Fotometrik analiz usulida zaxarli metallarni aniqlash

II BOB..2.1 Fotometrik o`lchash texnikasi va asboblari.
Fotometrik o`lchash texnikasi va asboblariga quyidagilar kiradi:
1)fotokolorimetrlar;
2)fotoelelementlar;
3)yorug`lik filtrlari;
4)kyuvetalar.
Fotokolorimetrik tahlil usuli. Eritma tarkibining optic zichligini va nur yutilish birligini anqilash uchun quyidagi fotokolorimetr asbob-uskunalari ishlatiladi: KFO, KFK-2, KFK-2MP, KFK-3MP, FEK-M, FEK-56, FEK-57n, FEK-60 tipdagi fotokolorimetrlarda 315-630 nm oralig`ida yorug`likni otkazish yoki optic zichligini o`lchashga va eritmadagi modda konsentratsiyasini fotometrik usullarda aniqlashga mo`ljallangan. Bu asboblar emulsiyalar, suspenziyalar va colloid eritmalarning yorug`lik intensivligini o`lchash imkonini beradi.
Bаrchа fоtоmеtrik аsbоblаrdа nurning 100% dаn 5% gаchа o‘tkаzilishini (А=0-1.3) o‘lchаsh mumkin, o‘lchаsh shkаlаsining 5 dаn 0.11% gаchа (А=1.3-3) bo‘lgаn qismi tахminiy аniqlаsh uchun хizmаt qilаdi. Yorug‘lik o‘tkаzishni o‘lchаshdаgi аsbоbning mutlоq хаtоligi T=1% dаn оshmаydi.
FEK-56 аsbоblаrdа yorug‘lik mаnbаi sifаtidа cho‘g‘lаnish lаmpаsi рН-35 (8V-35Vt) vа quvvаti 120 Vt li o‘tа yuqоri bоsimli simоb-kvаrs lаmpаsi DRK-120 dаn fоydаlаnilаdi, ulаr 315-630 nm оrаlig‘idа ishlаshgа imkоn bеrаdi. Bаrchа аsbоblаr tоr pоlоsаli yorug‘lik filtrlаri bilаn tа’minlаngаn, bu filtrlаrning spеktrаl tаvsifi 1-rаsmdа kеltirilgаn.



3-rаsm. Yorug‘lik filtrlаrining spеktrаl tаvsifi:
Yorug‘lik mаnbаi 1 dаn chiqqаn yorug‘lik оqimi yorug‘lik оqimi yorug‘lik filtrlаri 2 dаn o‘tib, prizmа 3 gа tushаdi. Undа оqim ikkitа chаp vа o‘ng tаrmоqqа bo‘linаdi. So‘ngrа pаrаlеl оqimlаr kyuvеtlаr 4^, diаfrаgmаlаr 5-6 dаn o‘tib, difеrеnsiаl sхеmа bo‘yichа dоimiy tоk kuchаytirgichi оrqаli mikrоаmpеrmеtrgа ulаngаn fоtоelеmеnt 7 gа tushаdi.
Undаgi yorug‘lik оqimi kеtmа-kеt erituvchi (yoki tаqqоslаsh eritmаsi) sоlingаn kyuvеtа 4 ni yoki tеkshiriluvchi eritmаli kyuvеtа 4ni kiritish mumkin.
KFK, FEK-56 vа FEK-57n turidаgi fоtоkоlоrоmеtrlаrning оptik sхеmаsi 2-rаsmdа kеltirilgаn.

4-rаsm. FEK-56M ning оptik sхеmаsi

Yorug‘likning o‘ng оqimidа jоylаshgаn surilmа diаfrаgmа 5 bilаn fоtоelеmеntgа tushuvchi yorug‘lik оqimini qiymаtini o‘zgаrtirаdi.

Har qanday modda eritmasidan nur o‘tkazilganda uning yutilishi natijasida o‘tgan nurning intensivligi kamayadi. Nur yutuvchi moddaning konsentratsiyasi qancha katta bo‘lsa, intensivlik shuncha kamayadi.
Nur yutuvchi moddaning qatlamidan o‘tgan yorug‘lik intensivligining kamayishi bilan modda konsentratsiyasi va qatlamning qalinligi orasidagi bog‘liqlikni Buger-Lambert-Ber qonuni ifodalaydi. Nurning aks etishi va tarqalishi hisobiga isrof bo‘lishini e’tiborga olish uchun tekshiriluvchi eritma va toza erituvchidan o‘tgan yorug‘lik intensivligi taqqoslanadi. Bu qonunning tenglamasi quyidagicha:
lg I₀/I = -  c  l yoki lg I₀/I =  c  l

bu yerda lg I₀/I – eritmaning optik zichligi;  - yorug‘likning molyar yutilish koeffitsiyenti; c – tekshirilayotgan eritmaning molyar konsentratsiyasi; l– eritma qatlamining qalinligi, sm.

Eritmaning optik zichligi A harfi bilan belgilanadi. Eritma qatlamining qalinligi 1 sm, konsentratsiyasi 1 mol/l bo‘lganda molyar yutilish koeffitsiyenti eritmaning optik zichligiga teng, ya’ni A = bo‘ladi.
Eritmaning optik zichligini aniqlash fotoelektrokolorimetrlar yordamida amalga oshiriladi. Undagi fotoelementning yoritilishi natijasida zanjirda hosil bo‘lgan tokni galvanometr bilan o‘lchash natijasida rangli eritmadan o‘tgan nur intensivligi haqida xulosa chiqariladi.
Fotoelektrokolorimetrda aniq natija olish uchun rangli eritmaga yutilayotgan nurning eng katta qiymatini olish maqsadga muvofiqdir. Shuning uchun ko‘zga ko‘rinadigan nurlar sohasidan ma’lum to‘lqin uzunlikdagi nurlarni ajratib olish uchun yorug‘lik oqimi yo‘liga yorug‘lik filtrlari o‘rnatiladi. Buning uchun intensivligi eng katta bo‘lgan rangli eritmadan qalinligi 1 sm li kyuvetaga solib, ketma-ket yorug‘lik filtrlari kiritiladi, optik zichlikni taqqoslash eritmasi sifatida suv ishlatiladi.
Masalan FEK-56 fotoelektrokolorimetrida 9 ta filtr mavjud. Olingan ma’lumotlar jadvalga yoziladi va unga asosan darajalovchi grafik tuziladi, shunga ko‘ra maksimumga to‘g‘ri keladigan yorug‘lik filtri tanlanadi.
1-jadval

Yorug‘lik filtrining nomeri	1	2	3	4	5	6	7	8	9
O‘tkazuvchanligi, , nm	315	364	400	440	490	540	582	610	630
Optik zichligi, A

Tanlangan yorug‘lik filtri bilan hamma standart rangli (kichikdan katta konsentratsiyali eritmalar tartibida) va tekshirilayotgan eritmalarning optik zichliklari suvga nisbatan aniqlanadi va olingan ma’lumotlar 1-jadval shaklida yoziladi. Shunga asosan graduirlangan (darajalangan) grafik tuziladi va shu asosida tekshirilayotgan eritmaning tarkibidagi moddaning miqdori 2-jadvalda topiladi.

2-jadval

Standart eritmaning nomeri	1	2	3	4	5	6	7	Tekshirila-digan eritma
Ionning miqdori, mg/ml
Optik zichlik A1 A2 A3 Ao‘rt

Simobni kolorimetrik usulda aniqlash Simobni ditizon bilan aniqlash. Havo namunasi KMnO₄ ni sulfat kislotali eritmasi orqali so'riladi, natijada simob bug'lari, simobning noorganik birikmalari, yana ko'pgina oson parchalanuvchi simobning organik birikmalari absorbsiyalanadi va ekstraksiyalanadi. Qiyin

parchalanuvchi metilsimob birikmalari ishtirok etganda KMn0 4 eritmasi havo so'rilgandan so'ng 30 daqiqa suv hammomida qizdiriladi. Simob ditizon eritmasi bilan aniq rang hosil bo'lguncha titrlash yo'li orqali aniqlanadi. U simobni kalibrlanadigan eritmasining kerakli hajmini qo'shish bilan parallel olib boriladigan titrlash orqali o'rnatiladi. Reaktivlar. Yuttiruvchi eritma: 160 ml KMn0 4 eritmasiga (100 ml ertmada 4 g) 20 ml suv va 20 ml konsentrlangan sulfat kislota
aralashmasi. Xlorgidrat gidroksilamin eritmasi: 100 ml eritmada 20 g. EDTA eritmasi: 100 ml eritmada 2 g etileftdiamin tetrauksus kislotasini dinatriyli tuzi. Bufer eritmasi: 100 ml suvda 100 g atsetat natriy trigidrati. Ditizonni zaxira eritmasi: 100 ml tetraxlormetanda 20 mg ditizon. Ditizonni titrlovchi eritmasi: 1 hajm ditizonni zaxira eritmasi + 19 hajm xloroform. Simobni kalibrlovchi eritmasi (2,0 mkg/ml) : 0,027 g HgCl 2 ni / HC1 kislotasida eritiladi. (1 / ga 50 ml konsentrlangan HC1 ) 10 ml shu eritmani HC1 kislotasida 100 ml gacha suyultiriladi. ishm bajarish tartibi. Namuna olish uchun shishali idishga 30 ml yuttiruvchi eritma joylashtiriladi. 40 / miqdordagi havo namunasi '/daq dan ko'p bo'lmagan tezlik bilan yuboriladi. qo'sh'l gldroksilami n xlorgidrati eritmasi va 1 ml EDTA eritmasi bufer K Mn0 4 eritmasi rangsizlanadi. Keyin 10 ml atsetat
eritmasi qo'shiladi va ozgina ishqor xloroform bilan uning hajmli byuretkadan ditizon eritmasining ozgina qismi aralash ran» (qovoq sariq rangli simob ditizoni va ortiqcha yashil rangli ditizon) hosil bo'lguncha qo'shiladi. Xuddi shunday ranglar aralashmasini ditizonni simobni kalibrlovchi eritmasi bilan parallel titrlash orqali olishimiz mumkin. Hajmi va miqdoriga ko'ra namunadagi simobni miqdori aniqlanadi. Selensulfid bilan simobni aniqlash. 20 daqiqada 50 / tezlik bilan
o'tkaziladigan simob bug'lari yodlangan faol ko'mir bilan absorbsiyalanadi va simobni haydovchi qaytaruvchi sifatida temir kukuni qo'shib probirkada qizdirilib desorbsiyalanadi. Simob haydalayotganda qaytaruvchi sifatida oksalat natriy ishlatiladi. Bug'lar selen sulfidiga shimdirilgan filtr qog'ozi orqali o'tkaziladi (selen kislotasi va tiosetamit). Eritma hosil qilingan rangini analogik uslubda olingan kalibrlangan namunalarning rangi bilan solishtiriladi. Qo'rg'oshin rudani boyituvchi fabrikalar , ayrim metallurgiya zavodlari va boshqalarning oqava suvlarida uchraydi . Unin g organizmda to'planish xususiyati va yuqori zaharligi tufayli uning miqdorini nazorat qilish juda muhimdir . Qo'rg'oshin miqdori yuqori bo'lgan oqava suvlar ham uchraydi . Qo'rg'oshinni aniqlash uchun atom-absorbsion usul va fotometrik xromat usul tavsiya etiladi . Ditizon usuldan foydalanish maqsadga muvofiq emas , chunki qo'rg'oshinning suv hafzalaridagi RE Ki ancha
yuqor i (0, 1 g//) . Fotometrik xromat usul Usulning mohiyati. Qo'rg'oshin tekshirilayotgan suvga rux sulfidi suspenziyasini qo'shganda paydo bo'ladigan sulfid ko'rinishida ajraladi , shutariqa qo'rg'oshin keyingi tekshiruvlarga xalal beradigan temirdan ajratib olinadi . Cho'kma xlorid kislotasida eritib olinadi (eritish oxirida 1 - 2 tomch i azo t kislotas i qo'shib ) v a PbCr0 4 yok i K 2 Pb(Cr0 4 ) 2 ko'rinishida cho'ktiriladi . Yuvilgan cho'kmani xlorid kislotasid a eritib , olinga n eritmadag i xroma t ionlari miqdorini fotometri k usulda difenilkarbazid yoki yodometrik titrlash bilan aniqlanadi . Xalal beruvchi moddalar. Usulning o'ziga xos tomoni bor : qo'rg'oshinning xromat ko'rinishida ajralishig a xalal berishi mumkin bo'lgan elementlar oldindan rux sulfidi bilan cho'ktirish orqali ajratib
olinadi .
Reaktivlar. Rux sulfidi suspenziyasi 25 g rux xloridi 100 ml distillangan suvda eritiladi va rux natriy sulfid eritmasi bilan cho'k tiriladi , bund a natri y sulfidi shunday miqdorda qo'shiladiki , rux xloridnin g ozgin a qism i eritmad a qolsi n (masalan , 2 5 g ru x xloridiga 42 g Na₂ S • 9H₂0 qo'shiladi) . Rux sulfidi cho'kmasi 3- 4 marta distillangan suv bilan dekantatsiya yo'li bila n yuviladi , filtrga o'tkaziladi va yana 4-5 marta yuviladi . Keyin distillangan su v bilan tiqinli shisha idishga yuvilib quyiladi va 200 ml gacha suv bilan suyultiriladi .
Sulfa t kislotasi , suyultirilgan eritm a (1:99) . Xlorid kislotasi , suyultirilgan eritma (1:3) . Azot kislota , zichligi 1,4 g/sm 3. Ammoniy xlorid . Ammiak , zichlig i 0,9 1 g/sm 3l i eritma . Qizil fenol , 0,1 % l i eritma . Sirka kislotasi , muzli , suyultirilgan eritma (1:1) .Ammoniy atsetat , 40 % li va 0,4 % li eritmalar . Kaliy xromat , 30 % li eritma . Difenilkarbazid , 0,02 % li eritma . Xloridl i eritma (qo'rg'oshinning katta miqdorlarini aniqlash uchun zarur) . 100m l to'yingan natriy xloridga 15 ml suv va 10 ml xlorid kislotasi (zichligi 1,1 9 g/sm 3) qo'shiladi .
Ishni bajarish tartibi. Tekshirilayotga n oqav a suvnin g shunday miqdor i olinadiki , unda qo'rg'oshinning miqdori 0,01 dan 0,1 mg gacha bo'lish i kerak , so'ngra u meti l sarig' i bo'yicha neytrallanadi ; namunag a 1 m l sulfa t kislotasi va 0, 5 ml chayqatilgan rux sulfidi suspenziyasi qo'shiladi va 1 soatga tindirib qo'yiladi , vaqti-vaqti bilan shisha tayoqcha bilan aralashtirib turiladi . Keyin cho'kma filtrlab olinadi , cho'kmali filtr 25 ml sig'imli stakanning devorida tekislanadi , filtrdagi cho'kma suv bilan yuviladi , u 3 ml xlorid kislotasida eritiladi
va vodorod sulfidi yo'qolguncha eritma qaynatiladi .
Shundan so'ng 2— 3 tomchi azot kislotasi qo'shiladi , 1,5— 2 m l hajmgacha bug'latiladi va probirkaga o'tkaziladi . Stakan issiq suv bilan chayiladi , bunda chayiladigan suv probirkadagi eritmaga biriktiriladi (eritmaning qo'rg'oshinni cho'ktirishdan oldingi hajmi 4mldan oshmasligi kerak , aks holda uni bugilatib olish kerak) . 100-150 ml ammoniy xlorid qo'shiladi , ammiak eritmasi bilan fenil qizil ishtirokida malinarangga kirguncha neytrallanadi va fenol qizi l rang
sariq rangga o'zgarguncha eritmaga muzli sirka kislotasi quyiladi (pH=6,8-7,0) .
Shundan so'ng xuddi shu sirka kislotasining ortiqchasi 0, 5 ml miqdorida qo'shiladi (shunda qo'rg'oshin xromat qo'shilganda PbCr0₄ ko'rinishid a cho'kmaga tushadi) , yoki 1 ml 40 % li ammoniy atsetati eritmasi qo'shiladi (bunda qo'rg'oshin xromat qo'shilganda K ₂ Pb(Cr0₄ ) ₂ ko'rinishida cho'kmaga tushadi) . 1 ml kaliy xromat eritmasi qo'shiladi , probirkadagi massa aralashtiriladi va bi r necha soatga , yaxshisi , kechasiga tindirib qo'yiladi . Shundan so'ng sentrifug a qilinadi va ajralga n PbCr0₄ yok i K₂ Pb(Cr0₄ ) ₂ cho'kmasi 3 marta 0,4 % li ammoni y atsetat eritmasi bilan , 4 mlli porsiyalarda yuviladi va harga l sentrifugalab , chayilga n eritmasifon orqali ajratib olinadi .
Cho'kma 3 m l xlorid kislotasida eritiladi va graduslangan probirkaga o'tkaziladi . Oldingi probira yaxshilab yuviladi , yuvilgan suvlar xuddi shu graduslangan probirkaga quyiladi , undagi eritma muayyan hajmgach a (masalan , 10 ml gacha ) suyultiriladi va unga 10 ml difenilkarbazid quyiladi . 1 0 daqiqadan so'ng eritma fotometr kyuvetag a o'tkaziladi va uning optik zichlig i aniqlanadi (A.54 0 mm) . PbCrO₄ ko'rinishida cho'ktirishda yutilishning molyar koeffitsiyenti 1 8 • 10 3 ga , K₂ Pb(CrO₄ )₂ ko'rinishida cho'ktirilganda esa 36 10 ga teng . Boshlang'ich eritma bo'lib shunday eritma xizmat qiladiki , un i tayyorlash uchun 3ml suyultirilgan xlorid kislotasi va 10 ml difenilkarbazid eritmasi tekshirilayotgan suv qanday hajmgacha suyultirilgan bo'lsa , xuddi shunday hajmgacha distillangan suv bilan suyultiriladi .
Yorug'lik yutilishiga qarab kalibrli grafikdan foydalanib qo'rg'oshin miqdori hisoblab chiqariladi . Grafikni tuzish uchun toza kaliy xromat eritmasidan foydalanib , unga yuqorida ko'rsatilgan miqdorlarda xlorid kislotasi va difenilkarbazid quyiladi . Bu eritmalarni tayyorlashda 0,0 1 mg qo'rg'oshinga , agar qo'rg'oshin PbCrO₄ ko'rinishida cho'ktirilgan bo'ls a - 0,009 4 mg kaliy xromat va agar K₂ Pb(CrO₄ )₂ ko'rinishida cho'ktirilgan bo'lsa , 0,018 7 mg kali y xromat
to'g'ri kelishini hisobga olis h kerak . -*•
Qo'rg'oshinning katta miqdorlarida (namunada bir necha milligramm ) rux sulfidi suspenziyasining miqdori oshiriladi ; bunda PbCrO₄ yoki K Pb(CrO₄ )₂ cho'kmasini xloridli eritmada eritish va
olingan eritmada xromat-ionlarni yodometrik usulda titrlab olish mumkin .
Havodagi tetraetil qo'rg'oshin bug'larini kolorimetrik aniqlash. Havodagi tetraetil qo'rg'oshin bug'lari In yod eritmasi bilan absorbsiyalanadi. Yuttiruvchi sig'im sifatida Dreksel yuvuvchi shisha idishi qo'llaniladi. Idishning yuqori qismi 1,5 g shishali paxta sig'ishi uchun kengaygan bo'ladi. Yuvuvchi shisha idishidan chiqayotgan yod bug'larini yo'qotish uchun havo faollangan ko'mir bilan to'ldirilgan shisha patron orqali yo'naltiriladi.
Reaktivlar. In li yod eritmasi: 250 g kaliy yodidni 750 ml distillangan suvda eritiladi. Eritmaga, eritma timol ko'ki rangini olmaguncha ammiak eritmasi qo'shiladi va xloroformdagi ditizon eritmasi qismqism qilib (4 mg 100 mlda) eritma boshlang'ich rangiga o'tguncha silkitiladi. Bunday ishlanishdan keyin, eritmaga timol ko'kini yashil rangga kirguncha suyultirilgan azot kislotasi qo'shiladi, 125 g toza Yod eritiladi va qo'rg'oshin saqlamagan suv bilan hajmi 1 / ga keltiriladi
Ishlash tartibi. Dreksel yuvuvchi shisha idishiga 10 ml yod eritmasi fan l 1П1аШ Va yod bularini yo'qotish uchun shisha idishga 20 g ouangan ko'mirli patron biriktiriladi. 100 / dan kam bo'lmagan qo'r ° П ТиГШ ' 25 1/daq tezlik bilan yuboriladi. So'ngra eritmaga KCNmn 1 qoldiqlaridan tozalangan 30 ml eritma qo'shiladi. (10 g >"J0g Na₂ S₂O₃ va 20 g ammoniy sitratni 550 ml suvda eritilib, qo'rg'oshindan xalos ettiriladi va 1950 ml 0,9 zichlikli ammiakli suv bilan suyultiriladi), 10 ml xloroformdagi ditizon eritmasi bilan ajratish voronkasida silkitiladi (100 ml da 4 mg). Xloroform qatlami ranginj jadalligi 510 nm to'lqin uzunlikda spektrofotometrda kalibrlangan egri chiziq yordamida o'lchanadi. Kalibrlangan egri chiziq 10-50 mkg titraetil qo'rg'oshin miqdoriga mos keladigan qo'rg'oshin eritmasi bo'yicha chiziladi.
Havodagi tetraetil qo'rg'oshinni atom absorbsion usulda aniqlash.
Yuqori samaraligi hamda uslublari va apparatlarining qulayligi atom absorbsion usulni havo, suv, tuproqdagi metallarni aniqlashning eng asosiy usullardan biriga aylantirdi (qo'rg'oshin, simob, xrom, nikel, kobalt, kadmiy, mis, margimush, berelliy va boshqalar). Tetraetil qo'rg'oshinni aniqlash silikagelli trubkada havodagi TEQ bug'larini tortib olishga asoslangan konsentrlangan aralashmani etanol bilan ekstraksiya qilib, so'ng TEQ parchalab qo'rg'oshin tuzlarini atomabsorbsion aniqlanadi.
TEQ saqlovchi va qo'rg'oshinni boshqa birikmalarili havoda 30 daqiqa davomida ketma-ket biriktirilgan aerozolli filtr va 2 g silikagelli ikkita yuttiruvchi orqali 30 // daq tezlik bilan aspiratordan o'tkaziladi.
Filtr boshqa qo'rg'oshin birikmalarining xalaqit qiluvchi ta'sirini bartaraf etadi va ushlab qoladi, TEQ esa silikageli tutgichda konsentrlanadi.
Probirkaga silikagel sepiladi va 30 daqiqa davomida TEQ ajratib olish uchun 20 ml etanol qo'shiladi. Hosil qilingan eritmaga bir necha yod kristallari qo'shiladi, eritma aralashtiriladi, suv hammomida qizdirilib, quriguncha bug'lantiriladi. Qo'rg'oshin yodidni hosil bo'lgan quruq qoldig'i atsetat ammoniyda eritiladi, so'ngra namuna hajmini 2 ml ga keltiriladi va 0,1 ml namunani atom - absorbsion spektrometr «Saturn» da tahlil qilinadi. Tahlil usuli samarali va TEQ miqdorini 2,7. 10"6- 2,2 • 10~5 mg/m3 intervalda ± 18,2% xatolikda aniqlashga imkon beradi.