Аналитикалы химияда олданылатын дістер

ысаша айтанда, аналитикалы химия – химиялы жйе­ні рамын анытау дістері жніндегі ылым. Химиялы жйе – бл жеке осылыс, заттар оспасы немесе андай да болмасын бір материал. Затты сапалы жне санды рамы болады. Сапалы рам – зат рамындаы белгілі бір элемент­терді, функционалды топтарды, иондарды бар екендігін крсетеді. Санды рам – зат рамындаы белгілі бір блшектерді млшерін крсетеді. Сапалы жне санды рамдарды химиялы анализ дістері арылы анытайды. Химиялы анализ дістері: 1) химиялы; 2) физикалы; 3) физика-химиялы; 4) биологиялы; 5) гибридті деп топтастырылады.

Химиялы дістер – химиялы реакциялара негізделген, анализді эффектісін визуальды трде кзбен кріп байауа болады.

Физикалы дістер – заттарды физикалы асиеттерін лшеуге негізделген, бл дісте химиялы реакциялар олданылмайды. Мысалы: поляризациялану кеістігіні ауысуы, жары сулесіні ерітінде сынуы, заттарды оптикалы спектрлері.

Физика-химиялы дістер – химиялы немесе электрохимиялы реакцияларды жруі барысында заттарды физикалы асиеттеріні згеруін байауа негізделген дістер.

Физикалы жне физика-химиялы дістерді біріктіріп, ралды (интрументальды) дістер деп атайды, йткені оларды жзеге асыру шін міндетті трде ртрлі рылылар мен ондырылар олданылады.

Биологиялы дістер – ртрлі объектілерді биологиялы активтілігін зерттеуге негізделген жне химиялы реагенттерді биологиялы объектілерге серін зерттеуге негізделген дістер.

Аналитикалы химияда блу дістері жне анытау дістері бар. Блу дістеріні негізгі масаты кедергі келтіретін компоненттерді блу немесе аныталатын компоненттерді санды жаынан анытауа олайлы трде бліп алу болып табылады. Біра, кбінесе, ызытыратын компонентті анытау алдын-ала блусіз, сынаты зінде-а жргізіледі. Кейбір жадайларда блу жне анытау дістері бір-бірімен тыыз байланыста болып, толы бір дісті райды. Осындай діске газды хроматография жатады. Хроматография процесінде ос­паны жеке компоненттерге бледі жне оларды санды рамы аныталады. Анализді мндай дістері блу мен анытауды бір-бірімен тыыз байланысты екенін крсетеді жне олар гибридті дістер деп аталады.

Аналитикалы химияны дістері ртрлі принциптер негізінде классификацияланады. Оларды анализге алынан затты массасына, анытау негізіне жататын затты асиетіне, затты класына, анализді масатты баытталуына жне т.б. байланысты блуге болады.

Анализде олданылатын реакцияны орындау шін алына­тын затты млшеріне байланысты, яни алынатын наты млшерге байланысты химиялы анализді мынадай трлерін ажыратады. Макроанализ (грамм-діс): затты 1-10 граммы, жартылаймикроанализ (сантиграмм-діс): 0,05-0,5 граммы, микроанализ (миллиграмм-діс): 10-3-10-6 граммы, ультра­микроанализ (микрограмм-діс): 10-6-10-9 граммы жне суб­микроанализ (нанограмм-діс): 10-9 -10-12 граммы алынады.

Химиялы лабораторияда оыту масатында жарты­лаймикроанализ жргізіледі. Жартылаймикроанализде сезімталдыы жоары реакциялар олданылады. Бндай реакциялар аныталатын ерітіндідегі блшектерді те азантай млшерін анытауа ммкіндік береді. Реакциялар микрокристаллоскопиялы немесе тамшылы дістермен орындалады.

Микрокристаллоскопиялы дісте реакциялар детте затты шыныда жргізіледі. Аныталатын ионны бар-жоын кристал­дар формасын микроскоп арылы арап болжайды.

Тамшылы дісте ерітінді тсін згерте жретін немесе нти­жесінде тсті осылыстар немесе тсті тнба тзілетін анали­тикалы реакциялар олданылады. Бндай реакциялар кбінесе фильтр аазында орындалады.

Аналитикалы реакция – бл нтижесінде аналитикалы эффект немесе аналитикалы сигнал пайда болатын реакциялар. Аналитикалы реакциялар «ра» жне «ылал» жолмен орындалады. «ра» реакциялар осымша роль атарады жне алдын-ала жргізілетін зерттеулерде, сонымен атар «ылал» реакция жргізу ммкін болмайтын жадайларда жасалады. Кбіне кп «ылал» реакциялар олданылады. Оларды жзеге асыру шін алдымен затты ерітеді. Еріткіш ретінде детте су, кейде ышылдар мен сілті олданады.

Бейорганикалы заттарды сапалы анализінде негізінен тздар, ышылдар жне сілтілер ерітінділерімен жмыс жасайды. Бл заттар электролиттер болып табылады, яни олар сулы ерітінділерінде иондара диссоциацияланады. Сондытан реакция иондар арасында жреді, яни сапалы анализде элементтерді емес, иондарды ашу реакциялары жасалады.

Белгілі бір аналитикалы реакцияны орындау шін белгілі бір жадай жасау ажет:

1) ерітінді ортасы (рН), мысалы кейбір тнбалар ышыл­дарда жасы ериді, сондытан орта ышыл болса, онда тнба тзілмейді немесе кейбір тнбалар сілтілерде жасы ериді, яни бндай тнба сілтілі ортада тзілмейді. Ал кейбіреулері ыш­ыл­дарда да, сілтілерде де ериді, оны тек бейтарап ортада ана алуа болады. Демек, реакция толы жруі шін ажетті орта болуы керек.

2) ерітінді температурасы. Кейбір реакцияларды салын ортада жргізу керек болады немесе керісінше, ал ерігіш тнбалар температура артан сайын ери тседі.

3) ерітіндідегі аныталатын ионны концентрациясы жеткілікті трде мейлінше лкен болуы керек. Концентрация те аз болса реакция дрыс жрмейді. Мысалы, тнба ерігіш болса, тнба тзетін ион концентрациясы тнбаны ерігіштігінен жоары болан жадайда ана тнба тзіледі. Ал иын еритін тнба шін аз ана концентрацияны зі жеткілікті болады.

Химиялы анализде олданылатын реакциялара мынадай талаптар ойылады: 1) реакция тез орындалатын жне айтымды болуы; 2) аналитикалы сигналы (тсті болуы, тнбаны тзілуі, газды блінуі) бар реакциялар болуы; 3) сезімталдыы жоары реакциялар болуы; 4) тадамалылыы жоары реакциялар болуы керек.

Затты асиетіне арай классификациялаан кезде анализ­деу дісі лшенетін асиетті атын сатайды. Егер тнбаны массасы лшенетін болса, діс гравиметриялы деп, егер ерітін­ді тсіні интенсивтігі аныталатын болса – фотометриялы немесе спектрометриялы деп, ал егер электр озаушы кші (ЭК) лшенетін болса – потенциометриялы деп аталады жне т.б.

Кбінесе анытау дістерін анализді физикалы дістері­ні тобын айшытай отырып, химиялы жне физика-химиялы деп бледі. Химиялы немесе классикалы анализ дістеріне гравиметрикалы жне титриметрикалы дістерді жатызады. Физика-химиялы жне физикалы анализ дістерінде затты эмиссионды спектроскопияда спектралды сызыыны интенсивтігі, полярографияда диффузионды токты шамасы сияты жне т.б. асиеттері байалады немесе лшенеді.

Аналитикалы дістерді баса да классификациялары бар. Кейде заттарды аныталан кластарын білдіреді: металдарды анализдеу, суды анализдеу, газды анализдеу, силикатты анализдеу, органикалы осылыстарды элементтік анализдеу жне т.б. Кейде дісті атында масатты баытталу байалады: сотты, ндірістік, арбиторлы жне т.б. Сонымен бірге аналитикалы химияны арнайы блімдерін айшытайды: фазалы анализ, масаты – гетерогенді жйені жеке фазаларын анытау немесе затты (рационалды) анализдеу, масаты – сынатаы наты химиялы осылысты (мысалы, оксидтерді) анытау. Аналитикалы химияны заманауи дістері шін оптикалы, электрлік жне баса лшеу ралдарын, соны ішінде автоматты ралдарды (ртрлі анализаторлар, титраторлар жне т.б.) жне реттегіш аппаратураларды олдану тн. Химиялы анализде компьютер мен математикалы дістерді олдану айтарлытай сіп келеді. Анализдеу дістерін стандарттау мен унификациялауды, жне нерлым дл рі сенімді дістерді олдануды, нім мен материалдарды сапасына ойылатын талаптарды ресми жаттара енгізе отырып, за жзінде бекітуді маызы зор.