Заманауи зерттеулердегі аналитикалық әдістер. Химия, 10 сынып, презентация.

Заманауи зерттеулердегі

аналитикалық әдістер

ОМ

10.1.4.15 инструменталды әдістердің қолдану аймақтарын атау;

Анализ – күрделі затты қарапайым бөліктерге бөліп, құрамдас бөліктерін анықтауға арналған зерттеу әдісі.

Cинтез – жай заттардан күрделі заттар алу

Аналитикалық химия

заттардың химиялық, физикалық құрамын, бізді қоршаған заттар және материалдарды, зерттелетін үлгінің құрамына кіретін молекулалардың құрылымдық және кеңістіктік құрылысын анықтайтын әдістер туралы ғалым

Аналитикалық химия мақсаты:

аналитикалық әдістердің теориялық негіздерін жан жақты кеңінен зерттеу, әртүрлі ортада элементтер мен олардың қосылыстарының болу формасын, агрегаттық күйін зерттеу, координациялық қосылыстардың тұрақтылығын және құрылысын, құрамын анықтау, заттардың термиялық, оптикалық, электрохимиялық, магниттік және т.б. сипаттамаларын зерттеу.

Аналитикалық химия міндеттері:

Зат табиғатын анықтау (органикалық және бейорганикалық).

Зат құрамын анықтау (иондар, молекулалар, атомдар) және элементтердің тотығу дәрежелерін анықтау.

Негізгі компоненттің құрамын анықтау және құрамындағы қоспаларын анықтау.

Белгісіз қосылыс формуласын анықтау.

Cапалық анализ

күрделі зат құрамындағы элементтерді физикалық, физика-химиялық, химиялық әдістермен ажыратып зерттеу.

Сандық анализ

зерттелетін заттың жеке компоненттерінің сандық құрамын анықтау

Зерттеу әдістері

Аналитикалық химия әдістері

Химиялық анализ әдістері

Физика-химиялық анализ әдістері

Биофизикалық анализ әдістері

Биохимиялық анализ әдістері

Физикалық анализ әдістері

Биологиялық анализ әдістері

Химиялық әдіс

Химиялық әрекеттесулерді пайдаланады, олардың нәтижесінде көрінетін сыртқы эффектілер жүзеге асады, мысалы тұнбаға түсу, оны тиісті кезеңдерден кейін өлшеуге болады (гравиметрия әдісі), немесе ұшқыш өнімдер бөлініп шығуы (айдау әдісі), ерітінділердің түсінің өзгеруі (титрлеу әдісі).

Физикалық әдіс

Аспап көмегімен орындалады, себебі олар қандай да болмасын концентрацияға байланысты тіркеуді аналитикалық аспаптар мен аппаратураның көмегімен іске асырады, яғни анализденетін заттың физикалық параметрлерін өлшейді. Мысалы, балқу, қайнау температурасы, поляризация, электромагниттік қасиеттері, жарық сындыруы, жарық жұтуы, электр және жылу өткізгіштігі және т.б.

Физикалық әдістерге спектрлі, люминесцентті, рентгенқұрылымдық, масс-спектрометрлік әдістер жатады.

Физика – химиялық әдіс

Физика – химиялық талдау әдістері химиялық реакцияларда кездесетін физикалық процестерге негізделген.

Физикалық және физика-химиялық әдістер арасындағы шекараны анықтау мүмкін емес. Кейде олар «аспаптық» әдістер деп біріктіреді.

Хроматография

бұл біреуі қозғалыссыз, екіншісі ағын болатын екі фазаның арасындағы заттарды таратуға негізделген күрделі қоспаларды бөлу әдісі.

Хроматография әдісі медициналық, биологиялық, фармацевтикалық зерттеулер мен клиникалық тәжірибелерде көп қолданылады

Хроматографиялық әдістерінің жіктелуі

Цвет әдісі – сұйықтық адсорбциялық бағаналық элюенттік препаративті хроматография.

ҚОЗҒАЛМАЛЫ ЖӘНЕ ҚОЗҒАЛМАЙТЫН ФАЗАЛАРДЫҢ ФАЗАЛЫҚ КҮЙЛЕРІ БОЙЫНША ЖІКТЕЛУІ

Адсорбциялық хромотография

қатты ұнтақ тәріздес адсорбенттің қоспадағы жеке компоненттерді таңдап адсорбциялауға негізделген және оны фронтальды, ығыстырып шығару және элюентті тәсілмен жүзеге асырады.

Фронтальды тәсіл

Зерттелетін ерітінді хроматографиялық колонканың жоғарғы бөлігіне үздіксіз беріліп тұрады да сүзіндінің жеке фракциялары жиналады, онда бөлінетін компоненттердің мөлшері анықталады.

Сорбент қабаты бойымен сорбаттардың жылжуы

элюентті

Сорбент қабаты бойымен сорбаттардың жылжуы

ығыстырғыш

Тапсырма 1: Видео көру

Хромотография деген не және ол түрлі заттарды қалай айыра алады?

Хроматография әдісінің мәні неде?

Бұл әдіс қандай принципке негізделген?

https://twig-bilim.kz/kz/film/forensics-chromatography

Хроматография артықшылықтары:

Жоғарғы жинақтылығы

Нәтижелердің жақсы қайталынғыштығ

Көп компонентті жүйелердің анализі

Табу шегінің төменділігі (0.1 мкг/л)

Анализ диапозонының кендігі (1-1000 мкг/л)

Сынаманың аз алынуы ( < 1 мл)

Уақыттың өнімділігі (экспрестілігі)

Оңай қолдану

Толық автоматтандырылуы

ҚАҒАЗДЫҚ ХРОМАТОГРАФИЯ

Хроматографиялық талдаудың қолдану аймақтары

нефтехимия, химиялық өндіріс;

қоршаған ортаның жағдайын бақылау;

азық-түліктер мен дәрілік заттардың анализі;

клиникалық анализ;

ғылыми зерттеулер.

ИҚ-спектроскопия

ИК-спектроскопия - жалпы спектрлік әдіс. Инфрақызыл сәулелерді шығару және жұтылу спектрі атомдардың электрондық қабатын зерттеу, сондай-ақ күрделі молекулалық қосылыстардың сандық және сапалық талдамасын жасауда қолданылады.

Молекулалардың тербелмелі спектрлері практика жүзінде инфрақызыл спектроскопиясы әдістерімен зерттеледі.

ИҚ-спектр арқылы бір затқа толық мәлімет беру мүмкін емес.

ЯМР және МС әдісі арқылы анықтау барысында ИҚ –спектрін қолдануға болады

Шыңның пайда болуы байланыс күшіне

байланыс қосылысындағы атом

массасына тәуелдң

Мықты байланыс және жеңіл атом жұтылу толқыны төмен болады

Әлсіз байланыс және ауыр атом жұтылу толқыны жоғары болады

ИНФРАҚЫЗЫЛ СӘУЛЕ

Тік осьі Жұтылу аймағы жұтылу аймағы жоғары болса шыңы үлкен болады

Көлденең осьі жиілік толқынның жиілік саны / cm-1

толқын ұзындығы микрон (m); 1 микрон = 1000 нанометр

ИНФРАҚЫЗЫЛ СӘУЛЕ

• органикалық молекулалардың құрлысында C-C және C-H байланыстар көп

• олардың алынған спектрінің шыңдары 1400 cm-1 - ден 800 cm-1 аралығында жатады

• бұл аралық «бармақ ізі» деп аталады

ИНФРАҚЫЗЫЛ СӘУЛЕ

• КАРБОНИЛДІ қосылыстар 1700 және 1760 cm-1 арасындағы жоғары жұтылу аймағын көрсетеді

• бұл C=O байланысының болуына байланысты

ИНФРАҚЫЗЫЛ СӘУЛЕ КАРБОНИЛДІ ҚОСЫЛЫСТАП ҮШІН

• СПИРТТЕР 3200 және 3600 cm-1 арасындағы үлкен сіңірілу аймағын көрсетеді

• бұл O-H байланысының болуына байланысты

ИНФРАҚЫЗЫЛ СӘУЛЕ СПИРТТЕР ҮШІН

• КАРБОКСИЛДІ қышқылдар 3200 және 3600 cm-1 арасындағы үлкен сіңірілу аймағын көрсетеді

• бұл O-H байланысының болуына байланысты

• 1700 cm-1 жоғары жұтылу аймағын көрсетеді

• бұл C=O байланысының болуына байланысты

ИНФРАҚЫЗЫЛ СӘУЛЕ КАРБОКСИЛДІ ҚЫШҚЫЛДАР ҮШІН

• КҮРДЕЛІ ЭФИРЛЕР 1750 cm-1 және 1730 cm-1 арасындағы жоғары жұтылу аймағын көрсетеді

• бұл C=O байланысының болуына байланысты

ИНФРАҚЫЗЫЛ СӘУЛЕ ЭФИРЛЕР ҮШІН

O-H

C=O

C-O

N-H

Aromatic C-C

C-H

C=C

C-C alkanes

CN

C-Cl

Байланыс Қосылыстар Таралу аймағы/ cm-1 Күштілігі

C-H Алкан 2965 - 2850 күшті

C-C Алкан 1200 - 700 әлсіз

C=C Алкен 1680 - 1620 құбылмалы

C=O Кетон 1725 - 1705 күшті

Aльдегид 1740 - 1720 күшті

Карбон қышқылы 1725 - 1700 күшті

Күрделі эфир 1750 - 1730 күшті

Aмид 1700 - 1630 күшті

C-O Спирт, қышқыл 1300 - 1000 күшті

күрделі және жай эфир

O-H Спирт (мономер) 3650 - 3590 құбылмалы, үшкір

Спирт (H-байланысы) 3420 - 3200 күшті, кең

Карбон қышқылы (H-байл.) 3300 - 3250 құбылмалы, кең

N-H Амин, Амид 3500 (шамамен) орташа

CN Нитрил 2260 - 2240 орташа

C-X Хлорид 800 - 600 күшті

Бромид 600 - 500 күшті

Йодид 500 (шамамен) күшті

ЖҰТЫЛУ АЙМАҒЫ

Тапсырма 2: ИҚ спектроскопия туралы видео көру

Жұпта ИҚ спектроскопия әдісін талқылау

Инфрақызыл абсорбциялық спектроскопия әдісі - аналитикалық химия мәселелерін шешуде ыңғайлы әдіс. Сіңірудің тербелмелі ИҚ-спектрлері арқылы сапалық талдаудың мына мәселелерін шешуге болады:

жеке заттарды анықтау (заттарды теңестіру спектрлерінің ұқсастығы бойынша салыстыру);

заттар қоспасынан зат ерітіндісінің құрамын анықтау; функционалды топтарды анықтау;

қоспаға және жеке заттарға тән құрылымдық бөліктерді (атомдар тобы, еселік қатынастар, олардың молекуладағы өзара орналасуы және т.б.) анықтау.

Сандық ИҚ-спектроскопияны әр түрлі мәселелерді шешуге қолданады, мысалы, кварц бөлшектерімен ауаның ластануын, сүттегі майдың, белоктың және қанттың мөлшерін, қандағы және жүрек бұлшық етіндегі көміртегін, қатты тасымалдауыштардағы сорбенттерді анықтау. Көтеген жағайларда ИҚ талдау кезінде көп жұмысты талап ететін үлгіні даярлаудың кажеті жоқ. Ал қазіргі ЭВМ бар ИҚ пектрофотометрлер мысалы, су ерітінділерінде биологиялыќ заттардың аз мөлшерін талдау кезінде оптикалық тығыздықтың кең диапозонында сандық анықтаудың дәлдігін, сезгіштігін әрі жылдамдығын едјуір арттыруға мүмкіндік береді.

Масс-спектрометрия (МС)

МС әдісі – заттарды зерттеу мен талдау әдісі

Масс-спектроскопия - затты оның құрамына кіретін атомдар мен  молекулалардың массаларын және бұлардың санын анықтау жолымен зерттеу әдісі. Массалар мәндерінің жиынтығы және бұлардың салыстырмалы құрамы масс-спектр деп аталады. М.- с-да m массасының е зарядқа қатынастарының шамасы әр түрлі иондарды вакуумда электр және магнит өрістерінің әсері арқылы бөлуде (жіктеуде) қолданылады (қ. Масс-спектрометр).

Алғашқы масс-спектрлерді Ұлыбританияда 1910 ж. (Томсон) және 1919 ж. (Астон) алды.

Масс-спектрометрия анықтауға мүмкіндік береді:

Булану

Иондану

Электрондар ағыны

Электронды

линзалар

Магнит

Иондар ағыны

m/z қатынасы бойынша

магниттік өрісте иондардың таралуы

Детектор

Жеңіл иондар

Ауыр иондар

X+

Y+

Z+

Масс-спектрометр сызбасы

Топтық жұмыс

Бейне-баян бойынша, масс-спектрометрия әдісіне анықтама береді, Бейне-баян бойынша, масс-спектрометрияның қолдану аясын анықтау

Әдістің артықшылғымен кемшілігін анықтау

Масс-спектрлік әдіс қандай мәселелерді шешумен айналысады

Масс- спектрометрия арқылы шешілетін физикалық және химиялық міндеттер

Элементтердің изотоптық құрамын және жаңа элементтердің массалық сандарын анықтау

Изотоптарды бөлу

Изотоптардың жартылай ыдырау периодын анықтау және геологиялық жасын анықтау

Заттың құрамын анықтау - сапалық және сандық талдау. Молекулалық құрылымын және энергетикалық сипаттамаларын анықтау.

ЯМР спектроскопиясы

Жұтылған радиотолқындардың жиілігінің магнит өрісіне қалай тәуелді екенін зерттеуге арналған тәжірибелік тәсіл ядролық магниттік резонанс спектроскопиясы немесе жай ЯМР спектроскопиясы деп аталады.

Talk Partners

Жұбыңызбен:

3 үйренген нәрсе;

Не оңай болды?

Не қиын болды?

Тағы да не нәрсе туралы білгіңіз келетіні жайлы әңгімелесіңіз