Ajiratiw hám aniqlaw(sipat analizi)usillari''

Konsentrlew usıllarınıń klassifikatsiyası Házirgi waqıtta materiallardıń tazaliǵina qoyilatuǵin talaplardıń artıwı, qórshaǵan-órtalıqti baqlaw máselelerinıń aktualliǵina alip keledi. Zamanagoy analiz usıllarınıń seziwsheńligi har qiyli bolip, seziwsheńligi joqarı usıllar arnawlı ásbaplar talap etkeni, analiz bahasinıń qimbatliǵi, olardan laydalanıwdi bir qansha shekleydi. Bahasi arzan hám qolag usıllardıń bolsa seziwshwńligi jeterli emes, bunnan tisqarı, anıqlatuǵin zat muǵdari qansha kem bolsa anıqlaw qátesi sonsha úlken boladi. Mikrostrukturalıq bólimlerdi anıqlaw, tiykarinan, eki máselege qaralıwı múmkin: 1) tirkarǵi strukturalıq bólimler kem massa yaki kólemdegi úlgilerinen anıqlaw; 2) kem muǵdardayi zatti massasi yaki kólemi bir qansha úlken bolǵan úlgilerdi anıqlaw. Birinshi máseleni sheshıw ushın ultramikroanaliz usılları, ultramikroximiyalıq analiz qollanılıwı múmkin. Bunda zattıń massası mikrotárezilerde ólshenedi, shókpeler mikroskop járdeminde gúzetiledi. Eritpelerdın kólemi mikrobyuretka hám mikropipetkalar járdeminde ólshenedi. Ekinshı máseleni sheshıw ushın tekseriletuǵin zat quramindaǵi anıqlanatuǵin zat konsentrlenedi, bolmasa onı ajıratıw, tabıw hám anıqlawdıń ilaji bolmas edi.
Konsentrlew absolyut hám salistirmali bolıwı múmkin. Absolyut konsentrlewde aniqlanatiǵin mikrostrukturalıq bólim kóp kólemnen kem kólemge ótkeriledi. Salistirmali konsentrlewge mikrostrukturalıq bólimnen ajıralıwı nátiyjesinde mikrostruktural8q bólim konsentratsiyasinıń mikrostrukturalıq bólim konsentratsiyasina qatnası artadi. Konsentrlew har dayim ajıratıw menen baylanıslı boladi, sonıń ushın da bárshe ajıratıw usılları konsentrlewde qollaniladi. Konsentrlewdıń shóktırıw, birgelikte shógıw, elektroliz, aydaw, ekstraksiya, xromotografiya, flotatsiya, zonali suyıqlandırıw sıyaqlı basqa da usıllardı sanap ótıw múmkin.
Har ajıratiw hám konsentrlew tabıw hám anıqlaw menen baylanıslı bolǵani ushın ol gravimetriya, titrimetriya hám basqa anıqlaw usılları menen tamamlanadi. Bunday usıllar gidrid usıllar dep júritiledi. Aytip ótilgen konsentrlew usıllarınan qaysi birin tańlaw júda áhmiyetli esaplanadi. Bul máseleni sheshıw ushın tekseriletuǵın obyekttıń tabiyati, onıń ximiyalıq qurami, zatti anıqlaw ushın názerde tútılǵan usıl, analizdıń sózılıwı, laboratoriya sharayatinda bar bolǵan ásbap úskeneler, reaktiv hám eritıwshıler sıyaqlılarǵa baylanıslı. Ayrim jaǵdaylarda bir neshe usıl izbe-iz qollanılıwı múmkin. Ádetde, konsentrlew gruppalaw yamasa ayrim-ayrim bolıwı múmkin. Gruppalap konsentrlewde bir ámel dawaminda bir neshe mikrostrukturalıq bólim ajıratıladı. Ayrim-ayrim konsentrlewde tekseriletuǵin obyekt quramindaǵi zatlardıń birewı -- anıqlanatuǵini konsentrlenedi. Konsentrlewde basqa strukturalıq bólimler, yaǵniy negiz joǵaltılıwı yamasa mikrostrukturalıq bólim ajıratılıwı múmkin. Gruppalap ajıratıwda tiykar bir elementten, máselen, metalldan ibarat bolǵanda yamasa ximiyalıq qurami ápıwayı bolǵanda qolay boladi.
Konsentrlew muǵdarlıq tárepten shiǵarip alıw dárejesi -- R hám konsentratsiyalaw koefficienti -- k menen kórsetıw múmkin.
R=g'mikro/gmikro•100%
k=gmikro•g'tiykar/g'mikro•g'tiykar
bul jerde, gmikro --- ùlgidegi mikrostrukturalıq bólimnıń ajıratıwǵa deyingi bolǵan muǵdari, g'mikro --- konsentrattaǵi mikrostrukturalıq bólimnıń ajıratıwdan keyingi muǵdari, gtiykar --- tiykarǵi struktural8q bólimnıń úlgidegi muǵdari, g'tiykar --- tiykarǵi strukturalıq bólimnıń konsentratsiyalawdaǵi muǵdari. Eger shiǵarıp alıw dárejesi R=100% bolsa, zat tolıq ajıratilǵan esaplanadi. Zatlardi ajıratıw hám konsetratsiyalawda bolistiriliw nizamlarinan paydalaniladi. Bolistiriliw nizamlarina kóre, ózgermes temperaturadaǵi teńsalmaqlıq waqtinda erigen zat aktivliginıń birinshı hám ekinshı fazalardaǵi qatnası turaqlı san bolip onı bólistiriliw konstantasi dep ataladi:
K=a1/a2.
Ideal eritpeler ushın aktivlikti konsentratsiya menen almastirip, A zati ushın tómendegishe jaziw múmkin:
K=[A]1/[A]2
Kópshilik real analitikalıq sistemalarda aktivlik koefficientleri qatnası bolsa turaqlı bolmaydi. Fazalar arasindaǵi báswki teńsalmaqlıǵı bolǵanliǵi ushın zat bir neshe ximiyalıq formalarda bolıwi múmkin. Bumday jaǵdaylarda bolistiriliw koefficienti ámeliy áhmiyetke iye boladi:
D=c1/c2,
bul jerde, 1-organikalıq, 2-suw fazalarindaǵi aktivlik yamasa konsentratsiyalaw deliniwi múmkin (ekstraksiya ushın). Ajıratiw hám konsentrlew bir yamasa kóp basqıshlı bólıwı múmkin. Kópshilik jaǵdaylarda, bir basqıshlı ajıratıw hám konsentrlewde ajıratilatuǵin hám konsentrlenetuǵin zat tolıǵınsha ajıralmaydi, sonıń ushın da kóp basqıshlı ajıratıwdan paydalanıwǵa tuwrı keledi. Bir basqıshlı ajıratıw hám konsentrlewde de, kóp basqıshlı ajıratıw hám konsentrlewde de ajıratıwdıń tolıqlıǵı tekserılıwı kerek. Bunıń ushın ximiyalıq, spektral, radioximiyalıq, elektr ximiyalıq hám basqa swzgir usıllardan paydalaniladi. Ajıratıwdıń tolıqlıǵın tekserıw ushın tańlanatuǵin usıl qolay, tez hám anıq bolıwına itibar beriledi. Ajıratıw hám konsentrlew tolıq bolǵannan soń zatti analiz etıwge ótiledi. Bunın ushın bolsa tiyisli usıl tańlanadi.
Analiz tańlaw hám bahalawda anıqlanatuǵin zattin qasiyetleri, onı analizge tayarlaw hám analiz qılıw ushın ketetuǵin waqıt, analiz etiliwin obyekttıń tabiyati, laboratoriya úskeneleri, olardıń zárúrlı sezıwsheńligi hám anıqlıq shegaralarina itibar beriledi. Analiz qılıw metodikasin tańlaw hám bahalawda órtasha úlgi alıw, onı analizge tayarlaw, zatti analiz ushın qolay agregat jaǵdayǵa (gaz, eritpe) ótkerıw, analiz ushın kerekki sharayat jaratıw hám analizdi orınlaw tiykarǵi nizamin quraydi.
Shóktiriw hám birgelesip shógıw tiykarinda ajıratıw hám konsentrlew. Biz bul jerde shóktiriw tiykarinda ajıratıwdi qarap ótemiz. Shóktiriw negizindegi zatlardıń eriwsheńlikleri arasindaǵi pariqqa tiykarlanǵan. Bunday jaǵinan eriwsheńlik kóbeytpesi menen mánısı menen anıqlanadi. Biz soni da bilemiz, kem eriytuǵin qandayda bir shókpe ózı menen ele eriwsheńlik kóbeytpesi mánısı shógıw dárejesine jetpegen zattida ajıratıw múmkin. Kerisinshe, sonday jaǵdaylar da boladi, basqa sharayatta shógiw tezligi jeterli bolģan zatlardıń shogiwi sonsheli ástelesıwı múmkin, onıń járdeminde ajıratiw imkani bolmaydi. Shómtiriw waqtinda amorf shókpeler payda bolsa, onıń centafugalaniwiı júda áste bolǵanliǵi ushın ajıratıw quramalasadi. Zatlardıń erıwsheńlikleri har túrli bolıwı bizge belgili. Ayirim zatlar kislotali órtaliqlarda, ayirimlari neytral, basqalari siltili órtalıqta shógedi. Eritpenıń pH mánisin túrli usıllar járdeminde nasqariw arqalı ajıratilatuǵin zatlardıń tiyisli pH mánislerinde shóktiriw múmkin. Bunda zatlardıń túrli pH mánislerindegi eriwsheńliklerinen paydalaniladi.
Anorganikalıq ionlar kóbinese gidroksidlar, sulfidlar, sulfatlar halinda shóktiriledi. Fosfatlar, korbanatlar hqm oksalatlardıń slektivligi kem bolǵanlıǵi ushin olardan kem paydalaniladi. Organikalıq shóktiriwshiler qatarina neytral komoleksler payda etiwshi zatlardi kiritiw múmkin. Bunday zatlar qatarina dimetilglioksim, -benzoinoksim, -oksixinolin hám basqalar kiredi. Fenilarson kislota, n-oksifenilarson kislota hám н-propilarson kislota tórt valentli matallardi kislotali ortalıqta shóktiriwde júda selektiv shóktiriwshiler esaplanadi. Birikpelerdi zatlardi ajıratıw hám konsentrlew ushın birgelesip shógiw kóp qollaniladi. Birgelesip shogiwdi ámelge asırıw ushın anorganikalıq hám organikalıq kollektorlardan paydalaniladi. Kollektorlar -- kem eriytuǵin anorganikalıq hám organikalıq birikpeler bolip, olar zárúr bolǵan zatlardi uslap qaliwi hám kesent beriwshı mikro, sonıń menen, tiykarǵi strukturalıq bólimlerdi uslamawı kerek. Mısal retinde mis metalindaǵi az muǵdar vismutti anıqlawdi qarap shigayiq, sebebi júda az muǵdar vismut hám mis órkizgishiniń qásiyetlerin bir qansha awirlastiriladi. Mis úlgisi eritpege ótkeriledi, soń vismut aziraq mis yaki alyuminiy duzi menen shóktiriledi. Vismut duzlari ańsat gidrolizlengenligi ushın olardı azraq mis (II) gidroksid penen toliq shóktiriw múmkin. Aralaspaǵa qosilsa, mis reńsiz turaqlı komplekske baylanısadi, vismut bolsa sari reńli kompleks payda etedi. Aralaspaǵa kaliy yodid qosilsa, vismut sari reńli BiJ4 kompleks ionina aylanadi hám oni fotometrik anıqlaw múmkin. Alyuminiy duzi kollektor sipatinda qollanilǵanda, aralaapaǵa ammiaktıń suwdaǵi eritpesi qosilsa, bumda eritpede kók reńli mis (II) ammiakat kompleksi layda bolip, alyuminiy hám vismut duzlari gidroksidler halinda birgelesip shógedi. Payda bolǵan shókpedegi alyuminiy vismuttiń pjárdeminde anıqlawǵa kesent bermeydi. Biraq bunda mis hám aziraq muǵdarda shógiwi múmkin. Elektrolitik ajıratıw hám konsentrlew elektroliz processine tiykarlanǵan bolip, tekseriletutin zat eritpesine eki inert elektrod tusirilip, olar ózgermes tok deregine jalǵanadi, elektrolittan otip atırǵan tok elektrodlarda ( yamasa elektrod jaqininda) zatlardi ajıratip shiǵaradi. Elektroliz waqtinda ajıralip atırǵan zat muǵdari elektrolitten ótip atırǵan elektr muǵdarina múnasip boladi hám ol Faradey nizamina kóre tómendegishe kórsetiledi:
m=Q•Mr/n•F=I•t•Mr/n•F
Bul jerde m - elektrodta bóleklengen element massası, g; I - tok kúshi, A; τ - elektroliz ushın sarplanǵan waqıt, sek; F - Faradey sanı, 96500 kulon; n - reakciyada qatnasqan elektronlar sanı. Elektrolitdan 1 kulon elektr muǵdarı ótkende ajraladi`ǵan element muǵdarına elektr ximiyalıq ekvivalent (E/F, E - bóleklengen element ekvivalenti) dep ataladı. Elektroliz waqtında katodda qaytarılıw, anodta bolsa oksidleniw procesi júz boladı. Mısalı, CuSO4 eritpesindegi mistı ajıratıw qaray shiģilsa, katodta Cu2++2 e→Cu hám anodda 2 H2 O- 4 e→O2+4 H+ reakciyalar júz boladı. Eritpede H2 SO4 jıynaladı. Eger eritpede Cu2+ hám Pb2+ ionları bolsa, katodda Cu2++2 e →Cu hám anodda Pb2++2 H2 O-2 e→PbO2 reakciyalar baqlanadı. Hár qanday element elektroliz etilgende, ol elektroddıń arnawlı bir potencialında ajrala baslaydı. Bul potencialǵa ajırasıw potencialı dep ataladı. Ádetde, potencial iondıń normal oksred potencialı hám erituvchining ajırasıw poten- tsiallari tiykarında anıqlanadı. Mısalı, Cu2++2 e→Cu reakciya E0=0, 34 B potencialda, (1/2) O2+2 H+ +2 e→H2 O reakciya bolsa E0=1, 23 B potencialda júz boladı. Bunnan misning teoriyalıq ajırasıw potencialı 1, 23-0, 34=-0, 89 V ekenligi málim boladı. Eger sırtqı kernew sol bahadan kishi bolsa, buwınnan tok topırlıǵı kerek, bunnan úlken kernewde teoriyalıq tárepten tok kúshi buwındıń qarsılıǵı menen belgilenedi. Elektrolitik ajıratıw usılı járdeminde elementlardı selektiv ajıratıw múmkinshiligi bar. Mısalı, eritpede qorǵasın hám kadmiy bolsa, aldın qorǵasın (126 Pb / Pb 2+ = − B), keyin bolsa kadmiy ( E 0, 402 Cd / Cd 2+ = − B) ajraladi`. Eger elektrodlarǵa −0, 30÷-0, 35 V potencial berilsa, katodda tek qorǵasın ajraladi`. Ádetde, hámme waqıt elektroliz potencialı ajırasıw potencialınan joqarılaw bolıwı kerekligi misni ajıratıw mısalında kórip ótildi. Elektrolitik ajıratıwdıń eń úlken kemshiligi sonda, bul usıl járdeminde aralapaadaģi elementtı tolıq ajıratıw talay quramalı. Hár qanday elektrolitik ajıratıw tiyisli sharayattı (element tábiyatı, pH, potencial, elektrod hám basqalar ) talap etedi. Mısalı, mıs hám qorǵasın aralaspasi nitrat kislota ortalıǵında ajralsa, nikel bul ortalıqta ajıralmaydi. Elektr ximiyalıq kernewler qatarında aldında turǵan metall sol qatarda arqada turǵan metalldıń qandayda bir birikpesi eritpesine túsirilse, aktiv metall (teris zaryadlanadı ) sırtında passiv metall shógedi. Bul hádiysege tsementatsiya dep ataladı. Bul usıl da qospalardi tolıq ajıratıwǵa múmkinshilik bermeydi. Elektrolitik ajıratıw hám konsentrlew voltaperometriya hám poliografiyada keń qollaniladi hám inversion voltapirometriya yaki inversion polyarografiya atlari menen belgili, bunda anıqlanatuǵin zat elektrodta konsentrlenedi soń oksidleniw tokinda anıqlanadi.