logo
  1. Главная страница
  2. Дипломные работы
  3. Общий
  4. Elektrokimyoviy analiz usullarida qo’llaniladigan elektrodlarning kllassifikatsiyasi va ularning turlari

Elektrokimyoviy analiz usullarida qo’llaniladigan elektrodlarning kllassifikatsiyasi va ularning turlari

Загружено в:

12.08.2023

Скачано:

0

Размер:

55.2958984375 KB
Скачать
MAVZU: Elektrokimyoviy analiz usullarida qo’llaniladigan elektrodlarning kllassifikatsiyasi va ularning turlari Reja: Kirish. I. Asosiy qism: 1. Elektr kimyoviy analiz usullari 2. KEL-1M2 turidagi elektrodli laboratoriya konduktometrida amaliy ishlar bajarish 3. ICEl-Ca–2 kalsiy selektiv elektrodning ionometriyada qo’llanishi 4. Kaliy selektiv elektrod ELIS-121K yordamida kaliy ionlarining miqdorini aniqlash. 5. C1-6733 modeldagi PASCO scientific kaliy selektiv elektrod yordamida kaliy ionlari miqdorini ionometrik usulda aniqlash. II.Xulosa. Foydalanilgan adabiyotlar royhati. Kirish. Elektr kimyoviy analiz usullari, sinflanishi. Elektr kimyoviy zanjir. Galvanik element. Konsentratsion element. Indikator, ishchi, qutblangan elektrodlar. Taqqoslash, qutblanmaydigan, yordamchi elektrodlar. Birinchi, ikkinchi va uchinchi tur elektrodlar. Elektrolitik bo‘g‘indan tok o‘tganda sodir bo‘ladigan jarayonlar. Kuchlanishning pasayishi va tekshirish uchun usul tanlash. Elektr kimyoviy reaksiya. Tokning zichligi va elektrodning sirt yuzasi. Elektr kimyoviy muvozanat. Qaytar va qaytmas elektr kimyoviy reaksiyalar. Voltamper egri chiziqlari. Anod va katod jarayonlari. Elektr kimyoviy muvozanatni siljitish. Kinetik polyarizatsiya. Erituvchi va fon elektroliti tabiati, konsentratsiyasi, kimyoviy reaksiyalar, elektrod materiali, sirt yuzasi va sirti holatining hamda haroratning voltamper egri chiziqlariga ta’siri. Ion-selektiv elektrodlar qo’llanilishi bilan bajariladigan analiz kelajakda ham taraqqiy etib boruvchi zamonaviy analitik usullar jumlasiga kirib, ko’pchilik anorganik ionlar va bir qator ion tavsifiga ega bo’lgan birikmalarning konsentratsiya yoki aktivligini yuqori aniqlik va tezlik bilan aniqlash imkoniyatiga ega. Ion-selektiv elektrodlar bilan ishlashning qulayligi va soddaligi ularning analitik kimyoning turli sohalarida keng qo’llanilishi va tarqalishiga imkon beradi. Elektr kimyoviy analiz usullari elektrodlar ustida yoki elektrodlar oralig‘ida sodir bo‘layotgan jarayonlarga asoslangan. Bunda sistemaning qator kattaliklari (potensial, tok kuchi, elektr miqdori, qarshilik, sig‘im, elektr o‘tkazuvchanlik yoki dielektrik xossalari) o‘zgaradi. Bu kattaliklar aniqlanadigan moddalarning eritmadagi konsentratsiyalariga mutanosib bo‘lganligi yoki ularning o‘ziga xos xususiyatlari bilan belgilanganligi uchun ular yordamida o‘sha moddalarning tabiati va miqdorini aniqlash mumkin. O ‘ lchanadigan mazkur qiymatlarning ko‘p sonli umumlashmalari mavjud. Barcha elektr kimyoviy analiz usullarida elektr zanjiri asosiy o‘rinda turganligini hisobga olib, usullar sinflanishining asosiga elektrodlarda bo‘ladigan jarayonlarni qo‘yish maqsadga muvofiq. Shu asosda barcha elektr kimyoviy analiz usullari uch guruhga bo‘linadi: 1) elektrod reaksiyalariga asoslangan elektr kimyoviy usullar (potensiometriya, voltamperometriya: polyarografiya, amperometriya, xronoamperometriya, xronopotensiometriya, inversion voltamperometriya, kulonometriya, elektr gravimetriya va boshqalar); 2) elektrod reaksiyalariga bog‘liq bo‘lmagan usullar (past va yuqori chastotali konduktometriya, dielkometriya); 3) qo‘sh elektr qavatning o‘zgarishi bilan bog‘liq bo‘lgan usullar (tenzammetriya, elektr sorbsion analiz). Elektr kimyoviy analiz usullarining o‘lchanadigan qiymatlariga asoslangan bir qator boshqa sinflari ham mavjud, biroq ular, fikrimizcha, ilmiy negizga ega emas. Elektr kimyoviy zanjir . Elektrolitik jarayon elektronlar tashilishining geterogen reaksiyasi sifatida qaralishi mumkin. Elektronlar eritma – elektrod chegarasida tashiladi. Bunday geterogen sistemadagi reaksiyaning tezligi quyidagi bosqichlarning tezligi bilan belgilanadi: 1) reaksiyaga kirishuvchi moddaning qattiq sirtga tomon diffuziyasi; 2) reaksiyaga kirishadigan moddaning elektrod sirtiga yutilishi; 3) sirt yuzasida elektronlarning tashilishi; 4) moddalarning sirt yuzasidagi va suyuq fazadagi harakati; 5) reaksiya mahsulotlarining sirt yuzasidagi diffuziyasi va hokazolar. Bu jarayonlarning hammasi elektrolitik bo‘g‘inda kuzatiladi. Umuman ikki xil bo‘lgan elektrolitik bo‘g‘indan biri galvanik element, ya’ni ichki kuchlanishga ega bo‘lgan bo‘g‘indir. Galvanik element tarkibiga kiruvchi kimyoviy moddalar orasida sodir bo‘ladigan reaksiyalar natijasida elektr toki paydo bo‘ladi. Masalan, rux nitrat va mis sulfatdan iborat bo‘lgan o‘zaro tuz ko‘prigi orqali tutashtirilgan rux nitrat eritmasiga rux, mis sulfat eritmasiga mis plastinka tushirilsa (1-chizma), rux metall oksidlanib Zn-2e  Zn 2+ , eritmadagi mis ioni qaytariladi: Cu 2+ +2e  Cu Ruxning oksidlanishi anod jarayonini , mis ionining qaytarilishi esa katod jarayonini tashkil etadi . Bu reaksiyalar natijasida zanjirda paydo bo‘ladigan tok tegishli jarayonlarni ta’minlaydigan oksidlanish-qaytarilish juftlari normal oksred potensiallarining turlichaligi bilan tushuntiriladi, ya’ni: Cu 2+ +2e  Cu; E 1 = E o,1 =0,345 B; Zn-2e  Zn 2+ ; E 2 =- E o,2 = – 0,792 B; Cu 2+ +Zn  Cu+Zn 2+ ;  E=E 1 -E 2 = 1,137 B. Bundan tashqari, turli konsentratsiyali bir xil tabiatga ega bo‘lgan moddalarning o‘zaro yarim o‘tkazgich g‘ovak to‘siq bilan tutashtirilgan eritmalari orasida ham potensiallar ayirmasi yuzaga keladi (2-chizma). Idishning bir qismiga 0,1 M va ikkinchi qismiga 0,01 M HCl eritmalari solingan bo‘lsa, konsentratsiya yuqori bo‘lgan eritmadan kichik konsentratsiyali eritmaga diffuziya natijasida H + va Cl - ionlari o‘ta boshlaydi. H + ionining harakatchanligi (  o =349,8) Cl - ioninikiga (  o =76,3) nisbatan bir necha baravar katta bo‘lganligi uchun H + ioni Cl - ioniga ko‘ra tezroq harakatlanadi. Buning oqibatida 0,01 M eritmaga vodorod ioni ko‘proq o‘tganligi uchun bu eritma musbat, 0,1 M eritmada xlorid ion ko‘proq qolganligi uchun manfiy zaryadlanadi. Elektrostatik kuch ta’siridan H + ionining diffuziyasi sekinlashganligi va xlorid ioniniki tezlashganligi uchun turg‘un holat qaror topadi. Turg‘un holatda bu eritmalar orasida doimiy potensiallar farqi kuzatiladi. Bunday galvanik element konsentratsion element , sodir bo‘lgan hodisa esa konsentratsion qutblanish (polyarizatsiya) deyiladi. Elektr kimyoviy bo‘g‘inning ikkinchi turi (sxemalari tegishli boblarda keltirilgan) yordamida eritmada sodir bo‘ladigan kimyoviy reaksiya natijasida yuzaga keladigan o‘zgarishlarni qayd qilish va o‘lchash uchun eritmaga kamida ikkita elektrod tushiriladi. Ulardan biri indikator (ishchi, qutblangan) va ikkinchisi taqqoslash (potensiali solishtiriladigan, qutblanmagan, yordamchi) elektrodlaridir. Indikator elektrod sifatida qattiq yoki suyuq metall, grafit, ion selektiv yoki oksid elektrod va boshqalar ishlatiladi. Taqqoslash elektrodi sifatida normal vodorod, to‘yingan kalomel, kumush xloridli, talliy xloridli, merkur-yodid va boshqa elektrodlar, shuningdek, sirt yuzasi katta bo‘lgan turli xil metallar ishlatiladi. Elektrodlar, shuningdek, birinchi, ikkinchi va uchinchi tur elektrodlarga bo‘linadi. Birinchi tur elektrodlar ning potensiali elektrod reaksiyasida ishtirok etgan metalning o‘z ioniga nasbatan qaytarligiga bog‘liq bo‘ladi. Masalan, kumush nitrat eritmasiga tushirilgan kumush elektrod bunga misol bo‘la oladi. Kumush elektrodning potensiali: EAg=Eo,Ag+θlgaAg+ (  =0,059) formula bilan ifodalanadi. Birinchi tur elektrodlar tuz ko‘prigi yordamida tutashgan holda taqqoslash elektrodi bilan birgalikda kationlarni aniqlashda ishlatiladi. Ikkinchi tur elektrodlar deb, potensiali anionlarning aktivligi bilan belgilanadigan elektrodlarga aytiladi. Ikkinchi tur elektrodlar ikki xil bo‘ladi: 1) o‘zining kam eruvchan tuzi bilan qoplangan, tarkibida boshqa metallning shu kam eruvchan tuz bilan bir ismli anioni bo‘lgan metall elektrod (kumush xloridli – Ag/AgCl, KCl ; kalomel – Hg/Hg 2 Cl 2 , KCl va boshqalar); 2) gaz elektrodlar (xlor – xlorid – Pt, Cl 2 /HCl ; kislorod – Pt, O 2 /KOH ) va boshqalar). Ikkinchi tur elektrodlarning birinchi toifasiga kiruvchilari taqqoslash elektrodlari sifatida hamda anionlarni aniqlashda, ikkinchi toifasiga kiradiganlari esa erigan gazlarning konsentratsiyasini aniqlashda ishlatiladi. Bir xil anionga ega bo‘lgan, ikki kationdan biriga nisbatan qaytar elektrodlar uchinchi tur elektrodlar ni tashkil etadi. Bunga simobning simob va kalsiy oksalatdagi elektrodi misol bo‘lishi mumkin. Uning potensiali ikkinchi metall ionining aktivligi bilan belgilanadi. Masalan, E=Eo+θ nlgaCa2+ Uchinchi tur elektrodlarning qaytarlik darajasi yuqori va ular elektrod metaliga nisbatan begona bo ‘ lgan kationlarni aniqlash uchun indikator elektrod sifatida ishlatiladi . Elektrolitik bo‘g‘indan tok o‘tganda quyidagi hodisalar kuzatiladi: 1) modda konsentratsiyasi bir yoki har ikkala elektrod sirti chegarasida o‘zgaradi; 2) bo‘g‘inning qarshiligiga muvofiq ravishda kuchlanish pasayadi; 3) bo‘g‘inning tabiatiga elektronlarning tashilish jarayonlari kinetikasi ta’sir ko‘rsatadi. Agar yuqorida keltirilgan rux – mis galvanik elementi olinib, unga tashqi elektr manbaining qarama-qarshi qutblari ulansa va tashqi manbaning kuchlanishi galvanik elementning kuchlanishiga teng bo‘lsa, zanjirdan tok o‘tmaydi. Agar tashqi manbaning kuchlanishi elementning kuchlanishidan katta bo‘lsa, element elektrolitik bo‘g‘in vazifasini bajaradi va unda Zn 2+ +  Cu  Zn+Cu 2+ reaksiya sodir bo‘ladi. Agar rux nitrat va mis sulfat eritmaning umumiy hajmida bir xil taqsimlangan bo‘lsa, elementdan o‘tadigan tok E tash – E el ayirmasi bilan chiziqli bog‘lanishga ega bo‘ladi ( E tash – tashqi kuchlanish; E el – galvanik elementning elektr yurituvchi kuchi). Bu vaqtda galvanik element qarshilik vazifasini bajaradi va tok kuchi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi: I=Eташ −Eэл R , bu yerda R – elementning umumiy qarshiligi, Om . Ushbu ifodani E tash – E el =IR shaklda yozish mumkin. Galvanik element elektrolitik bo‘g‘in vazifasini bajarishi uchun E tash qiymat E el qiymatdan IR miqdor qadar katta bo‘lishi kerak. IR qiymat kuchlanishning pasayishi deb yuritiladi. Kuchlanishning pasayishi asosida tekshirish uchun usul tanlash masalasi hal etiladi. Masalan, R qiymat katta bo‘lsa, tok kuchining o‘zgarishi sezilarli bo‘lmaydi va tekshirish uchun potensiometriya usulini tanlash mumkin; voltamperometrik usullardan esa foydalanish mumkin emas. Voltamperometrik usullardan foydalanish uchun eritmaning qarshiligini kamaytirish va tokning migratsiya natijasida o‘tishini ta’minlash kerak, buning uchun eritmaga fon elektroliti (elektroliz sharoitida oksidlanish va qaytarilish jarayonlarida qatnashmaydigan inert yoki indifferent modda) deb ataladigan befarq elektrolit eritmasini qo‘shish kerak bo‘ladi. Fon elektrolitini tanlash uchun sodir bo‘ladigan elektrod jarayonining katod yoki anod sohasiga mansubligi hisobga olinadi. Agar elektrod reaksiyasi anod sohasiga mansub bo‘lsa, fon elektroliti sifatida, asosan, ishqoriy metallarning sulfat, nitrat, perxlorat singari oksidlanmaydigan tuzlari olinadi. Elektr kimyoviy reaksiyalar . Elektr kimyoviy analiz usullari elektr kimyoviy reaksiyalarni tekshirishga asoslangan. Elektr kimyoviy reaksiya deganda, ikkita elektr o‘tkazuvchan tutash fazaning ayrim qismlaridan ionlar yoki elektronlarning fazalar chegarasidan o‘tishi natijasida tok hosil bo‘lishi bilan bog‘liq bo‘lgan geterogen reaksiya tushuniladi. Yuqorida keltirilgan Zn  Zn 2+ +2e va Cu 2+ +2e  Cu  reaksiyalar elektr kimyoviy reaksiyalarga misol bo‘la oladi. Birinchi reaksiya natijasila hosil bo‘ladigan tok anod toki , ikkinchi reaksiya natijasida hosil bo‘ladigan tok esa katod toki deyiladi. Anod erib, musbat zaryadlangan metall ionlari hosil bo‘lsa, anodda manfiy zaryadlangan ionlar eritmadan erkin metall holiga o‘tadi. Elektr kimyoviy reaksiya natijasida hosil bo‘luvchi anod va katod toklar Faradey toklari deb nomlanadi. Tok kuchi qiymati elektrodning sirt yuzasiga mutanosib bo‘ladi (3-chizma). Tok kuchi qiymatining elektrod sirt yuzasiga nisbati tok zichligi deyiladi. Tokning zichligi elektrod jarayonining tezligi bilan belgilanadi. Elektrod sifatida olingan bir metallni boshqa metall bilan almashtirganda elektrod reaksiyasining tezligi juda keskin o‘zgarishi, shu bilan birgalikda, sistemalarning qaytarligi ham o‘zgarishi mumkin. O’lchash davomida elektroliz tufayli elektrodning materiali ham, uning sirt yuzasi ham o‘zgarishi mumkin. Elektrod sirt yuzasining o‘zgarishi elektrod tayyorlangan metallning oksidlanishi ( Zn-2e  Zn 2+ ) va uning sirtiga cho‘kma tushishi bilan izohlanishi mumkin. Moddalarning elektrod sirtiga adsorbilanishi, katod sirtida kationlarning qaytarilishi oqibatida ham elektrodning sirti va materiali o‘zgarishi mumkin. Elektr kimyoviy muvozanat . Elektr kimyoviy reaksiyalar qaytar va qaytmas reaksiyalarga bo‘linadi. Nernst tenglamasi tatbiq etiladigan jarayonlarda almashinish tokining zichligi yuqori bo‘lsa, bunday reaksiyalar qaytar elektr kimyoviy reaksiyalar, deb qaralishi mumkin. Elektrodlar sirtida elektr kimyoviy reaksiya sodir bo‘lganligi uchun elektrod potensiali eritmadagi umumiy konsentratsiyaga to‘g‘ri kelmaydi. Bu hol esa konsentratsion polyarizatsiyaning qaytmaslik mezoni sifatida qarash mumkin emasligini ko‘rsatadi. Voltamper (polyarizatsiya) egri chiziqlari elektr kimyoviy analiz usullarida muhim ahamiyatga ega. Ular elektr kimyoviy reaksiyalarning qaytar yoki qaytmasligi, tezligi va sodir bo‘lish sharoitlari, moddalarning sifat va miqdor tarkibi, reaksiyalarning muvozanat holati va shu kabilarni o‘rganish maqsadida keng qo‘llaniladi. Eritmada oksidlovchi yoki qaytaruvchi bor, deb hisoblab, unga faqat bitta inert metall (masalan, platina) elektrodi tushirilsa, eritmada qaytaruvchi mavjud bo‘lganda, anodda (musbat zaryadlangan elektrod) Red-ne  Ox reaksiya sodir bo‘ladi. Agar anodning potensiali ( E A ) uzluksiz oshirilsa, potensial ma’lum qiymatga yetgandan so‘ng tok kuchining keskin ortishi kuzatiladi. Agar shu o‘zgarishning chizmasi tuzilsa, voltamper (yoki polyarizatsiya: I=f ( E ), tok kuchi – potensial) egri chizig‘i hosil bo‘ladi (4-chizma). Bu egri chiziqda E A potensialdan boshlab, tok kuchi sezilarli darajada o‘zgara boshlaydi va muayyan qiymatdan keyin keskin ortadi. Katod (manfiy zaryadlangan elektrod) reaksiyasi uchun tok kuchi qarama-qarshi tomonga qarab o‘zgaradi (5-chizma). Tok kuchining qiymati vaqt birligida qaytaruvchidan elektrodga va elektroddan oksidlovchiga o‘tadigan elektronlar soniga mutanosib bo‘ladi. Bu mutanosiblik sodir bo‘layotgan reaksiyaning tezligini belgilaydi. Berilgan kuchlanishda tok kuchi qiymati qanchalik katta bo‘lsa, reaksiyaning tezligi ham shuncha katta bo‘ladi. Aslini olganda, eritmaga bir elektrod tushirilganda elektroliz sodir bo‘lmaydi. Elektroliz sodir bo‘lishi uchun eritmaga kamida ikkita elektrod (anod va katod) tushirilgan bo‘lishi kerak. Agar eritmaga ikkita indifferent (befarq) metall elektrodi (anod va katod) tushirilgan bo‘lsa va eritmada oksidlanish  qaytarilish jufti mavjud bo‘lsa, anod va katod sohalarini bog‘laydigan egri – oksidlanish-qaytarilish egri chizig‘i (6-chizma) hosil bo‘ladi. 12-chizmadan ko‘rinishicha, muayyan potensialda yoki faqat oksidlanish, yoki faqat qaytarilish reaksiyasi sodir bo‘ladi. Chizmadagi E K – E A sohaga mos keladigan potensial muvozanat potensiali (E muv ) deb yuritiladi. Bunday egri chiziq bilan ifodalangan sistemalarga esa qaytmas sistemalar deyiladi. Qaytmas sistemalarda qaytaruvchini sezilarli tezlik bilan oksidlash uchun yetarli bo‘lgan potensial E A qiymatdan ancha katta bo‘lgan E Ox qiymatga to‘g‘ri keladi. Shunday sistemalar ham borki, ularda muvozanatni siljitish uchun potensialni E muv qiymatdan salgina oshirish yoki kamaytirish yetarlidir. Bunday sistemalar qaytar sistemalar dir (7-chizma). 7-chizmaga ko‘ra E 1 potensialda qaytaruvchining oksidlanishi I 1 tezlik bilan sodir bo‘ladi. Shu bilan birga ushbu potensialda oksidlovchi I 2 tezlik bilan qaytariladi. Muvozanat holati potensialida tok kuchlari yig‘indisi nolga teng bo‘ladi: I=I 1 +I 2 =0 uzluksiz chiziq yig‘indi tokni, uzilgan (punktir) chiziqlar esa, har bir elektrod sirtida sodir bo‘ladigan anod va katod jarayonlarini ifodalaydi. Muvozanat potensialida eritmaning tarkibi o‘zgarmaydi, ya’ni qaytaruvchining oksidlanish tezligi oksidlovchining qaytarilish tezligiga teng. Muvozanatni siljitish uchun tashqaridan tegishli miqdor potensial berish kerak bo‘ladi. Bunda tegishli polyarizatsiya kuzatiladi, bu polyarizatsiyaga kinetik polyarizatsiya deyiladi. Voltamper egri chiziqlarining turli omillarga bog‘liqligi . Voltamper egri chiziqlari tekshiriladigan moddaning tabiatidan tashqari erituvchi va fon elektrolitining tabiati, uning konsentratsiyasi, elektrod materiali, sirt yuzasi, elektrodning harakatlanishi, kimyoviy reaksiyalar, adsorbsiya va haroratga bog‘liq. Yuqorida tekshiriladigan moddaning tabiati elektrod jarayonlariga qanday ta’sir etishi, moddaning tabiatiga ko‘ra voltamper egri chiziqlarining qanday bo‘lishini ko‘rib o‘tdik. Erituvchi molekulalari ham elektrod sirtida oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida qatnashishi mumkin. Erituvchi sifatida suv olinsa, uning oksidlanish-qaytarilish tenglamalarini quyidagicha tasvirlash mumkin: 2H 2 O-4e  O 2 +4H + yoki 4OH - -4e  O 2 +2H 2 O ( oksidlanish ), 2H 2 O+2e  H 2 +2OH - yoki 2H + +2e  H 2 ( qaytarilish ). Bu reaksiyalarga to‘g‘ri keladigan voltamper egri chiziqlari 8-chizmada turli xil muhitlar uchun keltirilgan suv va suv ionlarining oksidlanish-qaytarilish reaksiyalariga muhit katta ta’sir ko‘rsatadi. Agar suv o‘rnida boshqa erituvchi olinsa, uning oksidlanish va qaytarilish sohalari ( E K va E A ) kengayishi yoki torayishi mumkin. Elektr kimyoviy tekshirish uchun erituvchi tanlaganda, aniqlanadigan moddaning oksidlanish-qaytarilish sohalariga to‘g‘ri keladigan polyarizatsiya egri chiziqlari erituvchining tegishli egri chiziqlari orasida joylashishi zarurligi e’tiborga olinishi kerak. Fon elektrolitlari ham potensialning muayyan qiymatlarida elektrod reaksiyalarida qatnashadi. Fon elektrolitining oksidlanish-qaytarilish sohalari, uning tarkibiga kiruvchi kation va anionlarning tabiatiga bog‘liq. Fon elektroliti uchun tanlanadigan modda potensialning keng sohalarida oksidlanish-qaytarilish reaksiyalariga uchramasligi kerak. Fon elektrolitining oksidlanish-qaytarilish potensiallari sohasi erituvchi va aniqlanadigan moddaning shunday sohalari potensiallaridan kengroq bo‘lishi kerak. Buni 9-chizmadan ko‘rish mumkin. Punktir chiziqlar fon elektrolitining oksidlanish va qaytarilish egri chiziqlarini ko‘rsatadi. Bu chiziqlar erituvchi sifatida tanlangan suvning polyarizatsiya egri chiziqlaridan chetda joylashgan. Demak, fon elektroliti aniqlanadigan modda, hatto erituvchi oksidlanganda yoki qaytarilganda ham elektrod reaksiyalariga uchramaydi. Voltamper egri chizig‘ining kimyoviy reaksiyalar natijasida o‘zgarishini temir (II) ionining seriy (IV) ioni ta’siridan oksidlanishi misolida qarab chiqamiz: Fe 2+ +Ce 4+  Fe 3+ +Ce 3+ . Bu yerda sodir bo‘ladigan elektr kimyoviy reaksiyalar quyidagi oksidlanish- qaytarilish sistemalariga to‘g‘ri keladi: Fe 2+ -e  Fe 3+ va Eм=0,771 +0,059 lg[Fe 3+] [Fe 2+] , Ce 3+ -e  Ce 4+ va Eм=1,4 +0,059 lg[Ce 4+] [Ce 3+] . Eritmaga Ce 4+ qo‘shilishiga qadar chizmada Fe 2+ ionining oksidlanish egri chizig‘i kuzatiladi (10-chizma, a). Eritmaga biroz miqdor Ce 4+ ioni qo‘shilishi bilan Fe 2+ ionining eritmadagi konsentratsiyasi tegishlicha kamayadi, eritmada Fe 3+ va Ce 3+ ionlari paydo bo‘ladi (16-chizma, b). Elektr kimyoviy reaksiyalar: Fe 2+ -e  Fe 3+ ; Fe 3+ +e  Fe 2+ va Ce 3+ -e  Ce 4+ Mazkur reaksiyalarning ekvivalentlik nuqtasida tegishli miqdorlardagi Fe 3+ va Ce 3+ ionlarigina bo‘ladi (10-chizma, c). Agar eritmaga Ce 4+ ionidan ortiqcha miqdorda qo‘shilsa, voltamper egri chizig‘ining shakli o‘zgaradi (10-chizma, d). Voltamper egri chiziqlarining shakli elektrod tayyorlangan material, uning sirt yuzasi va holatiga ham bog‘liq. Elektrod materiali ning birini ikkinchisi bilan almashtirganda, elektr kimyoviy reaksiyaning tezligi sezilarli darajada o‘zgaradi. Bir elektrod sirtida qaytar bo‘lgan sistema, ikkinchisi sirtida qaytmas bo‘lishi mumkin. Elektrod sirt yuzasi ning oshishi tok kuchining ko‘tarilishiga olib keladi. Elektrodning sirti qancha notekis bo‘lsa, uning sirt yuzasi shuncha katta bo‘ladi. Sayqallangan elektroddan sirti yupqa platina kukuni qavati bilan qoplangan elektrodga o‘tganda (11-chizma) elektr kimyoviy reaksiyaning tezligi ancha ortadi. Elektrodning sirt yuzasi elektroliz davomida, masalan, alyuminiy elektrodining oksidlanishi ( Al-3e  Al 3+ ) tufayli o‘zgarishi mumkin. Elektrodning sirt yuzasi cho‘kma tushishi, boshqa metallning cho‘kishi va moddaning adsorbilanishi oqibatida ham o‘zgarishi mumkin. H arorat ning oshishi barcha jarayonlarni, jumladan, elektr kimyoviy reaksiyalarni va diffuziyani tezlashtiradi. H arorat bir daraja ortganda diffuziya koeffitsiyenti 1-4 % ko‘tariladi. Qaytar sistemalarda yarim to‘lqin potensiali (E 1/2 ) ham E o kabi o‘zgaradi, chunki u RT/nF qiymatga bog‘liq. Qaytmas sistemalarda esa bunday o‘zgarish yanada sezilarli bo‘ladi. Yuqori haroratda qaytmas sistemalar qaytar sistemalarga yaqinlashadi. Buni 12-chizmada keltirilgan mis (I) ionining sianid muhitida qaytarilishi misolida ko‘rish mumkin. Chizmadan ko‘rinishicha, 18 o C haroratda qaytmas bo‘lgan sistemaning qaytarligi 35 o C da ancha oshgan bo‘lsa, 75 o C da u amalda deyarli qaytar sistemaga aylangan. KEL-1M2 TURIDAGI ELEKTRODLI LABORATORIYA KONDUKTOMETRIDA AMALIY ISHLAR BAJARISH KEL-1M2 turidagi elektrolidli laboratoriya konduktometri umumsanoat konduktometrik asboblarini tekshirish, hamda zavod agrokimyo laboratoriyalari va ilmiy-tatqiqot ishlarida eritmalarining solishtirma elektr o’tkazuvchanligni o’lchashga mo’ljallangan. Atrof muhitdagi turli klimatik o’zgarishlarga chidamli, barqaror bo’lib GOST 15150-69 talablariga javob beradi. Konduktometr abraziv xossaga ega bo’lmagan, yuvilishga barqarorligi yuqori bo’lgan plyonkalar hosil qilmaydigan kislotalar, ishqorlar va tuzlarning suvli va suvsiz eritmalarining analizida foydalanish imkonini beradi. Solishtirma elektr o’tkazuvchanlikni o’lchash diapazoni sakkiz asosiy o’lchash oraliqlarini o’z ichiga oladi. Sm/m: 1. 10·10 -7 -100·10 --7 5. 10·10 -3 -100·10 -3 2. 10·10 -6 -100·10 -6 6. 10·10 -2 -100·10 -2 3. 10·10 -5 -100·10 -5 7. 10·10 -1 -100·10 -1 4. 10·10 -4 -100·10 -4 8. 10·1 -100·1 Asosiy o’lchash oraliqlari yana qo’shimcha o’lchash oraliqlariga bo’linadi, Sm/m: 1.10·10 -7 -50·10 --7 5. 10·10 -3 -50·10 -3 2.10·10 -6 -50·10 -6 6. 10·10 -2 -50·10 -2 3.10·10 -5 -50·10 -5 7. 10·10 -1 -50·10 -1 4.10·10 -4 -50·10 -4 8. 10·1 -50·1 Konduktometr ko’rsatkichlarining indikatsiyasi son ko’rsatgichli bo’lib, Sm/m birliklarda ifodalanadi. O’lchovlar bajarilayotgan muhitning bosimi 100 kPa gacha, temperaturasi esa 2 dan 80 0 C gacha. Analiz bajarilayotgan xona temperaturasi 1 dan 35 0 C gacha nisbiy namlikning yuqori qiymati 25 0 C temperaturada 80% gacha. Bir fazali o’zgaruvchan tok manbasining kuchlanishi 50± 1 Gts chastota bilan 220 D. Asosiy keltirilgan xatoning ruxsat etilgan qiymati har bir o’lchov oralig’ining maksilmal qiymatidan α±1%. Konduktometrning chiqishi signali 0 dan 50±3 mv gacha bo’lishi kerak. Uning ishga tayyor bo’lish vaqti 30 min gacha. Bir martalik o’lchovning doimiyligi -20 sek. Konduktometr ishining asosida sezgir element zanjirida bevosita Sm/m larga qayta hisoblangan ko’rsatkichni tok kuchi ko’rinishidagi qiymati yotadi. O’lchashning bunday qabul qilingan usuli o’lchov natijalarini tez yuqori aniqlikda olishga imkon beradi. Konduktometr ishining asosida sezgir element zanjirida bevosita Sm/m larda qayta hisoblangan ko’rsatkichni tok kuchi ko’rinishidagi qiymati yotadi. O’lchashning bunday qabul qilingan usuli o’lchov natijalarini tez va yuqori aniqlikda olsihga imkon beradi. Konduktometr KEL-1M2 ning ish prinsipini quyidagi 1-rasmdagi funksional sxema orqali ko’rish mumkin. Sxemada ko’ringanidek, asbob uch xil chastota (30, 300, 3000 Gts) bo’yicha qayd qilinadigan uch burchakli kuchlanish generatordan iborat transformator (3), namunaviy rezistorlardan (R) iborat o’lchov sxemasi (4), u bilan ketma-ket ulangan birlamchi o’zgartirgich (5) va muvofiqlashtiruvchi kuchaytirgichlardan (6) tuzilgan. Muvofiqlashtiruvchi kuchaytirgichdan chiqqan signal millivoltmetr kuchaytirgichiga (7) keladi, undan son ko’rsatgichli qayd qilgichga (8) va termokompensatsiya kuchaytirgichaga (10) o’tadi. Konduktometr o’zgaruvchan tok manbaidan 220 v bilan ta’minlanadi. 1-rasm. Konduktometrning funksional sxemasi 1. Ta’minot manbai. 2. Uch burchakli kuchlanish generatori. 3. Muvofiqlashtiruvchi transformator. 4. O’lchov sxemasi. 5. Birlamchi o’zgartkich. 6. Muvofiqlashtiruvchi kuchaytirgich. 7. Millivoltmetr kuchaytirgichi 8. Son ko’rsatkichli qayd qilgan (ATSP) 9. Temperature o’zgartkichi. Konduktometr konstruktiv jihatdan uch blokdan tuzilgan: 1. Birlamchi o’zgartkich (2-rasm). 2. O’lchov o’zgartkichi (3-rasm). 3. Temperature o’zgartkichi (4-rasm) 2-rasm birlamchi o’zgartkich 1. Platina simdan iborat elektrod. 2. Shisha korpus. 3. Vtulka. 4. Kabel. 5. O’lchash joyi. 6. Yorliq. 3-rasm. O’lchov o’zgartkichi (konduktometrning ko’rinishi). 1.Son ko’rsatkichli tablo. 2.Birlamchi o’zgartkichning “doimiy” to’g’rilovchi buragichi. 3. Darajalash bosgichi. 4. “αt” buragichi. 5. “αt” bosgichi. 6. Darajalash bosgichi. 7. Bosgich “C”. 8. Diapazonlarg ulash bosgichi. 9. Diapazonlarga o’tkazgich. 10. Manbaga ulash bosgichi. 11. Asbob oyog’ini kutargich. 12.birlamchi o’zgartkichni ulash. Razyomi. 13. Nolning kompensatori. 14. “t” temperatura diapazonini to’g’irlagich. 15. Chiqish signalini o’rnatish potensiometri. 16. Prenodoxronitel. 17. Manbaga ulagich (vilka). 18. Yerga ulash klemmasi. 19. Temperatura o’zgartkichini ulash uchun razyom. 20. Chiqish razyomi. 2-rasmdagi uch elektrodli birlamchi o’zgartkichning korpusi kimyoviy jihatdan barqaror shishadan tayyorlangan va elektrodlar sifatida shisha slindrga o’ralgan platina simlari o’ramalari ishlatilgan. Elektrodlar maxsus koaksial kabel orqali, rasmdagi 5-raz`m yordamida asbobga ulanadi. 3-rasmdagi o’lchov o’zgartkichi (konduktometr KEL-1M2) plastmassa korpusga yig’ilgan. Uning old qismida son ko’rsatgichli tablo (1) ko’rsatilgan bo’lib, u Sm/m birliklarida ifodalangan. O’zgarish oraliqlarining (9) sakkizta bosqich (knopka) orqali quyidagi oraliq qiymatlar o’zgarishi tartibida baholash mumkin: 1. “0”-10·1-100·1 ga mos keladi. 2. “1”-10·10 -1 -100·10 -1 “_______” 3. “2”-10·10 -2 -100·10 -2 “_______” 4. “3”-10·10 -3 -100·10 -3 “_______” 5. “4”-10·10 -4 -100·10 -4 “_______” 6. “5”-10·10 -5 -100·10 -5 “_______” 7. “6”-10·10 -6 -100·10 -6 “_______” 8. “7”-10·10 -7 -100·10 -7 “_______” Korpusning pastki qismiga ko’tarma oyoqcha (II) joylashtirilgan bo’lib, kuzatuvchiga asbobning ko’rsatkichlarini qulay holda ko’rish imkonini beradi. ICEl-Ca–2 kalsiy selektiv elektrodning ionometriyada qo’llanishi ICEl-Ca –2 plyonkali laboratoriya ion selektiv elektrodi elektrod sirti yoki membranasida cho’kma yoki plyonka hosil qilmaydigan kalsiy ionlarining eritmadagi konsentratsiyasi va aktivligini potensiometrik yoki ionometrik o’lchash uchun mo’ljallangan. Elektrod yordamchi elektrod (taqqoslas elektrodi) bilan juftlikda ilmiy va sanoat laboratoriyalarida stansionar yoki tashib yurishga qulay bo’lgan electron o’zgartkichlari va ionomerlar tarkibida qo’llashga mo’ljallangan. O’lchash oralig’I 20±1 0 C da 1,0 dan 4,5 pCa gacha. Analiz qilinadigan muhitning pH oralig’i 4 dan 9 gacha. Analiz qilinadigan sharoit kattaliklari: temperature 5 dan 50 0 C; bosim 84 dan 106,7 kPa (630 dan 800 mm.sim.ust.)gacha. pCa ning o’lchash diapazonida elektrod tavsifining chiziqli bog’liqlikdan chetlanishi analiz muhitning 20 0 C haroratida ±6mv dan oshmaydi. Mutlaq qiymat bo’yicha elektrod tafsifining chiziqli qismdagi egilish tigligi kamida, mv/pCa; 5 0 C temperaturada 26,0; 20 0 C temperaturada 27,0; 50 0 C temperaturada 30,0; Elektrodning elektrik qarshiligi 20 0 C temperaturada 10 dan 80 Mom gacha qiymatni tashkil etadi. Uning umumiy ish resursi 1000 soatga yaqin. Ion selektiv elektrodlar bevosita va bilvosita potensiometriya, qo’shimchalar usuli va ionometriyada muvaffaqiyat bilan ishlatiladi. Elektroddan foydalanishdan oldin 20±5 0 C da 24 soat davomida saqlanishi lozim. Kalsiy selekiv elektrodni CaCl 2 ning 0,001 mol/dm 3 eritmasida yoki quruq holda himoya qalpoqchasi kiydirilgan holda saqlash mumkin. Ishlatishdan oldin ham quruq elektrodni CaCl 2 ning 0,01 mol/dm 3 eritmasiga 24 soat davomida botirib quyiladi. Ionometrik usulda kalsiy ionlarining aktivligini o’lchash uchun kalsiy selektiv elektrodini darajalashni CaCl 2 ning 5·10 –5 ; 1·10 –3 ; 1·10 –2 va 0,1 mol/dm 3 konsentratsiyali eritmalaridan foydalanib o’tkazish tavsia qilinadi. Kalsiy ionlarining konsentratsiyasini aniqlash uchun elektrodni darajalashda CaCl 2 eritmasiga umumiy ion kuchuni doimiy saqlash uchun bufer eritma sifatida KCl ning 1 mol/dm 3 konsentratsiyasi befarq elektroliti qo’shiladi. Har ikki holdagi eritmalarni tayyorlash usuli ilovada havola qilinadi. Elektrodni darajalash o’lchashlardan oldin quyidagi tartibga amalga oshiriladi: –taqqoslash elektrodni ishga tayyorlash uchun KCl ning to’yingan eritmasi bilan to’ldirish lozim, ushbu eritmani tayyorlash uchun quyidagi ishlar qilinishi kerak: –eritilishidan oldin KCl tuzi 3 soat davomida 110 0 C temperaturada quritiladi; –156,5±0,5 g KCl tortimi 500 ml hajmini o’lchov kolbasiga solingach, ustiga kolba belgisiga distillangan suv quyiladi; –KCl ning suvli suspenziyasini doimiy aralashtirib bo’lgach, 4 soat mobaynida 20±2 0 C temperaturada termostat qo’yish kerak; –tayyor eritmani yaxshi yopiladigan shisha idishga solib, tayyorlangan vaqtdan boshlab bir oy saqlab ishlatish mumkin. –o’lchov vositasining (ionomerning, pH-metr-millivoltmetrning va h.k.z.lar) ish rejimini “MV” ga qo’yib, nol nuqta o’rnatiladi. Asbobning kirish qarshiligi 10 – 12 om dan kam bo’lmasligi zarur. Elektrod distillangan suvda yuvilib, filtr qog’ozi bilan quritiladi; –kalsiy selektiv va taqqoslash elektrodi ionomerga ulanadi; –elektrodlar tizimi kalsiy ionlarining eng kichik konsentratsiyali eritmasiga tushiriladi; –asbob ko’rsatkichi stabillashgandan keyin elektrod potensiali o’lchanib (E, mv), natijalar yozib olinadi. Elektrodlarni eritmadan chiqarib, filtr qog’oz bilan kiritiladi; –boshqa eritmalarda ham ularning konsentratsiyalari oshib boorish tartibida shunday tartibda elektrod potensiallari aniqlanadi. O’chash natijalari bo’yicha darjalash grafigi tuziladi. Kalsiy ionlarining aktivligini o’lchash uchun abscissa o’qiga –lgα Ca+2 , ordinate o’qiga esa elektrod potensiali (E, mv) qiymati qo’yiladi. x-jadvalga kalsiy xlorid eritmasining konsentratsiyasi bilan kalsiy ionlarining aktivligi orasidagi o’zarobog’liqlik keltirilgan. x-jadval. Eritmaning konsentratsiyasi Ionning aktivligi –lgα Ca+2 M,mol/dm 3 –lgM Ca+2 5·10 -5 4,30 4,30 1·10 -4 4,00 4,05 1·10 -3 3,00 3,10 1·10 -2 2,00 2,25 0,1 1,00 1,57 Ilova-A Darajalash uchun eritmalar tayyorlash. 0,1 mol/dm 3 kalsiy xlorid eritmasini tayyorlash: –quritish kosachasiga (chinni) kalsiy karbonat (k.t.) tuzi joylashtiriladi; –kalsiy karbonat tuzi quritish shkafida 110±5 0 C da 3-4 soat davomida quritiladi; –quruq kalsiy karbonatdan 10,01±0,01 gr tortim olib, ichida 0,5 dm 3 distillangan suv solingan stakanga solinib, unga 0,2 dm 3 1mol/dm 3 konsentratsiyali xlorid kislota qo’shiladi. –tayyor bo’lgan eritmadan (CaCl 2 eritmasi) 10 sm 3 (0,1 mol/dm 3 ) olib 0,1 sm 3 hajmli o’lchov kolbasiga solinib, distillangan suv bilan kolba belgisigacha suyultiriladi va yaxshilab aralashtiladi. Natijada 1·10 -2 mol/dm 3 konsentratsiyasi eritma hosil bo’ladi. Shu eritmadan ·10 -3 mol/dm 3 , bundan esa ·10 -4 mol/dm 3 va h.k.z. ketma- ketlikda olib, o’zidan keying konsentratsiyali eritmalar seriyasi tayyorlanadi. Har bir eritma foydalanishdan oldin tayyorlanadi. Tayyorlangan eritmalar u bilan reaksiyaga kirishmaydigan (masalan, politelin) idishlarda saqlanadi. Kaliy selektiv elektrod ELIS-121K yordamida kaliy ionlarining miqdorini aniqlash. Plyonkali ion selektiv elektrod ELIS-121K taqqoslash elektrodi va ionomer bilan birgalikda eritmadagi kaliy ionlarining aktivligini o’lchashga asoslangan. Elektrod GOST 22261-94 standartiga va TU-4215-015-35918409-2007 texnik talablarga javob beradi. Texnik tavsiflari: 1.20 0 C temperaturada pK ni o’lchash diapazoni 1,0 dan 5,0 gacha. 2.Temperatura 20 0 C dan oshmaganda pK ni o’lchash diapazonida chiziqli bog’lanishdan elektrod tavsifining chetlanishi ±6 mv. 3.Analiz qilinadigan muhitning temperature diapazoni 5 dan 50 0 C gacha. 4.analiz qilinadigan eritmaning pH qiymati 2 dan 9 gacha bo’lishi kerak. 5.20 0 C temperaturada elektrodning elektrik qarshiligi 10 dan 80 Mom gacha. 6. Elektrod tavsifining yuqoriligi absolyut qiymat bo’yicha, kamida: –54,0 mv/pK–––20 0 C temperaturada; –61,0 mv/pK–––50 0 C temperaturada. 7.Elektrodning selektivlik koeffisenti x-jadvalda keltirilgan. X-jadval. Halaqit qiluvchi ionlar NH 4 + Na + Ca +2 Mg +2 Selektivlik koefsienti 2 ·10 -2 5 ·10 -3 5 ·10 -3 2 ·10 -4 8.Elektrodning gabarit o’lchamlari: Diametri–10 mm; Uzunligi–113 mm. Kaliy selektiv elektrod tiklanmaydigan buyum hisoblanadi. Elektrodni ishga tayyorlash. Elektrodning ishchi membranasini konsentratsiyasi 0,01 mol/dm 3 konsentratsiyali KCl eritmasiga botirib, unda 24 soat saqlanadi. Ion selektiv elektrod bevosita potensiometriya, potensiometrik titrlash, ionometriya kabilarda qo’llanilishi mumkin. Ushbu usullarning asosiy qimi elektrodlarni darajalashni talab etadi. Har bir analiz ob’yekti uchun, uning o’ziga xosligini hisobga olib, alohida o’lchashlarni amalga oshirish uslubiyati qo’llanilishi lozim. Uslubiyat namuna olish, uni saqlash va analizga tayyorlash, elektrodlarni darajalash bo’yicha ko’rsatmalar va o’lchovlarni o’tkazish, hamda analiz natijalarini hisoblash tartibini o’z ichiga oladi. O’lchashlarni amalga oshirish uslubiyatining attestasiyalangan formasi bo’lmagan hollarda quyida keltirilgan darajalash va o’lchash usulidan foydalanish mumkin. Kaliy ionlarining aktivligini darajalash jarayonida o’lchash uchun KCl ning ma’lum konsentratsiyalieritmalaridan foydalaniladi. Uning standart eritmalaridan foydalaniladi. Uning standart eritmalaridan foydalaniladi. Uning standart eritmalarini tayyorlash usuli shu mavzu so’ngida berilgan bo’lib, taqqoslash elektrodi kumush xloridli EVL-1M1 va EVL-1M3 uchun eritmalar tayyorlash usuli “Nitrat selektiv elektrodining vazifasi” mavzusida keltirilgan. Lekin KCl ning to’yingan eritmasi bilan to’ldirilgan taqqoslash elektrodini kaliy selektiv elektrod bilan juftlikda ishlatib bo’lmaydi, chunki o’lchash natijalarining asosiy qiymatdan chetlanishiga olib keladi. Shuning uchun kaliy ionlarining analizda taqqoslash elektrodi sifatida ikki kalitli taqqoslash elektrodi yoki quyidagi eritmalardan biri bilan to’ldirilgan elektrolitik ko’prikni qo’llash taklif etiladi: 1 M Li 2 SO 4 , 1 M LiOAc(CH 3 COOLi), 2M litiy xloratatsetati +0,2M LiCl. Kaliy selektiv elektrodni darajalash uchun distillangan suvda yuvib, filtr qog’ozi yordamida quritiladi. Elektrodni darajalash uchun tayyorlangan standartlashtirilgan eritmalarning eng kichik konsentratsiyasiga botirib qo’yiladi, elektrod potensialni o’lchash voltmeter rejimida ishlatiladigan yuqori kirish qarshiligiga 10 12 Om ega bo’lgan o’lchov asbobi yordamida bajariladi. Keyin kaliy slektiv elektrodni eritmadan olib, filtr qog’ozi bilan qritiladi. Shu tartibda boshqa darajalash eritmalarini ham konsentratsiyasi oshib boorish taribida elektrod potensiallari qiymati 4-115, EV-74, U-102, U-110, U-120, U-120- 2, U-130 kabi ionomerlardan biri yordamida aniqlanadi, o’lchashlar paytida darajalash eritmalarining temperaturasi bir-biridan 1 0 C dan ortiq qiymatga farq qilmasligi kerak. Olingan natijalar asosida E-(–lgα k+ ) kordinatalarda aktivlikni aniqlash uchun darajalash grafigi tuziladi. KCl eritmalarining konsentratsiyasi va K + ionlarining aktivligi orasidagi o’zaro bog’liqlik quyidagi x-jadvalda keltrilgan. Eritmaning konsentratsiyas i M,mol/dm 3 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 C, mg/dm 3 0,391 3,91 39,1 391 3910 –lgM K+ 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 K + ning aktivligi –lgα K+ 5,00 4,00 3,02 2,05 1,13 Nomalum konsentratsiyali eritmaga tushirilgan kaliy selektiv elektrodning potensialini o ’ lchab , darajalash grafigi bo ’ yicha kaliy ionlarining konsentratsiyasi yoki aktivligi aniqlanadi . Analiz qilingan eritmalarning temperaturasi ularni darajalash paytidagi temperaturasidan ko’pi bilan ±3 0 C farqlanishi mumkin. Kaliy selektiv elektroddan foydalanishda elektrodning membranasi shikastlanishiga, elektrod plyonkasi sirtida cho’kmalar yoki yangi plyonka hosil qiluvchi moddalardan foydalanishga yo’l qo’yilmaydi. Kaliy selektiv elektrodning umumiy ish resursi 1000 soat . Ion selktiv elektrodning selektivlik koeffitsiyentini aniqlash. Ion selektiv elektrodlarning muhit tafsiflaridan biri halaqit qiluvchi ionlar (b) ishtirokida asosiy potensial aniqlovchi ionga (a) nisbatan elektrod qanchalik selektivligini ko’rsatuvchi selektivlik koeffitsienti KA/V hisoblanadi. Boshqacha aytganda selektivlik koeffitsienti membrane potensiali qiymatiga halaqit qiluvchi va aniqlanadigan ionlarning nisbiy ta’sirini aks ettiradi va membrananing ushbu ionlarni farqlay olish qobiliyatini tafsiflaydi. Agar Ka/v <1 bo’lsa, elektrod aniqlanadigan ionga nisbatan selektiv hisoblanadi. Selektivlik koeffitsienti qancha kichik bo’lsa halaqit qiluvchi ionlarga nisbaan aniqlanadigan ionga tanlovchanligi yuqori bo’ladi va ion selektiv elektrod maqsadli ravishda ishlaydi. Elektrodning selektivligini o’rganish uchun halaqit qiluvchi ionning doimiy konsentratsiyasi usuli qo’llaniladi. Bu usulga asosan, aniqlanadigan ionning standart eritmalari seriyasi halaqit qiluvchi ionning doimiy konsentratsiyasi fonida tayyorlanadi. Turli tildagi ion selektiv elektrodlar uchun o’qituvchi tomonidan ko’rsatilgan halaqit qiluvchi ionlarining ta’siri o’rganiladi. Asboblar va reaktivlar. Ionomer –turli kurinishlaridan biri. Ion selektiv elektrod Kumush xloridli taqqoslash elektrodi. Magnitli aralashtirgich. Aniqlanadigan ionning 0,1/mol/dm 3 eritmasi uchun tuzi. 0,1 mol/dm 3 ertma uchun halaqit qiluvchi ionning tuzi. Ishning borishi. Halaqit qiluvchi ionning doimiy konsentratsiyasi usulida ion selektiv elektrodning selektivlik koeffitsientini aniqlash uchun asosiy ionning konsentratsiyasi 10 -6 dan 10 -1 mol/dm 3 gacha o’zgaruvchi eritmalar seriyasi tayyorlanadi va halaqit qiluvchi ionning konsentratsiyasi esa doimiy -10 -3 mol/dm 3 ligicha qoladi. So’ngra har bir tadqiq qilinadigan eritmaning pH qiymati elektrod pH ning ishchi sohasidan o’rnatiladi. Elektrodlar analiz qilinadigan eritmaga tushiriladi va ion selektiv elektrod va taqqoslash elektrodidan iborat tizimning elektrod potensiali orasidagi bog’liqlik qayd qilinib, E=f(-lgC A ) bog’liqlikni ifodolovchi darajalash grafigi tuziladi. (X-rasm) 54-betdagi rasm x-rasm. Ion selektiv elektrod uchun kation funksiyani nomoyon qiladigan halaqit qiluvchi ionning doimiysi konsentratsiyasi usulida selektivlik koeffitsientini aniqlash. Ekstrapolyatsiyalangan tog’ri chiziqlarning kesishish nuqtasi asosiy va halaqit qiluvchi ionlarining potensiallari tengligiga mos keladi. Ion selektiv elektrodning potensiometrik-ionometrik selektivlik koeffitsienti ushbu halaqit qiluvchi ion bo’yicha aniqlanadigan ionning minimal konsentratsiyasiga nisbati sifatida hisoblanadi va unda elektrod potensiali halaqit qiluvchi ionning konsentratsiyasiga bog’liq emas. K A/V = CA CV Bunda C A aniqlanadigan ionning N-nuqtadagi konsentratsiyasi, mol/dm 3 ; C V -halaqit qiluvchi ionning konsentratsiyasi, mol/ dm 3 Misol uchun, x-rasmda tasvirlangani bo’yicha selektivlik koeffitsienti quyidagicha hisoblanadi. K A/V = CA CV = 1 · 10 − 4 1 · 10 − 3 =0,1 C1-6733 modeldagi PASCO scientific kaliy selektiv elektrod yordamida kaliy ionlari miqdorini ionometrik usulda aniqlash. PASCO kompaniyasida ishlab chiqarilgan kaliy selektiv elektrod kaliy ionlarining konsentratsiyasini suvdagi eritmalardan tez oddiy, aniq va iqtisod bilan o’lchovlarni amalga oshirishda foydalaniladi. Kaliy selektiv elektrod ion filtrli sezgir modul mahkamlangan elektrod korpusidan tuzilgan sezgir modulda gelli kaliy selektiv filtrga ega bo’lgan orgonofil membrane bilan kontaktda bo’lgan, eritma bilan to’ldirilgan ichki qism mavjud. Membrana kaliy eritmasi bilan kontaktda bo’lganda, membranada elektrod potensiali paydo bo’ladi. Bu elektrod potensialining qiymati taqqoslash elektrodining doimiy potensialiga nisbatan o’lchanganda eritmadagi erkin kaliy ionlarining darajasiga bog’liq bo’ladi. Kaliy ionlarining eritmadagi miqdori bilan o’lchangan elektrdo potensiali orasidagi bog’liqlik Nernst tenglamasi asosida baholanadi: E=E 0 +Slog X bunda E-o’lchnagan elektrod potensiali; E 0 -taqqoslash elektrodining potensiali; S-elektrod funksiyasining tikligi (dekadagi-56mV); X-eritmadagi kalsiy ionlarining miqdori (aktivligi). x-aktivlik eritmadagi kaliy ionlarining effektiv konsentratsiyasining ifodasidir. Kaliy ionlarining umumiy konsentratsiyasiga (C t ) bog’langan (C v ) va erkin (C f ) kaliy ionlari kiradi. Kaliy selektiv elektrod faqat konsentratsiyalari teng bo’lgan erkin kaliy ionlari bilan ta’sirlashadi: C f =C t -C v Aktivlik konsentratsiya bilan erkin kaliy ionlarining aktivlik koeffisiyenti orqali quyidagicha o’zaro munosabatda bo’ladi: X=γ·C f Aktivlik koeffisenti quyidagi ifoda asosida aniqlangan umumiy ion kuchiga bog’liq holda o’zgaradi. I= 1 2 ∑ C x Z x2 Bunda C x -X-ionning konsentratsiyasi; Z x – x-ionning zaryadi; ∑ − ¿ ¿ eritmadagi barcha turdagi ionlarga tegishli yig’indi. Agar ion kuchi doimiy bo’lsa, selektiv ion konsentratsiyasining yuqori qiymati bo’icha aktivlik koeffisienti γ doimiy bo’lsa, u holda aktivlik x konsentratsiyaga tog’ri proparsional bo’ladi. Fon ion kuchining yuqori qiymati va doimiysini o’rganatishda standart eritmalar namunalariga ion kuchini boshqaruvchilar (refulyatorlar) qo’shiladi. Bunga kaliy uchun eritmaga NaCl qo’shiladi. Agar ishtirok etayotgan ionlar elektrod reaksiyalariga kaliy ionlariga halaqit bermassa, boshqa eritmalarni ham ion kuchini boshqaruvchi sifatida foydalanish mumkin. Ayniqsa, kuchli kislotali (pH=0-2) va kuchli ishqoriy (pH=12-14) eritmalarda o’lchashlar olib boorish qiyinchilik tug’diradi. Namuna tarkibidagi vodorod va gidroksid ionlarining yuqori harakatchanligi diffusion potensial samaradorligini tuz ko’prigidagi eritmaning birorta konsentratsiya qiymati ham neytrallashga imkon bermaydi. Bunda elektrodlarni darjalashni namuna diapazoniga o’xshash pH diapazonida yoki ionlar konsentratsiyasini o’lchash uchun qo’llaniladigan ma’lum qo’shimchalar usulida foydalanish lozim. Asboblar va reaktivlar: Kaliy selektiv elektrod. Kaliy selektiv elektrodga qo’yiladigan reaktiv. Elektrodga eritma quyish uchun dozator. PASCO CI-673 8-ion selektiv elektrodga ulanadigan kuchaytirgich. Magnitli aralashtirgich. Ionomer (istalgan turi). Distillangan suv. Ion kuchini boshqaruvchi – 5ml NaCl eritmasi. Kaliy ionlarining standart eritmasi 0,1 m KCl Eritmalarni tayyorlashda (analiz qilinadigan namuna va standart eritmalar) distillangan suvdan foydalaniladi. Ion kuchini boshqaruvchi NaCl eritmasini tayyorlash uchun hajmi 1 l bo’lgan o’lchov kolbasining yarmigacha distillangan suv solib, ustiga 29,2 g NaCl·H 2 O (a.u.t.) qo’shiladi va tuz erib ketguncha chaqatib aralashtirladi. Keyin o’lchov kolbasining belgisigacha distillangan suv quyiladi., hamda bir necha marta ag’darib aralashtiriladi. Standart eritma yoki namuna eritmasining har 100 ml miqdoriga 2 ml dan tayyorlangan NaCl eritmasidan qo’shiladi. Eritmaning fon ion kuchi 0,1 M gat eng bo’ladi. Ushbu eritma pH qiymatni boshqarishi yoki eritmaning doimiy fon ion kuchini saqlash uchun ishlatiladi. Kaliy ionlarining standart eritmasini tayyorlashda ham hajmi 1 l bo’lgan o’lchov kolbasining yarmisigacha distillangan suv solib, 7,46g KCl (a.u.t.) qo’shiladi, hamda yaxshilab chayqatiladi. Eritmaning hajmi 1l ga yetguncha distillangan suv solib, o’lchov kolbasining qopqog’ini yopib, yan bir necha marta to’ntarib, chayqatiladi. 1000 ppm li kaliyning standart eritmasini tayyorlash uchun 1 k hajmli o’lchov kolbasining yarmigacha distillangan suv solib, ustiga 256 ml 0,1m konsentratsiyali stadart eritmadan qo’shilib chayqatiladi va hajmi 1 l bo’lguncha distillangan suv qo’shib, aralashtiriladi. Elektrodni tayyorlash. Kaliy selektiv elektrodning elektrolit qo’shiladigan qismiga yopilgan rezina qalpoqcha (yoki o’rama) ochilib, KCl ning standart eritmasi qo’yiladi va qalpoqcha yopib qo’yiladi. Elektrolit solingan elektrod analiz boshlanguncha bir necha soat davomida standart eritmaga botiribqo’yiladi. Shundan so’ng, kaliy selektiv elektrod ionomerga yoki tegishli o’lchov vositasiga (potensiometrlarga) ulanadi. barcha namunalar va standart eritmalarni tekshirish bir xil temperaturada, ya’ni xona temperaturasida amalga oshirilishi zarur. O’lchashlar oralig’ida temperaturaning o’zgarishi ma’lum darajadagi xatoliklarni keltirib chiqaradi. Bundan tashqari o’lchashlarda tekshirilayotgan eritma doimiy, bir xil tezlikda alashtirilayotganligiga ham e’tibor qaratish kerak. Ionometrik o’lchovlar orasida ion selektiv elektrod distillangan suvda yuvilib, filtr qog’ozi yoki salfetka yordamida quritilishi va tozalanishi lozim. Har safar kaliy selektiv elektroddan oydalanishdan olidin membranini tozalash maqsadida distillangan suvga besh minut davomida botirib qo’yiladi. Kaliy selektiv elektrodni darajalashda yangi tayyorlangan standart eritmalardan foydalanish qulay. Elektrodning unumli ishini ta’minlash uchun besh minut mobaynida uning membrane qismini suyultirilgan standart eritmaga botirib qo’yiladi. 100 ml tekshiriladigan namuna yoki standart eritmaga 2 ml dan NaCl ning tayyorlangan eritmasidan qo’shiladi. Har safar kaliy selektiv elektrod tekshriladigan eritmaga tushirilganda, uning membranasiga havo pufakchalari yopishib qolmaganligigae’tibor bering. Agar bo’lsa elektrod silkitiladi. Barcha analiz namunalari suvda tayyorlangan bo’lib, organic moddalar bo’lmasligi lozim, aks holda elektrodning epoksiya korpusini yoki ulovchi qismlarni eritishi mumkin. Standart eritmalar va tekshiriladigan namuna eritmalarining harorati 40 0 C dan past bo’lishi zarur. Kaliy selektiv elektrod yordamida kaliy ionlarining konsentratsiyasi ppm, mol/l va boshqa qulay birliklarda ifodalanishi mumkin. Quyidagi jadvalda konsentratsiyani ba’zi o’lchov birliklari va qayta hisoblash koeffisientlari berilgan. № Ppm K +1 Ppm KCl Mol/l K + 1 3,91 7,46 1,0·10 -4 2 39,1 74,6 1,0·10 -3 3 391 746 1,0·10 -2 Kaliy ionlari konsentratsiyasini bevosita o’lchash. Ushbu jarayonda o’lchangan elektrod potensiali bilan standart eritma konsentratsiyasi orasidagi bog’liqlik darajalash grafigi chiziladi. Ketma-ket suyultirish yo’li bilan standart eritmaning 0,1 m yoki 1000 ppm konsentratsiyasi eritmasidan 10 -2 M; 10 -3 M va 10 -4 M yoki 100 ppm, 10 ppm va 1 ppm konsentratsiyasi standart (etalon) eritmalar tayyorlandi. Agar namunaning ion kuchi 0,1 M dan katta bo’lsa har bir standart (etalon) eritmaning 100 ml miqdoriga 2 ml dan tayyorlangan NaCl eritmasi qo’shiladi. Tayyorlangan magnitli aralashtirgich ustiga qo’yilgach, eritma aralashtiriladi va kaliy selektiv va taqqoslash elektrodlari tushiriladi hamda ionomer ko’rsatkichi yozib olinadi. Qolgan tekshirilayotgan eritmalardagi kaliy ionlarining konsentratsiyalari ham shu tartibda aniqlanadi. Olingan natijalar asosida millimetrovka qog’ozda darajalash grafigi chiziladi. Kaliy ionlarining past qiymatli konsentratsiyalarini aniqlash. Bunday miqdoriy aniqlashlar ion kuchi 1,0·10 -2 m dan kichik bo’lgan eritmalar uchun qo’llaniladi. Buning uchun quyidagi darajalash eritmalari seriyasi tayyorlandi: -NaCl ning standart eritmasidan 20 ml olib, distillangan suv bilan 100 ml gacha suyultiring. -mol/l larda o’lchash uchun 0,1 M konsentratsiyali eritmadan 1·10 -2 standart eritma tayyorlash uchun 100 ml gacha suyultiriladi. -menzurkaga (hajmi 150 ml) 100 ml distillangan suv solib, ustiga 1 ml NaCl eritmasi qo’shiladi va magnitli aralashtirgich ustiga joylashtirilib, o’lchov jarayoni boshlanadi. -menzurkaga (150 ml li) 100 ml distillangan suv va 1 ml NaCl eritmasi olinib, analiz davom ettiriladi. -1·10 -3 M konsentratsiyali standart eritmadan quyidagi jadvalda keltirilgandek qo’shing va ionomer ko’rsatgichidagi mos qiymatlar bilan to’ldiring. Jadval: kaliy ionlarining past qiymatli konsentratsiyalarini o’lchash uchun bosqichli darajalash. № Qo’shilgan hajm (ml) Konsentratsiya E, mV M ppm 1 0,1 1,0·10 -6 0,1 2 0,1 2,0·10 -6 0,2 3 0,2 4,0·10 -6 0,4 4 0,2 6,0·10 -6 0,6 5 0,4 9,9·10 -6 1,0 6 2,0 2,9·10 -5 2,9 7 2,0 4,5·10 -5 4,8 Eritmalar: 100 ppm yoki 1,0·10 -3 M konsentratsiyali standart eritma 100 ml distillangan suv va past konsentratsiyalar uchun tayyorlangan 1 ml NaCl eritmasiga qo’shiladi. Olingan qiymatlar asosida darajalash grafigi tuziladi. Quyidagi jadvalda ba’zi standart kationlar keltirilgan bo’lib, ularning yetarli miqdordagi ishtiroki kaliy selektiv elektrodlardan foydalanib, kaliy ionlarining miqdorini aniqlashga halaqit beradi va olingan natijalarda xatoliklarga sabab bo’ladi. Jadval: kaliy ionlarini aniqlashda 10 % gacha xatolikka olib keluvchi KCl ning turli konsentratsiyalari uchun halaqit qiluvchi ionlarning konsentratsiyalari; fon ion kuchi 0,12 M NaCl ga teng. № Halaqit qiluvchi ionlar (mol/l) 10 -2 M K + 10 -3 M K + 10 -4 M K + 1 Cs + 3,0·10 -3 3,0·10 -4 3,0·10 -5 2 NH 4 + 6,0·10 -3 6,0·10 -3 6,0·10 -4 3 Tl + 6,0·10 -2 6,0·10 -3 6,0·10 -4 4 H + 1,0·10 -1 1,0·10 -2 1,0·10 -3 5 Ag + 1,0·10 1 1,0 1,0·10 -1 6 Li + 2,0·10 1 2,0 2,0·10 -1 7 Na + 2,0·10 1 2,0 2,0·10 -1 Kaliy selektiv elektrodni 0-40 0 C haroratda ishlatishga mo ’ ljallangan bo ’ lib , xona haroratida foydalanishga asoslangan . Kaliy ionlarini topishning yuqori qiymati kaliy xloridning toza eritmalari uchun 0,1 M ni tashkil etadi . Boshqa ionlar ishtirokida esa aniqlashning yuqori qiymati 1,0·10 -1 m dan yuqori bo ’ ladi . Ammo yuqori aniqlash chegarasiga ikkita omil ta ’ sir qiladi : taqqoslash elektrodida diffusion potensialning hosil bo ’ lishi va tuzlarning ekstraksiyalash samarasidan paydo bo ’ lish ehtimoli kabilar . Yuqori konsentratsiyalarda ba ’ zi tuzlar ion selektiv elektrod membranasida ekstraksiyalanishi oqibatida qayd etiladigan vaqt qiymati nazariy hisoblangan qiymatdan farq qiladi . Bu holda 1 m va 1,0·10 -1 m konsentratsiyali namunalarni suyultirish yoki elektrodlarni darajalashni to ’ rt yoki besh oraliq nuqtalar bo ’ yicha bajarish lozim bo ’ ladi Xulosa Har qanday membranali ion-selektiv elektrodning asosiy tavsifi shu elektrodning o’zi nisbatan selektiv bo’lgan kimyoviy moddalar yoki ionlar aktivligining membrana potensialiga bir xil va mos ravishda bog’liqligidir. Bundan tashqari membranali elektrod yaxshi selektivlikka va qisqa aniqlash vaqtiga ega bo’lishi zarur. U ishlatishga qulay, mustahkam, topilishi yengil va uzoq muddatli ish resursiga ham ega bo’lmog’i kerak. Hatto aktivlikning logarifm qiymati bilan EYUK orasidagi bog’liqlik egrisi ham Nernst tenglamasi bilan hisoblanishi shart emas. Gomogen qattiq elektrodlarning membranasi mexanik jihatdan mustahkam bo’lib, g’ovaksiz bo’lishi kerak. Ularni kristaldan tayyorlanadi, yoki kukunni presslash yo’li bilan olinadi va elektrodning korpusiga o’rnatiladi. Gomogen membrana amaliy jihatdan suvda erimaydi. Membrana materialining eruvchanlik ko’paytmasi qancha kichik bo’lsa selektivlik bo’yicha shuncha elektrod uchun mos keladi. Yordamchi material tarkibiga kiritilgan qattiq membranali elektrodlarning yaxshi ishchi tafsifini elektroaktiv moddalar uchun ham yordamchi material (silikonli rezina, pergament qog’oz, parafin, g’ovak fil’trlar, sellofan, polietilen, polivinilxlorid kabilar) uchun ham ba’zi sharoitlarni bajarish bilan olish mumkin. Elektroaktiv modda ham yordamchi material (matritsa)ga mos kelishi va kam eruvchan bo’lishi kerak. U kimyoviy jihatdan inert va gidrofob bo’lishi kerak hamda tekshiriladigan eritmada bo’kmasligi va membrananing aktiv moddasi zarrachalari bilan yaxshi adgeziyaga ega bo’lishi kerak. Suyuq ion almasinuvchi membranali elektrodlarda elektroaktiv modda tekshiriladigan eritma bilan elektr kontaktda bo’lishi shart. Suyuq ion almashinuvchi yuqori darajada qovushqoq bo’lishi kerak, chunki u eritmaning tez oqishini yo’qotadi va katta almashinuv sig’imiga ega bo’ladi. Adabiyotlar 1.Alimarin I.P. Laboratorn ы ye metodikik praktikumu fiziko-ximicheskix i fizicheskix metodov analiza. Elektroximicheskiye metod ы . M.: Ximiya. 1981.111 s. 2.Korenman Ya.I. Praktikum po analiticheskoy ximii. Elektroximicheskiye metod ы analiza. M.: Kolos. 2005. 232 s. 3.Demina L. A., Krasnova N. B., Yurisheva B. S., Chupaxin M.S. Ionometriya v neorganicheskom analize. M.: Ximiya. 1999. 192 s. 4.Damaskin B.B., Petriy O.A. Osnov ы teoreticheskoy elektroximii. M.: V ы sshaya shkola. 1978. 239 s. 5.Levin A.I. Teoreticheskiye osnov ы elektroximii. M.: Metallurgiya. 1972. 396 s. 6.Nikolskiy B.P., Matyorova V.G. Ionoselektivn ы ye elektrod ы . Osnovn ы ye vopros ы sovremennoy teoreticheskoy elektroximii. M.: Mir. 1980.394 s. 7. G ilmanshina S.I., Osnov ы analiticheskoy ximii. Piter. 2006, 223 str. 8. http/WWW.Subscribe.ru. http://www.xumuk.ru/ . Sayt o ximii dlya ximikov.

MAVZU: Elektrokimyoviy analiz usullarida qo’llaniladigan elektrodlarning kllassifikatsiyasi va ularning turlari Reja: Kirish. I. Asosiy qism: 1. Elektr kimyoviy analiz usullari 2. KEL-1M2 turidagi elektrodli laboratoriya konduktometrida amaliy ishlar bajarish 3. ICEl-Ca–2 kalsiy selektiv elektrodning ionometriyada qo’llanishi 4. Kaliy selektiv elektrod ELIS-121K yordamida kaliy ionlarining miqdorini aniqlash. 5. C1-6733 modeldagi PASCO scientific kaliy selektiv elektrod yordamida kaliy ionlari miqdorini ionometrik usulda aniqlash. II.Xulosa. Foydalanilgan adabiyotlar royhati.

Kirish. Elektr kimyoviy analiz usullari, sinflanishi. Elektr kimyoviy zanjir. Galvanik element. Konsentratsion element. Indikator, ishchi, qutblangan elektrodlar. Taqqoslash, qutblanmaydigan, yordamchi elektrodlar. Birinchi, ikkinchi va uchinchi tur elektrodlar. Elektrolitik bo‘g‘indan tok o‘tganda sodir bo‘ladigan jarayonlar. Kuchlanishning pasayishi va tekshirish uchun usul tanlash. Elektr kimyoviy reaksiya. Tokning zichligi va elektrodning sirt yuzasi. Elektr kimyoviy muvozanat. Qaytar va qaytmas elektr kimyoviy reaksiyalar. Voltamper egri chiziqlari. Anod va katod jarayonlari. Elektr kimyoviy muvozanatni siljitish. Kinetik polyarizatsiya. Erituvchi va fon elektroliti tabiati, konsentratsiyasi, kimyoviy reaksiyalar, elektrod materiali, sirt yuzasi va sirti holatining hamda haroratning voltamper egri chiziqlariga ta’siri. Ion-selektiv elektrodlar qo’llanilishi bilan bajariladigan analiz kelajakda ham taraqqiy etib boruvchi zamonaviy analitik usullar jumlasiga kirib, ko’pchilik anorganik ionlar va bir qator ion tavsifiga ega bo’lgan birikmalarning konsentratsiya yoki aktivligini yuqori aniqlik va tezlik bilan aniqlash imkoniyatiga ega. Ion-selektiv elektrodlar bilan ishlashning qulayligi va soddaligi ularning analitik kimyoning turli sohalarida keng qo’llanilishi va tarqalishiga imkon beradi.

Elektr kimyoviy analiz usullari elektrodlar ustida yoki elektrodlar oralig‘ida sodir bo‘layotgan jarayonlarga asoslangan. Bunda sistemaning qator kattaliklari (potensial, tok kuchi, elektr miqdori, qarshilik, sig‘im, elektr o‘tkazuvchanlik yoki dielektrik xossalari) o‘zgaradi. Bu kattaliklar aniqlanadigan moddalarning eritmadagi konsentratsiyalariga mutanosib bo‘lganligi yoki ularning o‘ziga xos xususiyatlari bilan belgilanganligi uchun ular yordamida o‘sha moddalarning tabiati va miqdorini aniqlash mumkin. O ‘ lchanadigan mazkur qiymatlarning ko‘p sonli umumlashmalari mavjud. Barcha elektr kimyoviy analiz usullarida elektr zanjiri asosiy o‘rinda turganligini hisobga olib, usullar sinflanishining asosiga elektrodlarda bo‘ladigan jarayonlarni qo‘yish maqsadga muvofiq. Shu asosda barcha elektr kimyoviy analiz usullari uch guruhga bo‘linadi: 1) elektrod reaksiyalariga asoslangan elektr kimyoviy usullar (potensiometriya, voltamperometriya: polyarografiya, amperometriya, xronoamperometriya, xronopotensiometriya, inversion voltamperometriya, kulonometriya, elektr gravimetriya va boshqalar); 2) elektrod reaksiyalariga bog‘liq bo‘lmagan usullar (past va yuqori chastotali konduktometriya, dielkometriya); 3) qo‘sh elektr qavatning o‘zgarishi bilan bog‘liq bo‘lgan usullar (tenzammetriya, elektr sorbsion analiz). Elektr kimyoviy analiz usullarining o‘lchanadigan qiymatlariga asoslangan bir qator boshqa sinflari ham mavjud, biroq ular, fikrimizcha, ilmiy negizga ega emas. Elektr kimyoviy zanjir . Elektrolitik jarayon elektronlar tashilishining geterogen reaksiyasi sifatida qaralishi mumkin. Elektronlar eritma – elektrod chegarasida tashiladi. Bunday geterogen sistemadagi reaksiyaning tezligi quyidagi bosqichlarning tezligi bilan belgilanadi: 1) reaksiyaga kirishuvchi moddaning qattiq sirtga tomon diffuziyasi; 2) reaksiyaga kirishadigan moddaning elektrod sirtiga yutilishi; 3) sirt yuzasida elektronlarning tashilishi; 4) moddalarning sirt yuzasidagi va suyuq fazadagi harakati; 5) reaksiya mahsulotlarining sirt yuzasidagi diffuziyasi va hokazolar.

Bu jarayonlarning hammasi elektrolitik bo‘g‘inda kuzatiladi. Umuman ikki xil bo‘lgan elektrolitik bo‘g‘indan biri galvanik element, ya’ni ichki kuchlanishga ega bo‘lgan bo‘g‘indir. Galvanik element tarkibiga kiruvchi kimyoviy moddalar orasida sodir bo‘ladigan reaksiyalar natijasida elektr toki paydo bo‘ladi. Masalan, rux nitrat va mis sulfatdan iborat bo‘lgan o‘zaro tuz ko‘prigi orqali tutashtirilgan rux nitrat eritmasiga rux, mis sulfat eritmasiga mis plastinka tushirilsa (1-chizma), rux metall oksidlanib Zn-2e  Zn 2+ , eritmadagi mis ioni qaytariladi: Cu 2+ +2e  Cu Ruxning oksidlanishi anod jarayonini , mis ionining qaytarilishi esa katod jarayonini tashkil etadi . Bu reaksiyalar natijasida zanjirda paydo bo‘ladigan tok tegishli jarayonlarni ta’minlaydigan oksidlanish-qaytarilish juftlari normal oksred potensiallarining turlichaligi bilan tushuntiriladi, ya’ni: Cu 2+ +2e  Cu; E 1 = E o,1 =0,345 B; Zn-2e  Zn 2+ ; E 2 =- E o,2 = – 0,792 B; Cu 2+ +Zn  Cu+Zn 2+ ;  E=E 1 -E 2 = 1,137 B. Bundan tashqari, turli konsentratsiyali bir xil tabiatga ega bo‘lgan moddalarning o‘zaro yarim o‘tkazgich g‘ovak to‘siq bilan tutashtirilgan eritmalari orasida ham potensiallar ayirmasi yuzaga keladi (2-chizma). Idishning bir qismiga 0,1 M va ikkinchi qismiga 0,01 M HCl eritmalari solingan bo‘lsa, konsentratsiya yuqori bo‘lgan eritmadan kichik konsentratsiyali eritmaga diffuziya natijasida H + va Cl - ionlari o‘ta boshlaydi. H + ionining harakatchanligi (  o =349,8) Cl - ioninikiga (  o =76,3) nisbatan bir necha baravar katta bo‘lganligi uchun H + ioni Cl - ioniga ko‘ra tezroq harakatlanadi. Buning oqibatida 0,01 M eritmaga vodorod ioni ko‘proq o‘tganligi uchun bu eritma musbat, 0,1 M eritmada xlorid ion ko‘proq qolganligi uchun manfiy zaryadlanadi. Elektrostatik kuch ta’siridan H + ionining diffuziyasi sekinlashganligi va xlorid ioniniki tezlashganligi uchun turg‘un holat qaror topadi. Turg‘un holatda bu

eritmalar orasida doimiy potensiallar farqi kuzatiladi. Bunday galvanik element konsentratsion element , sodir bo‘lgan hodisa esa konsentratsion qutblanish (polyarizatsiya) deyiladi. Elektr kimyoviy bo‘g‘inning ikkinchi turi (sxemalari tegishli boblarda keltirilgan) yordamida eritmada sodir bo‘ladigan kimyoviy reaksiya natijasida yuzaga keladigan o‘zgarishlarni qayd qilish va o‘lchash uchun eritmaga kamida ikkita elektrod tushiriladi. Ulardan biri indikator (ishchi, qutblangan) va ikkinchisi taqqoslash (potensiali solishtiriladigan, qutblanmagan, yordamchi) elektrodlaridir. Indikator elektrod sifatida qattiq yoki suyuq metall, grafit, ion selektiv yoki oksid elektrod va boshqalar ishlatiladi. Taqqoslash elektrodi sifatida normal vodorod, to‘yingan kalomel, kumush xloridli, talliy xloridli, merkur-yodid va boshqa elektrodlar, shuningdek, sirt yuzasi katta bo‘lgan turli xil metallar ishlatiladi. Elektrodlar, shuningdek, birinchi, ikkinchi va uchinchi tur elektrodlarga bo‘linadi. Birinchi tur elektrodlar ning potensiali elektrod reaksiyasida ishtirok etgan metalning o‘z ioniga nasbatan qaytarligiga bog‘liq bo‘ladi. Masalan, kumush nitrat eritmasiga tushirilgan kumush elektrod bunga misol bo‘la oladi. Kumush elektrodning potensiali: EAg=Eo,Ag+θlgaAg+ (  =0,059) formula bilan ifodalanadi. Birinchi tur elektrodlar tuz ko‘prigi yordamida tutashgan holda taqqoslash elektrodi bilan birgalikda kationlarni aniqlashda ishlatiladi. Ikkinchi tur elektrodlar deb, potensiali anionlarning aktivligi bilan belgilanadigan elektrodlarga aytiladi. Ikkinchi tur elektrodlar ikki xil bo‘ladi: 1) o‘zining kam eruvchan tuzi bilan qoplangan, tarkibida boshqa metallning shu kam eruvchan tuz bilan bir ismli anioni bo‘lgan metall elektrod (kumush xloridli – Ag/AgCl, KCl ; kalomel – Hg/Hg 2 Cl 2 , KCl va boshqalar); 2) gaz elektrodlar (xlor – xlorid – Pt, Cl 2 /HCl ; kislorod – Pt, O 2 /KOH ) va boshqalar). Ikkinchi tur elektrodlarning birinchi toifasiga kiruvchilari taqqoslash elektrodlari sifatida hamda anionlarni aniqlashda, ikkinchi toifasiga kiradiganlari esa erigan gazlarning konsentratsiyasini aniqlashda ishlatiladi. Bir xil anionga ega

Похожие

XRONO VOLTAMPEROMETRIYA USULING ANALITIK KIMYODAGI O'RNI
Kompyuter platfomalari va ularning turlari
Voltamperametriyaning zamonaviy usullari. Tenzammetriya
Metamorfik tog’ jinslari va ularning turlari
Yodgorliklar haqida umumiy tushunchalar va ularning turlari