Стан республикасы
жүктеу/скачать 98,61 Kb.
|
Колориметрия (баяндама) ЗФХӘ (копия) (копия)
|
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРҒЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
«ЖАРАТЫЛЫСТАНУ ҒЫЛЫМДАРЫ ЖӘНЕ ПЕДАГОГИКАСЫ» ЖОҒАРЫ МЕКТЕБІ «ХИМИЯ» КАФЕДРАСЫ «Зерттеудің физико-химиялық әдістері» пәні Баяндама Тақырыбы: «Колориметрия» Қабылдаған: х.ғ.қ., доцент, Урмашев Б.А Орындаған: Жақсыбай Ақгүл (ЕП-21-3к3) Шымкент, 2024 ж. Мазмұны I.Кіріспе II.Негізгі бөлім 2.1 Колориметрия 2.2 Колориметрия әдістері 2.3 Колориметриялық талдау III.Қорытынды IV.Пайдаланылған әдебиеттер Колориметрия (Молекулярлық адсорбциялық әдістер) Молекулалық сіңіру әдістері оптикалық диапазондағы электромагниттік сәулеленуді заттарының молекулалардың (немесе иондардың) жұтылуын өлшеуге негізделген. Оптикалық диапазон аймағына, өлшеу әдісіне, өлшенетін сәулелену жолағының еніне байланысты келесі молекулалық-абсорбциялық әдістер ажыратылады: колориметрия - талданатын және заттың стандартты ерітіндісінің түсін визуалды түрде салыстыру; фотоколориметрия - заттың (немесе қатты немесе газ фазасындағы заттың) ерітіндісі арқылы фотоэлектрлік тәсілмен өткен жарық ағынының қарқындылығын өлшеу; спектрофотометрия - заттың ерітіндісі арқылы өткен монохроматикалық (белгілі бір толқын ұзындығы) жарық ағынының қарқындылығын фотоэлектрлік тәсілдермен өлшеу. Толқын ұзындығына байланысты спектрофотометрияны спектрдің ультракүлгін (УК), көрінетін (В) және инфрақызыл (ИҚ) аймақтарында ажыратады. Кез-келген зат спектрдің бір аймағында белгілі бір толқын ұзындығының электромагниттік сәулеленуін сіңіре алады. Спектрдің көрінетін аймағының бірінде сіңіретін заттардың ерітінділері боялған. Бұл жағдайда түс жарық ағынының зат ерітіндісінен өткен кезде сіңірілмеген бөлігіне байланысты. Ерітінді арқылы өтетін жарық сәулесінің түсі оның сіңірілген бөлігінің түсінен ерекшеленеді және оны қосымша түс (заттың айқын түсі) деп атайды. 36-кестеде заттар спектрлерінің сіңірілетін және қосымша түстері келтірілген. Осылайша, зат ерітінділерінің бірінші сипаттамасы - олардың жарық ағынының сіңірілген бөлігінің толқын ұзындығына байланысты түсі. Әр түрлі заттардың сіңірілген түсінің толқын ұзындығы әр түрлі және олардың құрылымына байланысты. Бұл оларды анықтауға қосымша мүмкіндіктер жасайды. Кесте 36 Заттың түсінің спектрдің сіңетін бөлігіне тәуелділігі
Түсті заттар ерітінділерінің екінші сипаттамасы - ерітіндідегі зат мөлшеріне байланысты сіңірілген жарық сәулесінің мөлшері. Егер, мысалы, заттың әрбір молекуласы жарық квантын сіңірсе, жұтылған кванттардың саны молекулалар санына байланысты екені анық. Жұтылған жарық сәулеленуі салыстырмалы шамамен бағаланады - сіңіру (а - оптикалық тығыздық), бұл кюветке кіретін (I0) Жарық ағындарының қарқындылығының заттың ерітіндісімен және одан шығатын (Iв) қатынасының логарифмі. Басқа да мәнді пайдаланады – ол өткізу немесе өткізу факторы, яғни: A = lg (I0/Iв); Т = Iв/I0 (81) Сіңіру ерітіндідегі зат молекулаларының санына байланысты сіңірілген жарық мөлшерін салыстырмалы түрде сипаттайды. Сіңіру ерітіндінің концентрациясы мен оның қабатының қалыңдығы өзгерген кезде өзгереді, ол арқылы жарық сәулеленуі өтеді. П. Бугер (1729) және И. Ламберт (1760) сіңіру қабатының қалыңдығымен байланыс орнатты. А. Бер (1852) сіңірудің зат концентрациясына тәуелділігін анықтады. Бұл тәуелділіктер Бугер - Ламберт - Бер * заңы деп аталатын жарықты сіңіру заңының негізін құрады - заттың ерітінділерімен жарықты сіңіру қарқындылығы олардың концентрациясына (С) және сіңіру қабатының қалыңдығына (l) пропорционалды: Iв = I0e-K' С 1, ln(Iв/I0) = -K`C l, lg(I0/Iв)= K C l, A = lg (I0/Iв); A = КС1. (82) * Көбінесе Бугер заңы, Бер заңы және т. б. Пропорционалдылық коэффициенті (К) ерітіндінің концентрациясы мен қалыңдығы бойынша сіңуін білдіреді және затқа тән. Егер ерітіндінің концентрациясы көрсетілген болса моль / дм3, онда К-1 моль/дм3 заттары бар ерітіндінің сіңіру көрсеткіші, қабаттың қалыңдығы 1 см-ге тең. бұл жағдайда сіңіру көрсеткіші молярлық сіңіру немесе молярлық сіңіру көрсеткіші (ε) деп аталады. Ерітіндінің концентрациясын пайызбен белгілегенде, ерітіндінің сіңуі меншікті сіңіру немесе меншікті сіңіру көрсеткіші (E1%) деп аталады. Бугер заңы тек қатаң монохроматикалық сәулеленуге қатысты. Графикалық өрнекте (21-сурет) сіңірудің концентрацияға тәуелділігі (басқа тұрақты жағдайларда) координаталық осьтердің басынан шығатын түзу сызық түрінде болады. Аналитикалық тәжірибеде фотометриялық өлшеулер жүргізу кезінде Бугер заңының сақталуын тексеру қажет. Егер Бугер заңы сақталса, онда жұтылудың концентрацияға тәуелділігінің графикалық бейнесі түзу сызық түрінде болады. Ауытқулар жағдайында түзу сызықты тәуелділік бұрмаланады. Бугер заңы келесі жағдайларда сақталмауы мүмкін: 1. Температураның, иондық күштің, рН және т.б. әсерінен жүйеде химиялық тепе-теңдіктің сдысуы кезінде химиялық тепе-теңдіктің Сдысуы заттың сіңіру формасының концентрациясының сәйкес өзгеруіне әкеледі. Химиялық тепе-теңдіктің өзгеруінің ең көп тараған себебі - ерітінділерді сұйылту кезінде тұрақсыз кешендердің жойылуының жоғарылауы. 2. Полихроматикалық сәулеленуді қолданған кезде (фотоколориметрде), өйткені Бугер заңы тек қатаң монохроматикалық сәулеленуге жарамды. Сондықтан Бугер заңы негізінен спектрофотометриялық талдауда есептеулерде қолданылады, мұнда фотометрия монохроматикалық жарықта жүзеге асырылады. 3. Сіңірілетін ортаның сыну көрсеткіші өзгерген кезде. Сыну көрсеткіші анықталған компоненттің концентрациясының айтарлықтай өзгеруімен өзгереді. Бұл құбылыс аз молярлық сіңірілуі бар заттардың концентрацияланған ерітінділерінің фотометриялық анықтамаларында байқалады. 4. Аспаптық қатенің пайда болуына байланысты, көбінесе фотоэлементтер тогының жарық ағынының қарқындылығына тәуелділігінің сызықтық зависимостистігінен туындайды, ерітіндіні сіңірудің кіші (0,1-ден аз) және өте үлкен (1,5-тен жоғары) мәндерінде. Бугер заңына бағынуды тексеру кезінде сіңіру-концентрация тәуелділігі сызықтық болатын анықталған заттың концентрация диапазоны таңдалады. Бугер заңы фотометриялық талдау әдістеріндегі есептеулердің негізінде жатыр. Ерітіндінің концентрациясы формуламен есептеледі : моль/дм3: См = А/(ε·l); (83) в г/ 100 см3: С% =А/(Е1% l) (83а) Молярлық және меншікті сіңіру көрсеткішін есептеу формулалар бойынша жасалады ε= A/См·l, E1% = A/(C%·l) (84) Зерттеуде ерітіндіні сіңіру мен жарық ағынының толқын ұзындығы арасындағы графикалық байланыс кеңінен қолданылады. Бұл тәуелділік заттың сіңіру спектрі деп аталады (27, 28-сурет). Спектрдің ультракүлгін (УК), көрінетін (К) және инфрақызыл (ИК) аймақтарындағы сіңіру спектрлерін ажыратыңыз. Ультракүлгін және Спектр аймақтарында сіңіру спектрлерінің пайда болуы кейбір орбитальдардағы электрондардың Жарық кванттарын сіңіру және жоғары энергия деңгейлеріне өту қабілетімен түсіндіріледі. Сондықтан көбінесе мұндай спектрлер электронды деп аталады. ИҚ аймағында жарық кванттары тербелмелі және айналмалы қозғалыстарының энергия деңгейлерін өзгертетін жеке функционалды топтарды, атомдарды сіңіреді. Сондықтан ИҚ спектрлері молекулалық (тербелмелі және айналмалы) деп аталады. Заттың сіңіру спектрі, әдетте, максималды сіңіру деңгейіне ие және егер затта бірнеше максимум болса, олардың арасында сіңіру минимумдары байқалады. Заттың максималды сіңу формасы Гаусстың қалыпты таралу заңымен сипатталады: (-(ν- νmax)2/σ2)ln2 ε= εmaxe мұнда ε — жарық толқынының жиілігінде (v) молярлық сіңіру; εmax-жұтылу максимумына сәйкес келетін vmax жиілігіндегі молярлық сіңіру; σ — 1/2 биіктіктегі сіңіру жолағының жарты ені; с-табиғи логарифмдердің негізі (27-сурет). Максималды сіңіру формасының қалыпты таралу заңына бағынуы әртүрлі себептерге байланысты зат молекулаларының қабілеттілігімен түсіндіріледі (температура және т.б.) орташа негізгі күйге жақын өзгеретін әртүрлі энергетикалық күйлерде болу. Сурет 27. Спектрдегі максималды сіңіру сипаттамалары Сурет. 28. Екі затты сіңіру спектрлері: А-спектрлер салынбайды: б-спектрлер салынады; - - - - - - - қоспалар спектрлері; - - - - - - - жекелеген заттардың спектрлері Заттың спектріндегі әрбір сіңіру максимумы үш шамамен сипатталады — максимумға сәйкес келетін жарық толқынының жиілігі (ν), молярлық сіңіру шамасы (εmax) және сіңіру жолағының ені 2σ. Бұл үш сипаттама фотометриялық талдау жүргізу кезінде маңызды. Фотометриялық анықтамаға спектрдің белгілі бір аймағында сіңіретін функционалды топтары бар заттар жатады. Егер заттарда хромофорлық топтар болмаса, онда бұл жағдайда химиялық реакция жүргізіледі, нәтижесінде фотометриялық анықтамаға ұшыраған боялған өнім алынады. Мұндай реакциялар фотометриялық деп аталады. Егер реакция өнімі суда еритін болса, сулы ерітінділер фотометрияланады. Суда жақсы ерігіштік жағдайында (және қоспалардан тазарту мақсатында) экстракциялық-фотометриялық талдау қолданылады. Анықталған зат немесе оның кешені қолайлы органикалық еріткішпен алынады, содан кейін алынған ерітінді фотометрияланады. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 1. Урмашев Б.А. Талдаудың физикалық әдістері. Оқу құралы. Шымкент: М. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті баспаханасы, 2010 ж. - 108 бет. 2. Урмашев Б.А. Зерттеудің физика-химиялық әдістері. Конспектілер. Шымкент: М. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті баспаханасы, 2012 ж. - 112 бет. 3. Урмашев Б.А. зерттеудің физика-химиялық әдістері. Пәннің оқу әдістемелік кешені. Шымкент: М.Әуезов атындағы ОҚУ баспасы. 2024. -230 бет. жүктеу/скачать 98,61 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|