe(CN)₆]^4- ionida zaharli xususiyatini yo‘qatadi.

Koordinatsion va molekulyar kompleks birikmalarni farqlay bilish lozim.

Tarkibida metal ioni bo‘lmagan neytral molekulalarni o‘zaro birikuvidan xosil bo‘lgan murakkab birikmalar molekulyar komplekslar deb ataladi. Yodni kraxmal, xinonni gidroxinon bilan xosil qilgan komplekslari molekulyar kompleksga misol bo‘ladi.

Koordinatsion komplekslar markaziy metall ioni va uning atrofida koordinatsion bog‘langan ligandlardan tarkib topgan bo‘ladi.

Donor-akseptor bog‘lanishga asoslangan koordinatsion nazariyaning asoschisi SHvetsiyalik olim Alfred Verner 1919 yil Nobel muxofotiga sazovar bo‘lgan edi.

HF + BF₃ → H[BF₄]

Ligandni markaziy ion atrofida egallayoladigan koordinatsion o‘rinlar soni – ligandning dentatligi deyiladi.

[Ag(NH₃)₂]⁺ – 2ta monodentatlik ligand

[Fe(C₂O₄)₃]^3- – 3ta bidentat ligand

Akademik Grinberg ta’rifiga muofiq – qattiq va erigan xolda xam tarkibi o‘zgarmas murakkab birikmalar komplekslar deb ataladi. Kitoblarda boshqa ta’riflar xam uchraydi.

I kompleks ion zaryadiga ko‘ra.

1. Neytral, [Pb(NH₃)₂Cl₂] 2. Kation [Cu(NH₃)₄]²⁺ 3. Anion [Co(NCS)₄]^2-

II ligand turiga ko‘ra: Atsidokomplekslar [HgJ₄]^2- ; [Fe(CN)₆]^3-

Gidrokso komplekslar [Zn(OH)₄]^2- ; [Al(OH)₄]^- rangsiz

Akvo komplekslar [Co(H₂O)₆]²⁺ pushti; [Co(H₂O)₄]²⁺ ko‘k

Amin komplekslar [Ni(NH₃)₆]²⁺ och ko‘k; [Cu(NH₃)₄]²⁺ yorkin ko‘k

Aralash ligandli kompleks [Pt(NH₃)₂Cl₂]

III ligandning metalga bog‘lovchi (koordinatsiyalovchi) atomlariga ko‘ra.

O – ligandlik [Fe(C₂O₄)₃]^3-

N – ligandlik [Cu(NH₃)₄]²⁺

IV kompleks xosil qiluvchi markaziy metall ionlarini soniga ko‘ra.

Monoyadrolik [Fe(NCS)₆]^3-

Biyadrolik Al₂Cl₆

Bir necha bosqichda boradigan kompleks xosil bo‘lish muvozanatini ko‘rib chiqamiz

M + L = ML β₁ = a(ML)/a(M) · a(L)

ML + L = ML₂ β₂ = a(ML₂)/a(ML) · aL

ML_n-1 + L = ML_n β_n-1 = a(ML_n)/a(ML_n-1) · a(L)

Umumiy xolda M + nL = ML_n f =1 c = a bo‘lsa β = [ML_n]/[M]·[L]ⁿ

Ag⁺ + 2NH₃ = [Ag(NH₃)₂]⁺ β = 1,6 ·10⁷ lgβ = 7,21

Barqarorlik doimiysi katta bo‘lgan kompleks turg‘un va mustaxkam bo‘ladi.

Mis va kadmiyning tetra amminlik komplekslarining barqarorlik

doimiylari solishtirib, barqaror kompleksni ko‘rsating.

[Aq(NH₃)₂]⁺ ↔ Aq⁺ + 2NH₃ K_q = [Aq⁺] [NH₃]² / [Aq(NH₃)₂]⁺

K_q [Aq(NH₃)₂] = 7,2 ·10^-8 pK_q = 7,21

K_q[Cu(NH3)4] = 2 ·10^-13 pK = 12,7; K_q = [Cd(NH₃)₄] = 10^-7 pK = 7

Qarorsizlik doimiysi eng katta bo‘lgan kompleks boshqalariga nisbatan beqaror ya’ni qarorsiz xisoblanadi.

7.4. Ligandning faol ulushi. Kompleks xosil bo‘lishiga

ta’sir etuvchi omillar

7.4.1. Markaziy ioniga koordinatsiyalanaoluvchi deprotonlangan ligand (anion) miqdorini uning umumiy konsentratsiyasiga nisbati ligandning fa’ol ulushi deyiladi va (α) xarfi bilan belgilanadi.

Ligandning fa’ol ulushi uning dissotsiatsiya doimiysiga va muxitning rN qiymatiga bog‘liq.

Ligandning fa’ol ulushi α=[L]/C_L; [L]=C_Lα orqali ifodalangan barqarorlik doimiysi β¹ = [ML_n]/[M]·[C_L]ⁿ · αⁿ

kompleksning shartli barqarorlik doimiysi bo‘lib u amaliy xisoblarda qo‘llanadi.

1-muxitning pH qiymati – pH ortganda ligand HL↔H⁺+L′ dissotsiasiyasi ortgani sababli kompleks xosil bo‘lish muvozanati xam o‘ngga siljiydi.

2-markaziy ion va ligand konsentratsiyasini ortishi hamda kompleks ion dissotsiatsiyasini kamaytiradigan erituvchilar kompleks xosil bo‘lishiga ijobiy ta’sir etadi va analitik samarani yaqqol ko‘rinishiga imkon beradi.

Misol: Co²⁺ +4NCS^- + (izoamil spirti) → [Co(NCS)₄]^2- (ko‘k xalqa)

Tarkibida metall ioniga koordinatsiyalanuvchi O, N, S kabi donor atomlari bo‘lgan organik molekulalar organik ligandlar deyiladi. Organik ligandning metall ioni bilan rangli komplekslar xosil qiluvchi guruxi funksional analitik gurux (FAG) deb ataladi. Karboksil –SOON, karbonil = CO, gidrokso –ON, azogurux N = N, nitrozo –N = O, tion –S–H guruxlar (FAG)lar qatoriga kiradi.

Analitik samarani yaqqol va sezilari bo‘lishi organik reagent tarkibida analitik fa’ol guruxlar (AFG) bo‘lishiga bog‘liq ularga:

a) rangni kuchaytiruvchi Cl^-, Br^-, J^-, NO₂^-

b) eruvchanlikni oshiruvchi – SO₃^2-, – CO₃^- kabi guruxlar misol bo‘ladi.

Xelat komplekslar

Bidentat ligand markaziy ionga ombir kabi tutashib, tarkibida metall ioni bo‘lgan xalqa xosil qilgan, ombirsimon komplekslar xelat birikmalar deyiladi.

Tashqi sfera ioni bo‘lmagan ishorasiz (neytral) xelat kompleks birikmalar ichkimolekulyar komplekslar deb ataladi.

Xelat kompleks birikmalar monodentat ligandli komplekslarga nisbatan g‘oyatda barqaror bo‘lishini birinchi bor rus olish M.A.CHugaev ko‘rsatib bergan. Xelatlanish natijasida kompleks barqarorligini keskin ortishi xelat samarasi deyiladi.

bidentat ligandli [Ni(En)₃] lgβ = 18,2

(En) – NH₂ – CH₂ – CH₂ – NH₂ etilendiamin – bidentat ligand

M.A.CHugaevning “xalqa” qoidasiga binoan xelat xalqalarning 5 va 6 qirralik xalqalar eng barqaror xisoblanadi.

7.6. Kompleks birikmalarni kimyoviy taxlilda qo‘llanishi

1. Kation guruxlarini bir biridan ajratishda IV amfolit guruxining kationlari V va VI gurux kationlaridan gidroksokompleks xolida sentrifugatga o‘tkazib, ajratib olinadi. VI gurux komplekslari boshqa guruxlardan ammiakatli komplekslar xolida ajratib olinadi (sentrifugatda).

2. Mis, nikel, temir (II), temir (III), ammoniy, kobalt (II) kationla-rini ochishda kompleks xosil bo‘lishdan foydalaniladi.

3. Xalaqit beruvchi ionni niqoblash maqsadida

Fe + 6NCS^- → [Fe(NCS)₆]^3- β = 1,7 ·10³

[Fe(NCS)₆] + 6F^- → 6NCS^- + [FeF₆]^3- β = 6,2 ·10¹⁶

Co²⁺ + 4NCS^- + izoamilspirti → [Co(NCS)₄]^2- ko‘k xalqa

4. Komplekslarni barqarorlik (β) va qarorsizlik (K_q) doimiylarini xisoblash, kompleks xosil bo‘lish yoki uni parchalanib ketishini oldindan bashorat etish mumkin.

1. 
   Organik ligandlar tarkibida metall ioniga koordinatsiyalanuvchi O, N, S kabi donor atomlari bo‘lgan organik molekulalar.
   
2. 
   Funksional analitik gurux (FAG) – organik ligandni metall ioni bilan rangli komplekslar xosil qiluvchi guruxi (OH, -N = N-, –N = O, –COOH, =CO, –SH).
   
3. 
   Analitik fa’ol guruxlar – kompleks rangini kuchaytiruvchi (Cl^-, Br^-, J^-, NO₂^-) va eruvchanligini oshiruvchi – (– SO₃^2-, – COO^-) kabi guruxlar.
   
4. 
   Xelat komplekslar metall ionga bidentat ligandni ambarsimon birikuvidan xosil bo‘lgan komplekslar.
   
5. 
   Ichkimolekulyar kompleks – tashqi sfera ioni bo‘lmagan ishorasiz barqaror xelat komplekslar.
   
6. 
   Xelatlanish – metalni bidentat ligand bilan xalqa xosil qilishi.
   
7. 
   Xelat samarasi – xelatlanish natijasida kompleks barqarorligini keskin ortishi.
   

1. 
   Kompleks birikmalar. Tasnifi.
   
2. 
   Koordinatsion va molekulyar birikmalarning tasnifi.
   
3. 
   Ligandlarning dentantligi.
   
4. 
   Chugayevning xalqalar qoidasi.
   
5. 
   Funksional analitik guruh.
   

1. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 1. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

2. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 2. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

3. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda)

4. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2013. 2 - jild (lotinda)

5. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.

1. 
   Ekstraksiyani analitik kimyoda qo‘llanishi.
   
2. 
   Suyuqlik ekstraksiyasini ba’zi asosiy tushunchilari.
   
3. 
   Ekstraksion taqsimot Nerst-Shilov qonuni.
   
4. 
   Taqsimlanish koeffitsienti.
   
5. 
   Ajratib olish omilli.
   
6. 
   Ekstraksiyaga ta’sir etuvchi omillar.
   

Tahlil jarayonida ko‘pincha, suvda oz erigan moddani suv bilan aralashmas organik erituvchiga o‘tkaziladi. Masalan, suvda juda oz eruvchan molekulyar yod(J₂)ni konsentrlab, ochish uchun uni organik erituvchi benzol yoki xloroformga ekstraksiyanadi. Tahlil etiluvchi moddani suvga nisbatan organik erituvchida ko‘proq erishi, uni suvli eritmaning katta xajmidagi juda oz, mikro-miqdorini kichik xajmli organik erituvchi qatlamiga konsentrlash ionini beradi.

Xar bir takroriy ekstraksiyada yangi ekstraksion muvozanat o‘rnatilgani sababli organik qatlamida yig‘ilayotgan, moddaning ozgina qismi suvli fazada qolishi muqarrar, binobarin ekstraksiya usulida absolyut konsentrlashga erishib bo‘lmaydi.

SHunday bo‘lsada ekstraksiya usuli sodda, qulay, selektiv va arzon bo‘lgani sababli tahlilda keng qo‘llanadi. Bugungi kunda, ilmiy adabiyotlarda Davriy jadvaldagi deyarli barcha elementlarni ekstraksion ajratish usullari ishlab chiqilgan.

Misol:

Misol So⁺² kationini ochishda ekstragent, ammoniy tiotsionatni izoamil spirtdagi eritmasi, tarkibidagi ekstraksion ya’ni ekstraksiyalovchi reagent NH₄NCS – ammoniy tiotsionat, So⁺² kationi bilan organik fazaga ekstraksiyalanuvchi [So(NCS)₄] β = 0,5 litr/mol beqaror kompleks xosil qiladi.

Misol choy va boshqa damlamalar – suvli ekstrakt. Yuqoridagi misolda ekstragent tarkibiga o‘tgan kobalt (II) tetratiotsionat komplekssini ko‘k rangli eritmasi – ekstrakt bo‘ladi.

Molekulyar J₂ suvli eritmasiga ozroq xloroform qo‘shilsa probirkaning tubida malina rang - J₂ ning xloroformdagi ekstrakti ko‘rinadi.

2). Kaliy yodidning rangsiz eritmasiga ozroq xloroform qo‘shilganda ostki organik qatlamning rangi o‘zgarmaydi mazkur aralashmaga

rangsiz malina rang

Xlorli suv qo‘shilganda 2J^- + Cl₂ → J₂ + 2Cl^- reaksiya natijasida

xloroform qatlamida malina rang paydo bo‘ladi.

Xlorli suvning ortiqcha miqdori qo‘shilsa:

J₂ + 5Cl₂ + 6H₂O → 2JO₃^- + 10Cl^- + 12H⁺ reaksiya

qizil rangsiz

natijasida ekstraktning malina rangi o‘chib ketadi.

Birinchi (J^- ni J₂ gacha oksidlanish) reaksiyasining E.YU.K. = 1,36 – 0,54 =

= 0,82 volt, ikkinchi reaksiyaning E.YU.K. = 1,36 – 1,2 = 0,16 volt.

Bromid ionini xlorli suv bilan oksidlanishi natijasida xosil bo‘lgan molekulyar bromning sariq rangi esa ortiqcha (Cl₂) xlor ta’sirida quyidagi sababga ko‘ra rangsizlanmaydi

YA’ni Vr^- bromid ionini oksidlagan xlorli suv brom molekulasini bromat ionigacha oksidlay olmaydi. Mazkur farqli xususiyatdan J^- va Vr^- ionlar aralashmasini tahlil etishda foydalaniladi.

9.3. Ekstraksion muvozanat. Nerst-SHilovning taqsimlanish qonuni

O‘zgarmas xaroratda, tahlil etilayotgan modda (A) suv va organik qatlamlarga taqsimlanib quyidagi dinamik muvozanatni xosil qiladi

Bu qonuni 1890 yil SHilov kashf etgan va 1891 y. Nernst tomonidan asoslangani uchun Nernst-SHilov qonuni deb ataladi. Moddaning organik va suv qatlamlardagi tabiati birxil bo‘lgan xolatda fA_(org.) = fA_(suv) bo‘lgani uchun bu ifodani K=CA_(org.) / CA_(suv) ko‘rinishda yozish mumkin. Taqsimlanish doimiysi qiymatiga ekstraksiyalanuvchi modda va ekstragent tabiati xarorat va begona moddalar mavjudligi ta’sir etadi.

Ekstraksiyalanuvchi moddaning suv va organik qatlamdagi tabiatni bir xil bo‘lmasligiga xam mumkin.

Masalan: suvda – C₆H₅COOH + H₂O ↔ C₆H₅COO^- + H₃O⁺

Organik fazada – 2C₆H₅COOH ↔ (C₆H₅COOH)₂ dimer xolida mavjud bo‘ladi.

[C₆H₅COOH]₀ + [(C₆H₅COOH)₂]₀

D = --------------------------------------------

[C₆H₅COOH]_c + [C₆H₅COO^-]_c yoki umumiy

xolda A_suv ↔ A_org. D = ∑_A[org.] / ∑_A[cuv] ≈ CA_(org.) / CA_(suv)

Taqsimlanish doimiysi (K) dan farqli ravishda taqsimlanish koeffitsienti (D) ifodasida moddani ikki fazadagi tabiatining farqi xisobga olingan.

n_org. C_org.V_org.

R = --------------- = ---------------------------- · 100

n_org.+ n_suv C_org.V_org.+ C_suvV_suv

R > 99,9% bo‘lsa ekstraksiya samarali va to‘lik xisoblanadi.

R < 99 bo‘lganda ekstraksiya jarayoni takrorlanadi.

Xulosa. Ekstraksiya samarasini o‘lchami bo‘lgan ajratib olish darajasi R taqsimlanish koeffitsienti (D) qiymatiga mutanosib ravishda moddani organik qatlamga bo‘lgan moilligiga bog‘liq.

R = D · 100 / (D + V_suv / V_org.)

Ajralish omili (S) ikki xil moddani o‘zaro ajralish imkoniyatini belgilaydi.

Ikki modda bir biridan to‘liq ajralishi uchun ularning taqsimlanish koeffitsientlari keskin farq qilmog‘i kerak.

Moddalarni ajralishni 2 sharti bo‘lib ikkala shart xam bajarilgan xolda ajralish samarali bo‘ladi.

1 shart: S_A/B ≥ 10⁴ 2 shart: D_A · D_B ≤ 1

1-misol. 1). D_A = 10^-4 D_B = 10^-1 bo‘lsa unda S = 10⁴ / 10^-1 = 10⁵ ≥ 10⁴

ya’ni birinchi shart bajarildi.

2). D_A · D_B = 10⁴ · 10^-1 = 10⁺³ > 1 ikkinchi shart bajarilmadi binobarbin mazkur xolda A ni V dan ajratib bo‘lmaydi.

2-misol. D_A = 10² D_B = 10^-3 bo‘lsa unda S = 10² / 10^-3 = 10⁺⁵ ≥ 10⁺⁴

ya’ni birinchi shart bajarildi.

D_A · D_B = 10² · 10^-3 = 10^-1 < 1 ikkinchi shart xam bajarildi binobarbin ajratib olish omili

R_A = D_(A) · 100 / (D(A) + V_suv / V_org.) = 10² · 100% / (10² + 1) ≈ 99

R_B = D_(B) · 100% / (D(B) + V_suv / V_org.) = 10^-3 · 100% / (10^-3 + 1) = 0,1%

9.6. Ekstraksiyaga ta’sir etuvchi omillar

Ajratib olish darajasi R ekstraksiyani takrorlash soni (n) bilan quyidagicha bog‘langan ┌ ┐

│ 1 │

R = │1 – ------------------------- │· 100

└ ┘

1. 
   Ekstraksiyani taqrorlash soni (n) ortgan sari ajratib olish darajasi R-ortaboradi.
   
2. 
   Organik faza xajmini suvli faza xajmiga nisbati V_org./ V_suv ortgan sari R-ortaboradi.
   
3. 
   Ajratib olish darajasiga, ekstragent xajmi (V_org.) dan ko‘ra takroriy ekstraksiya soni (n) ortdirish ko‘proq ta’sir etadi. Odatda ekstraksiyani 5-6 marta taqrorlash yaxshi samara beradi.
   
4. 
   Eritmaning rN qiymati taqsimlanish koeffitsientiga kuchli ta’sir etadi binobarin rN ni meyoriy qiymatini ta’minlash muxim axamiyat kasb etadi.
   

1. 
   Ekstraksiya – o‘zaro aralashmas ikki fazalardan birining tarkibidagi moddani ikkinchi fazaga o‘tkazish amali.
   
2. 
   Suyuklik ekstraksisiya – o‘zaro aralashmas ikki xil suyuklik orasida moddani turlicha taqsimlanishiga asoslangan ajratish va konsentrlash usuli.
   
3. 
   Ekstragent – tahlil etiluvchi moddani bir fazadan ikkinchisiga ekstraksiyalovchi (olib o‘tuvchi) organik erituvchi yoki eritma.
   
4. 
   Ekstraksion reagent – ajratiluvchi modda bilan birikib, ekstraksiyalanuvchi birikma xosil qiladigan ekstragentning tarkibiy qismi.
   
5. 
   Ekstrakt – ekstraksiya maxsuloti ya’ni ajratilayotgan moddani ekstragentdagi eritmasi.
   
6. 
   Reekstraksiya – organik fazaga ekstraksiyalangan moddani suvli fazaga o‘tkazish.
   
7. 
   Reekstrakt – organik ekstrakt tarkibidagi moddani suvli fazaga o‘tkazilgan eritmasi.
   
8. 
   Taqsimlanish doimiysi (K) – ajratiluvchi moddani organik qatlamdagi fa’olligini suv qatlamidagi fa’olligicha nisbati doimiy son.
   
9. 
   Taqsimlanish koeffitsienti (D) – ajratiluvchi moddani organik fazadagi turli shakl konsentratsiyalari yig‘indisini suv fazasidagi turli shakl konsentratsiyalari yig‘indisiga nisbati.
   
10. 
    Ajratib olish darajasi R – organik fazaga ekstraksiyalangan modda miqdorini ikala fazadagi moddaning umumiy miqdoriga nisbati.
    
11. 
    Ajratilish omili – ajratiluvchi A va V moddalar taqsimlanish koeffitsientlarini nisbati S_A/B = D_A / D_B.
    

1. 
   Ekstraksiya mohiyati nimadan iborat.
   
2. 
   Eksraksiyaga tegishli tushunchalarni izohlang.
   
3. 
   Reekstraksiya nima.
   
4. 
   Taqsimlanish koeffitsenti va taqsimlanish doimiysini farqi.
   
5. 
   Ikki moddani bir-biridan ajratish sharti.
   

1. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 1. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

2. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 2. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

3. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda)

4. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2013. 2 - jild (lotinda)

5. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.

6. Mirkomilova M. «Analitik kimyo». O‘zbekiston, Toshkent. 2001.
7-Mavzu: Tahlilning xromatografik usullari, tasnifi. Yupqa qavat xromatografiyasi cho‘ktirish, elak va gel xromatografiyasi.

Reja: 1. Xromatografik tahlilning tub mohiyati.

2. Ajralish mexanizmiga (tamoiliga) ko‘ra tasnifi.

3. Tajribani bajarilish uslubiga ko‘ra tasnifi.

4. Harakatchan va qo‘zg‘almas fazalarning agregat holatiga ko‘ra tasnifi.

5. Yuzaviy xromatografiya.

1. Xromatografik tahlilning tub mohiyati

Xromatografiya tahlilni zamonaviy fizik-kimyoviy usuli bo‘lib, dori vositalari va biofa’ol moddalarning tahlilida keng qo‘llanadi.

Barcha xromatografik tahlillarning tub moxiyati: tahlil etiluvchi aralashma xarakatlanuvchi (suyuq, gaz) faza tarkibida statsionar ya’ni qo‘zg‘almas sorbent fazasi bo‘ylab xarakatlanganda, uning tarkibiy qismlari, qo‘zg‘almas va xarakatchan fazalarga bo‘lgan moilliklari farq etgani sababli, turli tezlikda harakatlanib, o‘zaro ajraladi.

Xromatografik tahlilning turlari ko‘p bo‘lib, dori vositasini sifat va miqdoriy tarkibini aniqlash maqsadiga ko‘ra, ulardan ba’zilarini tanlab qo‘llash, uchun bu usullarning tasnifi va bir biridan farqini bilish lozim.

Xromatografik tahlil 3 xil xususiyatiga ko‘ra:

1. Ajralish mexanizmi. 2. Tajriba tamoili. 3. Xarakatchan va qo‘zg‘almas fazalarning agregat holatiga ko‘ra tasniflanadi.

10.2. Ajralish mexanizmi (tamoili)ga ko‘ra tasnifi.

1) Adsorbsion xromatografiya. Ajratiluvchi moddalarni turli adsorbsion (shimilish) xususiyatiga asoslangan.

2 misol: simob (II) va ko‘rgoshin (II) kationlar aralashmasi bilan shunday tajriba o‘tkazilsa Pb (II) sorbsion xususiyati ko‘proq bo‘lgani sababli u Hg (II) dan ajraladi ammo bu ikkala ion rangsiz bo‘lgani uchun ajralish sezilmaydi. Bunday hollarda xromatografik kolonkadan maxsus “ochuvchi” reagentlar o‘tkazilib, ajralgan ionlarga tegishli rangli sohalar aniqlanadi. Mazkur holda kolonkadan ochuvchi reagent sifatida KJ ning suvli eritmasi o‘tkazilsa yuqorida PbJ₂ sariq quyiroqda HgJ₂ qizil rangli sohalar paydo bo‘ladi.

2) Taqsimlanish xromatografiyasi aralashmadagi. A va V moddalarni ikki xil fazada taqsimlanish koeffitsientlarining farqiga muvofiq ajralishiga asoslangan.

S_{A (xarakatchan faza)} S_{V (xarakatchan faza)}

K_A = ---------------------- = 9,0 K_V = ---------------------- = 0,1

S_{V (qo‘zg‘almas faza)} S_{V (qo‘zg‘almas faza)}

Taqsimlanish koeffitsientiga ko‘ra A moddaning xarakatchan fazaga moilligi 9 marta ko‘p. V moddaning moilligi esa qo‘zg‘almas fazaga 10 marta ortiq. A modda xarakatchan fazaga o‘tib tezroq xarakatlanadi V modda esa taqsimlanish koeffitsienti kichikligi sababli qo‘zg‘almas fazada ushlanib qoladi. Taqsimlanish xromatografiyasida qo‘zg‘almas statsionar faza sifatida qaynash harorati yuqori bo‘lgan suyuqliq shimdirilgan, qattiq sorbent; xarakatchan faza sifatida gazlar yoki qo‘zg‘almas faza bilan aralashmaydigan suyuqliq ishlatiladi. Xromatografiyani gaz suyuqliq, suyuqliq-suyuqliq kabi zamonaviy turlari ajralishni taqsimlanish tamoiliga asoslangan.

3) CHo‘ktirish xromatografiyasi – aralashmadagi ionlar hosil qilgan cho‘kmalar eruvchanligining farqiga movofiq bir biridan aralashiga asoslangan. Qog‘ozda bajariladigan cho‘ktirish xromatografiyasini laboratoriya mashg‘ulotida bajarasizlar.

4) CHo‘qqi xromatografiyasi – qog‘ozda bajariladigan cho‘ktirish xromatografiyasini bir turi bo‘lib, bunda qo‘zg‘aluvchan (elyuent) faza vertikal yo‘nalishida siljigani sababli qog‘ozda, aniqlanuvchi ion miqdoriga ko‘ra, cho‘qqisimon rangli dog‘ hosil bo‘ladi. Masalan: cho‘ktiruvchi – dimetilglioksim shimdirilgan va quritilgan filtr qog‘ozni start chizig‘iga Ni²⁺ eritmasidan tomizib, Petri idishidagi suvga tik xolda tushi-

rilsa, elyuent (suv) ni yuqori tomon harakatlanishi hisobiga Ni²⁺ ioni qog‘ozni yangi sohalariga siljib cho‘qqisimon qizil dog‘ hosil qiladi. Dog‘ning yuzasi tomchidagi Ni²⁺ ionlarining miqdoriga bog‘liq.

5) Gel xromatografiyasi – aralashmadagi molekulalarni o‘lchamlariga ko‘ra ajralishiga asoslangan. Bo‘ktirilgan (jelatina) geli to‘ldirilgan kolonka orqali YU.M.B.ning kichik o‘lchamdagi molekulalari gel g‘ovaklarda ushlanib, yirik molekulalar kolonkadan avvalrok chiqadi. Bu usul molekulyar elak usuli deb ataladi va biopolimerlarni molyar massasiga ko‘ra ajratish uchun ishlatiladi.

6) Ion almashinish xromatografiyasi – tahlil etilayotgan aralash-madagi ionlarni sorbentning ionogen guruhidagi (N⁺) yoki (ON^-) ionlariga almashinuviga asoslangan.

2) Элюентни қуйи

йўналиши

3) Радиал хрома- тография

YUpqa qavatda bajariladigan xromatografiya usullari elyuentning yo‘nalishiga ko‘ra bir yoki ikki o‘lchamli bo‘ladi.

Bir o‘lchamli Ikki o‘lchamli

Ikki o‘lchamli xromatogrammalar murakkab aralashmalar tahlilida ishlatiladi.

10.4. Xarakatchan (elyuent) va qo‘zg‘almas fazalarning agregat holatiga ko‘ra tasnifi.

Xarakatchan (elyuent) va qo‘zg‘almas fazalarning agregat holatiga ko‘ra xromatografiyani to‘rt turi mavjud.

Qo‘zg‘almas faza	Xarakatchan (elyuent) fazasi		Ajratish tamoili
	Gaz	suyuqlik
Qattiq modda	 Gaz-adsorbsion xromatografiya GAX	 Suyuqlik-adsorbsion xromatografiya SAX	Adsorbsion
Suyuqlik	 Gaz-suyuqlik xromatografiya GSX	 Suyuqlik- suyuq-lik xromatografiya SSX	Taqsimlanish

1 va 3 ya’ni GAX va GSX murakkab, statsionar o‘lchov vositalarida bajariladi.

YUpqa qavat xromatografiyasi, ion almashinish, cho‘ktirish xromatografiyalarida aralashmaning tarkibiy qismlari xarakatchan suyuqlik-elyuent fazasidan qo‘zg‘almas qattiq sorbent fazasiga adsorbsiyalangani sababli ular SAX usullariga misol bo‘ladi.

SAX statsionar o‘lchov vositalarida, aralashma, suyuq elyuent oqimiga kiritiladi va uning tarkibida qo‘zg‘almas sorbent bo‘ylab harakatlanganda, tarkibiy qismlar, taqsimlanish koeffitsientlari qiymatiga muvofiq, elyuent va qo‘zg‘almas fazalarda turlicha taqsimlanadi. Natijada aralashmadagi moddalar kolonkada ajralib, elyuentga moil qismi avval, sorbentga moil qismi keyinrok, kolonkadan chiqadi.

Suyuqlik-suyuqlik xromatografiyasi ekstraksiya hodisasiga asoslangan. Uning moxiyati quyidagicha: qattiq-g‘ovak sorbentga yuqori haroratda qaynovchi, elyuent bilan aralashmaydigan, suyuqlik shimdiriladi. Bunday sorbent to‘ldirilgan kolonka bo‘ylab, suyuq elyuent tarkibidagi (A+V) aralashmaning eritmasi, bosim ostida, o‘tkaziladi. Kolonkadan avval elyuentga moil (V) modda so‘ngra sorbentga moil (A) modda ajralib chiqadi. Bu usul biofaol moddalarni ajratish va ochishda qo‘l keladi.

10.5. Sorbentning yupqa qavatida bajariladigan yuzaviy xromatografiya

Xromatografik usullarni muhim afzalligi tezkorligida ya’ni ekspress usul hisoblanadi kimyoviy tahlilda ko‘proq yuzaviy xromatografiyani qog‘ozda yoki sorbentning yupqa qatlamida bajariladigan turlari ishlatiladi.

Ta’rif: YUpqa qavat xromatografiyasi – aralashmadagi moddalarni harakatchan elyuent (erituvchilar aralashmasi) va plastinkaga bir tekis yopishtirilgan sorbentning yupqa qavatida turlicha taqsimlanish sababli o‘zaro ajralishiga asoslangan.

Xromatografiyani sorbentning yupqa qavatida bajarish uchun shisha yoki folga plastinka sirtiga sorbentni gipslik aralashmasi maxsus moslama yordamida bir tekis yoyiladi, quritiladi. Plastinkani ostki chetidan 1,5 sm masofada, yumshoq qalam bilan, start chizig‘i chiziladi. Ingichka kapilyar vositasida, start chizig‘a 1,0 – 1,5 sm oralig‘ida tekshiriluvchi eritma va aniklanuvchi moddaning standart eritmasidan, kichik tomchi tushiriladi. Plastinka, tubida 1 sm qalinlikda elyuent-suyuqlik bo‘lgan stakan (kolonkaga) tik holda joylanib, stakan og‘zi yopiladi. Elyuent sorbentni namlab yuqoriga xarakatlanish jarayonida start chizig‘iga tushirilgan moddalarni o‘zida eritib yuqoriga ko‘tarila boradi.

Elyuent sorbent bo‘yicha ~ 10 santimetrga ko‘tarilgach plastinka kolonkadan chiqarilib, quritiladi va maxsus ochuvchi reagent eritmasi bilan, purkagich vositasida, purkaladi. Ellips shaklida hosil bo‘lgan rangli dog‘ni plastinkadagi start chizig‘iga nisbatan holatini belgilovchi R_f qiymatiga ko‘ra sifat tahlil bajariladi.

Masalan. Orta, meta va para aminobenzoy kislotalar sifat tahlilini bajarish uchun ularni standart eritmalari tomizilgan plastinka 1:8 nisbatdagi sirka kislota va xloroform aralashmasi quyilgan kolonkada (elyuirlanadi) elyuent shimdirilgach, quritib rang hosil qiluvchi reagentlar HNO₂ va β-naftol eritmalari bilan purkaladi. Quyidagi reaksiya xisobiga



to‘q sariq dog‘ hosil bo‘ladi

YUpka qavat xromatografiyasida sifat tahlil startdan dog‘ markazigacha bo‘lgan (a) masofani startdan front chizig‘igacha bo‘lgan (v) masofaga nisbati bilan ifodalanadigan R_f qiymati asosida bajariladi R_f = a/v.

Keltirilgan misol uchun R_f^orto < R_f^meta < R_f^para.

Tayanch iboralar

1. 
   Xromatografik tahlil – aralashmadagi moddalarni qattiq yoki suyuq adsorbentga tanlab shimilishiga – adsorbsiyalanishiga asoslangan.
   
2. 
   SHimilish darajasi – sorbatni sorbentga moilligiga bog‘liq.
   
3. 
   Xromatografik tahlilni tub mohiyati – ajratiluvchi moddalarni harakatchan (elyuent) va qo‘zg‘almas fazalarga bo‘lgan moilliklari farqiga ko‘ra turli tezlikda xarakatlanib o‘zaro ajralishidan iborat.
   
4. 
   Adsorbsion xromatografiya – ajratiluvchi moddalarni adsorbsion xususiyatini farqiga ko‘ra ajralishi.
   
5. 
   Taqsimlanish xromatografiyasi – aralashmadagi moddalarni ikki xil o‘zaro aralashmas fazada taqsimlanish koeffitsientlari farqiga ko‘ra ajralish.
   
6. 
   CHo‘ktirish xromatografiyasi – ajratiluvchi moddalar hosil qilgan cho‘kmalarini eruvchanligini farqiga ko‘ra ajralish.
   
7. 
   CHo‘qqi xromatografiyasi. CHo‘ktiruvchi shimdirilgan xromatografik qog‘ozda aniklanuvchi ionni elyuent tarkibida vertikal yo‘nalishda siljishi natijasida cho‘qqisimon rangli dog‘ hosil bo‘lishi.
   
8. 
   Gel xromatografiya. Bo‘ktirilgan gel to‘ldirilgan kolonkadan yuqori molekulyar modda eritmasi o‘tkazilganda ularni molekula massasi (o‘lchami) ga ko‘ra saralanishi.
   
9. 
   Ion almashinish xromatografiyasi.Tarkibida ionogen guruhi bo‘lgan yuqori molekulyar birikma (ionit) ning xarakatchan ionlarini undan o‘tayotgan elektrolit ionlariga almashinuvi.
   
10. 
    YUzaviy xromatografiya – sorbent yuzasida bajariladigan xromatografiya.
    
11. 
    YUpqa qavat xromatografiyasi – aralashmadagi moddalarni xarakatchan elyuent (erituvchilar aralashmasi) va plastinkaga bir tekis yotishtirilgan sorbentning yupqa qavatida turlicha taqsimlanishi ya’ni R_f qiymatiga ko‘ra ajralishi.
    
12. 
    R_f – sifat tahlil uchun yupqa qavat xromatogrammasidan olinadigan o‘lcham ya’ni startdan dog‘ markazigacha bo‘lgan (a) masofani startdan frontgacha bo‘lgan (v) masofaga nisbati.
    

Foydalanilgan adabiyotlar

1. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 1. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

2. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 2. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

3. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda)

4. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2013. 2 - jild (lotinda)

5. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.

6. Mirkomilova M. «Analitik kimyo». O‘zbekiston, Toshkent. 2001

8-Mavzu: Miqdoriy tahlil. Uning tasnifi. Gravimetrik tahlil va uning tasnifi.

Reja: 1. Miqdoriy tahlilning maqsad va vazifalari.

2. Miqdoriy tahlil tamoillari va tasnifi.

3. Miqdoriy tahlilni bajarish shart-sharoitlari.

4. Gravimetrik tahlil.

1) Mohiyati va tasnifi.

2) Gravimetrik tahlil asoslari.

3) Gravimetrik tahlil amallari.

4) Gravimetriyani afzalligi va kamchiligi.

5. Gravimetriyani kimyo va tibbiyotda qo‘llanishi.

1. Miqdoriy tahlilning maqsad va vazifalari

Analitik kimyo modda va ashyolarni sifat va miqdoriy tarkibini o‘rganuvchi fan.

Miqdoriy tahlilning maqsadi – moddani miqdoriy tarkibini aniqlab, uni etalon (standart) namunaga muvofiqligini isbotlashdan hamda kimyoviy-maxsulot, dori xom ashyosi, dori vositalari va boshqa ashyolar tozaligini tavsiflashdan iborat.

Miqdoriy tahlilning vazifasi – tahlilning mavjud usullarni takomillashtirish va yanada tezkor va samarali usullarni ishlab chiqishdan iborat.

Dori vositasini amalda qo‘llanishi uning miqdoriy tarkibiga bog‘liq. Masalan, qonni suyultiruvchi osh tuzini 0,9% fiziologik eritma konsentratsiyasini juda oz o‘zgarishi ham bemorning holatiga salbiy ta’sir etadi. Kamfora – dori vositasi 178,4⁰S da suyuqlanadi, suyuqlanish haroratini oz bo‘lsada o‘zgarishi uning iflosligidan darak beradi.

Xulosa: Miqdoriy tahlil modda va ashyolar sifatini belgilovchi, miqdoriy tarkibni aniqlovchi asosiy vositadir.

Miqdoriy tahlil asoschi – massalar saqlanish qonunini kashf etgan M.V. Lomonosovdir, D.I. Mendeleev, Menshutkin, Kurkonov, Alimarin, Xlopin va boshqa olimlarning ishlari miqdoriy tahlil usullarini shakllanishi va takomillanishiga xizmat qilgan.

2. Miqdoriy tahlil tamoillari va tasnifi.

O‘rganadigan massa, xajm yoki fizik xossasiga ko‘ra miqdoriy tahlilni 3 tamoili mavjud.

I Reaksiya maxsuloti miqdorini (mahsulot massasi yoki ajralgan gazni hajmini) o‘lchash. Ekvivalent qonuniga muvofiq, mahsulotning aniq massasiga ko‘ra aniqlanuvchi modda miqdori hisoblanadi (Gravimetrik usul).

II Reaksiyaga sarflangan reagent hajmini o‘lchash. Aniqlanuvchi modda eritmasiga reagent eritmasidan oz-ozdan, ekvivalent nuqta namoyon bo‘lguncha, aralashtirib, qo‘sha boriladi. Reagent eritmasining konsentratsiyasi va sarflangan hajmini bilgan holda, ekvivalent qonuni asosida, aniqlanuvchi moddaning miqdori xisoblanadi. (Hajmiy usul).

III Fizik xossalarni o‘lchash. Aniqlanuvchi modda yoki uning mahsulotini elektr o‘tkazuvchanligi, optik zichligi va boshqa fizik xossaning qiymati aniqlanayotgan moddaning konsentratsiyasiga bog‘liq.

Miqdoriy tahlil usullarining kimyoviy va uskunaviy turlari mavjud. Kimyoviy usullar o‘z navbatida ikkiga bo‘linadi kimyoviy reaksiya maxsuloti massasini o‘lchashga asoslangan usul gravimetriya, aniqlanuvchi modda bilan boridigan reaksiya uchun sarflangan reagent xajmini o‘lchashga asoslangan usul valyumometriya (ya’ni hajmiy usul) deb ataladi.

11.3. Miqdoriy tahlilni bajarish sharoitlari. Miqdoriy tahlilda qo‘llanadigan reaksiyalarga quyilgan talablar

Miqdoriy tahlil natijalari aniq va to‘g‘ri bo‘lishi uchun quyidagi sharoitlar bajarilishi shart.

1.Moddaning sezgir analitik reaksiya yoki fizik xossasi tanlanadi.

2.Barcha analitik amallar to‘g‘ri bajarilishi lozim.

3. Tahlil natijalarini o‘lchashning ishonchli usulari tanlanadi.

Miqdoriy tahlilda qo‘llanadigan reaksiyalar quyidagi talablarga javob berishi shart.

1. 
   Reaksiya stexiometrik nisbatda, to‘liq, oxirigacha borishi shart. Misol K⁺ ionini gidrotartarat ionii bilan cho‘ktirish, cho‘kmani eruvchanligi (3,4 g/l) sezilarli bo‘lgani uchun talabga javob bermaydi, Ba⁺² kationini SO₄^2- bilan cho‘ktirish E_BaSO4=1·10^-5 m/l yoki 2,3 ·10^-3 g/l deyarli to‘liq bo‘ladi.
   
2. 
   Qullanayotgan reaksiya, sezilarli va turg‘un analitik samaraga ega bo‘lishi kerak.
   
3. 
   Reaksiyani tugallanish nuqtasi aniq va oson aniqlanmog‘i kerak (masalan neytrallanish reaksiyasi rN=7 tugallanadi uni indikator bilan aniqlash mumkin.
   
4. 
   Eritmalar konsentratsiyasi aniq bo‘lishi shart. Buning uchun:
   

a). Tortishda xato kam bo‘lishi maqsadida molyar massasi kattaroq moddadan eritma tayyorlanadi.

b). Eritmasi tayyorlanadigan modda formulasiga mos bo‘lib saqlash, kurutish va tortish jarayonlarida tarkibi turg‘un bo‘lishi kerak.

v). Oson kristallanuvchi.

g). Oksidlanish va xavodan namlik, SO₂ gazini o‘ziga yutmasligi kerak.

5. 
   Barcha amallar yuksak tartib va aniqlikda bajariladi. Kichik bir zarrani yo‘qolishi xam natija aniqligiga salbiy ta’sir etadi.
   
6. 
   O‘lchov idishlari va analitik asboblarning aniqligi ishlatishdan oldin tekshiriladi (kalibrlanadi).
   
7. 
   Uskunaviy usullar uchun moddaning o‘ta kuchli fizik xossasi tanlanadi.
   
8. 
   Tahlil natijasini to‘g‘riligi va takroriyligi riyoziyot (matematik) statistika usulida aniqlanadi.
   

Miqdoriy tahlildagi xatolik turlari.

1.Tasodifiy xato – tahlil amallarini qo‘pol bajarilishi natijasida kelib chiqadi. Tasodifiy xatoni yo‘qotish uchun natija uch to‘rt marta takrorlanib o‘rtacha arifmetik qiymat aniqlanadi.

2. (Sistematik) Tizimli xato – o‘lchov vositasi, idishlar yoki analitik tarozi aniq o‘lchamasligidan kelib chiqadi takrorlanuvchan xato tizimli xatoni yo‘qotish uchun “puch” “kontrol” tajriba o‘tkaziladi ya’ni toza erituvchi uchun (puch) va aniqlanuvchi moddaning standart eritmasi uchun (kontrol) o‘lchovlar o‘tkaziladi.

11.4. Gravimetrik tahlil

11.4.1. Gravimetrik tahlil tasnifi va mohiyati.

Reaksiya mahsulotini hosil qilish uslubiga ko‘ra gravimetrik usulni quyidagi turlari mavjud:

1). Xemiogravimetriya – kimyoviy reaksiya mahsulotini massasini aniq tortish (cho‘ktirish va haydash usullari).

2). Elektrogravimetriya – elektroliz natijasida elektrod massasini ortishini tarozida tortish.

3). Termogravimetriya – termik qizdirish natijasida namuna massasini kamayishi aniq tortiladi.

Gravimetriyaning asosiy amali-analitik tarozida ± 0,0002g. aniqlikda tortishdan iborat.

Xulosa: Gravimetrik tahlilning tub moxiyati reaksiya muxsulotini aniq tortish va uning asosida aniqlanuvchi modda miqdorini hisoblashdan iborat.

11.4.2. Gravimetrik tahlil asoslari

Usulning nomi lotincha gravitas – (markazga tortilish) iborasidan olingan bo‘lib, aniqlanuvchi moddaning tortimidan olingan qoldiq yoki cho‘kmani massasi aniq tortiladi.

Barcha analitik amallarni bajarish uchun namunadan, ± 0,0002g aniqlikda, tortib olingan kichik massa tortim deyiladi. Bajarilish uslubiga ko‘ra gravimetriya uch turga bo‘linadi.

1. Ajratib olish usulida – aniqlanuvchi modda (masalan o‘simlikning kuli) tahlil etiluvchi (dorivor o‘simlik) dan miqdoran ya’ni to‘liq ajratib olib aniq tortiladi. Tortimning qolgan tarkibiy qismlari kuydirib, cho‘g‘latib haydaladi. Natija quyidagicha hisoblanadi.

2. Haydash usuli

a) Bevosita haydash usulida namunadan haydalgan mahsulot tutqichga yutdirilib, tutqich massasini ortishiga ko‘ra aniqlanuvchi moddaning miqdori hisoblanadi. Masalan uglevodorod tarkibidagi S va N miqdorini aniqlash uchun, namuna yondiriladi hosil bo‘lgan N₂O bug‘i va SO₂ gazi kalsiy xlorid va o‘yuvchi natriy to‘ldirilgan tutqichlarga yutdirib tortiladi.

Natija quyidagicha hisoblanadi.

m_(H2O) M_H · 100 m_CO2M_C · 100

% H = ------------------------ % C = ---------------------

M_H2O · a M_CO2 · a

m_(H2O) = m₂ – m₁ m_CO2 = m₂ – m₁

a – tortimning massasi; m₁ va m₂ tutqichning avvalgi va keyingi massasi.

b) Bavosita xaydash usulida – aniqlanuvchi modda masalan kristallizatsion suv (yoki namlik) tortimdan batamom haydalgach uning quruq qoldig‘i tortiladi. Natija quyidagicha hisoblanadi.

m_H2O · 100

% H₂O = ---------------------

a

Ajratib olish va haydash usullari nisbatan sodda ammo ko‘pincha aniqlanuvchi moddadagi S, P, Fe elementlarni haydash usuli bilan sof xolda ajratib bo‘lmaydi, bunday xollarda gravimetrik tahlilni murakabroq uchinchi ya’ni cho‘ktirish usuli qo‘llanadi.

Bu usulga muofiq aniqlanuvchi element cho‘ktiriladi va tortiluvchi shaklga o‘tkazib, tortiladi. Misollar:

Aniqlanuvchi CHo‘ktiriluvchi Tortiluvchi

shakl shakl shakl

S BaSO₄ BaSO₄

MgCl₂

HNO₃



NH₄
P


NH₄OH

HNO₃




CHo‘ktirish usulida. Namunadagi aniqlanuvchi element kimyoviy reaksiyalar vositasida turg‘un tarkibli kimyoviy birikma – tortiluvchi shaklga o‘tkazib, tortiladi.

CHo‘ktirish usulida bajariladigan gravimetrik tahlil quyidagi amallardan iborat:

I O‘rtacha namuna olish. Namuna o‘rtacha ko‘rsatgichlik bo‘lishi uchun unda aniqlanuvchi ob’ektning turli qismlari aks etishi kerak, buning uchun dorivor o‘simlikni turli qismlari aks etgan 400-600g massadagi bosh namuna bir kvadrat metr satxga bir tekis yoyib to‘rtdan ikki qismi olinadi va yana kvadrat holida yoyiladi. Kvartalash (choraklash) deb ataladigan bu amal bosh namunaning massasi 2-2,5 grammni tashkil etguncha ya’ni laboratoriya namunasi hosil bo‘lguncha davom etiriladi.

II Tajriba uchun kerakli tortim massasi formula asosida hisoblanadi. Bu erda a – tortim massasi v-tortiladigan shakl massasi (kristall cho‘kmalar uchun 0,5 g, amorf cho‘kma uchun 0,1 g); F analitik omil – tortiluvchi shakldagi aniqlanuvchi element atom massasi (M_A) ni indeksiga ko‘paytmasini tortiluvchi shakl molyar massasi (M_AmBn) ga nisbati

_mM_A 2 · 56

F_AmBn = ---------------- misol F_Fe2O3 = ----------------

M_(AmBn) 160

Namunada aniqlanuvchi (A) elementning taqribiy foiz miqdori (%A) ma’lum bo‘lsa tortim (a)

a = b · F · 100 / %A

formula asosida hisoblanadi.

III Tortimni eritish uchun uchuvchan erituvchi tanlanadi va uning kerakli hajmi moddani erish kimyoviy tenglamasiga ko‘ra quyidagicha hisoblanadi.

V_e = 1,5 · a · mM_E · 100 / nM_A · ρ · %

a – tortim, M_e – erituvchining molyar massasi, m erish tenglamasidagi koeffitsienti, M_a – eritilayotgan (A) moddaning molyar massasi; n – tenglamadagi koeffitsienti ρ va % erituvchining zichligi va foiz konsentratsiyasi 1,5 – bir yarim barovar ortiq olinish koeffitsienti.

IV CHo‘ktirish uchun xam uchuvchan cho‘ktiruvchi tanlanadi cho‘ktiruvchining hajmi xam yuqoridagi kabi formula asosida hisoblanadi

V_r = 1,5 · a · mM_r · 100 / nM_A · ρ · %

a). CHo‘ktiruvchi quyidagi talablarga javob bermog‘i kerak.

1. CHo‘ktiruvchini – EK qiymati eng kichik cho‘kma hosil qiluvchi turi tanlanadi. Masalan Pb⁺² tuliq cho‘ktirish uchun EK_PbCk2 = 1,6 · 10^-5;

EK_PbJ2=1,1 · 10^-9; EK_PbS=2,5 · 10^-27 H₂S yoki (NH₄)₂S eritmasi tanlanadi.

2. CHo‘ktiruvchi cho‘kma sirtidan oson va to‘liq yuvilmog‘i shart.

3. Uchuvchan erituvchilarni ishlatishi maqsadga muvofiq.

b). CHo‘kma quyidagi talablarga javob berishi shart.

1. CHo‘kmaning EK qiymati ≤ 10^-8 bo‘lishi.

2. CHo‘kma yirik kristall shaklida bo‘lgani maqsadga muofiq.

3. CHo‘kma tortiluvchi shaklga oson o‘tmog‘i kerak.

v). Tortiluvchi (gravimetrik) shakl quyidagi talablariga javob berishi kerak.

1. Tarkibi formulasiga mos bo‘lishi.

2. Atmosfera ta’siri, yuqori haroratli isitishga chidamli bo‘lishi kerak.

V CHo‘kmani filtrash va yuvish.

Filtrash uchun kulsiz filtr ishlatiladi. Filtrash jarayonini tezlatish maqsadida filtrdan avval cho‘kmaning ustidagi suyuqlik o‘tkaziladi, cho‘kma 3 marta chayiladi va chayindi bilan filtrga tushiriladi cho‘kmani 3 marta yuvilganda uning sirtida qolgan ifloslik analitik tarozida sezilmas darajada kamayadi.

VI Quritish, kuydirish, cho‘g‘latish.

120-130⁰S quritish shkafida cho‘kma quritilgach, filtr chinni kosachaga joylanadi va gaz gorelkasini past alangasida sekin kuydiriladi, so‘ngra 700-800⁰S mufel pechda massasi o‘zgarmas bo‘lguncha cho‘g‘latiladi va eksikatorda sovutib tortiladi.

VII Tortish.

Tortiladigan ashyoning taqribiy massasi texnik tarozida aniqlangach analitik tarozida ± 0,0002 g aniqlikda tortiladi.

VIII Natijani xisoblash.

Tortiluvchi shakldagi A elementning massasi m_A = b · F va (a) tortimdagi aniqlanuvchi element foiz miqdori – %A = b · F · 100/a hisoblanadi.

Gravimetrik tahlilni afzalligi va kamchiligi

Gravimetrik tahlilni aniqligi 0,01-0,005% bo‘lib kimyoviy tahlil usullari ichida g‘oyatda yuqori aniqlikka ega. SHuning uchun gravimetriya ba’zi munozarali holatlarda “arbitraj” ya’ni muammoni to‘g‘ri echimini beraoladigan-xakam usuli sifatida ishlatiladi.

Asosiy kamchiligi shundaki ko‘p mexnat talab etiladi. Qator moddalar va farmatsevtik preparatlarning miqdoriy tahlilida qo‘llanadi. Uchuvchan moddalar va xom ashyoning namligini undagi qoldiq kul miqdorini aniqlashda, nisbatan ko‘proq qo‘llanadi.

Tayanch iboralar

1. 
   Miqdoriy tahlilning
   
   1. 
      maqsadi – modda va ashyolar miqdoriy tarkibini aniqlash va standartlash,
      
   2. 
      vazifasi – tahlil usullarini takomillashtirish va yanada tezkor, samarali usullarni ishlab chiqish.
      
2. 
   Gravimetrik usul – reaksiya mahsuloti massasini o‘lchash.
   
3. 
   Hajmiy usul – reaksiya uchun sarflangan reagent hajmini o‘lchash.
   
4. 
   Uskunaviy usul – modda yoki uning mahsuloti fizik xossalarini o‘lchov vositasida o‘lchash.
   
5. 
   Tasodifiy xato – tahlil amallarini qo‘pol bajarish natijasida sodir bo‘ladigan xato.
   
6. 
   Tizimli xato – o‘lchov vositasi, idishlarda hajmini o‘lchashda takrorlanuvchi xato.
   
7. 
   Xemiogravimetriya – kimyoviy reaksiya mahsuloti massasini aniq tortish.
   
8. 
   Elektrogravimetriya – elektroliz natijasida elektrod massasini orishi aniq tortiladi.
   
9. 
   Termogravimetriya – termik qizdirish natijasida namuna massasini kamayishi aniq tortiladi.
   
10. 
    Ajratib olish usuli – aniqlanuvchi modda (masalan o‘simlikning kuli) ajratib olib aniq tortiladi.
    
11. 
    Bevosita haydash usuli – namunadan haydalgan mahsulot tutqichga yuttirib aniq tortiladi.
    
12. 
    Bavosita haydash – aniqlanuvchi modda batamom haydalgach qoldiq aniq tortiladi.
    
13. 
    CHo‘ktirish usuli – aniqlanuvchi element kimyoviy reaksiya vositasida turg‘un tarkibli kimyoviy birikma – tortiluvchi shaklga o‘tkazib, aniq tortiladi.
    
14. 
    Kvartalash (choraklash) ~ 500g bosh namuna massasini laboratoriya namunasi (2,5g) gacha kamaytirish uchun kvadrat sathga yoyib, 2/4 qismini yana yoyib kamaytirish.
    

Foydalanilgan adabiyotlar

1. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 1. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

2. Analiticheskaya ximiya. problemы i podxodы. tom 2. R. Kelnera, J.-M. Merme, M. Otto, G.M. Vidmer. - M. Mir, Izdatelstvo AST, 2004

3. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2008. 1 - jild (lotinda)

4. Xaritonov Yu.Ya., Yunusxodjaev A.N., Shabilalov A.A., Nasirdinov S.D. «Analitik kimyo. Analitika». Fan. T. 2013. 2 - jild (lotinda)

5. Fayzullaev O. «Analitik kimyo asoslari» Yangi asr avlodi, 2006.

6. Mirkomilova M. «Analitik kimyo». O‘zbekiston, Toshkent. 2001.

Download 3,58 Mb.