Kirish. Analitik kimyo fani va uning vazifasi.

1-Mavzu. Kirish. Analitik kimyo fani va uning vazifasi

 Reja:
1.1.Kirish, analitik kimyo fanining paydo boʻlishi va rivojlanishi
1.2.Analitik kimyo fanida xususiy metodlarning qoʻllanilishi
1.3.Fanning sohaga oid fanlar bilan o‘zaro bogʻliqligi
1.4. Sifat tahlil usullari
 
Tayanch tushunchalar: Analitik kimyo, modda tarkibi, fizik-kimyoviy usullar, makrometod, ho’l va quruq usullar, analitik kimyo sohalari, spektral tahlil.

Kimyo tabiiy fanlar qatoriga kiradi. U dunyoni tashkil etgan elementlarni hamda shu elementlardan hosil bo`lgan turli - tuman moddalarni, ularning tarkibi, tuzilishi, xossalari va o`zgarishlarini, shuningdek, bu o`zgarishlarda sodir bo`ladigan xossalarni o`rganadi.
Kimyoviy o`zgarishlarda (reaksiyalarda) dastlabki moddalarda, ya`ni xomashyodan boshqa tarkibga va boshqa xossalarga ega bo`lgan mahsulotlar olinadi.
Kimyoviy o`zgarishlarda, albatta, dastlabki moddalarning tarkibi o`zgaradi, fizik o`zgarishlarda esa bu hol kuzatilmaydi.

Kimyoviy jarayonlarning borishi reaksiyada ishtirok etadigan moddalarning tarkibiga, ularni tashkil etuvchi zarrachalarning tuzilishiga bog`liq. Shuning uchun moddalarning tuzilishi bilan ularning reaksiyaga kirishish qobiliyati orasidagi bog`lanishni o`rganish muhim ahamiyatga ega.
Odamlar bundan bir necha ming yil ilgari rudalardan metallar ajratib olishda, metall qotishmalar tayyorlashda, shisha pishirish va shunga o`xshash jarayonlarni amalga oshirishda kimyoviy hodisalardan keng foydalanib kelganlar. Bundan ming yil ilgari yashab o`tgan o`zimizning mashhur allomalarimizdan Abu Rayxon Beruniy va Abu Ali Ibn Sinolar o`z ishlarida fizikaviy xossalardan foydalanib minerallarni o`rganganlar va dori-darmonlar tayyorlaganlar. Bunda ular quritish, kukunlash, eritish, filtrlash, tindirish, qayta kristallash, bug`latish kabi jarayonlarni qo`llaganlar.

Moddalar juda ko`p: xozirgi vaqtda 4 mln.dan ortiq organik va 100 mingdan ortiq anorganik moddalar ma`lum. Ularni o`rganishni osonlashtirish uchun bu moddalar turli belgilariga ko`ra sinflarga bo`linadi. Masalan, ma`lum bo`lgan barcha moddalarni uchta guruxga ajratish mumkin: oddiy moddalar, murakkab moddalar va aralashmalar. Moddalarni sinflarga bo`lishning juda ko`p boshqa usullari ham bor.
«Kimyoviy tahlil» iborasining fanga kiritilishi ingliz olimi R.Boyl (1627 — 1691) nomi bilan bevosita bog’liq. Murakkab kimyoviy moddalar elementlardan tashkil topganligi haqidagi fikrni ham R.Boyl aytgan. U mavjud kimyoviy reaksiyalarni tartibga soldi. Lakmus indikatoridan foydalanib kislotalar va ishqorlarni bir-biridan farqlash mumkinligini amalda ko’rsatdi. R.Boylning bu ishlari sifatiy tahlilga quyilgan birinchi qadam bo’ldi.

Analitik kimyo mustaqil fan sifatida ulug’ rus olimi M.V.Lo­monosov zamonida rivojlana boshladi. U o’zining «Металлургия и основы первичной обработки руд» kitobida bir qancha tahlil usullarini yozgan edi.
T.E.Lovits (1757-1804) moddalarning kristall panjaralarining tuzilishi bilan ularning ximiyaviy tarkibi o’zaro bog’liqligini isbotladi va mikrokristalloskopik analizga asos soldi. Kalsiy tuzlari ishtirokida alanganing qizil tusga bo’yalishidan foydalanib, tuzlar tarkibida kalsiy mavjudligini bilib olish mumkinligini amalda ko’rsatdi.
Fransuz olimi A.Lavuaze (1743-1794) suv va turli oksidlarni kimyoviy tahlil qilib, ular tarkibidagi elementlardan biri kislorod ekanligini tajribalar yordamida isbotladi.

MDHda analitik kimyoning rivojlanishiga V.I. Severgin (1765-1826) ancha salmokli zdissa k.ushdi. Uning «Руководство по приборному искусству и химическому испытанию других ископае­мых металлических руд» nomli birinchi kitobi 1801 yilda chop etildi.
Murakkab tarkibli tuzlar aralashmasini vodorod sulfid asosida sistemali analiz qilish tartibini shvetsiyalik olim T.Bergman (1735-1784) taklif etdi.
Analitik kimyoning muhim nazariy va amaliy muammolarini hal etishda D.I.Mendelyevning elementlar davriy sistemasi va davriy qonuni, uning gidratlar nazariyasi muhim ahamiyat kasb etdi. D.I.Mendelyevning fikrlarini davom ettirib N.A.Menshutkin (1824-1907) kationlarning analitik guruhlar bo’yicha eng qulay tasniflanishini fanga kiritdi. U 1871 yilda «analitik kimyo» darsligini bosmadan chiqardi.

Keyingi yillarda analitik kimyo fanining rivojlanishi mashxur olimlardan A.P.Vinogradov, I.P.Alimarin, I.I.Chernyayev, L.A.Chugayev, N.A.Tananayev larning nomi bilan bevosita bog’liq. Shuningdek chet ellik R.Bunzen, G.Kirxgof, Berselius, Gey-Lyussak, Devilar ham samarali mehnat qilib, bu sohaga o’z hissalarini qo’shdilar.Analitik kimyo fanining rivojlanishida o’zbekistonlik olimlarning ham hissalari katta. Akademik Sh.T.Tolipov rahbarligida olimlarning katta guruhi analitik kimyo soxasida samarali mehnat qilmoqdalar.

Tahlildan maqsad hamda uni hal etish metodlariga qarab ana­litik kimyo «sifatiy tahlil» va «miqdoriy tahlil» qismlariga bo’linadi.
Sifatiy tahlilda tekshirilayotgan modda tarkibida qanday elementlar guruhi va qanday ionlar bor-yo’qligi aniqlanadi. Masalan,ammofosda N2, P, H2, O2, elementlar yoki NH4+ va H2PO4- ionlarninig mavjudligi aniqlanadi.
Miqdoriy tahlilda murakkab modda tarkibidagi elementlarning miqdori — massa protsenta aniklanadi. Masalan, ammofos tarkibida P2O5 dan m % borligi aniqlanadi.
Murakkab moddalar, avvalo, sifatiy tahlil qilinib, so’ngra tek­shirilayotgan elementlarning massa protsentlari, ya’ni miqdorlari aniqlanadi. Demak, sifatiy tahlil miqdor talilidan oldin o’tkazilishi shart. Miqdor tahlili natijalariga ko’ra reaksiyaning muvozanat konstantasi, moddaning eruvchanlik ko’paytmasi va boshqa qiymatlar hisoblab chiqarilishi mumkin.

Analitik kimyodan yetarli darajada bilimga ega bo’lgan agronomlar, zootexniklar va veterinarlarga ilmiy izlanishlar o’tkazayotganda biologik jarayonlar mohiyatini to’liq, tushuna olish imkonini ham analitik kimyo beradi.
4. Sifat analizi usullari. Tekshirilayotgan modda miqdoriga, tahlilda ishlatiladigan eritmalarning hajmiga ko’ra tahlil usullari makro-, yarim mikro-, mik­ro- va ultramikrometodlarga bo’linadi.
Makrometodda reaksiya o’tkazish uchun 0,1 g va undan ko’p modda yoki 1,0-10,0 ml va undan kam miqdorda eritma olinadi. Hosil bo’lgan cho’kmalarni ajratish va tozalashda anorganik kimyodagi usul-lardan foydalaniladi.
Tahlillar mikrometod bilan bajarilishida moddadan makroanalizdagiga nisbatan 100 marta, ultramikroanalizda esa 1000 marta kam olinadi. Reaksiyalar maxsus probirkachalarda o’tkaziladi. Ba’zan tahlil natijalarini kuzatish maqsadida mikroskopdan ham foydala­niladi.

Makro - hamda mikrometodlardan tashqari yarim mikrometod ham qo’llaniladi. Bu usul bilan tahlil qilish uchun qattiq moddadan 10-50 mg, eritmadan esa 0,1—5 ml olinadi. Reaksiyalar tubi kichraytirilgan analitik probirkalarda o’tkaziladi. Cho’kmalarni eritmalardan ajratish uchun aksariyat hollarda sentrifugalardan foydalani­ladi. Qizdirish maxsus mikrohammomda, bug’latish esa chinni kosachalarda suv hammomi yoki mikrogorelka bilan isitish orqali asbestlangan to’r ustida o’tkaziladi.
Kimyoviy tahlil yarim mikrometod usulida bajarilganida reaktivlar kam sarflanadi, kichik hajmli idishlardan foydalanish ham mumkin bo’ladi. Bunda reaktivlar tejaladi va umuman analiz o’tka­zish qulay bo’ladi. Agar tahlil to’g’ri bajarilsa yarim mikrometod juda aniq natijalar beradi. Shuning uchun moddalarni sifat jixatdan kimyoviy tahlil qilishda asosan yarim mikrometoddan keng foydalaniladi.

Hozirgi davrda analitik kimyo zamonaviy mukammal metodlarga ega. Ular kimyoviy moddalarning turli xususiyatlariga asoslangan. Masalan, moddalarning cho’kmaga tushishi, rangi, gaz holatda bo’lishi kabi xossalariga asoslanib analitik usullar yaratiladi. Barcha usullarni uch guruhga: kimyoviy, fizikaviy va fizik - kimyoviy usullarga ajratish mumkin.
Kimyoviy usullar kimyoviy reaksiyalarga asoslanadi. Analiz jarayonida foydalaniladigan ana shunday ximiyaviy reaksiyalar analitik reaksiyalar, ularni vujudga keltiruvchi moddalar esa reagentlar deb ataladi. Kimyoviy tahlil usullari puxta sinovdan o’tkaziladi, shu sababli ular-aniq, natija beradi. Lekin ko’pchilik kimyoviy usullarning sezgirligi u qadar yuqori emas, analiz bajarilishi uchun ham ko’p vaqt talab qilinadi.
Fizikaviy usullarda kimyoviy reaksiyalardan foydalanilmaydi, faqat moddalarning fizikaviy xususiyatlari tekshiriladi. Spektral tahlil, lyumnnessent tahlil, refraktometrik tahlil, rentgen-struk­tur tahlil va hokazolar fizikaviy usullar jumlasiga kiradi. Moddalarning radioaktivlik xususiyatiga asoslangan nishonlangan atomlar usuli biologik ilmiy izlanishlarda alohida ahamiyatga ega.

Spektral tahlil juda sezgir usul bo’lib, grammning yuz millioindan bir ulushini ham aniqlash imkonini beradi. Hosil qilingan spektr chizig’ining ko’rinishi moddani sifat jixatdan, spektrning intensivligi esa miqdor jixatdan analiz qilish imkonini beradi.Lyuminessent tahlil ayrim moddalarning ultrabinafsha nurlar ta’sirida sovuq holatda chiqaradigan nurlarni intensivligini o’lchashga asoslangan. Maxsus reaktivlar yordamida moddalarda lyuminessen­siya hodisasini vujudga keltirish mumkin.
Ushbu usulning sezgirlik darajasi spektral analiznikidan qariyb 100000 marta ortiq. Havodan suyuqlikka o’tayotgan nurning sinish hodisasiga asosla­nib eritma konsentratsiyasini aniqlash refraktometriya usulining asosini tashkil etadi. Bu usul yordamida meva sharbati tarkibidagi qand miqdorini aniqlash mumkin.

Analitik kimyo nazariy va amaliy muammolarni yechishda katta ahamiyatga ega. Kimyo fanining rivojlanishi ham analitik kimyo bi­lan bevosita bog’liq.
Analitik kimyo muhandislik va tibbiyot fanlarining barcha sohalari uchun foydali g'oyalar majmuidan iborat fan hisoblanadi. Analitik kimyo sanoat, tibbiyot va fanning barcha tarmoqlarida ishlatiladi. Har kuni millionlab qon namunalaridagi kislorod va karbonat angidrid kontsentratsiyasi aniqlanadi bu esa tashxis va kasalliklarni davolashda ishlatiladi.
Moddalarning molekulyar massasini aniqlash, ekvivalentini topish, molekulyar formulalarini keltirib chiqarish analitik kimyo usullari yordamida amalga oshiriladi.
Analitik kimyo bilan agronomiya, fiziologiya, mikrobiologiya, veterinariya, zoogigiena, qishloq xo’jaligi hayvonlarini oziqlantirish fanlari bevosita bog’liq.
Hozirgi vaqtda kimyoviy texnologik jarayoni nazorat qilinmaydigan birorta ham kimyoviy korxona yo’q. Kimyoviy tahlilsiz xomashyo va tayyor maxsulot sifatiga baho berish, ishlab chiqarish jarayonlarini tushuntirish mumkin emas.

Ekinlardan mo’l hosil olish va chorvachilikda mahsuldorlikni oshirish vazifasi tuproq tarkibini o’rganish, o’g’itlar, yem-xashak tarkibini mukammal bilishni talab etadi. Bu muammoni hal etishda bevosita analitik kimyo usullaridan foydalaniladi. Chorvachilik fermalarida va komplekslarida, sanitariya va gigiyena laboratoriyalarida, ishlab chiqarish binolaridagi havoning tarkibini va uning ifloslanish darajasini aniqlashda, ichimlik va oqar suvlarni, oziq-ovqat mahsulotlarini tahlil qilishda analitik kimyo usullari qo’llaniladi.
Veterinariyada qon, siydik, me’da shirasini tahlil qilish vrachga kasallikni to’g’ri aniqlash va davolash imkonini beradi. Dorivor moddalarning organizmga ta’siri oam analizlar vositasida o’rganiladi. Hozirgi davrda atrof-muhitni himoya qilish masalasi muhim muammolar qatorida turadi. Analitik kimyo usullarisiz bu borada birinchi qadamni qo’yish ham mumkin emas. Chunki suv, atmosfera xavosi tarkibidagi o’zgarishlarni aniqlamasdan ularni tozalashga kirishib bo’lmaydi.