2. 
   Заттардың аналитикалық қасиеттері және реакциялары
   

Заттардың аналитикалық қасиеттері мен реакциялары төмендегідей болуы тиіс:

■ өзіндік, яғни талданатын құрауышқа ғана тән. Бұл, мысалы, спектрдегі сәулеленуді сіңіру немесе шығару алқабының немесе сызығының түсі, күйі, радиобелсенділік және с.с. тән емес қасиеттерді де (тығыздық, тұтқырлық, беткі тартылыс, сыну көрсеткіші, диэлектрлік өткізгіштік және с.с.) талдау үшін қолданылады, бірақ ерітіндіде бір белгісіз зат немесе бір белгісіз құрауыш болса;

айтарлықтай қарқынды. Қасиеттің қарқындылығы жоғары болған сайын, соған қарай құрауыштың аз мөлшерін талдауға болады, яғни осы қасиеттің негізінде жатқан әдіс соғұрлым сезімтал. Мысалы, қасиет. Мысалы, фотоколориметрияда белгіленетін қасиеттің қарқындылығы мынадай, бұл әдіспен заттың 10-7 моль/л дейінгі концентрациясымен ерітінділерді талдауға болады, ал рефрактометрияда тек 10-2 моль/л дейінгі концентрациямен;

■ өзгермейтін (тұрақты) өзінің параметрлері бойынша нақты диапазонда талдау шарттары өзгерген кезде;

■ табиғатпен бірмәнді байланысты және талданатын құрауыштың құрамымен.

Егер талданатын нысан, затта бастапқыда мұндай қасиеттер болмаса, онда оның химиялық аналитикалық қасиеттерін қолдана отырып, оларды жасанды жолмен беруге немесе алуға болады.

Жиі заттардың қышқыл-негізді, тотығу-тотықсыздану, тұндырулық, комплекс түзгіштік қасиеттері қолданылады. Дәл осы қасиеттер талданатын заттардың химиялық реакцияларға түсу қабілетін анықтайды және жарамды аналитикалық қасиеттерге ие өнім алуға, не қажетті аналитикалық ақпаратты беретін реакцияларды өлшеуге мүмкіндік береді. Соңғысын кейбір жағдайда реакцияның аналитикалық параметрлері ретінде белгілейді. Бұл сутекті көрсеткіш (рН), электрондық әлеует, реакцияға қатысушылардың концентрациясы, тұнбалардың пайда болуы немесе еруі, жүйенің боялған құрауыштарының түзілуі немесе жойылуы.

Қышқыл-негізді реакцияларда рН мәні өлшенеді және индикатор түсінің өзгеруі байқалады; тотығу-тотықсыздану реакцияларында электрондық әлеует өзгереді, реакцияға қатысушылардың бірінің шамадан көп болуы нәтижесінде бояудың пайда болуы (перманганатометрия, титанометрия) немесе жойылуы (иодометрия, цериметрия) байқалады. Көрсетілген әсерлерге қол жеткізілетін реакциялар аналитикалық деп аталады. Олар қайтарымсыз сипатымен және өтуінің жоғары жылдамдығымен, сонымен қатар стехиометриялығымен ерекшеленеді. Олар таңдамалы және сезімтал болғандары дұрыс.

---

Көрсетілген әр талаптың орындалу деңгейі көбінесе өткізілетін аналитикалық операциялардың мақсатымен, нысанның табиғатымен, талдау жүргізу шарттарымен анықталады. Иондарды анықтау үшін арналған мұндай аналитикалық реакция белгілі ортаны, температураны, қажетті заттардың концентрациясын сақтауды қажет етеді. Осылай, ашық-қызыл тиоцианаттық комплекс Fe3+ анықталған кезде, бейтарап немесе әлсіз қышқылды ортада түзіледі.

Сілтілі ортада, сондай-ақ фторид- және оксалатты иондар болғанда, ол түзілмейді және оның тікелей салдары ретінде ерітіндінің боялуы байқалмайды.

Талдау үдерісінде қолданылатын заттар химиялық реактивтер немесе реагенттер деп аталады. Оларды тазалығы, қолдану аясы және мақсаттық тағайындалуы бойынша айырады.

Қолдану аясы бойынша реактивтер индикаторларға (инд.), микроскопияға арналған бояғыштарға (м.а.б.), хроматография үшін (хр. үшін), фотосурет үшін (фото), криоскопия үшін (кр.), спектроскопия үшін (спектр.), люминофор үшін (лмф.), фармакопеялық (фарм.) және арнайы (арн.) болып бөлінеді. Биохимияда қолданылатындар жеке беріледі — биохимиялық препараттар. Көрсетілген типтің реактивтері өздерінің тазалығы бойынша тек өздерінің саласы үшін ғана арналған, оның құрамында оны қолдануға кедергі болатын заттар, қоспалар жоқ. Бұл басқа салаларда қолдануға кедергі болмайтын қоспалар жоқ дегенді білдірмейді.

Реактив қаптамаларының заттаңбаларында әдетте әзірлеуші мекеменің атауы, әзірленген күні немесе реактивті тұтынудың жарамдылық уақыты, химиялық атауы, формуласы, мүмкін қоспалар мен олардың реактивте рұқсат етілген мөлшерлері көрсетіледі. Әдетте соңғыларын олардың атауларын, формулаларын, сонымен бірге салмақтық үлесімен атап көрсетеді.

Алайда кейбір жағдайларда оларды көрсетудің өзге пішіндері де қолданылады. Мысалы, «Кремний а.т. 12-5» мөлшері 1 • 10-5% аспайтын

12 қоспасы бар аса таза кремниді білдіреді. Кейбір жағдайларды, атауларды химиялық номенклатураның ережесімен емес, автордың аты бойынша көрсетеді, мысалы, Чугаевтың, Несслердің реактиві, Девардтың қорытпасы және с.с.

Тесттік сынақтарға арналған реактивтер арнайы сәйкес реактивпен өңделген тасымалдаушы (қағаз, пластинка және с.с.) болады. Осы тип реактивінің ең қарапайым мысалы рН орталарды анықтайтын және кейбір заттарды табатын индикаторлық қағаздар болып табылады.

3.   1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

---

Жалпы сызба және аналитикалық үрдістің кезеңдері

Химиялық талдау — күрделі көп кезеңді үдеріс. Тікелей талдаудың алдында талдау нысанының табиғаты мен сипаттамалары туралы деректердің, оны жүргізудің ықтимал шарттары, олардың қарауындағы аспаптар, реагенттер, қажет етілетін метрологиялық сипаттамалар, мүмкін үнемділік және с.с. негізінде оны жүргізудің сызбасын таңдау, не әзірлеу жүргізіледі. Жалпы талдау келесі негізгі кезеңдерден құралады: сынама таңдау, сынаманы дайындау (сынаманы ашу, кедергі келтіретін құрауыштарды бөлу немесе оларды бүркемелеу, анықталатын құрауышты концентрациялау, оны аналитикалық белсенді пішінге ауыстыру), аналитикалық қасиетті (аналитикалық дабыл) алу және өлшеу, өлшеу нәтижелерін өңдеу және дәлдік көрсетікштерді жедел тексеру. Тәжірибе жүзінде көрсетілген кезеңдердің кейбірі болмауы мүмкін. Кейбір кезде сынаманы ерітудің немесе алдын ала концентрациялаудың немесе бөлуді жүргізудің қажеттілігі болмайды. Бұл кезеңдер айтарлықтай жиі алынып тасталады, мысалы эмиссиялық спектроскопия әдісімен, атомдық абсорбцияның жалынсыз нұсқасымен, ИК-спектрлерін өлшеу кезінде. Аналитикалық үдерістің барлық кезеңдері бірдей. Кезеңдердің кез келгеніндегі қандай да бір қателік, жалпы талдау нәтижесіне әсер етуі мүмкін.
Дәріс 2. Аналитикалық химияның метрологиялық негіздері

1. 
   Зат мөлшерінің өлшем бірліктері және концентрацияны өрнектеу жолдары
   
2. 
   Анализ әдісін таңдау
   
3. 
   Аналитикалық синал, оны өлшеу
   
4. 
   Химиялық анализдің қателері. Қателер классификациясы
   

Метрология (грекше metron – өлшеу және logos – ұғым, ілім, ғылым) – өлшеу туралы, өлшеудің әдіс-тәсілдері туралы ғылым. Метрологияның әртүрлі ғылым салаларындағы, соның ішінде химиялық анализдегі маңызы өте зор. Химиялық анализ метрологиясы стандарттауда, өнеркәсіпті интенсивтендіруде, өнімнің сапасын жоғарылатуда, қоршаған ортаны қорғауда және т.б. маңызды орын алады.

Химиялық анализ – күрделі және көп сатылы үдеріс. Оның негізгі мақсаты - зат мөлшерін анықтау. Кез-келген нысанның анализін мынадай кезеңдерге бөлуге болады: мақсатты айқындау, әдіс пен анализ жобасын таңдау, сынаманы таңдау, сынаманы анализге дайындау

---

, өлшеу жүргізу, өлшеу нәтижелерін өңдеу. Мұндай бөлу шартты: әрбір кезең салыстырмалы түрде күрделі болуы және көптеген жеке сатылардан тұруы мүмкін.

1. 
   Зат мөлшерінің өлшем бірліктері және концентрацияны өрнектеу жолдары
   

Зат мөлшерінің өлшем бірліктері. Моль. Зат мөлшерінің өлшем бірлігі ретінде бір моль қабылданған. Бұл 0,012 кг көміртегінде қанша атом болса, сонша шартты бөлшегі , яғни құрамында 6,02045•10²³ шартты бөлшегі бар зат мөлшері. Шартты бөлшек молекула, ион, электрон немесе бөлшектер тобы (мысалы, функционалды топ, молекуланың бөлігі, ассоциат, радикал жəне т.б.) болуы мүмкін. Бір сөзбен айтқанда, шартты бөлшек – кез-келген дискретті материалды бірлік. Кейбір шартты бөлшектер шын мəнінде кездесетін болса (Н₂ молекуласы, IO₃^-), кейбіреуі шартты түрде болады (ерітіндідегі NaCl молекуласы, молекуланың жартысы, ерітіндідегі протон саны). Сондықтан шартты бөлшектердің «моль» бірлігі қолайлы жəне əдетте микрообъектілердің мөлшерін өрнектеу үшін қолданылады.

Заттың моль санын n символымен белгілейді. n(H+)=1,0•10^-6 жазылуы 6,02•10²³•10^-6 протонды білдіреді; n(HCl)=0,01 моль – HCl шартты бөлшектерінің 6,02•10²³•0,01 молі; n(1/5KMnO4)=0,05 моль – 1/5KMnO4 шартты бөлшектерінің 6,02•10²³•0,05 молі; n(e)=1 моль – 6,02•10²³ электрон. Химиялық анализ практикасында мұндай мəлімет сирек қажет болады.

Молярлы масса (М) – бұл 1 моль заттың массасы. Егер массасы m зат берілген болса, онда М=m/n. Молярлы массаның өлшем бірлігі г•моль^-1. Саны жағынан молярлы масса салыстырмалы молекулалық массаға тең, яғни бөлшектегі барлық атомдардың қосынды массасының көміртегі атомының 1/12 массасына қатынасына тең. Салыстырмалы молекулалық масса – мөлшерсіз шама, оны элементтердің атомдық массаларының кестесі бойынша оңай есептеуге болады.

Молярлы көлем (V₀) – бұл қалыпты жағдайдағы 1 моль заттың көлемі. Əдетте бұл шаманы газдар үшін қолданады, бұл жағдайда V0=22,4 л•моль^-1.

Молярлы заряд (Q) – бұл 1 моль заттың жалпы заряды. Бір зарядты бөлшектер үшін Q=96485 Кл•моль^-1 (число Фарадея, F), z – зарядты бөлшектер үшін Q=zF.

Концентрацияны белгілеу жолдары. Аналитикалық химияда көбінесе заттың белгілі бір көлемдегі мөлшерімен, яғни концентрациясымен жұмыс істеу керек болады. Əсіресе бұл ерітіндідегі заттар үшін маңызды. Көлемнің өлшем бірлігі 1 литрге (л) тең болатын кубты метр (м³) немесе кубты дециметр (дм

---

³).

Молярлы концентрация с – еріген заттың моль санының ерітінді көлеміне қатынасы. Бұл термин шартты бірліктердің кез-келген түріне (атомдар, иондар, молекулалар, молекула- лардың бөлігі жəне т.б.) қатысты. Молярлы концентрация (моль•дм^-3 немесе моль•л^-1) – бұл 1 литр ерітіндідегі еріген заттың моль санын (молін) өрнектейді жəне көбінесе М деп белгіленеді. Мысалы, с(HCl)=0,1 моль•л^-1 немесе с(HCl)=0,1 М; с(1/5KMnO₄)=0,05 моль•л^-1 немесе 0,05М (1/5KMnO₄) .

Сонымен, молярлы концентрация – М: 1 дм³ (л) ерітіндідегі еріген заттың моль саны – nA немесе 1 см³(л) ерітіндідегі заттың ммоль саны.

Шартты бірліктердің молярлы концентрациясын бұрын нормальды концентрация деп атайтын жəне N деп белгілейтін.

Қазіргі кезде бұл терминді көп қолданбайды. Нормальды концентрация – N: 1дм³ (л) ерітіндіде еріген заттың моль- эквивалент саны (nэ) немесе 1см³ (мл) ерітіндіде еріген заттың ммоль-эквивалент саны.

Эквивалент. Қосылыстағы шартты бірліктер арасында стехиометриялық деп аталатын белгілі қатынастар болады. Мысалы, NaCl молекуласында натрийдің бір атомына хлордың бір атомы келеді, Na₂CO₃ молекуласында екі протон бір CO₃^2- бөлшегімен байланысқан. Реакцияланушы бөлшектер арасында да стехиометриялық қатынас орнайды, мысалы:

aA+bB ↔ cC+dD

реакциясында А затының a шартты бөлшегі В затының b шартты бөлшегімен реакцияға түседі. Осыған сəйкес, а ≥в шарты орындалған кезде А затының бір бөлшегі В затының b/а бөлшектеріне эквивалентті. b/а қатынасын В затының эквиваленттік факторы деп атайды жəне f_экв(В) деп белгілейді.

Мысалы:

2Na₂S₂O₃+I₂↔Na₂S₄O₆+2NaI

реакциясында f_экв(I₂)=1/2, ал эквивалент 1/2 I₂ бөлшегі болып табылады.

Қышқылды – негіздік реакцияларда эквивалент – осы реакцияда сутегінің бір ионымен байланысатын, оны ауыстыратын немесе бөліп шығаратын шартты бөлшек. Тотығу – тотықсыздану реакцияларында эквивалент – осы реакцияда бір электронды қосып алатын немесе беріп жіберетін шартты бөлшек.

Реакцияға байланысты бір заттың эквиваленті əртүрлі болуы мүмкін. Мысалы:

HCl+Na₂CO₃ NaHCO₃+NaCl

реакциясында натрий карбонатының эквиваленті – Na₂CO₃ шартты бөлшегі (f_экв

---

Смотрите также файлы

• Это совокупность различных видов банков и банковских институтов и их взаимосвязи, существующие в той или иной стране в определенный исторический период.doc

• B заявления о вынесении судебного приказа по требованиям о взыскании обязательных платежей и санкций.docx

• Практическая работа 3. Анализ учебных результатов на основе статистических форм, формулировка выводов и разработка рекомендаций.docx

• Анализ методики урока физической культуры Подготовительная часть.docx

• Рассказ по картинкам с последовательно развивающимся действием. совершенствовать навык внимательно и заинтересованно слушать рассказы.doc