Kимёвий анализнинг метрологик асослари

1.

Гулистон давлат университети табиий
фанлар факультети кимё кафедраси
Мавзу: Kимёвий анализнинг метрологик асослари.

2.

Адабиётлар
1.Кристиан Г., М. Бином// Аналитическая химия, том 1, 2009. 623 с.
2.Кристиан Г., М. Бином// Аналитическая химия, том 2, 2009. 504 с.
3.Donald Ckoog, M. West. Fundamentals of Analytical Chemistry Brouks. Cole. Cengage, 2014.
4.Турабов Н.Т., Қутлимуратова Н.Х., Сманова З.А. Аналитик кимё. Лаборатория машғулотлари номли ўқув қўлланмаси.
Тошкент “Ношир” нашриёти. 2019. 250 б.
5.Fayzullaеv. O. Analitikkimyo. Toshkеnt, «Yangi asr avlodi», 2006, 488 b.
6. Турабов Н.Т., Аналитик кимё. Дарслик. Тошкент “Ношир” нашриёти. 2020. 376 б.

3.

Режа
• Анализ давомида модданинг сифат ва миқдорий
таркиби.
• Кимёвий анализинг босқичлари.
• Модда миқдори ва эритмалар концентрацияси.
• Анализ усули ва схемасини танлаш.
• Анализнинг тезкорлиги (экспресслиги) ҳақида.
• Систематик хатоликлар.

4.

Анализ давомида модданинг сифат ва миқдорий таркиби
ҳақида
ахборот-маълумот олингани учун уни ахборот олиш жараёни деб қараш
мумкин. Бундай ахборот кўз билан кузатиш ёки бирор асбобда ўлчаш билан
боғлик. Тўпланган ахборот аналитик белги
(сигнал) бўлиб ҳисобланади.
ИЮПАК нинг тавсиясига кўра аналитик сигнал аниқланадиган модданинг
объект таркибидаги миқдори билан бевосита боғлиқ бўлган анализнинг
охирги босқичидаги ўлчанган физикавий катталикнинг ўртача қийматидир.
Одатда, бу қиймат масса ёки концентрация билан боғлиқ бўлади. Тортиш
натижалари, моддаларнинг спектрлари, потенциал ёки электр ўтказувчанлик,
ток қиймати, электр миқдори, оптик зичлик
ва бошқалар аналитик
сигналлардир.
Кимёвий сифат анализида эритма рангининг ўзгариши ёки ранг пайдо
бўлиши, чўкма тушиши, газ ажралиб чиқиши ҳам аналитик сигналдир.
Аналитик кимёда аналитик сигнални олишни кенг тарқалган усули
ўлчашдир. Эритманинг ҳажми, модданинг массаси, потенциали, оптик
зичлиги, тўлқин узунлиги, эритма рН и ярим тўлқин потенциали, диффузион
ток, электр ўтказувчанлик, қаршилик ва бошқаларни ўлчаш бунга мисол бўла
олади.

5.

Ўлчаш ҳақидаги фан бўлмиш кимёвий метрология нуқтаи-назаридан кимёвий анализ модданинг кимёвий
таркибини ўлчашдир.
Аналитик сигнал модданинг таркиби билан боғлиқ бўлиб, уни математик жиҳатдан Y=f(x) шаклида
ифодалаш мумкин:
бу ерда Y – аналитик сигнал;
Х-модданинг миқдорини белгиловчи катталик, масалан концентрация.Ўлчаш натижаси формула,
жадвал ёки чизма шаклида ифодаланиши мумкин.
Ўлчашнинг турли усул ва воситалари мавжуд. Аналитик кимёда массани ўлчаш учун техник ва
аналитик тарозилардан фойдаланилади. Кўплаб ўлчашлар аналитик тарозида бажарилади, техник
тарозилар ёрдамчи восита сифатида қўлланилади, чунки техник тарозилар 0,01г аниқликкача, аналитик
тарозилар эса 0,0001г аниқликкача тортиши мумкин. Жуда кам миқдорларни аниқлашда ўлчов воситаси
сифатида микроаналитик тарозилар (0,000001г аниқликда ишлайди) ишлатилади.
Эритма ва суюқликлар ҳажмини ўлчаш учун турли ҳажм ва аниқликка эга бўлган ўлчов колбалари,
бюреткалар, пипеткалар, цилиндрлар, мензуркалардан ва бошқалардан фойдаланилади.

6.

Кимёвий анализинг босқичлари.
Кимёвий анализ мураккаб ва кўп босқичли жараён бўлиб, ўз ичига вазифанинг
қўйилиши, анализ усули ва схемасини танлаш, намуна олиш, уни анализга
тайёрлаш, анализни бажариш, натижаларни математик статистик қайта ишлаш,
уларни тақдим этиш ва сақлаш босқичларини олади. Анализдан кутилган охирги
натижа модданинг миқдори, тасдиқланиши ёки тузилиши билан боғлиқ.
Модда миқдори ва эритмалар концентрацияси.
Модда миқдорининг ўлчов бирлиги сифатида моль қабул қилинган. Ҳар қандай
модданинг бир моль миқдорида Авогадро сонига (6,02045·1023) тенг бўлган
заррачалар бўлади. Бу қиймат санаш мумкин бўлмаган микрообъектларнинг
миқдорини баҳолаш учун қулайдир.
m - модда массаси, г;
m
n
M
М-модданинг молеқуляр массаси, г/моль.
Модданинг эквивалент моляр массаси ҳам аналитик кимёда кенг қўллнилади.
М
Э=
бу ерда
В
М - модданинг молекуляр массаси,
Э - модданинг эквивалент моляр массаси.
В - модданинг негизлиги ёки реакцияларда иштирок этаётган электронлар сони.

7.

Газсимон моддалар учун модда миқдори
N=
V
Vo
V-газнинг ҳажми,л;
Vо-газнинг моляр ҳажми, 22,4 л га тенг формула асосида
топилади.
• Аналитик кимёда, шунингдек, моляр заряд (Q) қийматидан ҳам фойдаланилади, у бир
зарядли заррачалар учун 96485 Кл/моль бўлиб, z зарядли заррачалар учун
Q=zF=z96485га тенг бўлди.
Аналитик кимёда
кўпинча моляр ва нормал концентрациялардан фойдаланилади.
n
Моляр концентрация:
См= m
, молъ/л; молъ/дм3 ёки М
Эритмаларнинг эквивалент моляр массаси асосида тайёрланадиган эритмаларга нормал эритмалар дейилади.
Nэ=
Э
V
Nэ-нормал концентрация;
Э -модданинг эквивалент моляр массаси;
V- эритма ҳажми, л, дм3.
Масса улуши концентрациядан ҳам фойдаланилади:
m
W=
M
бу ерда М-эритманинг умумий массаси, г

8.

Шунингдек, ҳажмий молъ улуши концентрациялардан ҳам фойдаланилади:
V
V1
ва
n
n1
V1-эритманинг умумий ҳажми, л,мл
n1-модданинг умумий миқдори,молъ;
4. Анализ усули ва схемасини танлаш.
Моддани анализ қилишдан олдин анализдан кўзда тутилган мақсад ва буюртмачининг қўйган вазифаси аниқ
бўлиши керак. Ушбу мақсад ва вазифалардан келиб чиққан ҳолда аналитик ўз ихтиёрларида бўлган усулларнинг
энг қулай, аниқ, сезувчанлиги ва селективлиги текширилаётган моддани анализ қилиш учун етарли бўлган усулни
танлайди. Анализ усули
деганда, анализнинг негизига қўйилган текширишнинг умумий томойиллари
тушунилади. Танланган усул муайян методикалар асосида анализни бажаришни кўзда тутади. Методикаанализни бажаришнинг барча шарт-шароити, амаллари ва босқичларини батафсил қамраб олади. Ҳар қандай
моддани анализ қилиш учун усул танлашда
текшириладиган модданинг объект таркибида тахминан қанча
миқдорда эканлигини билиш муҳим ҳисобланади. Бу, айниқса, аниқлашнинг пастки чегарасини ҳисобга олиш
учун зарурдир. Танланадиган усулнинг сезувчанлиги модданинг объектдаги миқдоридан юқори бўлиши керак.
Чунки турли хил усуллар турли сезувчанликка эга.

9.

Сезувчанлик- аниқланадиган модданинг берилган усул ёрдамида топилиши мумкин
бўлган энг кам миқдоридир.
Анализ учун турли объектлар олиниши мумкин(турли табиий, ишлаб чиқариш, озиқовқат, атроф-мухит, криминалистик, археолоик, табиий ва бошқа объектлар). Ҳар бир
объектнинг муайян хусусиятлари ҳисобга олиниши керак.
Текширилаётган объектнинг таркибидаги таркибий қисмлардан қайси бири аниқланиши
кўзда тутилганлиги мос равишда усулнинг селекливлиги (танловчанлиги) ҳақида фикр
юритади.
Усулнинг селективлиги- бегона моддалар иштирокида топиладиган ёки
аниқланадиган моддани анализ қила билиш хусусиятидир.
Берилган усул,реакция ёки методика ёрдамида фақат битта моддани аниқлаш(топиш)
мумкин бўлса специфик(ўзига хослик) тушунчаси билан умумлаштирилади.
Анализнинг бажарилиш шароитини ўзгартириш,ниқоблаш,ҳалақит берувчиларни
ажратиш ва бошқа шароитларни ўзгартириб анализнинг селективлигини ошириш
мумкин.Анализнинг аниқлиги тушунчаси ҳам унинг муҳим тушунчаларидан ҳисобланади.
Анализнинг аниқлиги-тўғрилик ва қайта такрорланувчанликни ўзида акс
эттирадиган катталикдир.Аниқ натижа олинди деганда,унинг тўғрилилиги,олинган ҳар бир
қийматнинг ўзаро бир-бирига мос келиши тушунилади.Аниқлик кўпинча,фоизларда нисбий
хато тарзида ифодаланади.

10.

Анализнинг тезкорлиги (экспресслиги) ҳақида.
Анализни автоматлаштириш (космик, океан ва денгиз объектларини
анализида автоматлаштириш муҳум ахамиятга эга.
Дистанцион анализ (масофали анализ). Деструктив анализ (намунанинг
ташқи кўриниши бузмасдан текшириш усули). (Бу мақсадда рентген флуоресцент
ва ядрофизикавий усуллар, лазер спектрокопияси ва бошқалардан фойдаланилади).
Локал анализ юпқа қатламли плёнкаларни қатламлаб текшириш, суд
экспертизаси, доғларнинг таркибини текшириш, археологик, геологик ва бошқа
объектлар анализида.
Дисперсион анализ. Хатоларнинг манбалари биттадан кўп бўлса, дисперсион
анализдан фойдаланилади. Бунда анализга таъсир этувчи ҳар бир омилнинг таъсир
улушини ва уларнинг аналитик белгининг ўзгарувчанлигига ҳар томонлама
таъсирини аниқлаш талаб этилади.
Бу анализ жараёнида сигналнинг ҳисобга олинган ва олинмаган турли
омиллар таъсиридан умумий, хусусий ва қолдиқ дисперсияни ифодаловчи
маълумотлар ҳосил бўлади.

11.

Регрессион ва корреляцион анализ. Даражалаш чизмалари билан
ишлаганда регрессион анализдан фойдаланилади. Аналитик кимёда
олинган натижаларнинг ўзаро боғлиқлиги ни топиш ва уни ифодалаш
жуда муҳим ҳисобланади. Айниқса,даражалаш чизмалари (графиги)
билан ишлашда бунинг аҳамияти катта. Кўпинча бир неча ёки кўпроқ
ўзгарувчиларнинг боғлиқлигини баҳолаш учун регрессион анализдан
фойдаланилади. Шунингдек,регрессион анализ чизмаларни ўтказишда
ҳам муҳим аҳамиятга эга.

12.

Даражалаш графигидаги олинган нуқталар тарқоқлиги жуда катта
бўлганда регрессион анализ амалга оширилади. Бу усулда нуқталар
туташтирилгандан сўнг улар орасидаги масофа иккига бўлинади ва янги
нуқталар ҳосил қилинади. Янги ҳисобланган нуқталар туташтирилганда
тўғри чизиқ ҳосил бўлса, шу чизиқ аналитикни қаноатлантириши
мумкин. Агар янги ҳосил қилинган нуқталар ҳам тўғри чизиқ ўтказишга
яроқсиз бўлса, бу янги нуқталар яна туташтирилади. Сўнг улар оралиғи
тенг иккига бўлиниб, яна янги нуқталар ҳосил қилинади. Янги ҳосил
қилинган нуқталар тўғри чизиққа туташтирилади. Бу амал оқибатда
тўғри чизиқ ҳосил бўлмагунча давом эттирилиб, регрессия чизиғи
ўтказишга эришилади. Агар тажрибавий нуқталар сони жуда кўп бўлса,
канал усулидан фойдаланиш қулай. Бу усулда барча нуқталар чегараси
тўғри чизиқлар билан белгиланиб олингандан сўнг, уларнинг ўртаси
топилади ва регрессия чизиғи ўтказилади. Регрессион анализ энг кичик
квадратлар усулига асосланган.

13.

Аналитик кимёда хатолар. Ҳар қандай ўлчашда у ёки бу хатога йўл қўйилади. Хато
тушунчаси оддий тушунчадай кўринсада у жуда мураккаб, назорат қилиш жиҳатидан тўлиқ
тушуниб етиш ва олдини олиш қийин бўлган ҳодисадир. Ҳозирги вақтда хатоларни турлича
синфлайдилар. Кўпинча хатолар ўзаро уйғунлашиб кетади. Қуйида хатоларнинг кўп
тарқалган кўринишларини қараб чиқамиз.
1. Ифодалаш (ҳисоблаш) усуллари бўйича хатолар мутлақ (абсолют) ва нисбий хатоларга
бўлинади. Мутлақ хатолар стандарт четланиш, нисбий хатолар нисбий стандарт четланиш,
фоизлар билан ифодаланади.
2. Таркибий қисмнинг ҳақиқий қийматидан юқори ёки пастлигини кўрсатиш бўйича хатолар
мусбат ва манфий хатоларга бўлинади.
3. Ўлчайдиган қиймат билан хатонинг боғлиқлигига кўра хатолар доимий (ўлчанадиган
қийматга боғлиқ бўлмаган) ва мутаносиб (ўлчанадиган қийматига мос) хатоларга бўлинади.
4. Юзага келиш сабабларига кўра хатолар систематик тасодифий ва қўпол хатоларга бўлинади.
5. Юзага келиш сабабларига кўра хатолар: асбоб, реактив, услубий, намуна олиш хатоларига
бўлинади.
Булардан ташқари объектив ва субъектив, чегара, йўл қўйиладиган, кафолатли, ҳар бир
усулнинг ўзига хос ва бошқа хатолар ҳам учрайди.

14.

Систематик хатоликлар. Бу бир хил ишорали, маълум сабабларга кўра содир бўладиган, натижанинг ортиши
ёки камайиши томон таъсир қиладиган хатоликдир. Систематик хатоликларни одатда олдини олиш ва уни
йўқотиш ёки тегишли тузатмалар киритиш мумкин.
Систематик хатоликларга қуйидагиларни киритиш мумкин:
1) Методик хатолар. Бу қўлланиладиган методнинг ўзига хослиги, масалан, аниқлашда қўлланиладиган
реакциянинг охиригача бормаслиги, чўкманинг қисман эриши ёки бегона аралашмаларнинг биргалашиб чўкиши,
чўкмани қиздиришда бир қисмининг парчаланиши ёки учиб кетиши, асосий реакциядан ташқари натижага
таъсир этувчи бошқа ёнаки реакция бориши титриметрияда қўлланиладиган индиқаторнинг хоссаларидан ва
хоказо. Методик хатолар миқдорий анализ натижаларига сезиларли таъсир кўрсатувчи хатоликлар бўлиб, уларни
бартараф этиш анча мушкулдир.
2) Қўлланиладиган асбоблар ва реактивларга боғлиқ бўлган хатолар. Масалан,тарозининг тўғри
ишламаслиги ёки тарози тошларининг тўғри эмаслиги,эритманинг шиша ёки фарфор идишнинг емирилиши
(қўлланиладиган идиш) қўлланиладиган реактивнинг тозалиги даражаси ундаги аниқлашга ҳалақит берадиган
бегона моддалар борлиги ва ҳоказолар.
3) Оператив хатоликлар. Буларга нотўғри ёки синчковлик билан анализни бажармаслик, чўкмани етарлича
ювмаслик (бунда натижа керагидан ортиб кетади), ёки аксинча, чўкмани керагидан кўпроқ ювиш (бунда
чўкманинг бир қисми йўқотилади).Чўкмани ҳаддан ташқари кўп қиздириш ёки аксинча кам қиздириш, чўкмани
стакандан тигелга ўтказишда унинг бир қисми стаканда қолиб кетиши, пипеткадан эритмани нотўғри қуйиш ва
хокозалар.
4) Индивидуал хатоликлар. Бундай хатоликлар аналитикнинг ўзига боғлиқ бўлган хатоликлардир, масалан,
титрлашда эквивалент нуқтани тўғри танлай олмаслиги (ранг ўзгаришини), психологик хатоликлар (талабаларда
учрайдиган) ҳақиқий кўрсатилган масса ёки ҳажмни олмасдан олдингисига яқин қилиб олиши хатоликни
кўпайтириб юборади.

15.

Тасодифий хатолар – келиб чиқиши маълум бир қонуниятга асосланмаган, катталиги ва
ишораси номаълум
бўлмаган
бўлган
хатолардир. Тасодифий хатолар аналитикнинг ўзига боғлиқ
ташқи факторлар, масалан, ҳарорат, намликнинг ўзгариши, лабаратория
ҳавосининг ифлосланиши, биноларнинг тебраниши, ток манбасида кучланишнинг ўзгариши
ва бошқалар билан боғлиқ. Улар статистик усуллар ёрдамида ҳисобга олиниши ва
баҳоланиши
мумкин. У ёки бу даражада тасодифий хатоларнинг олдини олиш мумкин,
айниқса, қўпол хатоларнинг олдини олиш осон. Бунинг учун анализ астойдил, диққат билан
ўтказилиши, эритма ёки моддалар тўкиб юборилмаслиги, ўлчаш натижаларини баҳолашда
уларнинг ёзилиш тартиби жуда муҳим ҳисобланади. Масалан, техник тарозида тортиш
натижаси билан аналитик тарозида тортиш натижалари ҳар хил ёзилиши ҳисобга олиниши
даркор. Масалан, натижа 2,5 ёки 2,50 г деб ёзиб олинган бўлса, бу
техник
тарозида
тортилганликни, 2,5000 г тарзида ёзиб олинган бўлса, аналитик тарозида тортилганликни
кўрсатади.

16.

Мавзуни мустаҳкамлаш учун саволлар ва масалалар
1. Кимёвий анализнинг кандай асосий босқичларини биласиз?
2. Аналитик
кимёда ишлатиладиган эритмаларнинг концентрациялари
қандай ифодаланади?
3. 0,1 М (500 мл), 0,1 N (200 мл) ва 10 % лик (50 г) H2SO4 эритмаларини
тайёрлаш учун зичлиги 1,84 г/мл бўлган 98 % лик кислотадан неча мл дан
олиш талаб этилади?
4. Текшириладиган модда ва анализ усули ва схемасини танлаш нималарга
асосланган?
5. Аналитик усул ва реакцияларнинг селективлиги ва сезгирлиги нима?
6. Анализ усулининг аниқлиги, қайта такрорланувчанлиги ва тўғрилиги
нима?
7. Анализнинг тезкорлиги ва таннархининг қандай аҳамияти бор?
8. Анализнинг мутлақ (эталонсиз) ва нисбий усуллари ҳақида нималарни
биласиз?
9. Мусбат ва манфий хатолар деб қандай хатоларга айтилади?
10.Доимий ва мутаносиб хатолар нима?

17.

Аналитик кимёда қандай хатолар учрайди? Систематик ва
тасодифий хатолар деганда нимани тушунасиз? Уларнинг
олдини олиш мумкинми?
2. Аналитик белги (сигнал) нима ва у қандай маълумотларни
бериши мумкин?
3. Ўлчашнинг қандай усуллари ва воситаларини биласиз? Ўлчаш
натижаларининг ҳақиқийлигини қандай таъминлаш мумкин?
4. Анализ натижаларини статистик ишлашда ўртача қиймат,
четланиш, дисперсия, стандарт четланиш қандай ҳисобланади?
5. Нормал, t ва F тақсимотларнинг қандай статистик аҳамияти
бор?
6. Регрессион
ва корреляцион анализ қандай мақсадларда
қўлланилади?
7. Энг кичик квадратлар усулининг моҳияти ва қўлланилишини
айтиб беринг.
1.