If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Gravimetrik analizga kirish: haydash gravimetriyasi

Haydash va choʻktirish gravimetriyasi bilan tanishish. Haydash gravimetriyasidan foydalanib metall gidratli aralashmaning tozaligini aniqlashga doir misollar.

Gravimetrik analiz nima?

Gravmetrik analiz laboratoriya usullaridan biri boʻlib, bunda modda massasining oʻzgarishini oʻlchash orqali uning massasi va konsentratsiyasi aniqlanadi. Miqdoriy analiz qilinayotgan kimyoviy modda baʼzan analit deb ataladi. Gravimetrik analiz usulidan foydalanib, biz quyidagi savollarga javob berishimiz mumkin:
  • Eritmada analitning konsentratsiyasi qancha?
  • Namunamiz qanchalik toza? Bunda namuna qattiq holatda yoki eritma tarkibida boʻlishi mumkin.
Gravimetrik tahlilning keng tarqalgan 2 turi mavjud. Ikkala turida ham analitning faza oʻzgarishi sodir boʻladi va aralashmadan ajralib chiqadi, bu esa oʻz navbatida massa oʻzgarishiga olib keladi. Siz bu usullardan birini yoki ikkalasini ham eshitgan boʻlishingiz mumkin, shuningdek, quyida ularning taʼriflari berilgan.
Lyuis Kerollning “Alisa moʻjizalar mamlakatida” asaridan, “Meni ich” yozuvli jigarrang idish ushlab turgan Alisaning rasmi.
Odatda sirli suyuqlikni ichish tavsiya etilmaydi! Ehtimol, Alisa shisha ichida nima borligini aniqlash uchun gravimetrik tahlildan foydalanishi mumkin edi. Kumushning eriydigan tuzlari borligini u qanday tekshirishi mumkin? Alisaning rasmi Wikimedia Commonsʼdan, jamoat mulki
Gravimetrik haydash usulida namunani qizdirish yoki kimyoviy parchalash orqali aralashmadagi moddalar ajratib olinadi. Qizdirish yoki kimyoviy parchalashda aralashma tarkibidagi har qanday uchuvchan moddalar ajralib chiqadi, natijada namuna massasi oʻzgaradi va biz ushbu massani oʻlchaymiz. Ushbu maqolaning keyingi boʻlimida haydash usuliga doir misollarni batafsilroq koʻrib chiqamiz.
Gravimetrik choʻktirish usulida choʻkma hosil qilish bilan boradigan reaksiyadan foydalanilib, aniqlanayotgan modda qattiq birikma holida choʻkmaga tushiriladi va ajratib olinadi. Bunda fazaning oʻzgarishi sodir boʻladi, yaʼni analit suyuq fazadan, reaksiyaga kirishib, qattiq choʻkma holatiga oʻtadi. Choʻkma filtrlash orqali suyuq fazadan ajratilib olinadi. Choʻkmaning massasini hisoblash orqali eritmadagi ionli birikmalarning miqdorini yoki konsentratsiyasini aniqlash mumkin.
Ushbu maqolada biz kimyoviy laboratoriya sharoitida gravimetrik haydash usuliga doir misollarni koʻrib chiqamiz. Shuningdek, gravimetrik tahlil boʻyicha tajriba qilayotganimizda baʼzi jarayonlar biz kutgandek natija bermasligini va bu bizning natijalarimizga qanday taʼsir qilishi mumkinligini muhokama qilamiz.

Misol: gravimetrik haydash usulidan foydalanib, metall gidratli aralashmaning tozaligini aniqlash

Yomon xabar! Hozirgina bizga noshud laborantimiz Ilhom metall gidrat – BaCl22H2O turgan idishga tasodifan nomaʼlum miqdorda KCl ni qoʻshib yuborganini aytdi. Aralashma tarkibidagi sof BaCl22H2O ning miqdorini aniqlash uchun biz 9,51g aralashmani olib qizdiramiz va namuna tarkibidagi suvni bugʻlatib, chiqarib yuboramiz. Qizdirganimizdan soʻng, namunaning massasi 9,14g gacha kamaydi.
Dastlabki aralashmada BaCl22H2O ning massa ulushi qancha?
Gravimetrik analiz masalalari bu – shunchaki stexiometriya asosida yechiladigan masalalar boʻlib, bir nechta bosqichlarda amalga oshiriladi. Istalgan stexiometrik hisoblashlarni amalga oshirish uchun bizga tenglashtirilgan kimyoviy tenglamalardagi koeffitsiyentlar kerak boʻlishi yodingizda deb umid qilaman.
Dastlab namunamizni qizdirganimizda nima sodir boʻlishini tahlil qilamiz. Biz suvsiz BaCl2(q) olish uchun BaCl22H2O ni qizdirib H2O(g) ni bugʻlatdik. Qizdirish jarayoni tugaganidan soʻng, aralashma tarkibida suvsiz BaCl2(q) va KCl(q) qolishi kerak. Quyidagi taxminlardan kelib chiqqan holda biz keyingi hisoblashlarni amalga oshirishimiz kerak:
  • Baʼzi bir boshqa turdagi parchalanish jarayonlardan farqli ravishda namunadagi yoʻqotilgan massaning hammasi H2O ning bugʻlanishi hisobiga boʻladi.
  • Barcha suv BaCl22H2O ni degidratlanishidan hosil boʻldi.
Eslatma: biz aralashmada qancha miqdorda KCl borligini bilmaymiz. Bu massa ulush 0100%KCl atrofida boʻlishi mumkin! Ehtimol, u 100%KCl emas, chunki biz aralashmani qizdirganimizda suv bugʻi ajralib chiqdi.
Biz degidratlanish reaksiyasini quyidagi tenglashtirilgan kimyoviy tenglama orqali ifodalashimiz mumkin:
BaCl22H2O(q)BaCl2(q)+2H2O(g)
Yuqoridagi tenglashtirilgan kimyoviy tenglamadan har 1mol BaCl22H2O dan 2mol H2O(g) hosil boʻlayotganini koʻrib turibmiz. Biz bu stexiometrik nisbatdan foydalanib, bugʻlangan suvning miqdoridan dastlabki namunadagi BaCl22H2O ning miqdorini aniqlaymiz.
Keling, bosqichma-bosqich hisoblash tartibini koʻrib chiqamiz.

1-bosqich: namunadagi massa oʻzgarishini hisoblash

Qizdirish jarayoni davomida namunaning oʻzgargan massasini hisoblash orqali chiqarib yuborilgan suvning miqdorini aniqlashimiz mumkin.
Suvning massasi H2O=Namunaning boshlangʻich massasiNamunaning oxirgi massasi=9,51g9,14g=0,37g H2O

2-bosqich. Bugʻlangan suv massasini molga aylantirish

Mol nisbatidan foydalanib chiqarib yuborilgan suv miqdoridan BaCl22H2O miqdorini topish uchun dastlab bugʻlangan suv massasini molga aylantirishimiz kerak. Buning uchun suvning molekulyar massasidan 18,02g/mol foydalanamiz.
Suvning massasi=0,37g H2O×1mol H2O18,02g H2O=2,05×102mol H2O

3-bosqich. Suvning miqdoridan BaCl22H2O miqdorini topish

Biz muvozanatda turgan reaksiyaning mol nisbatidan foydalanib suv molidan BaCl22H2O molini topishimiz mumkin.
mol BaCl22H2O=2,05×102mol H2O×1mol BaCl22H2O2mol H2O=1,03×102mol BaCl22H2O

4-bosqich. BaCl22H2O molini grammlardagi massaga aylantirish

Biz BaCl22H2O massa ulushini topishimiz uchun dastlabki namuna tarkibidagi BaCl22H2O massasini bilishimiz kerak boʻladi. BaCl22H2O molekulyar massasidan foydalanib, BaCl22H2O ning mollarini massaga oʻzgartirishimiz mumkin.
Massa BaCl22H2O=1,03×102mol BaCl22H2O×244,47g BaCl22H2O1mol BaCl22H2O=2,51g BaCl22H2O

5-bosqich. Dastlabki namuna tarkibidagi BaCl22H2O ning massa ulushini hisoblash

4-bosqichda topilgan massani namunaning dastlabki massasiga nisbatidan foydalanib massa ulushini hisoblashimiz mumkin.
Massa% BaCl22H2O=2,51gBaCl22H2O9,51garalashma massasi×100%=26,4%BaCl22H2O       (Ilhomga rahmat aytishga arziydigan sabab yoʻq!)
Qisqartirilgan usul: biz, shuningdek, 2 dan 4 gacha boʻlgan bosqichlardan bitta ifoda tuzib, ularni birlashtiramiz mumkin (lekin birliklarimizga alohida eʼtibor qaratishimiz lozim). H2O ning massasidan BaCl22H2O ning (hisoblayotganda joyni tejash maqsadida men “gidrat” deb atayman) massasini topish uchun quyidagi tenglamani yechishimiz mumkin edi.
Gidrat massasi = 0,37g H2O × 1mol H2O18,02g H2O × 1mol gidrat2mol H2O × 244,47g gidrat1mol gidrat = 2,51g                                                 2-bosqich:                               3-bosqich:                      4-bosqich:
                                         H2O molini topish                    mol nisbat       g BaCl22H2O                                  

Boʻlishi mumkin boʻlgan xatolar

Biz hozirgina aralashmaning tozaligini aniqlash uchun gravimetrik tahlildan muvaffaqiyatli foydalandik! Lekin baʼzan laboratoriyada ishlar bunday oson kechmasligi mumkin. Maqsadga muvofiq bormaydigan jarayonlarga quyidagilarni kiritish mumkin:
  • Stexiometriya xatoliklari, masalan, BaCl22H2O degidratlanish tenglamasiga stexiometrik koeffitsiyentlar qoʻyib, tenglashtirmaslik.
  • Laboratoriya xatoliklari, masalan, suv bugʻlanishi uchun yetarli vaqt berilmasligi yoki tarozida idishning ogʻirligini ayirishni unutish.
Yuqorida keltirilgan holatlar masala javoblariga qanday taʼsir koʻrsatadi?
1-holat: biz tenglamani tenglashtirishni unutdik
Bu holatda 3-bosqichdagi amalda notoʻgʻri mol nisbatlaridan foydalangan boʻlar edik. Biz toʻgʻri 2H2O1BaCl22H2O nisbatning oʻrniga 1H2O1BaCl22H2O nisbatidan foydalangan boʻlardik. Bu esa 3-bosqichda hisoblangan metall gidratning molini ikki marta oshirib, BaCl22H2O ning umumiy massa ulushini ham ikki marta oshirib yuborardi. Natijada namuna aslidan koʻra ancha yuqori tozalikka ega degan xulosaga kelgan boʻlar edik!
Nazorat savoli: 1 - holatda metall gidratining massasi qanchaga teng boʻlardi?
Yuqoridagi holatni keltirishimizdan maqsad nima? Doimo barcha reaksiya tenglamalarini toʻgʻri tenglashtirilganini ikki martalab tekshiring!
2-holat: suv bugʻlanishi uchun berilgan vaqt tugadi, ammo suvning hammasi bugʻlanib ketishga ulgurmadi
Qoʻlda ushlab turilgan soat oynasi. Soat oynasida oq rangli kukunsimon mis (II) sulfat va unga suv qoʻshilishidan keyin, oq kukun oʻrtasida hosil boʻlgan och koʻk rangli mis (II) sulfat gidrati.
Baʼzi holatlarda metall gidrati va uning suvsiz birikmasining ranglari bir-biridan farqlanadi. Masalan, mis (II) sulfat oq rangli qattiq birikma, lekin gidratlanish reaksiyasidan keyin och-koʻk rangli kristallogidrat hosil qiladi. Shunin uchun degidratlanish jarayonini nazorat qilish uchun rang hamda massa oʻzgarishidan foydalanishingiz mumkin. Rasm manbasi: Benjah-bmm27 on Wikimedia Commons, Jamoat mulki
Ikkinchi holatda namunadan suvni toʻliq chiqarib yubormadik. Afsuski, bunday holat koʻp sabablarga koʻra sodir boʻlishi mumkin. Masalan, bizning vaqtimiz yetmasligi mumkin, harorat juda past oʻrnatilgan boʻlishi mumkin yoki namunani issiqlik manbaidan oʻylamasdan erta olib qoʻygan boʻlishimiz mumkin. Bu narsa bizning hisoblashlarimizga qanday taʼsir qiladi?
Bu holatda 1-bosqich boʻyicha hisoblab topilgan massa farqi haqiqiy qiymatdan kamroq boʻladi, shunga muvofiq ravishda 2-bosqich boʻyicha hisoblangan suvning miqdori ham kamroq boʻladi. Bu esa BaCl22H2O ning massa ulushi namunaning toʻliq degidratlashdan olingan qiymatdan koʻra kamroq boʻlishiga olib keladi. Natijada biz sof metall gidratning massa ulushini notoʻgʻri hisoblagan boʻlardik.
Kimyogarlar odatda 2-holatning oldini olishga harakat qilishadi, yaʼni namunani oʻzgarmas massaga kelguncha quritishadi. Bu degani, siz namunani qizdirib quritayotgan paytingizda massa oʻzgarishini tekshirib borasiz, toki massa oʻzgarmas holatga kelguncha (bu, shuningdek, laboratoriya tarozisining aniqligiga ham bogʻliq). Namunani birinchi marta qizdirayotgan paytingizda suv bugʻlanib chiqqayotgani sababli massaning keskin kamayishini kuzatishingiz mumkin. Namunani qizdirishda davom etganingizda massa kam oʻzgaradi, chunki namunada bugʻlanish uchun kam suv qoladi. Qandaydir onda massani keskin oʻzgarish uchun yetarli suv qolmaydi, shuning uchun avvalroq oʻlchab olingan massa bir nechta oʻlchovlar davomida ham deyarli oʻzgarishsiz qoladi. Shu ondan boshlab namunangiz quruqligiga ishonch hosil qilishingiz mumkin!
Laboratoriyada kerak boʻladigan maslahatlar: namunadan uchuvchan moddalarni chiqarib yuborishda har doim sirt yuzasi asosiy omil boʻlib kelgan. Katta sirt yuzaga ega boʻlgan birikmalarda bugʻlanish tezligi ham oshadi. Siz sirt yuzani kattalashtirishingiz mumkin, buning uchun namunani idishga imkon boricha siyrak qatlam bilan joylashtirib qizdiring yoki qattiq moddaning yirik boʻlaklarini maydalang, chunki namlik yirik boʻlaklarning ichida saqlangan boʻlishi mumkin.

Xulosa

Gravimetrik analiz bu analit miqdorini yoki konsentratsiyasini hisoblash uchun massa oʻzgarishidan foydalanadigan laboratoriya usullaridan biri. Gravimetrik analizning bir turi haydash usuli boʻlib, bunda uchuvchan birikmalar chiqarilib yuborilgandan soʻng, oʻzgargan massa oʻlchab olinadi. Masalan, metall gidrat qizdirilib, suv chiqarilib yuboriladi. Soʻng massa oʻzgarishidan foydalanib, metall gidratnig miqdori yoki tozaligi aniqlanadi. Gravimetrik analiz tajribasi va uning hisoblari uchun baʼzi foydali maslahatlar:
  • Stexiometrik nisbatlarni takror tekshiring va tenglamalar muvozanatda turganiga ishonch hosil qiling.
  • Namunadan uchuvchan moddalar chiqarilib yuborilayotganda ular oʻzgarmas massagacha quriganiga ishonch hosil qiling.
  • Idishingiz massasini doimo hisobga oling!
Gravimetrik analizning boshqa turi haqida koʻproq bilishni istasangiz, gravimetrik choʻktirish usuli toʻgʻrisidagi maqolaga qarang.