Файл: Zантn 5302 Заманауи аналитикалы химияны теориялы негіздері пнінен Дрістер жинаы шымкент, 2023 растырушылар философия докторы (PhD) х.. к., Шертаева Н. Т. Заманауи аналитикалы химияны теориялы негіздері.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 231
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ZАНТN 5302 – «Заманауи аналитикалық химияның теориялық негіздері» пәнінен
Дәрістер жинағы
ШЫМКЕНТ, 2023
Құрастырушылар: философия докторы (PhD)
х.ғ.к., Шертаева Н.Т.
«Заманауи аналитикалық химияның теориялық негіздері» пәнінен 7М01504 - химия мұғалімін дайындау өтпелі оқу жұмыс бағдарламасы негізінде жасалған, университеттің Ғылыми кеңесімен бекітілген (№ хаттама "___ " ____ 20__ ж.).
Дәріс жинағы оқу жоспарының және «Заманауи аналитикалық химияның теориялық негіздері» пәні бағдарламасының талаптарына сай практикалық сабақты талаптарын орындау үшін қажетті барлық мәліметтерді қамтиды.
Әдістемелік нұсқау «Химия» кафедрасының №___ хаттама «___ » 20__ ж. мәжілісінде қарастырылды және талқыланды.
Кафедра меңгерушісі _______________ Шағраева Б.Б.
Факультеттің оқу-әдістемелік жұмысына жауапты ___________
Дәріс 1. Аналитикалық химияның дамуындағы қазіргі тенденциялар
1. Заманауи аналитикалық химияның құрылымы. Талдау әдістері
2. Заттардың аналитикалық қасиеттері және реакциялары
3. Жалпы сызба және аналитикалық үрдістің кезеңдері
Аналитикалық химияның теориялық негіздері — заттар мен олардың қоспаларының химиялық құрамын анықтау әдістері мен құралдары туралы ғылым (грек. analysis— бөлшектерге бөлу).
Заманауи аналитикалық химияның теориялық негіздерінің міндеттері:
-
талданатын нысанның құрамдас бөліктерін табу, сәйкестендіру және анықтау (атомдарды, иондарды, радикалдарды, молекулаларды, функционалдық топтарды).
Аналитикалық химияның теориялық негіздеріне сәйкес бөлімі — сапалыталдау;
-
талданатын нысанның қосалқы бөлшектерінің санын (концентрациясын немесе салмағын) немесе олардың сандық қатынасын өлшеу.
Аналитикалық химияның сәйкес бөлімі — сандықталдау;
-
талданатын нысандағы жеке құрама бөлшектердің бірігу кезектілігін және өзара орналасуын анықтау.
Аналитикалық химияның сәйкес бөлімі — құрылымдықталдау;
-
Нысанның құрама бөлшектернің табиғаты мен концентрациясының өзгеру уақытын анықтау. Бұл алмасудың сипатын, механизмін және жылдамдығын, ішінара өндірістегі технологиялық процестерді бақылау үшін маңызды.
Аналитикалық химияның көптеген әдістерінде жаратылыстану, техникалық ғылымдардың соңғы жетістіктері қолданылады. Сондықтан аналитикалық химияны аралық ғылым ретінде қарастыру әбден заңға сәйкес келеді. Аналитикалық химияның әдістері әртүрлі өндірістерді іске асырады. Мысалы мұнай химиясында, металлургияда, қышқылдарды, сілтілерді, соданы, тыңайтқыштарды, органикалық өнімдер мен бояғыштарды, пластикалық массаларды, жасанды және синтетикалық талшықтарды, құрылыс материалдарын, жарылғыш заттарды, беттік белсенді заттарды, дәрілік препараттарды, парфюмерияны алғанда қолданылады.
Мұнай химиясы мен металлургияда бастапқы шикізатқа, өндірістің аралық және соңғы өнімдеріне аналитикалық бақылау қажет.
Аса таза заттарды алу, соның ішінде жартылай өткізгіш материалдарды алу 10-9% дейінгі деңгейде қоспаларды анықтаусыз мүмкін болмайды.
Химиялық талдау пайдалы қазбаларды іздеу және бағалау барысында қажет. Геохимияның көптеген қорытындылары химиялық талдауға негізделеді.
Ауыл шаруашылығы және тағам өндірісінің өнімдерін, әсіресе улы химикаттардың (гербицидтердің, дефолианттардың), ауыр металдардың (сынап, қорғасын, кадмий және с.с.) және канцерогендік заттардың (көпоралымды көмірсутектер, диоксиндер) болуына үнемі
талдау жүргізу қажет.
Ауыл шаруашылығы өндірісін тиімді жүргізу топырақтарға, жемге, тыңайтқыштарға ұдайы және жүйелі талдауды қажет етеді.
Қоршаған ортаның – сулардың, атмосфералық ауаның, топырақтың күйін бақылау да әртүрлі ластануларға аналитикалық анықтау жүргізуді қажет етеді. Химиялық талдаудың биологиялық кезең ғылымдары үшін маңызы зор. Мысалы, ақуыздың шығу тегін анықтау негізі аналитикалық тапсырма, себебі ақуыздың құрамына қандай амин қышқылдары кіретінін және олар қандай реттілікте байланысқанын анықтау қажет.
Медицинада аналитикалық химияның әдістерін түрлі биологиялық талдауларды жүргізу кезінде кеңінен қолданады.
Гуманитарлық ғылымдардың өзі аналитикалық химия әдістерін қолданады. Олардың ішінде бірінші орында археология тұр. Көне заттарға химиялық талдаудың нәтижелері заттардың шығу тегі мен олардың жасы жөнінде қорытынды жасауға мүмкіндік беретін маңызды ақпарат көзі болып табылады.
Криминалистиканың дамуы да аналитикалық химияның заманауи әдістерісіз мүмкін емес.
Археологиядағыдай, онда зерттелетін үлгіні бұзбайтын әдістер өте маңызды: жергілікті талдау, заттарды сәйкестендіру.
-
Заманауи аналитикалық химияның құрылымы. Талдау әдістері
Аналитикалық химиямен шешілетін тапсырмалар әртүрлі. Осыған орай, ол талдаудың көптеген әдістері мен түрлерін қолданады. Оларды бірқатар белгілері бойынша жіктейді:
■ талданатын нысанның табиғаты бойынша — органикалық және органикалық емес талдау. Алдымен органикалық, екінші органикалық емес заттарды зерттейді. Мұндай бөлудің шарттылығы айқын, себебі органикалық, сондай-ақ органикалық емес құрамалардан тұратын қосылыстар бар, мысалы металорганикалық қосылыстар. Талдау арналған саланы, яғни мақсаттық бағыттылығын көрсету үшін арнайы атаулар қолданылады – тағамдық, ауыл шаруашылығы, фармацевтикалық, сот және с.с.;
■ шешілетін есептердің сипаты — сапалық, сандық және құрылымдық талдау. Сапалық талдау заттарды, молекулаларды, элементтерді (иондарды), функционалдық топтарды анықтау үшін арналған. Бұл үшін өзіндік сыртқы әсері бар (газдың шығуымен, тұнба немесе бояудың пайда болуымен, жоғалуымен немесе өзгеруімен және с.с.) химиялық реакцияларды, сонымен қатар заттардың физикалық қасиеттерін (еріту немесе қайнау температуралары, сыну коэффициенттері, сіңіру алқаптарының күйі, спектрдегі шығарулар немесе люминесценция) қолданады. Әдетте, көрсетілген мақсаттар үшін қолданылатын қасиеттер талданатын заттың көлеміне байланысты емес; оларды қарқынды деп атайды. Қарқынды қасиеттің мысалдары: темір тиоцианаты ерітіндісінің (Ш) түсі, натрий иондарының болуымен алау түстес. Сандық талдау элементтердің, иондардың, функционалдық топтардың, молекулалардың немесе радикалдардың санын анықтайды. Бұл талдауда қолданылатын қасиеттер анықталатын заттың санына тәуелді; оларды экстенсивті деп атайды. Мұндай қасиеттердің мысалдары салмақ, көлем, тоқ күші, спектрлік сызықтың қарқындылығы болып табылады.
Талдау әдістерін жіктеу нысанның талданатын құрама бөліктерінің табиғаты бойынша жүргізілуі мүмкін.
Егер нысанның мұндай құрама бөліктері изотоптар болса, онда талдауды изотопты деп атайды, элементтерді — элементтік (атомдық-иондық), функционалдық топтарды — құрылымдық- топтық (функционалдық), молекулаларды — молекулалық, талданатын бөлшектің тіршілігін — заттық немесе фазалық деп атайды.
Талдау түрі анықтауды орындау барысында қандай тәсілді, арнайы амалды немесе белгіні қолданатынын көрсетеді. Егер талдау негізіне талданатын нысанға сынаманы аудару әдісі салынса, онда ылғал (ерумен) және құрғақ (ерусіз) болып бөлінеді; сынаманың барлық құрауыштарын анықтаудың толымдығы — толық және ішінара; талданатын нысанды немесе беткі сынаманы қолданудың толымдығы
— жалпы және жергілікті; сынаманың бүтіндігін сақтау сипаты — деструктивті (бүлдіргіш) және деструктивті емес (бүлдрмейтін); сынама мен қадаға арасындағы қашықтық — орнында (сызықта) және қашықтық және с.с.
Нысандардағы қарапайым құрама бөлшектер жиі әртүрлі түрде — тотығу деңгейінде болады. Мысалы, темір тотығудың 0, +2 және +3 деңгейлерінде болуы мүмкін; оның тіршілік ету түрлері оксидтер, сульфидтер, тұздар болуы мүмкін. Тіршілік ету түрлерін анықтаумен заттық және (немесе) фазалық талдау айналысады. Соңғысы қосылыс талдауларын әртекті нысандарды, мысалы минералдарда жүргізуге мүмкіндік береді.
Талдау әдісі — анықталатын құрауыш пен талданатын нысанның нақты табиғатына тәуелсіз химиялық құрамды анықтау әдістерінің жинағы.
Өлшенетін қасиеттердің пайда болу табиғатымен себебі бойынша талдаудың химиялық, физика-химиялық, физикалық және биологиялық түрлері бар.
Химиялық әдістерде белгіленетін қасиеттің пайда болу, өзгеру немесе жойылу себебі химиялық реакция болып табылады. Сапалық талдауда сыртқы әсерлер – тұнбаның пайда болуы немесе жоғалуы, газдың шығуы, бояудың пайда болуы, өзгеруі және түссізденуі болып табылады. Сандық талдауда өзара әрекеттесетін заттардың бірінің ерітіндісінің көлемі немесе түзілетін өнімнің салмағы болып табылады.
Кейбір физика-химиялық және физикалық әдістерде сынамаға энергетикалық әсердің нәтижесінде атом ядросының немесе электрондардың күйінің өзгеруі болып табылады. Сонымен қатар аналитикалық дыбыс (сигнал) зерттелетін затпен электромагниттік толқындар немесе электрондар, не нейтрондар тәрізді бөлшектер тарағанда туындауы мүмкін.
Биологиялық әдістерде бекітілетін қасиет ретінде биохимиялық реакциялардың, тасымалдаушысы тірі ағзалар, олардың органдары және тіндері болып табылатын өмірлік-мінез-құлықтық қызметтерді (өсу, көбею, қызмет ету қабілеттері) өзгеру ретінде қолданылады.
Талданатын сынаманың салмағы бойынша (грамда) әдістер екіге бөлінеді: макро- — 0,1 —1,0; жартылаймикро- — 0,01—0,10; микро- — 0,001 — 0,010; ультрамикро- — 10-3—10-6; субмикро- — 10-7—10-9. Өндірістегі бақылау нысаны мен мақсатына қарай таңбалық, тексеретін (бақылау немесе төрелік), ағымдағы талдауларға бөлінеді. Таңбалық талдаулар кәсіпорындармен тұтынылатын шикізаттың, өндірістің жартылай өнімдері мен дайын өнімнің химиялық құрамын анықтау үшін арналған. Олар талданатын материалдың сұрыпын анықтау үшін қызмет етеді. Бақылау талдауларды сол әдістерді мұқият және дәлірек қолданумен таңбалық талдаулардың нәтижелерін тексеру немесе нақтылау үшін жүргізеді. Төрелік талдаулар сипатына қарай бақылау талдаулар болып табылады. Оларды жүргізу өнімді жеткізуші мен тұтынушының алған нәтижелеріндегі айырмашылықтармен шартталған. Ағымдағы талдаулар өндірістік процестерді баықлау, оған мерзімді түзетулер енгізу және өтуінің дұрыс режимін қамтамасыз ету үшін қажет. Мұндай талдауларды, экспресс талдау деп аталатын әдісті жүзеге асырып, тез әрі уақытылы орындайды. Бұл мақсатта автоматтандыруға тез бейімделетін, тік әдістер қолданылады, мысалы, металлургияда — атомдық-эмиссиялық және рентгендік-спектралдық әдістер.