ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 303
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2. электрохим талдау
Электрохимиялық талдау әдістерінде ток, потенциал немесе электроөткізгіштіктің ерітінді концентрациясына тәуелділігін зерттейді немесе ерітіндіні қолайлы титрантпен титрлеп, эквивалентті нүктені анықтау үшін аталған параметрлерді өлшейді. Тоқты және потенциалды өлшеуге де, сырттан беруге де болады. Өлшенетін және берілетін параметрлерді комбинациялауға негізделген бірнеше әдіс бар. Олар патенциометрия, вольтамперметрия, кулонометрия, кондуктометрия, электрогравиметрия.
Потенциометриялық талдау – бұл таладнатын ерітіндіге салынған электрод потенциалының өзгеруіне немесе, басқаша айтқанда, гальвани элементінің электрқозғаушы күші (ЭҚК) бойынша ион концентрациясын анықтауға негізделген талдаудың электрохимиялық әдістерінің бірі.
Гальвани элементі екі электродтан тұрады, ал оның ЭҚК осы электродтар потенциалдарының айырмасын құрайды.. Потенциометриялық талдау үшін, индикаторлық электрод пен салыстырма электродтан тұратын, гальвани элементтерін қолданады. Біріншісінің потенциалы ерітіндідегі анықталатын ионның концентрациясына тәуелді, ал екіншісінің потенциалы осы ионның концентрациясын тәуелді емес. Сондықтан гальвани элементінің ЭҚК ерітіндідегі анықталатын (потенциаланықтаушы) ионның концентрациясына ғана тәуелді.
Потенциометриялық талдау әдісі тура потенциометрия (ионометрия) және потенциометриялық титрлеу болып екіге бөлінеді. Тура потенциометрия әдісі зерттелетін ерітіндіге батырылған индикаторлы электрод потенциалын өлшеп, Нерист теңдеуі бойынша ион концентрациясын есептеуге негізделген.
Бос металл активтілігі тұрақты болады, сонда потенциал тек Zn2+ ионының концентрациясына тәуелді болады. Тура потенциометрия сутегі иондарының концентрациясын немесе ерітінділердің рН анықтау үшін қолданылады. Потенциометрия мембраналық (ионсұрыптаумен) және металдың индикаторлық электродтарды қолданады. Ионсұрыптаушы (мембраналық) электродтардың пайда болуы электрод – ерітінді шекарасында ионалмасулар болуына негізделген. Ал металл электродтардың потенциалы электрон алмасу процестерімен фазааралық шекарада анықталады.
Ионмсұрыптаушы электродтар – бұл өте сезімтал элементтер, датчиктер болады, олардың потенциалы ерітіндідегі анықталатын и ионның активтілігіне сызықты тәуелді болады.
Құрылысы бойынша бұл электродтардың басым бөлігін жартылай өткізгіш мембранадан тұрады. Ол жұқа пленка, ол электродтың жұқа бөлігін бөліп тұрады. Ол тек қана бір түрлі иондарды ғана бөлу дәрежесіне ие. Мембрананың белгілі заряд белгісі бар иондарды өткізу қасиеті ионогенді топтардың болуына негізделген. Егер мембрана А* ионды екі ерітіндімен (активтілігі а1 (талданатын ерітінді) және а2 (ішкі ерітінді) әрекеттессе, онда ішкі және сыртқы мембранада ионалмасу болады. А+ иондардың активтіліг әр түрлі болғандықтан ерітіндіде және мембранада шекаралық Е1 және Е2 потенциалдар пайда болады. Ішкі және сыртқы ерітінділерге салынған электродтар көмегімен Е1 және Е2 мембраналық потенциалдар айырмасын өлшеуге болады.
Ем = Е1 – Е2
Ионсұрыптаушы электродтар бірнешеге бөлінеді:
1) біріншілік – кристалдық мембраналы
2) қатты матрицалы
3) қозғалмалы таратқыштары бар – оң зарядталған, теріс зарядталған, зарядталмаған
4) Сенсибимуированды
Шыны мембраналар арнайы шынылардан жасалады. Олардың құрамы мембрана жоғары талғамды, бір ионды басқа иондардың қатысында анықтай алатындай етіп жасалады. Ең бірінші шыны электрод рН өлшеуге жасалған. Электродтың негізгі бөлігі – жіңішке рН сезімтал мембрана. Ішкі ерітінді ретінде AgCl қаныққан 0,1м HCl ерітіндісі қолданылады. Шыны электордтың әрекет етуі жұқа шыны қабатпен сулы ерітінді арасындағы пайда болған потенциалдар айырмасына негізделген.
Шыны түтіктің ұшына шыны қабат жапсырылады немесе арнайы шыныдан жасалған жұқа қабатты шарик үрленеді. Түтік іші 0,1 м HCl ерітіндісіне толтырылады. Бұл түтікті зерттелетін ерітіндіге батырып, эл.кілтпен стандартты электродпен қысады. Осындай тізбектің ЭҚК-і Н активтілігімен байланысты. Шыны электродтарды әртүрлі ерітінділердің рН анықтауға, ал кристалл мембраналы электродтарды F-, Cl-, I-, NO3- және т.б. анықтауға қолданады. Индикаторлық электродтар ерітіндінің компоненттерімен әрекеттеспеуі керек, сондықтан оларды химиялық инертті металдардан жасайды.
Активті және инертті металл электродтарға ажыратылады. Активті металл электродтар- ттр жүйесінде қайтымды тотықсызданған форма түзетін металдардан жасайды. Мұндай электродтардың потенциалдары өз иондарының активті факторлдары болады.
Мысалы: Ag++е- ↔ Ag ; Е=Е0Ag /Ag+0.059lgaAg
Мұндай электродтар 1 ретті электродтар деп аталады.
Инертті металл электродтар бағалы металдардан (Pt, Au) жасалады. Олар тотыққан және тотықсызданған формадағы электрондарды тасымалдаушы қызметін атқарады, олардың потенциалы тотыққан, тотықсызданған формадағы активтіліктер факторының қатынасы болып табылады. Бұл электродтарды потенциометриялық тотығу тотықсыздану титрлеуде қолданады.
Потенциалды өлшеу
Ионды электродтары бар ұяшықтардың кедергісі өте үлкен (108 Ом) амперметр қажет. Оның кіретін кедергісі ұяшықтың кедергісінен бірнеше рет жоғары болу керек. Аналитикалық зертханаларда сандық вольтамперметрлерді немесе шкалалы, рН бойынша колибрленген вольтметрлерді қолданады. Бұл аспаптар иономерлер (рН метр) МВ-милмивольты деп аталады.
Салыстыру электродтары
Бұл электродтар өлшенетін индикаторлық электродтарға қарағанда эталон ретінде қызмет атқарады. Олардың потенциалдары тұрақты және ерітіндінің концентрациясына тәуелді емес. Түрлері:
1. коломельді – сынаптан, коломельден және КСl-дан жасалған.
2. хлоркүміс электроды – күміссымын қаныққан KCl + AgCl ерітіндісіне батырылған, электр тогын жақсы өткізеді.
3. Сынапты-сульфатты – Нg сульфаттан, электролит 1 м H2SO4 ерітіндісінен тұрады.
2. Ионометрия
Индикаторлық электрод ретінде ион электродтар қолданылатын тура потенциометрия әдісін ионометрия деп атайды. Бұл ыңғайлы, экспресс заманауи әдіс. Талдау жүргізу уақыты тек қана сынама дайындауға кетеді, өлшеу жүргізуге 1-2 мин кетеді. Басқа физ-хим әдістерден ионометрия қарапайымдылығымен, арзандылығымен ерекшеленеді.Заманауи портативті иономер әр түрлі иондарды, еріген газдарды тек лабораторияда емес, далалық жағдайда анықтауға болады.
Анықтаудың 3 практикалық әдісі бар:
1. электродты градуирлеу әдісі
2. градуирлеу график әдісі
3. қоспа қосу әдісі
ЭВ-74 әмбебап ионөлшегіш.
ЭВ-74 ионөлшегіште жұмыс жасау операциялардың белгілі бір бірізділігін талап етежді. Датчиктің ұшындағы штекерді аспаптың артқы қабырғасындағы «Изм» ұяшығына қосады, салыстырудың қосымша электродын қаныққан KCl ерітіндісімен толтырады. Аспапты желіге қосып, 50-60 мин қыздырады және гальванометрдің нөлін түзетеді.
Одан соң ионөлшегішті буферлік ерітінділер бойынша баптайды. Құрғақ стақанға рН 1,68 буферлік ерітіндіні құяды, оған электродтарды салады, температуралық түзеткішті ерітіндінің температурасына сәйкес келетін белгіге қарсы орналастырады. Содан соң потенциометрдің баптау сабын орташа қалыпқа келтіреді, «тербелу шегі» айырып-қосқышты «Eu» потенциометрімен «-1-19рН» қалпына көшіреді және гальванометрдің тілін 1,68рН қалпына өрескел түрде түзетеді; бұл нүктеге «Eu» потенциометрімен тілді бір қалыпты келтіреді.
Электродтарды сумен шайып және сүзгіш қағазбен құрғатып, оларды рН 4,58 буферлік ерітіндіге салады, диапазон кнопкасын 4-9рН қалпына айырып, қосады және рН түзетеді. Дәл осылай рН 6,88 (4-9рН диапазонында) және рН 9,22 (8-11 рН диапазонында) стандартты буферлік ерітінділердің рН тексереді. Егер барлық диапазондарды тексерген кезде рН айытқуы 0,05 аспаса, баптауды аяқтайды. Содан соң зерттелетін ерітіндінің рН өлшеуге болады. Шыны электродты құрғаудан қорғайды, өйткені бұл оның сипаттамаларын өзгертуі мүмкін: жұмыс аяқталған соң оны суға салады. Қосымша электродты қаныққан KCl ерітіндісімен толтырады және мерзімді түрде ерітіндіні толықтырып отырады.
ЭВ-74 ионөлшегіште ерітіндінің рН анықтау.
Өлшеудің алдында ионөлшегіштің айырып-қосқыштарын «t» және «-1-19» қалпына қойыңыз. Ионөлшегішті желіге қосыңыз және оны 30 мин қыздырыңыз. Электродтары бар стақанды сәл көтеріңіз, бағананы жылжытыңыз, электродтарды жуғыштан тазартылған сумен жуыңыз. Электродтардағы судың қалдықтарын сүзгіш қағаздың бөлшектерімен алыңыз.
Анықтау барысы
Сыналатын ерітіндіні ионөлшегіштің стақанына (көлемінің жартысына дейін) құйыңыз және оған электродтарды салыңыз. Одан соң кезекпен аспаптың «Катиондар, аниондар» , «рХ», «-1-19» кнопкаларын басыңыз. Көрсететін аспаптың «-1-19» шкаласындағы тілдің жағдайын байқаңыз және сәйкес диапазон кнопкасын басыңыз. Егер «-1-19» шкаласы бойынша көрсеткіш 8-9 цифрларының арасында болса, 4-9 диапазонының кнопкасын басу керек. «0-5» шкаласы бойынша иономер тілінің көрсеткіштерін жазыңыз және оған таңдалған диапазонның бастапқы цифрын қосыңыз. Сыналатын ерітіндінің рН шамасын анықтау осымен аяқталды. Келесі анықтауға дейін электродтарды тазартылған суда қалдырыңыз. Ионөлшегішті желіден сөндіріңіз.
3 Экоақпараттың келесі түрлері болады:
-төтенше
-оперативтік
-режимдік.
Мұндай жіктеменің басты принципі – ақпараттың жеделдігі мен сұрауды орындау уақыты. Төтенше ақпарат төтенше жағдаят туындағанда беріледі, мысалы, ластаушы заттарды дүркін шығарылуы кезінде. Ақпарат шекті жедел мерзімдерде жиналу керек, өйткені жағымсыз ықпалдан халықты қорғау бойынша шаралар осыған тәуелді. Оперативтік ақпарат та өте қысқа мерзімде жиналады, мысалы, тиісті ұйымдардың кәсіпорындарды тексеруі кезінде. Сонымен қатар құжаттама үшін бүкіл жауапкершілік осы кәсіпорынның жетекшісі мен инженер-экологына жүктеледі. Режимдік ақпаратты есеп түрінде кез келген кәсіпорынның экологтары кварталына бір рет тапсырылады. Есеп өндірістің ағымдағы жағдайы туралы ақпараттан тұрады. Ерте хабарландыру мониторингі бағдарламасының мақсаты – дүркін шығарындылар кезінде адам денсаулығына келтірілетін залалды, биотаның бастапқы бұзылуын болдырмау. Жабдықтар сенімді және оперативті болу керек. Талдаудың дәлдігі мен өнімділігін ескермеуге болады.
Мәліметтерді басқару шараларының 4 сатысы:
- мәліметтер бекітілу керек
- белгілі бір формаларға өзгертілу керек
- мұрағатталу керек
- зерттеудің кез келген сатысында қол жетімді болу керек.
4 факел асты бақылауларын жүргізу
Билет №12
1 Сәулелену көзінің белсенділігін өлшеу
Радиациялық құбылыстарды өлшеудің екі түрі бар: 1) сәулелену көзінің белсенділігін өлшеу; 2) сәулелену дозасын өлшеу.
Белсенділік – бұл уақыт бірлігінде ыдырайтын ядролар саны. ХБЖ жүйесінде белсенділіктің өлшем бірлігі болып Беккерель (Бк) табылады. Радиобелсенді затта 1 Бк белсенділікпен орташа секундына бір аяқ асты ядролық айналу жүреді. 1 Бк = 1 распад/с.
Белсенділіктің жүйеден тыс бірлігі – Кюри (Ки).1 Кюри 1г радийдің белсенділігіне сәйкес келеді.
1 Ки = 3,7*1010 Бк.
1Кu-ге сәйкес келетін радиобелсенді заттың салмағы баяу ыдырайтын және жылдам ыдырайтын изотоптарда ажыратылған. Мысалы, радий үшін 1 Кu белсенділік 1 г сәйкес келеді, ал қысқа өмір сүретін радиобелсенді натрий үшін – 10-7 г. Белсенділіктің одан да кіші бірліктері бар: милликюри (мКи) = 10-3 Ки; микрокюри (мкКи) = 10-6Ки; нанокюри (нКи) = 10-9 Ки; пикокюри (пкКи) = 10-12Ки.
Заттағы радионуклидтің концентрациясын меншік немесе көлемдік белсенділік
бойынша бағаланады.
Меншік белсенділік – заттың, оның массасының бірлігіне есептегі белсенділігі, ал көлемдік белсенділік – заттың көлем бірлігіне. Мысалы: Например: Кюри квадрат километрге (Ки/км2); Беккерель 1 г затқа (Бк/г); Беккерель 1 мольге (Бк/моль).
Меншік белсенділікті (Аm, Бк/кг) әдетте қатты заттардағы радионуклидтердің болуын бағалағанда қолданады, ал көлемдікті (Аv, Бк/м3) – сұйық және газ тәрізді (су, ауа және т.с.с.) заттардағы радионуклидьердің болуын бағалау кезінде қолданады.
Объекттің бетіде радионуклидтердің таралуын объект бетінің аудан бірлігіндегі радионуклидтің белсенділігі бойынша сипаттайды. Бұл өлшем әдетте территорияның радионуклидтармен ластану деңгейін сипаттау үшін пайдаланады, оны көбінесе ластану тығыздығы деп атайды. Эта величина обычно применяется для характеристики уровня загрязнения территории радионуклидами, часто ее называют плотностью загрязнения.
2 Сұйыұтық хромотографиясы. Ион алмасу хром-сы.
Сұйықтық бағандық хромотографияның (СБХ) классикалық нұсқасында хромотграфиялық бағана (d=0,5-5 см және ұзындығы 20-100 см болатын іші сорбентпен толтырылған ) арқылы элюент (ҚФ) жіберіледі. Элюент ауырлық күші әсерінен қозғалады. Оның қозғалу жылдамдығын бағананың төменгі жағында орналасқан кранмен реттеуге болады. Талданатын ерітінді сынамасын бағананың үмтіңгі бөлігіне орналастырылады. Сынаманың бағана бойымен қозғалуына байланысты коспоненттердің бөлінуі жүреді. Белгілі бір уақыт өткеннен кейін элюент фракцияларын алады, одан кейін кез келген әдіспен заттардың концентрациясын анықтайды. Классикалық бағандық хромотографияның аппаратурасын жетілдіруге келіп, оны перспективалы заманауи әдістердің біріне айналдырды. Бұл әдіс жоғары эффектілі сұйықтық хромотография әждісі атауына ие болды (ЖСХ). Қазәргә кезде бұл әдіс органикалық қоспаларды талдаудың негізгі әдістеріне айналды.