Çevremizdeki tüm farklı dünya konu kendini iki biçimde gösterir: maddeler ve alanlar. Madde Kendi kütlesine sahip parçacıklardan oluşur. Alan– Enerji ile karakterize edilen maddenin bir varoluş biçimi.

Maddenin özelliği hareket. Maddenin hareket biçimleri çeşitli doğa bilimleri tarafından incelenmektedir: fizik, kimya, biyoloji vb.

Bir yanda bilimler ile diğer yanda maddenin hareket biçimleri arasında benzersiz ve kesin bir örtüşme olduğu varsayılmamalıdır. Genel olarak maddenin böyle bir hareket biçiminin var olamayacağı akılda tutulmalıdır. saf formu diğer formlardan ayrıdır. Bütün bunlar bilimleri sınıflandırmanın zorluğunu vurguluyor.

X isim maddelerdeki niteliksel bir değişim olarak anlaşılan, maddenin hareketinin kimyasal biçimini inceleyen bir bilim olarak tanımlanabilir: Kimya, maddelerin yapısını, özelliklerini ve dönüşümlerini inceler.

İLE kimyasal olaylar bazı maddelerin diğerlerine dönüştüğü bu tür olaylara atıfta bulunur. Kimyasal olaylara kimyasal reaksiyonlar da denir. Fiziksel olaylara bazı maddelerin diğerlerine dönüşümü eşlik etmez.

Her bilimin kalbinde belirli bir takım ön inançlar, temel felsefi tutumlar ve gerçekliğin doğası ve insan bilgisi sorusuna verilen cevaplar yatmaktadır. Belirli bir bilimsel topluluğun üyeleri tarafından paylaşılan bu inanç ve değerler dizisine paradigma denir.

Modern kimyanın ana paradigmaları:

1. Maddenin atomik ve moleküler yapısı

2. Maddenin korunumu kanunu

3. Kimyasal bağlanmanın elektronik doğası

4. Bir maddenin yapısı ile kimyasal özellikleri arasındaki kesin bağlantı (periyodik yasa)

Kimya, fizik, biyoloji yalnızca ilk bakışta birbirinden uzak bilimler gibi görünebilir. Bir fizikçinin, bir kimyagerin, bir biyoloğun laboratuvarları çok farklı olsa da bu araştırmacıların hepsi doğal nesnelerle ilgileniyor. Bu, doğa bilimlerini matematik, tarih, ekonomi ve doğa tarafından değil, öncelikle insanın kendisi tarafından yaratılanları inceleyen diğer birçok bilimden ayırır.

Ekoloji doğa bilimleriyle yakından ilişkilidir. Çevreyi kirleten klasik “kötü” kimyanın aksine ekolojinin “iyi” kimya olduğunu düşünmemeliyiz. "Kötü" kimya veya "kötü" nükleer fizik yoktur - herhangi bir faaliyet alanında bilimsel ve teknolojik ilerleme veya bunun eksikliği vardır. Bir ekolojistin görevi, canlıların yaşam alanlarını maksimum faydayla bozma riskini en aza indirmek için doğa bilimlerindeki yeni başarılardan yararlanmaktır. Risk-fayda dengesi ekolojistlerin çalışma konusudur.

Doğa bilimleri arasında kesin sınırlar yoktur. Örneğin, yeni atom türlerinin özelliklerinin keşfedilmesi ve incelenmesi bir zamanlar kimyagerlerin görevi olarak görülüyordu. Ancak şu anda bilinen atom türlerinden bazılarının kimyagerler, bazılarının ise fizikçiler tarafından keşfedildiği ortaya çıktı. Bu, fizik ve kimya arasındaki "açık sınırların" birçok örneğinden sadece bir tanesidir.

Yaşam karmaşık bir kimyasal dönüşüm zinciridir. Tüm canlı organizmalar çevreden bazı maddeleri emer ve bazılarını serbest bırakır. Bu, ciddi bir biyoloğun (botanikçi, zoolog, doktor) kimya bilgisi olmadan yapamayacağı anlamına gelir.

Daha sonra fiziksel ve kimyasal dönüşümler arasında kesinlikle kesin bir sınır olmadığını göreceğiz. Doğa birdir, bu nedenle etrafımızdaki dünyanın yapısını insanın bilgi alanlarından yalnızca birine girerek anlamanın imkansız olduğunu her zaman hatırlamalıyız.

"Kimya" disiplini diğer doğa bilimleri disiplinleriyle disiplinlerarası bağlantılarla bağlantılıdır: öncekiler - matematik, fizik, biyoloji, jeoloji ve diğer disiplinlerle.

Modern kimya, birçok bilimden oluşan dallanmış bir sistemdir: öğrencilerin sonraki derslerde uzmanlaştığı inorganik, organik, fiziksel, analitik kimya, elektrokimya, biyokimya.

Kimya dersi bilgisi, diğer genel bilimsel ve özel disiplinlerin başarılı bir şekilde çalışılması için gereklidir.

Şekil 1.2.1 - Doğa bilimleri sistemindeki kimyanın yeri

Başta deneysel teknikler olmak üzere araştırma yöntemlerinin gelişmesi, bilimin giderek dar alanlara bölünmesine yol açmıştır. Sonuç olarak nicelik ve “nitelik” yani Bilginin güvenilirliği arttı. Ancak ilgili bilim dallarında dahi tek bir kişinin tam bilgiye sahip olmasının imkânsızlığı yeni sorunları doğurmuştur. Tıpkı askeri stratejide savunma ve saldırının en zayıf noktalarının cephelerin kesiştiği noktada olması gibi, bilimde de en az gelişmiş alanlar açık bir şekilde sınıflandırılamayan alanlar olarak kalır. Diğer nedenlerin yanı sıra, "bilimlerin kavşağı" alanlarında çalışan bilim insanları için uygun nitelik düzeyini (akademik derece) elde etmedeki zorluk da not edilebilir. Ancak zamanımızın ana keşifleri de orada yapıldı.

İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim insanları size çok minnettar olacaklardır.

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

Kimyanın konusu ve görevleri. Kimyanın doğa bilimleri arasındaki yeri

Kimya, etrafımızdaki dünyayı inceleyen doğa bilimlerini ifade eder. Maddelerin bileşimini, özelliklerini ve dönüşümlerini ve bu dönüşümlere eşlik eden olayları inceliyor. Kimyanın bir bilim olarak ilk tanımlarından biri Rus bilim adamı M.V. Lomonosov: "Kimya bilimi cisimlerin özelliklerini ve değişimlerini inceler... cisimlerin bileşimi... kimyasal dönüşümler sırasında maddelere ne olduğunun nedenini açıklar."

Mendeleev'e göre kimya, elementlerin ve bunların bileşiklerinin incelenmesidir. Kimya diğer doğa bilimleriyle yakından ilişkilidir: fizik, biyoloji, jeoloji. Modern bilimin birçok bölümü bu bilimlerin kesiştiği noktada ortaya çıktı: fiziksel kimya, jeokimya, biyokimya ve diğer bilim ve teknoloji dallarıyla. Elektronik bilgisayarlardaki süreçlerin hesaplamalarını ve modellenmesini kullanarak matematiksel yöntemleri yaygın olarak kullanır. Modern kimyada birçok bağımsız bölüm ortaya çıkmıştır ve bunların en önemlileri yukarıda belirtilenlere ek olarak inorganik kimya, organik kimya, kimyasallardır. polimerler, analitik kimya, elektrokimya, kolloid kimyası ve diğerleri. Kimya çalışmasının amacı maddelerdir. Genellikle karışımlara ve saf maddelere ayrılırlar. İkincisi arasında basit ve karmaşık ayırt edilir. 400'den fazla basit madde ve daha birçok karmaşık madde bilinmektedir: birkaç yüz bini inorganik ve birkaç milyonu organik olarak sınıflandırılmıştır. Lisede okutulan kimya dersi genel, inorganik ve organik kimya olmak üzere üç ana bölüme ayrılabilir. Genel kimya, temel kimyasal kavramların yanı sıra kimyasal dönüşümlerle ilgili en önemli yasaları da inceler. Bu bölüm modern bilimin çeşitli dallarından temel bilgileri içerir: “fiziksel kimya, kimyasal kinetik, elektrokimya, yapısal kimya vb. İnorganik kimya, inorganik (mineral) maddelerin özelliklerini ve dönüşümlerini inceler. Organik kimya. Organik maddelerin özellikleri ve dönüşümleri.

Analitik kimyanın temel kavramları (analitik)

analitik kimya spektral fotometrik

Analitik Kimya bilimler sisteminde özel bir yere sahiptir. Onun yardımıyla bilim adamları biriktiriyor ve test ediyor bilimsel gerçekler, yeni kurallar ve kanunlar koyun.

Bitki ve hayvanların biyokimyası ve fizyolojisi, toprak bilimi, tarım, tarım kimyası, mikrobiyoloji, jeokimya ve mineraloji gibi bilimlerin başarılı bir şekilde gelişmesi için kimyasal analiz gereklidir. Doğal hammadde kaynaklarının incelenmesinde analitik kimyanın rolü sürekli artmaktadır. Analitik kimyagerler gıda, ilaç, kimya, nükleer ve diğer endüstrilerdeki teknolojik hatların çalışmasını ve ürünlerin kalitesini sürekli olarak izler.

Kimyasal analiz genel kimyanın temel yasalarına dayanmaktadır. Bu nedenle analitik yöntemlere hakim olmak için sulu çözeltilerin özelliklerini, maddelerin asit-baz ve redoks özelliklerini, kompleksleşme reaksiyonlarını, çökelti oluşum modellerini ve koloidal sistemleri bilmek gerekir.

(Analitik kimya veya analitik, kimya ve fiziğin temel yasalarına dayanarak, maddenin atomik, moleküler ve faz bileşiminin niteliksel ve niceliksel analizi için temel yöntem ve teknikleri geliştiren bir kimya bilimi dalıdır.

Analitik kimya, kimyasal bileşimi belirleme bilimi, kimyasal bileşikleri tanımlama yöntemleri, bir maddenin kimyasal bileşimini ve yapısını belirleme ilkeleri ve yöntemleridir.

Bir maddeyi analiz etmekle, herhangi bir yöntemi (fiziksel, kimyasal, fiziko-kimyasal) kullanarak bir maddenin kimyasal bileşimi hakkında deneysel olarak veri elde etmeyi kastediyoruz.

Analiz yöntemi ve tekniği arasında ayrım yapmak gerekir. Bir maddenin analiz yöntemi, bir maddenin analizinin altında yatan ilkelerin kısa bir tanımıdır. Analiz yöntemi -- Detaylı Açıklama Analiz sonuçlarının doğruluğu ve tekrarlanabilirliği de dahil olmak üzere düzenlenmiş özellikleri sağlayan tüm koşullar ve işlemler.

Kimyasal bileşimin oluşturulması sorunun çözülmesine bağlıdır: Çalışılan maddenin bileşimine hangi maddeler ve hangi miktarlarda dahil edilir.

Modern analitik kimya (analitik) iki bölümden oluşur

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

Kalitatif kimyasal analiz, analiz edilen maddedeki kimyasal elementlerin, iyonların, atomların, atom gruplarının, moleküllerin belirlenmesidir (keşfidir).

Kantitatif kimyasal analiz, bir maddenin kantitatif bileşiminin belirlenmesi, yani analiz edilen maddedeki kimyasal elementlerin, iyonların, atomların, atom gruplarının, moleküllerin sayısının belirlenmesidir. Sadece içeriğini değil aynı zamanda nihai sonucu da yansıtan başka bir (eşdeğer) niceliksel analiz tanımı vermek mümkündür: bir maddenin niceliksel analizi, kimyasal elementlerin konsantrasyonunun (miktarının) deneysel olarak belirlenmesidir (ölçülmesi). güven aralığı veya standart sapmayı gösteren bir sayı olarak ifade edilen, analiz edilen madde içindeki bileşikler) veya bunların formları.

Herhangi bir analiz yöntemi belirli bir yöntemi kullanır analitik sinyal- incelenen maddenin belirli bir özelliğini karakterize eden kimyasal, fizikokimyasal, fiziksel parametre. Bu bağlamda tüm yöntemler Ölçülen özelliğin niteliği veya analitik sinyalin kaydedilme yöntemi genellikle üç büyük gruba ayrılır:

Analiz yöntemleri grupları.

1) kimyasal analiz yöntemleri - tortu salınımı, gaz salınımı, renk değişimi sonucu veriler elde edildiğinde;

2) fiziksel ve kimyasal analiz yöntemleri – miktarlardaki bazı fiziksel veya kimyasal değişiklikler kaydedilebilir;

3) fiziksel analiz yöntemleri

Enstrümantal (fiziksel ve fizikokimyasal) analiz yöntemleri, maddelerin ölçülen fiziksel özellikleri ile bunların niteliksel ve niceliksel bileşimleri arasındaki ilişkilerin kullanımına dayanan yöntemlerdir.

Kimyasal (veya klasik)	Kimyasal reaksiyonlar sırasında analitik sinyalleri kullanan yöntemler. Bu tür sinyaller yağış, gaz oluşumu, karmaşık bileşiklerin oluşumu, renk değişimi vb.'dir. Kimyasal yöntemler, katyonların ve anyonların kalitatif sistematik analizinin yanı sıra kimyasal kantitatif yöntemleri - gravimetri (ağırlık analizi), titrimetri (hacim analizi) içerir.
Fiziko-kimyasal	Kimyasal reaksiyonlar da kullanılır, ancak analitik bir sinyal olarak fiziksel olaylar kullanılır. Bu yöntemler şunları içerir: elektrokimyasal, fotometrik, kromatografik, kinetik.
Fiziksel	Kimyasal reaksiyonlar gerektirmezler, ancak bir maddenin fiziksel özelliklerini inceleyerek analitik sinyalin onun doğası ve miktarıyla ilişkilendirilmesini sağlarlar. Bunlar optik emisyon, absorpsiyon, X-ışını ve manyetik rezonans spektrumlarıdır.

İLE kimyasal yöntemler katmak:

Gravimetrik (ağırlık) analizi

Titrimetrik (hacimsel) analiz

Gaz hacimsel analizi

İLE fiziksel ve kimyasal yöntemler enstrümantal analizin tüm yöntemlerini içerir:

Fotokolorimetrik

Spektrofotometrik

Nefelometrik

Potansiyometrik

Kondüktometrik

Polarografik

İLE fiziksel şunları içerir:

Spektral emisyon

Radyometrik (etiketli atom yöntemi)

X-ışını spektral

Lüminesans

Nötron aktivasyonu

Emisyon (alev fotometrisi)

Atomik absorpsiyon

Nükleer manyetik rezonans

Fizo-kimyasal analiz yöntemleri

Fizikokimyasal yöntemler, sonu aletler kullanılarak belirlenen analitik reaksiyonlara dayanır.

Cihazlar, belirlenen maddenin konsantrasyonuna bağlı olarak ışık emilimi, elektriksel iletkenlik ve maddelerin diğer fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki değişiklikleri ölçer. Sonuç bir kayıt cihazına, dijital ekrana veya başka araçlara kaydedilir.

Analizler yapılırken nispeten basit ekipmanların yanı sıra karmaşık optik ve elektronik devrelere sahip cihazlar kullanılır. Dolayısıyla bu yöntemlerin ortak adı - araçsal analiz yöntemleri.

Araçsal yöntemler, kural olarak, yüksek hassasiyet, seçicilik, analiz hızı, az miktarda test maddesi kullanımı, sonuçların objektifliği, analiz sürecini otomatikleştirme ve elde edilen bilgileri bir bilgisayar kullanarak işleme yeteneği ile karakterize edilir. Çoğu belirleme, temelde yalnızca aletli yöntemlerle yapılabilir ve geleneksel gravimetrik ve titrimetrik yöntemlerde hiçbir benzerliği yoktur.

Bu, bileşenlerin kantitatif olarak ayrılması ve tanımlanması, karmaşık çok bileşenli karışımların grup ve bireysel bileşiminin oluşturulması, eser safsızlıkların analizi, maddelerin yapısının oluşturulması ve yağların ve petrol ürünlerinin analitik kimyasındaki diğer karmaşık görevler için geçerlidir. .

Aşağıdaki gruplar pratik açıdan en büyük öneme sahiptir enstrümantal yöntemler analiz.

Spektral yöntemler

Bu analiz yöntemleri, belirlenmekte olan maddenin atomları veya molekülleri tarafından elektromanyetik radyasyon emisyonu fenomeninin veya elektromanyetik radyasyonun maddenin atomları veya molekülleri tarafından etkileşimi (çoğunlukla absorbe edilmesi) olgusunun kullanımına dayanmaktadır.

Elektromanyetik radyasyonun emisyonu veya emilimi, atomların ve moleküllerin iç enerjisinde bir değişikliğe yol açar. Mümkün olan minimum iç enerjiye sahip duruma toprak adı verilir, diğer tüm durumlara ise uyarılmış denir. Bir atomun veya molekülün bir durumdan diğerine geçişine her zaman enerjide ani bir değişiklik, yani enerjinin bir kısmının (kuantum) alınması veya serbest bırakılması eşlik eder.

Elektromanyetik radyasyonun kuantumu, enerjisi radyasyonun frekansı ve dalga boyuna bağlı olan fotonlardır.

Bir atom veya molekül bir enerji durumundan diğerine geçiş yaptığında yayılan veya soğurulan foton kümesine spektral çizgi denir. Bu radyasyonun tüm enerjisi, bir dalga boyunun değeri ile karakterize edilebilecek yeterince dar bir dalga boyu aralığında yoğunlaşmışsa, bu tür radyasyona ve karşılık gelen spektral çizgiye monokromatik denir.

Belirli bir atomla (molekül) ilgili elektromanyetik radyasyonun (spektral çizgiler) dalga boyları kümesine o atomun (molekülün) spektrumu denir. Başlangıç ​​durumu E1'in enerjisi, aralarında geçişin meydana geldiği son durum E2'nin enerjisinden daha büyükse, ortaya çıkan spektrum bir emisyon spektrumudur; eğer E 1 ise

Temel durumdan veya temel duruma geçen geçişlere ve bunlara karşılık gelen spektral çizgilere rezonans adı verilir.

Analiz edilen sistem tarafından kuantum yayıldığında veya emildiğinde, incelenen maddenin niteliksel ve niceliksel bileşimi hakkında bilgi taşıyan karakteristik sinyaller ortaya çıkar.

Radyasyonun frekansı (dalga boyu) maddenin bileşimi tarafından belirlenir. Spektral çizginin (analitik sinyal) yoğunluğu, görünümüne neden olan parçacıkların sayısıyla, yani analitin veya karmaşık bir karışımın bileşeninin miktarıyla orantılıdır.

Spektral yöntemler, elektromanyetik radyasyon spektrumunun çeşitli bölgelerinde karşılık gelen analitik sinyallerin incelenmesi için geniş fırsatlar sağlar: bunlar ışınlar, x-ışınları, ultraviyole (UV), optik ve kızılötesi (IR) radyasyonun yanı sıra mikrodalga ve radyo dalgalarıdır.

Listelenen radyasyon türlerinin kuantumunun enerjisi, 10 20 ila 10 6 Hz frekans aralığına karşılık gelen 10 8 ila 10 6 eV arasında çok geniş bir aralığı kapsar.

Kuantumun bu kadar farklı enerjilerle madde ile etkileşiminin doğası temelde farklıdır. Dolayısıyla, y-kuanta emisyonu nükleer süreçlerle ilişkilidir; X-ışını aralığındaki kuantum emisyonu, atomun iç elektronik katmanlarındaki elektronik geçişlerden, UV kuantum emisyonu ve görünür radyasyondan veya etkileşimden kaynaklanmaktadır. onlarla maddenin dış değerlik elektronlarının geçişinin bir sonucudur (bu, optik analiz yöntemlerinin alanıdır), IR ve mikrodalga kuantumunun emilimi, moleküllerin titreşim ve dönme seviyeleri arasındaki bir geçiş ve emisyon ile ilişkilidir. radyo dalgası aralığı, elektronların veya atom çekirdeklerinin dönüşlerinin yönelimindeki değişikliklerden kaynaklanan geçişlerden kaynaklanmaktadır.

Şu anda, bir dizi analitik yöntem yalnızca araştırma laboratuvarlarında oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunlar şunları içerir:

belirli atomlar, moleküller veya elektromanyetik dalga radikalleri (belirleme için bir cihaz - bir radyo spektrometresi) tarafından rezonans emilimi olgusuna dayanan elektron paramanyetik rezonans (EPR) yöntemi;

nükleer manyetizma nedeniyle elektromanyetik dalgaların bir madde tarafından emilmesi olgusunu kullanan nükleer manyetik rezonans (NMR) yöntemi (belirleme cihazı - nükleer manyetik rezonans spektrometresi, NMR spektrometresi);

radyoaktif izotopların kullanımına ve radyoaktif radyasyonun ölçümüne dayanan radyometrik yöntemler;

atomik spektroskopi yöntemleri (atomik emisyon spektral analizi, atomik emisyon alev fotometrisi, atomik adsorpsiyon spektrofotometrisi), belirli koşullar altında her bir elementin atomlarının belirli bir uzunlukta dalgalar yayma veya bunları absorbe etme yeteneğine dayanmaktadır;

elektrik ve manyetik alanların birleşik etkisinin bir sonucu olarak ayrıldıktan sonra bireysel iyonize atomların, moleküllerin ve radikallerin kütlelerinin belirlenmesine dayanan kütle spektrometrik yöntemler (belirleme cihazı bir kütle spektrometresidir).

Enstrümantasyondaki zorluklar, operasyonun karmaşıklığı ve standartlaştırılmış test yöntemlerinin eksikliği, ticari petrol ürünlerinin kalitesini izleyen laboratuvarlarda yukarıdaki yöntemlerin kullanılmasını engellemektedir.

Fotometrik yöntemler

Uygulamada en yaygın olarak kullanılanlar, atomların ve moleküllerin elektromanyetik radyasyonu absorbe etme yeteneğine dayanan, fotometrik analiz yöntemleri olarak adlandırılan optik yöntemlerdir.

Bir maddenin bir çözeltideki konsantrasyonu, çözeltiden geçen ışık akısının emilim derecesine göre belirlenir.

Kolorimetrik analiz yöntemi, ışık ışınlarının görünür spektrumun geniş bölgelerinden veya tüm görünür spektrumdan (beyaz ışık) renkli çözeltiler tarafından emilmesini ölçer.

Spektrofotometrik yöntem, monokromatik ışığın emilimini ölçer. Bu, cihazların tasarımını karmaşıklaştırır ancak kolorimetrik yöntemle karşılaştırıldığında daha fazla analitik yetenek sağlar.

Bir çözeltinin renk yoğunluğu görsel olarak (kolorimetri) veya fotoseller (fotokolorimetri) kullanılarak belirlenebilir.

Absorbsiyon yoğunluğunun karşılaştırılması için kullanılan görsel yöntemlerin çoğu, karşılaştırılan iki çözeltinin renk yoğunluğunun eşitlenmesine yönelik çeşitli yöntemlere dayanmaktadır. Bu, konsantrasyonu değiştirerek (seyreltme, standart seri, kolorimetrik titrasyon yöntemleri) veya emici tabakanın kalınlığını değiştirerek (eşitleme yöntemi) sağlanabilir.

Standart seri yöntemini kullanarak, gömme tıpalı bir dizi kolorimetrik test tüpü alın ve art arda artan miktarlarda standart çözelti içeren sabit bir standart renkli çözelti serisi hazırlayın. Bu, standart seri veya kolorimetrik ölçek (model ölçeği) olarak adlandırılan bir sonuçla sonuçlanır. Özel olarak seçilmiş renkli gözlük setini kullanabilirsiniz.

Bu yöntem, standart renkli cam terazi kullanılarak petrol ürünlerinin renginin belirlenmesinin temelini oluşturur. Cihazlar - KNS-1, KNS-2, TsNT gibi kolorimetreler (bkz. Bölüm 1).

Ayrıca, karşılaştırılan iki akıdan birinin yolunda bulunan diyafram yarığının genişliğini değiştirerek, bunları karşılaştırırken radyasyon akılarının yoğunluklarını eşitleyebilirsiniz. Bu yöntem, fotokolorimetri ve spektrofotometride bir çözeltinin renk yoğunluğunun ölçülmesinde daha doğru ve objektif yöntemlerde kullanılır.

Bu amaçla fotoelektrokolorimetreler ve spektrofotometreler kullanılır.

Renkli bir bileşiğin konsantrasyonunun emilim derecesine göre niceliksel olarak belirlenmesinin temeli Bouguer-Lambert-Beer yasasıdır:

Fotometrik cihazların ölçekleri, ortamın absorpsiyon A ve iletim T değerlerinde kalibre edilir.

Teorik olarak A, 0 ila °° arasında değişir ve T - 0 ila 1 arasında değişir. Ancak yeterli doğrulukla, A'nın değeri çok dar bir değer aralığında ölçülebilir - yaklaşık 0,1-r-1,0.

Farklı dalga boylarındaki belirli bir monokromatik radyasyon sisteminin absorpsiyonunu ölçerek, bir absorpsiyon spektrumu, yani ışık absorpsiyonunun dalga boyuna bağımlılığı elde etmek mümkündür. I0/I oranının logaritmasına optik yoğunluk da denir ve bazen D ile gösterilir.

Emme katsayısı K, emici bileşiğin yapısını belirler. K'nın mutlak değeri, çözeltideki bir maddenin konsantrasyonunu ve emici tabakanın kalınlığını ifade etme yöntemine bağlıdır. Konsantrasyon mol/dm3 cinsinden ifade edilirse ve katman kalınlığı cm cinsinden ise, soğurma katsayısına molar sönme katsayısı e denir: c = 1M ve 1 = 1 cm b = A ile, yani molar sönme katsayısı sayısal olarak hesaplanır. 1 cm katman kalınlığına sahip bir küvete yerleştirilen 1M konsantrasyonla çözeltinin optik yoğunluğuna eşittir. Fotometrik analiz için, spektrumun ultraviyole (UV), görünür ve kızılötesi (IR) bölgelerindeki ışığın emilimi büyük önem taşımaktadır.

Beyaz ışık olarak adlandırılan renksiz bir güneş ışığı ışını, bir prizmadan geçerek birkaç renkli ışına ayrıştırılır. Farklı renkteki ışınlar farklı dalga boylarına sahiptir. Monokromatik bir ışının, yani belirli bir renkteki ışının dalga boyu, nanometre (nm) veya mikrometre (μm) cinsinden ölçülür. Spektrumun görünür kısmı, X dalga boyu 400 ila 760 nm arasında olan ışınları içerir. Dalga boyları 100 ila 400 nm arasında olan ışınlar spektrumun görünmez ultraviyole kısmını, 760 nm'nin üzerinde dalga boylarına sahip ışınlar ise spektrumun kızılötesi kısmını oluşturur.

Kantitatif analiz için, karmaşık bileşiklerin bile genellikle bir veya az sayıda absorpsiyon bandına (yani ışığın absorpsiyonunun gerçekleştiği ışık dalgalarının frekans aralıkları) sahip olduğu spektrumun UV ve görünür kısımlarında ölçümler yapmak daha uygundur. gözlenir).

Her emici madde için, ışık ışınlarının en yoğun emiliminin (en yüksek emilim) meydana geldiği dalga boyunu seçebilirsiniz. Bu dalga boyu maksimum olarak belirlenmiştir

Birçok analitik tespit için genişliği 20 ila 100 nm arasında olan bir spektral bandın seçilmesi yeterlidir. Bu, radyant enerjiyi seçici olarak emen ve ışığı oldukça dar bir dalga boyu aralığında ileten ışık filtrelerinin yardımıyla elde edilir. Çoğu zaman cam filtreler kullanılır ve filtrenin rengi, bu filtrenin ilettiği spektrumun kısmına karşılık gelir. Kural olarak, kolorimetrik analiz cihazları, kantitatif analiz yöntemlerinin doğruluğunu ve hassasiyetini artıran bir dizi ışık filtresiyle donatılmıştır.

Analiz edilen çözeltinin maksimum absorpsiyon maksimum bölgesi biliniyorsa, maksimum iletim bölgesi maksimuma yakın olan bir ışık filtresi seçin.

Analiz edilen çözeltinin maksimum değeri tam olarak bilinmiyorsa, ışık filtresi şu şekilde seçilir: tüm ışık filtrelerini sırayla yerleştirerek çözeltinin optik yoğunluğunu ölçün; Ölçüm damıtılmış suya göre gerçekleştirilir. En yüksek optik yoğunluğu üreten filtrenin daha ileri çalışmalar için en uygun olduğu kabul edilir.

Fotoelektrokolorimetrelerle çalışırken yaptığınız şey budur.

FEK-M tipi fotoelektrik kolorimetreler, FEK-N-57, FEK-56, FEK-60 tipi 3040 nm'lik 80-100 nm ışık filtresi tarafından iletilen spektral aralığın genişliğine sahiptir. Spektrofotometrelerle çalışırken, öncelikle 1020 nm'den sonra ve 1 nm'den sonra maksimum absorpsiyon sınırlarını bulduktan sonra cihazın tüm çalışma aralığı boyunca absorbans ölçülür.

Kural olarak, laboratuvar teknisyenine çalışmalarında yol gösteren standart belirleme yönteminin tanımı, madde tayininin hangi koşullar altında gerçekleştirildiğine ilişkin kesin talimatlar içerir.

Fotometrik analiz yöntemi kullanılarak yapılan herhangi bir belirleme iki aşamadan oluşur: analitin renkli duruma dönüştürülmesi ve çözeltinin optik yoğunluğunun ölçülmesi. Kompleksleşme reaksiyonları ilk aşamada çok önemlidir. Güçlü kompleksler durumunda, analit bileşeninin tamamen bağlanması için kompleks oluşturucu maddenin küçük bir fazlası yeterlidir. Ancak yoğun renkli fakat düşük mukavemetli kompleksler sıklıkla kullanılır. Genel olarak, çözeltide konsantrasyonu en az 10.K olacak kadar fazla reaktif oluşturmak gerekir (K, kompleksin kararsızlık sabitidir).

Fotometrik analiz, çözeltinin pH'ı değiştiğinde renk değiştiren reaktifleri kullanır. Bu nedenle pH'ın renk geçiş bölgesinden mümkün olduğu kadar uzak bir aralıkta tutulması gerekmektedir.

Kantitatif fotometrik analiz, bir D çözeltisinin optik yoğunluğunun c maddesi miktarına bağımlılığını gösteren kalibrasyon eğrileri yöntemine dayanmaktadır.

Bir eğri oluşturmak için, çeşitli konsantrasyonlardaki analitin beş ila sekiz çözeltisinin optik yoğunluğu ölçülür. Analiz edilen numunedeki bir maddenin içeriğini belirlemek için optik yoğunluk-konsantrasyon grafiği kullanılır.

Çoğu durumda (seyreltik çözeltiler için), kalibrasyon grafiği orijinden geçen düz bir çizgiyle ifade edilir. Düz bir çizgiden olumlu veya olumsuz yönde sapmalar sıklıkla gözlemlenir; Bunun nedeni, renkli bileşiğin spektrumunun karmaşık yapısı olabilir; bu, çözeltinin konsantrasyonunun değişmesiyle seçilen dalga boyu aralığında absorpsiyon katsayısının değişmesine yol açar. Monokromatik ışık kullanıldığında bu etki ortadan kalkar; Spektrofotometrelerle çalışırken.

Bouguer-Lambert-Beer yasasına uygunluğun akılda tutulması gerekir; Kalibrasyon eğrisinin doğrusal doğası, başarılı kantitasyon için bir ön koşul değildir. Belirli koşullar altında D'nin c'ye doğrusal olmayan bir bağımlılığı kurulursa, o zaman yine de bir kalibrasyon grafiği görevi görebilir. Belirlenen bileşenin konsantrasyonu bu eğriden belirlenebilir, ancak bunu oluşturmak için daha fazla sayıda standart çözelti gerekir. Ancak kalibrasyon grafiğinin doğrusal bağımlılığı tespitin doğruluğunu arttırır.

Absorbsiyon katsayısı zayıf bir şekilde sıcaklığa bağlıdır. Bu nedenle fotometrik ölçümlerde sıcaklık kontrolüne gerek yoktur. ±5°C dahilindeki sıcaklık değişikliklerinin optik yoğunluk üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur.

Çözücünün doğası optik yoğunluk üzerinde önemli bir etkiye sahiptir, diğer her şey eşit olduğundan, analiz edilen ürünlerdeki kalibrasyon grafiklerinin ve ölçümlerin oluşturulması aynı çözücü içinde gerçekleştirilmelidir.

UV bölgesinde çalışmak için su, alkol, eter ve doymuş hidrokarbonlar kullanılır.

Optik yoğunluk katmanın kalınlığına bağlı olduğundan küvet seçimi, bir dizi referans (standart) çözelti için optik yoğunluklar en küçük değere karşılık gelen 0,1 - 1,0 aralığında olacak şekilde yapılmalıdır. ölçüm hatası.

Uygulamada şu şekilde hareket ederler: orta kalınlıktaki bir küveti (2 veya 3 cm), bir dizi standart çözeltinin ortasına karşılık gelen konsantrasyona sahip bir çözelti ile doldurun ve bunu en uygun dalga boyunu (veya en uygun ışık filtresini) seçmek için kullanın. ). Bu durumda, incelenen sistemin maksimum absorpsiyon bölgesi için elde edilen optik yoğunluk, yaklaşık olarak optimal aralığın (0.40.5) ortasına karşılık geliyorsa, bu, küvetin başarıyla seçildiği anlamına gelir; bu aralığın sınırlarını aşarsa veya onlara yakınsa, küveti değiştirmeniz, kalınlığını artırmanız veya azaltmanız gerekir. Bouguer-Lambert-Beer yasasına tabi olarak, bir dizi standart çözeltinin sonuncusunu ölçerken >1,0 optik yoğunluk değerlerinin elde edilmesi durumunda, bir küvetteki optik yoğunlukları daha küçük katman kalınlığı ve ilk çözümlerin yoğunluklarının ölçüldüğü katman kalınlığını yeniden hesaplayarak bunları D = f(c) bağımlılığının bir grafiğine çizin.

Küvet, bir dizi standart çözeltinin başlangıcında çözeltilerin optik yoğunluklarını ölçmek için uygun değilse aynı işlemi yapın.

Analitin konsantrasyon aralığı da çözeltinin ölçülen optik yoğunluğunun 0,1 -1,0 aralığına düşeceği şekilde seçilmelidir.

Petrol ürünleri ve katkı maddelerinin analizi için fotoelektrokolorimetreler FEK-M, FEK-56, FEK-N-57, FEK-60, KFO, KFK-2 ve spektrofotometreler SF-4A, SF-26, SF-46 (bkz. bölüm 1).

Optik analiz yöntemleri arasında, çeşitli maddelerin iletilen ışığı farklı şekilde kırma yeteneğine dayanan refraktometrik yöntemi de dikkate alacağız. Bu yöntem en basit enstrümantal yöntemlerden biridir, az miktarda analit gerektirir ve ölçüm çok kısa sürede gerçekleştirilir. Bu yöntem, sıvı maddeleri ışığın kırılma indeksine göre tanımlayabilir, çözeltideki maddenin içeriğini belirleyebilir (kırılma indeksi, çözücünün kırılma indeksinden önemli ölçüde farklı olan maddeler için). Kırılma indisi, petrol fraksiyonlarının ve petrol ürünlerinin laboratuvarlarda adsorpsiyon ayrımı sırasında belirlenmesi gereken bir özelliğidir.

Petrol rafinasyonunda, 589 nm'lik bir ışık dalga boyunda kırılma indeksini nD belirlemek gelenekseldir. Ölçüm bir refraktometre kullanılarak gerçekleştirilir.

Kırılma indisi sıcaklığa bağlıdır. Ce arttıkça sıvıların kırılma indisleri azalır.

Tablo 1. Bazı bileşiklerin farklı sıcaklıklarda kırılma indisleri

Bu nedenle ölçümlerin sabit sıcaklıkta yapılması gerekmektedir (Tablo 3.1).

Tablodaki verilerden de anlaşılacağı üzere. Şekil 3.1'de farklı sıcaklıklarda ölçülen kırılma indisleri farklıdır. Bu nedenle, kırılma indisinin belirlenmesinde, gelen ışığın dalga boyunu gösteren indekse ek olarak, ölçüm sırasındaki sıcaklığı gösteren bir indeks de dahil edilir: örneğin, nD 20, kırılma indisinin belirli bir sıcaklıkta ölçüldüğü anlamına gelir. sıcaklığı 20°C ve ışık dalga boyu 589 nm sarıdır. Sıvı petrol ürünlerinin kırılma indisi aşağıdaki şekilde belirlenir.

Kırılma indisini ölçmeye başlamadan önce refraktometre prizmalarının çalışma yüzeyleri ispirto ve distile su ile iyice yıkanır. Daha sonra teklif sıvısını (yani kırılma indisi bilinen bir sıvı) kullanarak terazinin doğru kurulumunu kontrol edin. Çoğu zaman 20 = 1,3330 olan damıtılmış su kullanırlar. Daha sonra prizmaların çalışma yüzeylerini kurulayın ve prizma odasına 2-3 damla analiz edilen madde ekleyin. Aynanın döndürülmesiyle ışık akısı aydınlatma odasının penceresine yönlendirilir ve aydınlatılan alanın görünümü mercek aracılığıyla gözlemlenir.

Prizma kameranın döndürülmesiyle ışık ve gölgenin sınırı görüş alanına dahil edilir ve ardından dağılım dengeleyici kolu kullanılarak net, renksiz bir sınır ortaya çıkar. Prizma kameranın dikkatli bir şekilde döndürülmesiyle ışık ve gölgenin sınırı nişan işaretinin merkezine yönlendirilir ve kırılma indisi okuma ölçeği büyüteci aracılığıyla okunur. Daha sonra chiaroscuro'nun kenarını kaydırırlar, tekrar retikül haçının merkezi ile hizalarlar ve ikinci bir sayım yaparlar. Üç okuma yapılır, ardından prizmaların çalışma yüzeyleri yıkanır ve tüy bırakmayan bir bezle silinir, analiz edilen madde tekrar eklenir, ikinci bir ölçüm dizisi gerçekleştirilir ve kırılma indisinin ortalama değeri hesaplanır.

Ölçüm sırasında prizma odasının sıcaklığı, termostattan gelen suyun prizma ceketlerinden geçirilmesiyle sabit tutulur. Kırılma indisi 20°C dışında bir sıcaklıkta ölçülürse kırılma indisi değerine sıcaklık düzeltmesi yapılır.

İletilen ışık kullanıldığında keskin bir sınır elde etmenin zor olduğu koyu renkli petrol ürünlerinin kırılma indeksini belirlerken yansıyan ışık kullanılır. Bunun için üst prizmada bir pencere açın, aynayı ters çevirin ve pencereyi parlak ışıkla aydınlatın.

Bazen sınır yeterince net olmayabilir ancak yine de 0,0010 doğrulukla okuma yapmak mümkündür. En iyi sonuçları elde etmek için köpüklü bir odada çalışmalı ve çalışma prizmasının açıklığıyla sınırlı olabilecek değişen yoğunluklarda dağınık ışık kullanmalısınız.

Elektrokimyasal yöntemler

Elektrokimyasal, analiz edilen maddenin bileşimi ile elektrokimyasal özellikleri arasındaki ilişkinin varlığına dayanan bir grup enstrümantal yöntemdir. Elektriksel parametreler (akım, voltaj, direnç), elektrot (elektrokimyasal) reaksiyonuna veya elektrotlar arasındaki yük aktarımının elektrokimyasal sürecine katılan maddenin konsantrasyonuna, doğasına ve yapısına bağlıdır.

Elektrokimyasal analiz yöntemleri, analitik sinyal-bileşim ilişkisine dayalı doğrudan ölçümler için veya titrimetride titrasyon son noktasını belirtmek için kullanılır.

Kondüktometri, belirlenecek maddenin çözeltisinin konsantrasyonuna bağlı olarak, elektrolit çözeltilerinin belirli koşullar altında elektriksel iletkenliğinin ölçülmesine dayanan elektrokimyasal yöntemleri ifade eder. Bu, konsantrasyonu bilinen aynı bileşimdeki çözeltilerin elektriksel iletkenliğine kıyasla sulu elektrolit çözeltilerinin elektriksel iletkenliğinin doğrudan ölçülmesinden oluşan doğrudan kondüktometrik analiz yönteminin temelidir. Tipik olarak, otomatik üretim kontrol süreçlerinde tek bir elektrolit içeren çözeltileri analiz etmek için doğrudan kondüktometrik yöntem kullanılır.

Laboratuvar uygulamalarında, titrasyon sırasında eşdeğerlik noktasını belirlemek için iletkenlik ölçümlerinin kullanıldığı kondüktometrik titrasyon daha yaygın olarak kullanılır.

Polarografi, elektrotlardan birinin (katot) çok küçük, diğerinin (anot) büyük yüzeye sahip olduğu durumlarda, elektroliz işlemi sırasında voltaja bağlı olarak değişen akım kuvvetinin ölçülmesine dayanan bir analiz yöntemidir. Difüzyon nedeniyle elektrot yakınındaki boşluğa giren tüm analit iyonlarının tamamen boşaltılmasının sağlandığı akım gücü (difüzyon akımını sınırlandırmak), çözeltideki analitin başlangıç ​​konsantrasyonuyla orantılıdır.

Kulometri, çözünmüş maddelerin elektrik akımıyla etkileşimine dayanan bir analiz yöntemidir. Analitik bir reaksiyonda bir maddeyi elektrolize etmek için kullanılan elektrik miktarı ölçülür ve numunedeki test maddesinin içeriği hesaplanır.

Potansiyometrik yöntem

Petrol rafine etme uygulamasında en yaygın kullanılan analiz yöntemi, analiz edilen çözeltiye daldırılan bir elektrotun potansiyelinin ölçülmesine dayanan potansiyometrik analiz yöntemidir. Elektrotlarda ortaya çıkan potansiyelin değeri çözeltinin bileşimine bağlıdır.

Potansiyometrik yöntemin diğer elektrokimyasal analiz yöntemleriyle karşılaştırıldığında temel avantajı, ölçümlerin hızı ve basitliğidir. Mikroelektrotlar kullanılarak hacmi milimetrenin onda birine kadar olan numunelerde ölçüm yapmak mümkündür. Potansiyometrik yöntem, filtreleme ve damıtma işlemlerini ortadan kaldırırken bulanık, renkli, viskoz ürünlerde tespitlerin yapılmasını mümkün kılar. Çeşitli nesnelerdeki bileşenlerin içeriğini belirleme aralığı, cam elektrotlar için 0 ila 14 pH aralığındadır. Potansiyometrik titrasyon yönteminin avantajlarından biri, tam veya kısmi otomasyon imkanıdır. Titrant beslemesini otomatik hale getirebilir, titrasyon eğrisini kaydedebilir ve titrasyonda eşdeğerlik noktasına karşılık gelen belirli bir noktada titrant beslemesini kapatabilirsiniz.

Gösterge elektrotları Potansiyometride genellikle aynı çözeltiye (transfersiz eleman) veya birbiriyle sıvı teması olan farklı bileşimlere sahip iki çözeltiye (transferli devre) daldırılabilen iki elektrot içeren bir galvanik eleman kullanılır. Ed. İle. galvanik hücre, çözeltinin bileşimini karakterize eden potansiyele eşittir.

Potansiyeli bir çözeltideki belirli iyonların aktivitesine (konsantrasyonu) bağlı olan bir elektrota gösterge elektrotu denir.

Gösterge elektrotunun çözeltideki potansiyelini ölçmek için, potansiyeli belirlenen iyonların konsantrasyonuna bağlı olmayan ikinci bir elektrot daldırılır. Böyle bir elektrota referans elektrot adı verilir.

Çoğu zaman, potansiyometride iki sınıf gösterge elektrotu kullanılır:

arayüzeylerinde elektronları içeren reaksiyonların meydana geldiği elektron değişim elektrotları;

İyon değişimiyle ilişkili reaksiyonların meydana geldiği fazlar arası sınırlarında iyon değişimi veya seçici elektrotlar. Bu tür elektrotlara membran elektrotları da denir.

İyon seçici elektrotlar gruplara ayrılır: cam, homojen veya heterojen membranlı katı; sıvı (iyonik bileşenlere, karmaşık metal içeren bileşiklere dayalı); gaz.

Potansiyometrik analiz Nernst denklemine dayanmaktadır

E = sabit + (0,059/n)/log a,

burada n, potansiyeli belirleyen iyonun yükü veya reaksiyona katılan elektronların sayısıdır; a - potansiyel belirleyici iyonların aktivitesi..

Potansiyometrik analiz, çözeltideki iyonların aktivitesini doğrudan belirlemek (doğrudan potansiyometri - iyonometri) ve ayrıca titrasyon sırasında gösterge elektrotunun potansiyelini değiştirerek (potansiyometrik titrasyon) titrasyon sırasında eşdeğerlik noktasını belirtmek için kullanılır. Potansiyometrik titrasyonda, potansiyel belirleyici iyonların konsantrasyonunun değiştiği iscc tipi kimyasal reaksiyonlar kullanılabilir: asit-baz etkileşimi (nötralizasyon), oksidasyon-indirgeme, çökeltme ve kompleksleşme.

Titrasyon sırasında e.d ölçülür ve kaydedilir. İle. Titrantın her bir kısmını ekledikten sonra hücreler. Başlangıçta titrant küçük porsiyonlar halinde eklenir; son noktaya yaklaşıldığında (reaktifin küçük bir kısmı eklenirken potansiyelde keskin bir değişiklik olur), porsiyonlar azaltılır. Potansiyometrik titrasyonun bitiş noktasını belirlemek amacıyla titrasyon sonuçlarını kaydetmek için tablo veya grafik yöntemini kullanabilirsiniz. Potansiyometrik titrasyon eğrisi elektrot potansiyelinin titrant hacmine bağımlılığını temsil eder. Eğri üzerindeki dönüm noktası titrasyonun bitiş noktasına karşılık gelir.

Potansiyometride kullanılan ana elektrot türlerini daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Elektron değişim elektrotları. Platin ve altın gibi inert metaller genellikle redoks reaksiyonlarında gösterge elektrotları olarak kullanılır. Platin elektrotta ortaya çıkan potansiyel, çözeltideki bir veya daha fazla maddenin oksitlenmiş ve indirgenmiş formlarının konsantrasyonlarının oranına bağlıdır.

Metal gösterge elektrotları düz metal plakadan, bükülmüş telden veya metalize camdan yapılır. Yerli sanayi ince katmanlı platin elektrot ETPL-01M üretmektedir.

İyon seçici elektrotlar. En yaygın kullanılan cam elektrot pH ölçümü için tasarlanmıştır.

Cam elektrot, altına iyi elektrik iletkenliğine sahip özel elektrot camından bir topun lehimlendiği, yalıtkan camdan yapılmış küçük bir kap içeren bir sistemin geleneksel adıdır. Kabın içine standart bir çözelti dökülür. Bu elektrot bir akım iletkeni ile donatılmıştır. Bir cam elektrotta dahili standart çözelti olarak sodyum veya potasyum klorür ilaveli 0,1 M HC1 çözeltisi kullanılır. Klorür veya bromür ilavesiyle herhangi bir tampon çözeltisini de kullanabilirsiniz. Akım iletkeni, gümüş klorürle kaplanmış gümüş bir tel olan gümüş klorür elektrottur. Yalıtılmış, korumalı bir tel iniş iletkenine lehimlenmiştir.

Bir cam elektrot genellikle gümüş klorür referans elektrotu ile birlikte kullanılır.

Cam elektrotun potansiyeli, camda bulunan alkali metal iyonlarının çözeltideki hidrojen iyonlarıyla değişiminden kaynaklanır. Camdaki ve çözeltideki iyonların enerji durumları farklıdır, bu da camın ve çözeltinin yüzeyinin zıt yükler kazanmasına neden olur; cam ile çözelti arasında değeri buna bağlı olan potansiyel bir fark ortaya çıkar; çözeltinin pH'ı.

Yerli endüstri, 0 ila 14 aralığında pH ölçümü için uygun olan ESL-11G-05, ESL-41G-04, ESL-63-07, ESL-43-07 cam elektrotlarını seri olarak üretmektedir.

pH ölçümü için cam elektrotların yanı sıra, Na+ iyonları (ECNa-51-07), K+ iyonları (ESL-91-07) gibi alkali metallerin aktivitesini ölçmek için de cam elektrotlar üretilmektedir.

Çalışmaya başlamadan önce cam elektrotlar bir süre 0,1 M hidroklorik asit çözeltisine batırılmalıdır.

Elektrotun yüzeyine zarar verebileceği için hiçbir durumda cam küreyi silmemelisiniz. Cam topun kalınlığı milimetrenin onda biri olduğundan, cam elektrotun yüzeyinin keskin nesnelerle çizilmesi kesinlikle yasaktır ve bu, hassas elemana zarar verecektir.

Katı elektrotlar. Katı membranlı iyon seçici elektrotun hassas bir elemanı olarak iyonik, elektronik veya elektron iyonik iletkenliğe sahip bileşikler kullanılır. oda sıcaklığı. Bu türden çok az bağlantı var. Tipik olarak, bu tür bileşiklerde (AgCl, Ag2S, Cu2-x S, LaF3), yük transfer işlemine en küçük yüke ve iyon yarıçapına sahip olan kristal kafes iyonlarından yalnızca biri katılır. Bu, elektrotun yüksek seçiciliğini sağlar. F -, Cl -, Cu 2+ iyonlarına vb. duyarlı elektrotlar üretirler.

Cam elektrotlarla çalışma kuralları diğer iyon seçici elektrotlar için tamamen geçerlidir.

Katı membran tasarımı sıvı seçici elektrotlarda da kullanılır. Endüstri, EM-S1O 4 - -01, EM-NO3 - -01 tipinde plastikleştirilmiş film elektrotları üretmektedir. Bu tür elektrotların hassas elemanı, elektrot aktif bir bileşikten (karmaşık metal bileşikleri, organik ve metal içeren katyonların ve anyonların iyonik bileşenleri kullanılabilir), polivinil klorür ve bir çözücüden (plastikleştirici) oluşur.

Katı bir membran yerine, elektrot gövdesine plastikleştirilmiş bir membran yapıştırılır ve elektrotun içine bir referans çözeltisi dökülür - 0,1 M'lik bir potasyum klorür çözeltisi ve ölçülen iyonun 0,1 M'lik bir tuz çözeltisi. Akım iletkeni olarak gümüş-gümüş klorür yarı hücresi kullanılır. Çalışmadan önce plastikleştirilmiş film elektrotları analiz edilen çözeltide 24 saat bekletilir. Plastikleştiricinin elektrot yüzeyinden buharlaşması arızasına yol açar.

Referans elektrotları. En yaygın referans elektrotu, gümüş klorürün gümüş bir tel üzerine elektrolitik olarak biriktirilmesiyle yapılan gümüş-gümüş klorür elektrottur (Ag, AgCl/KCI). Elektrot, analiz edilen çözeltiye bir tuz köprüsü ile bağlanan kaplarda bulunan bir potasyum klorür çözeltisine daldırılır. Gümüş klorür elektrotla çalışırken, iç kabın doymuş bir KS1 çözeltisi ile doldurulmasını sağlamak gerekir. Gümüş klorür elektrotunun potansiyeli sabittir ve analiz edilen çözeltinin bileşimine bağlı değildir. Referans elektrot potansiyelinin sabitliği, elektrotun temas halindeki iç çözeltide reaksiyona girdiği maddelerin sabit bir konsantrasyonunun muhafaza edilmesiyle elde edilir.

Yerli sanayi EVL-1MZ, EVL-1ML tipinde gümüş-gümüş klorür elektrotları üretmektedir.

Klorlu gümüş elektrotun yanı sıra referans elektrot olarak kalomel elektrot da kullanılır. Bu, bir metalik cıva sistemidir - bir potasyum klorür çözeltisi içinde bir kalomel çözeltisi. Doymuş bir potasyum klorür çözeltisi kullanılıyorsa, elektrota doymuş kalomel elektrot adı verilir. Yapısal olarak bu elektrot, alt kısmı gözenekli bir bölmeyle kapatılmış dar bir cam tüptür. Tüp cıva ve kalomel macunuyla doldurulur. Tüp, içine bir potasyum klorür çözeltisinin döküldüğü bir cam kap içine kapatılır. Referans elektrotları, gösterge elektrotlarıyla birlikte analiz edilen çözeltiye daldırılır.

Bir gösterge elektrotu ve bir referans elektrotu ile potansiyometrik ölçümler için kurulum şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. 3.8.

Potansiyometreler, potansiyometrik titrasyon sırasındaki potansiyeli veya pH değerini ölçmek için kullanılır. Bu tür cihazlara pH metre adı verilmesinin nedeni, yüksek dirence sahip, pH'a duyarlı bir cam elektrot içeren elektrot sistemlerinin potansiyellerini ölçmek için tasarlanmış olmalarıdır. Cihaz ölçeği hem milivolt hem de pH birimlerinde kalibre edilmiştir.

Laboratuvar uygulamalarında pH-121, pH-340 ve iyon ölçer EV-74 pH metreler kullanılır (bkz. Şekil 1.19). pH metreler, titratın akışını kontrol etmek için elektromanyetik valflere sahip bir büret sistemi veya pistonu bağlı bir elektrik motoru tarafından tahrik edilen bir şırınga içeren, örneğin BAT-15 tipi otomatik titratörlerle birlikte kullanılabilir. bir mikrometreye kadar.

Cihazları çalıştırırken standart tampon çözeltileri olan kontrol çözeltileri kullanılarak kalibre edilirler. PH ölçüm cihazlarını doğrulamak için, 1 dm3 tampon çözeltisi hazırlamak üzere tasarlanmış sabitleme kanalları şeklinde özel çözelti setleri üretilir. Taze hazırlanmış solüsyonları kullanarak cihazı kontrol etmeniz gerekir. Potansiyometrik titrasyonda, analiz edilen iyonun konsantrasyonunu belirlemek için geleneksel titrimetrik analiz teknikleri kullanılır. Temel gereklilik, bir titrant eklenirken, tespit için uygun bir elektrodun mevcut olduğu bir iyonun dahil edilmesi veya bağlanmasıdır. Tatmin edici sonuçlar elde etmenin bir başka koşulu.

TLaboratuvarda güvenlik önlemleri ve işgücünün korunması

Petrol ürünlerini analiz ederken yanıcı, yanıcı, patlayıcı, toksik ve yakıcı maddelerle çalışmak zorundasınız. Bu bağlamda güvenlik ve iş güvenliği gerekliliklerinin ihlali, gerekli önlemlerin alınmaması zehirlenmeye, yanıklara, kesilmelere vb. neden olabilir.

Her laboratuvar çalışanı, güvenlik düzenlemeleri bilgisinin tek başına olası kazaları tamamen ortadan kaldıramayacağını hatırlamalıdır. Kazaların çoğu, kazara ihmalin her zaman kazaya yol açmayacağına ikna olan işçinin güvenlik önlemlerine uyma konusunda daha az dikkatli olmaya başlamasının bir sonucu olarak meydana gelir.

Her işletmede, her laboratuvarda geliştiriyorlar detaylı talimatlar Numune alma ve saklama kurallarını belirlemek, petrol ürünlerini test ederken analitik çalışmalar yapmak. Bu talimatlar üzerinde bir sınavı geçmeksizin, işin özellikleri ve niteliği ile bu talimatları belirleyen talimatların gereklilikleri dikkate alınarak Genel kurallar Kimya laboratuvarlarında çalışan kimsenin laboratuvarda bağımsız çalışmasına izin verilemez.

GENEL HÜKÜMLER

Çalışmaya ancak tüm aşamaları açıksa ve şüphe uyandırmıyorsanız başlayabilirsiniz. Herhangi bir belirsizlik ortaya çıkarsa derhal iş yöneticisiyle iletişime geçmelisiniz. Alışılmadık işlemleri gerçekleştirmeden önce, her acemi laboratuvar teknisyeni ayrıntılı bireysel talimatlar almalıdır.

Artan tehlikeyle ilgili tüm çalışmalar yalnızca deneyimli bir işçinin veya iş yöneticisinin doğrudan denetimi altında gerçekleştirilmelidir.

Her laboratuvar teknisyeninin kişisel koruyucu giysisi (bir bornoz ve bazı durumlarda bir başlık ve lastik önlük ve koruyucu ekipman - gözlük ve lastik eldiven) olması gerekir.

Analitik çalışma sırasında cam eşyaları kurutmak için daima temiz havlular kullanılmalıdır. Cilde etki eden maddelerle (asitler, alkaliler, kurşunlu benzin vb.) Çalışırken, giymeden önce talk pudrası ile pudralanması gereken lastik eldivenler kullanmalısınız ve işten sonra suyla durulayın ve içine talk pudrası serpin. ve dışarı.

Basınç, vakum kullanımını gerektiren herhangi bir iş yaparken veya zehirli bir sıvının sıçramasının mümkün olduğu durumlarda (örneğin, asitleri seyreltirken ve alkalileri çözerken), laboratuvar çalışanları koruyucu gözlük takmalıdır.

4. Her laboratuvar çalışanı, ilk yardım için gerekli her şeyi içeren ilk yardım çantasının* laboratuvarda nerede bulunduğunu, ayrıca yangın söndürücülerin ve kutularının nerede bulunduğunu bilmelidir. İle büyük yangınları söndürmek için kum, asbest battaniyeleri.

5. İşyerinde yalnızca bu iş için gerekli alet ve ekipmanlar bulunmalıdır. Olası bir kazanın sonuçlarının ortadan kaldırılmasına engel olabilecek her şey ortadan kaldırılmalıdır.

6. Aşağıdakiler yasaktır: havalandırmanın yetersiz olduğu laboratuvarda çalışmak;

belirli bir analizin yapılmasıyla doğrudan ilgili olmayan çalışmalar yapmak; özel kıyafet olmadan çalışmak;

7. Laboratuvarda tek başınıza çalışın;

Çalışan tesisleri, sabit olmayan ısıtma cihazlarını, açık alevleri gözetimsiz bırakın.

KİMYASALLARLA ÇALIŞMA PROSEDÜRÜ.

Laboratuvarlardaki kazaların önemli bir kısmı, çeşitli reaktiflerin dikkatsiz veya beceriksiz kullanımından kaynaklanmaktadır. Zehirlenme, yanıklar, patlamalar çalışma kurallarının ihlalinin kaçınılmaz sonucudur.

Toksik maddeler solunum sistemini ve cildi etkileyebilir. Bazı durumlarda zehirlenme hemen kendini gösterir, ancak laboratuvarda çalışanlar bazen toksik maddelerin zararlı etkilerinin ancak bir süre sonra hissedildiğini hatırlamalıdır (örneğin, cıva buharı, kurşunlu benzin, benzen vb. solunduğunda). Bu maddeler yavaş yavaş zehirlenmeye neden olur, bu da mağdurun gerekli tıbbi önlemleri hemen almaması nedeniyle tehlikelidir.

Birlikte çalışan herkes zararlı maddeler Yıllık tıbbi muayeneye tabi tutulması ve özellikle zararlı maddelerle çalışanların her 3-6 ayda bir yapılması gerekmektedir. Zehirli duman ve gazlar üreten çalışmalar çeker ocakta gerçekleştirilmelidir. Laboratuvar odası, eşit miktarda temiz hava akışı ve kirli havanın uzaklaştırılmasını sağlayacak şekilde alt ve üst emmeli besleme ve egzoz havalandırmasıyla donatılmalıdır.

Analiz sırasında kabin kapıları indirilmelidir. Gerektiğinde toplam yüksekliğin 1/3'ünü geçmeyecek şekilde yükseltilmesine izin verilir. Kurşunlu benzin analizleri, gerçek katranların belirlenmesinde benzinin buharlaştırılması, çökeltilerin benzin ve benzen ile yıkanması, kok ve kül tayini ile ilgili işlemler vb. çeker ocakta yapılmalıdır. Asitler, solventler ve diğer zararlı maddeler de burada depolanmalıdır.

Zehirli sıvı içeren kaplar sıkıca kapatılmalı ve “Zehir” veya “Zehirli” olarak etiketlenmelidir; Hiçbir durumda masaüstünde bırakılmamalıdırlar.

Kurşunlu petrol ürünleriyle çalışırken özel dikkat gereklidir. Bu durumlarda, SSCB Baş Sıhhi Doktoru tarafından onaylanan özel kurallara (“Kurşunlu benzinin araçlarda depolanması, taşınması ve kullanımına ilişkin kurallar”) uymak gerekir.

Kurşunlu benzinin brülörler ve kaynak fenerleri için yakıt olarak ve laboratuvar çalışmaları için çözücü olarak, ayrıca ellerin, bulaşıkların vb. yıkanmasında kullanılması kesinlikle yasaktır. Kurşunlu petrol ürünleriyle çalışılan yerlerde yiyecek saklamak ve yemek yasaktır.

Kurşunlu ürünlerin analizinde doğrudan yer alan laboratuvar çalışanlarının tulumlarının düzenli olarak gazdan arındırılması ve yıkanması gerekir. Gazdan arındırma odaları yoksa, tulumlar en az 2 saat gazyağı içinde bekletilmeli, daha sonra sıkılmalı, suda kaynatılmalı ve ardından sıcak suyla bol miktarda durulanmalı veya ancak daha sonra yıkanmalıdır.

Kurşunlu benzinle çalışmayı bitirdiğinizde derhal ellerinizi gazyağı ile iyice, ardından yüzünüzü ve ellerinizi ılık su ve sabunla yıkamalısınız.

Dökülen kurşunlu petrol ürünlerinin bulaştığı yerler aşağıdaki şekilde nötralize edilir. Öncelikle talaşla kaplanır, daha sonra dikkatlice toplanır, çıkarılır, gazyağı ile ıslatılır ve özel olarak belirlenmiş bir yerde yakılır, ardından etkilenen yüzeyin tamamına bir gaz giderici tabakası uygulanır ve su ile yıkanır. Kurşunlu benzinle ıslatılmış koruyucu giysiler derhal çıkarılmalı ve nötralizasyon için teslim edilmelidir. Gaz giderici olarak, bir ölçü ağartıcı ve üç ila beş ölçü sudan oluşan, taze hazırlanmış bir bulamaç formundaki benzin veya ağartıcı içinde %1,5 dikloramin çözeltisi kullanın. Gazyağı ve benzin gaz giderici değildir; yalnızca kurşunlu ürünü yıkar ve içindeki etil sıvı konsantrasyonunu azaltırlar.

Kurşunlu benzin analizleri yapan laboratuvarlar, gaz gidericiler, gazyağı tankları ve ılık su içeren duş veya lavabolarla donatılmalıdır. Yalnızca kurşunlu petrol ürünleriyle çalışmak için gereken teknik minimum sınırı geçmiş ve periyodik tıbbi muayeneden geçmiş işçilerin kurşunlu ürünlerle laboratuvar çalışması yapmasına izin verilebilir.

Kimyasalların cilde, ağza veya solunum yoluna girmesini önlemek için aşağıdaki önlemler alınmalıdır:

1. Reaktif stokları, özellikle uçucu olanlar laboratuvar çalışma alanlarında saklanmamalıdır. Mevcut çalışma için gerekli reaktifler sıkıca kapalı tutulmalı ve en uçucu olanlar (örneğin hidroklorik asit, amonyak vb.) çeker ocaktaki özel raflarda saklanmalıdır.

Dökülen veya kazara dökülen reaktifler derhal ve iyice temizlenmelidir.

Suyla karışmayan sıvı ve katıların yanı sıra cıva veya tuzları dahil güçlü zehirlerin lavabolara atılması kesinlikle yasaktır. Bu tür atıklar iş gününün sonunda özel olarak belirlenmiş drenaj alanlarına götürülmelidir. Acil durumlarda, laboratuvar odası zehirli buharlar veya gazlar tarafından zehirlendiğinde, gaz maskesi takarken yalnızca ekipmanı kapatmak, dökülen solventi temizlemek vb. için burada kalabilirsiniz. Gaz maskesi her zaman işyerinde ve hemen kullanıma hazır olmalıdır.

Birçok reaktif laboratuvara büyük kaplarda gelir. Varillerden, büyük şişelerden, varillerden vb. maddelerin küçük porsiyonlarının doğrudan alınması yasaktır.

Bu nedenle, pratik laboratuvar çalışmalarında oldukça yaygın bir işlem, reaktiflerin paketlenmesidir. Bu işlem yalnızca bu maddelerin özelliklerini iyi bilen deneyimli çalışanlar tarafından yapılmalıdır.

Cildi veya mukoza zarını tahriş edebilecek katı reaktifleri paketlerken eldiven, koruyucu gözlük veya maske takılmalıdır. Saçlar bere veya atkı altına sıkıştırılmalı, bornozun manşetleri ve yakası vücuda tam oturmalıdır.

Tozlu maddelerle çalıştıktan sonra duş almalı ve tulumunuzu yıkamalısınız. Solunum sistemini toz ve yakıcı dumanlardan korumak için solunum cihazları veya gaz maskeleri kullanılır. Solunum cihazlarını gazlı bez bandajlarıyla değiştiremezsiniz - bunlar yeterince etkili değildir.

...

Benzer belgeler

Analitik kimyanın teorik temelleri. Spektral analiz yöntemleri. Analitik kimyanın bilimler ve endüstrilerle ilişkisi. Analitik kimyanın anlamı. Hassas kimyasal analiz yöntemlerinin uygulanması. Karmaşık metal bileşikleri.

özet, 24.07.2008 eklendi


Kimyada analiz kavramı. Analiz türleri, aşamaları ve yöntemleri: kimyasal (maskeleme, çökeltme, birlikte çökeltme), fiziksel (damıtma, damıtma, süblimasyon) ve fizikokimyasal (ekstraksiyon, soğurma, iyon değişimi, kromatografi, elektroliz, elektroforez).

özet, 23.01.2009 eklendi


Analitik kimyada niceliksel ve niteliksel bileşim kavramı. Madde miktarının analiz türüne etkisi. Bileşimini belirlemek için kimyasal, fiziksel, fizikokimyasal, biyolojik yöntemler. Kimyasal analiz yöntemleri ve ana aşamaları.

sunum, eklendi: 09/01/2016


Analitik kimyanın pratik önemi. Kimyasal, fizikokimyasal ve fiziksel analiz yöntemleri. Bilinmeyen bir maddenin kimyasal analiz için hazırlanması. Niteliksel analizin görevleri. Sistematik analizin aşamaları. Katyon ve anyonların tespiti.

özet, 10/05/2011 eklendi


Atık suyun analitik kimyasının özellikleri, analiz için hazırlık çalışmaları. Konsantrasyon yöntemleri: adsorpsiyon, buharlaştırma, dondurma, uçucu maddelerin buharlaşma yoluyla salınması. Atık suyun analitik kimyasının ana sorunları ve gelişim yönleri.

özet, 12/08/2012 eklendi


Kimya gelişiminin ana aşamaları. Ortaçağ kültürünün bir olgusu olarak simya. Bilimsel kimyanın ortaya çıkışı ve gelişimi. Kimyanın kökenleri. Lavoisier: kimyada devrim. Atom-moleküler bilimin zaferi. Modern kimyanın kökenleri ve 21. yüzyıldaki sorunları.

özet, 20.11.2006 eklendi


"Tahlil sanatı" ve laboratuvarların ortaya çıkış tarihi. Batı Avrupa kimya biliminin yaratıcı gelişimi. Lomonosov M.V. analitik kimyager olarak. 18.-19. yüzyıllarda kimyasal analiz alanında Rus başarıları. 20. yüzyılda yerli kimyanın gelişimi.

kurs çalışması, 26.10.2013 eklendi


Bilgi yolları ve sınıflandırma modern bilimler kimya ve fizik arasındaki ilişki. Kimya biliminin genel konuları olarak maddenin yapısı ve özellikleri. Kimyasal yapı çeşitliliğinin özellikleri ve kuantum kimyası teorisi. Karışımlar, eşdeğerleri ve madde miktarları.

ders, 10/18/2013 eklendi


Kimyanın temel fonksiyonları. Deterjan ve temizlik ürünlerinin özellikleri. Kimyanın sağlık ve eğitimde kullanımı. Üretim büyümesinin sağlanması, tarım ürünlerinin raf ömrünün uzatılması ve kimya kullanılarak hayvancılıkta verimliliğin arttırılması.

sunum, 20.12.2009 eklendi


Analitik kimya yöntemleri, niceliksel ve niteliksel analiz. Redoks sistemleri. Çözümlerin konsantrasyonunu ve ilişkilerini ifade etme yöntemleri. Titrimetrik analiz yöntemlerinin sınıflandırılması. Moleküler spektral analiz.

Bu bölümün incelenmesi sonucunda öğrenci: Bilmek

• dünyanın kimyasal tablosunun temel kavramları ve özellikleri;
• kimyanın bir bilim olarak gelişmesinde simyanın rolü;
• bir bilim olarak kimyanın gelişiminin tarihsel aşamaları;
• maddelerin bileşimi ve yapısıyla ilgili çalışmanın temel ilkeleri;
• kimyasal reaksiyonların ortaya çıkmasındaki ana faktörler ve kontrol koşulları;
• evrimsel kimyanın temel ilkeleri ve biyogenezi açıklamadaki rolü; yapabilmek
• kimya biliminin temellerini anlamada mikro dünya fiziğinin rolünü tanımlamak;
• kimyanın gelişimindeki ana aşamaların karşılaştırmalı bir analizini yapmak;
• maddenin sistemik organizasyonunun yapısal seviyelerini açıklamada kimyanın rolünü göstermek mantıklıdır;

sahip olmak

• dünyanın kimyasal bir resmini oluşturmak için bilgi edinme ve uygulama becerileri;
• Kimyasal süreçleri karakterize etmek için kimyanın kavramsal aygıtlarını kullanma becerisi.

Kimya biliminin gelişimindeki tarihsel aşamalar

Kimyayı bir bilim olarak nitelendiren birçok tanım vardır:

• kimyasal elementler ve bileşikleri hakkında;
• maddeler, bileşimleri ve yapıları;
• maddelerin niteliksel dönüşüm süreçleri;
• kimyasal reaksiyonlar ve bu reaksiyonların uyduğu kanunlar ve modeller.

Açıkçası, bunların her biri kapsamlı kimya bilgisinin yalnızca bir yönünü yansıtır ve kimyanın kendisi de oldukça düzenli, sürekli gelişen bir bilgi sistemi olarak hareket eder. Klasik bir ders kitabından bir tanım verelim: “Kimya, maddelerin dönüşüm bilimidir. Maddelerin bileşimini ve yapısını, maddelerin özelliklerinin bileşimlerine ve yapılarına bağımlılığını, bazı maddeleri diğerlerine dönüştürme koşullarını ve yollarını inceler.

Kimya maddelerin dönüşüm bilimidir.

Kimyanın en önemli ayırt edici özelliği büyük ölçüde bağımsız olarak oluşur Araştırmanın konusu, doğada var olmayan maddelerin yaratılması. Başka hiçbir bilime benzemeyen kimya, aynı anda hem bilim hem de üretim işlevi görür. Modern kimya, problemlerini atomik-moleküler düzeyde çözdüğü için fizik, biyoloji ve ayrıca jeoloji, mineraloji vb. bilimlerle yakından ilişkilidir. Bu bilimler arasındaki sınır alanları kuantum kimyası, kimyasal fizik, fiziksel ile incelenir. kimya, jeokimya, biyokimya vb.

200 yıldan fazla bir süre önce, büyük M.V. Lomonosov, St. Petersburg Bilimler Akademisi'nin halka açık bir toplantısında konuştu. raporda “Kimyanın Faydaları Hakkında Birkaç Söz” kehanet dolu satırları okuyoruz: "Kimya, insan işlerine elini uzatıyor... Nereye baksak, nereye baksak, onun çalışkanlığının başarıları gözlerimizin önünde beliriyor." Kimya, Antik Dünyanın önde gelen ülkesi Mısır'da "çalışkanlığını" yaymaya başladı. Metalurji, seramik, camcılık, boyacılık, parfüm, kozmetik gibi sanayiler burada çağımızdan çok önce önemli bir gelişme göstermişti.

Kimya biliminin farklı dillerdeki adını karşılaştıralım:

Bütün bu kelimelerin kökü var "etek" veya " kimya Antik Yunan dilinin sözleriyle uyumlu olan "himos" veya "humos", "meyve suyu" anlamına geliyordu. Tıp ve eczacılık ile ilgili bilgilerin yer aldığı yazmalarda bu isme rastlanmaktadır.

Başka bakış açıları da var. Plutarch'a göre "kimya" terimi Mısır'ın eski isimlerinden biri olan Hemi'den geliyor. (“toprağı kepçelemek”) Orijinal anlamında bu terim "Mısır sanatı" anlamına geliyordu. Maddelerin ve onların etkileşimlerinin bilimi olarak kimya, Mısır'da ilahi bir bilim olarak kabul edildi ve tamamen rahiplerin elindeydi.

Kimyanın en eski dallarından biri metalurjidir. MÖ 4-3 bin yıl. Cevherlerden bakır eritmeye ve daha sonra bakır ve kalay alaşımı (bronz) üretmeye başladılar. MÖ 2. binyılda. peynir üfleme işlemini kullanarak cevherlerden demir çıkarmayı öğrendi. MÖ 1600 Kumaşları boyamak için doğal indigo boyayı kullanmaya başladılar ve bir süre sonra mor ve alizarin kullanmaya başladılar, ayrıca sirke, bitki malzemelerinden ilaçlar ve üretimi kimyasal işlemlerle ilişkili diğer ürünleri hazırlamaya başladılar.

V-VI yüzyıllarda Arap Doğu'sunda. "Simya" terimi, Yunan-Mısır "kimyası"na "al-" parçacığının eklenmesiyle ortaya çıkar. Simyacıların amacı, tüm adi metalleri altına dönüştürebilecek bir "filozof taşı" yaratmaktı. Pratik bir düzene dayanıyordu: altın

Avrupa'da ticaretin gelişmesi için gerekliydi ve bilinen çok az altın yatağı vardı.

Bilim tarihinden gerçekler

Keşfedilen en eski kimyasal metinlerin artık eski Mısır'a ait olduğu düşünülüyor. "Ebers Papirüsü"(adını onu bulan Alman Mısırbilimciden almıştır) - 16. yüzyıldan kalma ilaç yapımına yönelik tariflerden oluşan bir koleksiyon. M.Ö. ve Memphis'te bulunan ve ilaç tarifleriyle birlikte bulunan “Brugsch papirüsü” (M.Ö. XIV. Yüzyıl).

Kimyanın bağımsız bir bilimsel disiplin olarak yerleşmesinin önkoşulları, 17. yüzyıldan 18. yüzyılın ilk yarısına kadar yavaş yavaş oluştu. Aynı zamanda, ampirik materyalin çeşitliliğine rağmen, bu bilimde, 1869'da D. I. Mendeleev (1834-1907) tarafından periyodik kimyasal elementler sisteminin keşfine kadar, bunun yardımıyla genel bir teori yoktu. Birikmiş gerçek materyali açıklamak mümkün.

Kimya bilgisini dönemselleştirme girişimleri 19. yüzyılda yapıldı. Dört ciltlik bir monografinin yazarı Alman bilim adamı G. Kopp'a göre "Kimya Tarihi"(1843-1847), kimyanın gelişimi belli bir şeyden etkilenmiştir. yol gösterici fikir. Beş aşama belirledi:

• deneysel bilginin teorik olarak açıklanmaya çalışılmadan biriktirildiği dönem (antik çağlardan MS 4. yüzyıla kadar);
• simya dönemi (IV - 16. yüzyılın başları);
• iatrokimya dönemi, yani. “şifa kimyası” (16. yüzyılın ikinci çeyreği - 17. yüzyılın ortası);
• ilk kimya teorisinin yaratılış ve hakimiyet dönemi - flojiston teorisi (17. yüzyılın ortaları - 18. yüzyılın üçüncü çeyreği);
• niceliksel araştırma dönemi (18. yüzyılın son çeyreği - 1840'lar) 1.

Ancak modern fikirlere göre bu sınıflandırma, kimya biliminin henüz sistemik teorik bilgi olarak oluşturulmadığı aşamaları ifade eder.

Yerli kimya tarihçileri, kimyanın temel problemini bir bilim ve üretim olarak çözmenin bir yolunu temel alan dört kavramsal seviye tanımlar (Şekil 13.1).

Birinci kavramsal düzey - kimyasal bir maddenin yapısının incelenmesi. Bu aşamada maddelerin kimyasal bileşimlerine bağlı olarak çeşitli özellikleri ve dönüşümleri üzerine araştırmalar yapıldı.

Pirinç. 13.1.

Bu kavramın fiziksel atomizm kavramıyla analojisini görmek zor değil. Hem fizikçiler hem de kimyacılar, tüm basit ve karmaşık maddelerin özelliklerinin açıklanabileceği bu ilk temeli bulmaya çalıştılar. Bu kavram oldukça geç bir tarihte formüle edildi - 1860'da, Almanya'nın Karlsruhe kentindeki ilk Uluslararası Kimyacılar Kongresi'nde. Kimya bilimciler şunu varsaydılar: tüm maddeler moleküllerden oluşur ve tüm moleküller, sırasıyla atomlardan oluşur. Hem atomlar hem de moleküller sürekli hareket halindeyken, atomlar moleküllerin en küçük ve bölünemez parçalarıdır.

Kongrenin önemi D. I. Mendeleev tarafından açıkça ifade edildi: “Atom ile parçacık arasındaki farkı kabul ettikten sonra (moleküle bu deniyordu - G. O.), tüm ülkelerin kimyagerleri üniter sistemin başlangıcını kabul etti; Şimdi başlangıcın farkına varıp, sonuçlarının farkına varmamak büyük bir tutarsızlık olur.”

İkinci kavramsal düzey - Belirli kimyasal maddelerin bileşimindeki elementlerin belirli bir etkileşim yolunu tanımlayan kimyasal maddelerin yapısının incelenmesi. Maddelerin özelliklerinin yalnızca kendilerini oluşturan kimyasal elementlere değil, aynı zamanda bu elementlerin kimyasal reaksiyon sırasındaki ilişkisine ve etkileşimine de bağlı olduğu bulunmuştur. Dolayısıyla elmas ve kömür, yapılarındaki farklılıklardan dolayı farklı özelliklere sahiptirler. kimyasal bileşim benzer

Üçüncü kavramsal düzey Kimya, kimyasal üretimin verimliliğini artırma ihtiyaçları tarafından üretilir ve kimyasal süreçlerin iç mekanizmalarını ve dış koşullarını araştırır: sıcaklık, basınç, reaksiyon hızı vb.

Dördüncü kavramsal düzey - Evrimsel kimya seviyesi. Bu seviyede, kimyasal reaksiyonlara katılan reaktiflerin doğası ve oluşum hızını önemli ölçüde hızlandıran katalizörlerin etkisinin özellikleri daha derinlemesine incelenir. Köken süreci işte bu düzeyde kavranır. canlı inert maddeden madde.

• Glinka II. L. Genel kimya. 2. baskı. L.: Kimya: Leningrad şubesi, 1987. S. 13.
• Alıntı Yazan: Koltun M. Kimya Dünyası. M.: Çocuk edebiyatı, 1988. S. 7.
• Mendeleev D. I. Op. 25 ciltte L. - M .: AP SSCB Yayınevi, 1949. T. 15. S. 171-172.

Ders 1

Ders: Kimya bir doğa bilimidir.

Hedef: kimyanın bir bilim olduğu konusunda fikir vermek; kimyanın doğa bilimleri arasındaki yerini gösterir; kimyanın kökeninin tarihini tanıtmak; kimyanın insan yaşamındaki önemini düşünün; kimya sınıfında davranış kurallarını öğrenmek; kimyada bilimsel bilgi yöntemlerini tanıtmak; düşünme mantığını ve gözlem becerilerini geliştirmek; Çalışılan konuya ilgiyi, konuyu çalışırken azim ve gayreti geliştirin.

Dersler sırasında.

BENSınıf organizasyonu.

IITemel bilgilerin güncellenmesi.

Hangi doğa bilimlerini biliyor ve çalışıyorsunuz?

Neden doğal olarak adlandırılıyorlar?

IIIKonunun mesajı, ders hedefleri, öğrenme faaliyetleri için motivasyon.

Dersin konusunu ve amacını aktardıktan sonra öğretmen problemli bir soru sorar.

Kimya çalışmaları hakkında ne düşünüyorsunuz? (Öğrenciler tahminlerini belirtirler, hepsi tahtaya yazılır). Daha sonra öğretmen ders sırasında hangi varsayımların doğru olduğunu öğreneceğimizi söylüyor.

IIIYeni materyal öğrenme.

Dersimize başlamadan önce kimya odasındaki davranış kurallarını öğrenmeliyiz. Önünüzdeki duvara, bu kuralların yazılı olduğu standa bakın. Ofise her girdiğinizde bu kuralları tekrarlamalı, bilmeli ve kesinlikle uymalısınız.

(Kimya laboratuvarındaki davranış kurallarını yüksek sesle okuyun.)

Kimya sınıfında öğrenciler için davranış kuralları.

Kimya dersine ancak öğretmenin izniyle girebilirsiniz.

Kimya dersinde ölçülü bir hızda yürümeniz gerekir. Masaların üzerinde duran ekipmanı ve reaktifleri devirebileceğiniz için hiçbir durumda ani hareket etmemelisiniz.

Kimya odasındaki deneysel çalışma sırasında bornoz giymelisiniz.

Deneysel çalışma yaparken ancak öğretmenin izninden sonra çalışmaya başlayabilirsiniz.

Deneyler yaparken sakince, telaşsız çalışın. Komşunuzun masasını itmeyin. Hatırlamak! Doğruluk başarının anahtarıdır!

Deneyleri tamamladıktan sonra şunları sağlamak gerekir: iş yeri ellerinizi sabunla iyice temizleyin ve yıkayın.

Kimya bir doğa bilimidir, kimyanın doğa bilimleri arasındaki yeri.

Doğa bilimleri fiziki coğrafya, astronomi, fizik, biyoloji, ekoloji ve diğerlerini içerir. Doğal nesneleri ve olayları incelerler.

Kimyanın diğer bilimler arasında nasıl bir yer tuttuğunu düşünelim. Onlara maddeler, malzemeler ve modern teknolojiler sağlar. Aynı zamanda matematik, fizik, biyoloji ve ekoloji alanlarındaki başarılarını da kendi gelişimi için kullanıyor. Sonuç olarak kimya merkezi ve temel bir bilimdir.

Kimya ve diğer doğa bilimleri arasındaki sınırlar giderek bulanıklaşıyor. Fiziksel kimya ve kimyasal fizik, fiziksel ve kimyasal olaylara ilişkin çalışmaların sınırında ortaya çıktı. Biyokimya - biyolojik kimya - canlı organizmalarda bulunan bileşiklerin kimyasal bileşimini ve yapısını inceler.

Kimyanın ortaya çıkış tarihi.

Madde bilimi ve onların dönüşümleri, antik dünyanın teknik açıdan en gelişmiş ülkesi olan Mısır'da ortaya çıktı. Mısırlı rahipler ilk kimyagerlerdi. Şimdiye kadar çözülmemiş birçok kimyasal sırra sahiplerdi. Örneğin, ölen firavunların ve soyluların bedenlerini mumyalamanın yanı sıra belirli boyaları elde etme teknikleri.

Mısır'da çömlekçilik, camcılık, boyacılık, parfümeri gibi endüstriler çağımızdan çok önce önemli bir gelişme kaydetmişti. Kimya "ilahi" bir bilim olarak görülüyordu, tamamen rahiplerin elindeydi ve onlar tarafından bu konuda bilgi sahibi olmayanlardan dikkatle saklanıyordu. Ancak bazı bilgiler hala Mısır'ın ötesine geçti.

7. yüzyıl civarında. reklam Araplar, Mısırlı rahiplerin mirasını ve çalışma yöntemlerini benimsediler ve insanlığı yeni bilgilerle zenginleştirdiler. Araplar hemi kelimesine al ön ekini eklediler ve simya olarak bilinen maddelerin incelenmesinde liderlik Araplara geçti. Simyacıların eserleri bilinmesine ve hatta Slav Kilisesi'ne tercüme edilmesine rağmen, simyanın Rusya'da yaygın olmadığı unutulmamalıdır. Simya, pratik ihtiyaçlar için çeşitli maddeleri elde etme ve işlemeye yönelik bir ortaçağ sanatıdır. Dünyayı yalnızca gözlemleyen ve açıklamalarını varsayımlara ve düşüncelere dayandıran eski Yunan filozoflarının aksine, simyacılar harekete geçti, deneyler yaptı, beklenmedik keşifler yaptı ve deneysel teknikleri geliştirdi. Simyacılar metallerin üç ana elementten oluşan maddeler olduğuna inanıyorlardı: tuz - sertliğin ve çözünürlüğün sembolü olarak; kükürt – yüksek sıcaklıklarda ısınabilen ve yanabilen bir madde olarak; cıva - buharlaşabilen ve parıldayan bir madde olarak. Bu bağlamda, örneğin değerli bir metal olan altının da tamamen aynı elementlere sahip olduğu, yani her metalden elde edilebileceği varsayılmıştır! Başka herhangi bir metalden altın üretiminin, simyacıların başarısız bir şekilde bulmaya çalıştığı filozof taşının hareketi ile ilişkili olduğuna inanılıyordu. Ayrıca filozof taşından yapılan iksiri içerseniz sonsuz gençliğe kavuşacağınıza inanıyorlardı! Ancak simyacılar ne filozof taşını ne de diğer metallerden altını bulamadılar ve elde edemediler.

Kimyanın insan yaşamındaki rolü.

Öğrenciler kimyanın insan yaşamı üzerindeki olumlu etkisinin tüm yönlerini listeler. Öğretmen öğrencilerin düşüncelerine yardımcı olur ve onları yönlendirir.

Öğretmen: Kimya yalnızca toplumda faydalı mıdır? Kimyasal ürünlerin kullanımıyla bağlantılı olarak ne gibi sorunlar ortaya çıkıyor?

(Öğrenciler bu sorunun cevabını bulmaya çalışırlar.)

Kimyada bilgi yöntemleri.

İnsan, gözlem gibi önemli bir yöntemle doğa hakkında bilgi sahibi olur.

Gözlem- bu, onları incelemek için dikkatin algılanabilir nesneler üzerinde yoğunlaşmasıdır.

Gözlem yoluyla, kişi etrafındaki dünya hakkında bilgi biriktirir ve daha sonra bunları sistematik hale getirerek gözlem sonuçlarındaki genel kalıpları belirler. Bir sonraki önemli adım, bulunan kalıpları açıklayan nedenleri aramaktır.

Gözlemin verimli olabilmesi için bir takım koşulların karşılanması gerekir:

gözlem konusunu, yani gözlemcinin dikkatinin neye çekileceğini açıkça tanımlayın - belirli bir madde, özellikleri veya bazı maddelerin başkalarına dönüşümü, bu dönüşümlerin uygulanma koşulları vb.;

Gözlemin amacını formüle etmek için gözlemcinin gözlemi neden yaptığını bilmesi gerekir;

Hedefinize ulaşmak için bir izleme planı hazırlayın. Bunu yapmak için, bir varsayım ileri sürmek daha iyidir, yani. gözlemlenen olgunun nasıl gerçekleşeceğine dair bir hipotez (Yunan hipotezinden - temel, varsayım). Gözlem sonucunda yani açıklanması gereken bir sonuç elde edildiğinde de hipotez ortaya atılabilir.

Bilimsel gözlem, kelimenin günlük anlamındaki gözlemden farklıdır. Kural olarak bilimsel gözlem sıkı kontrol edilen koşullar altında yapılır ve bu koşullar gözlemcinin isteği üzerine değiştirilebilir. Çoğu zaman, bu tür gözlemler özel bir odada - bir laboratuvarda gerçekleştirilir.

Deney- belirli koşullar altında araştırılması ve test edilmesi amacıyla bir olgunun bilimsel olarak çoğaltılması.

Bir deney (Latince Experimentum'dan - deneyim, test), gözlem sırasında ortaya çıkan bir hipotezi onaylamanıza veya çürütmenize ve bir sonuç oluşturmanıza olanak tanır.

Alevin yapısını incelemek için küçük bir deney yapalım.

Bir mum yakalım ve alevi dikkatlice inceleyelim. Rengi heterojendir ve üç bölgeye sahiptir. Karanlık bölge (1) alevin alt kısmındadır. Diğerlerine kıyasla en soğuk olanıdır. Karanlık bölge, sıcaklığı karanlık bölgeye göre daha yüksek olan alevin (2) parlak kısmı ile çevrilidir. Ancak en yüksek sıcaklık alevin üst renksiz kısmındadır (bölge 3).

Alevin farklı bölgelerinin farklı sıcaklıklara sahip olduğundan emin olmak için bu deneyi yapabilirsiniz. Alevin içine, üç bölgeyi de geçecek şekilde bir kıymık veya kibrit yerleştirin. 2. ve 3. bölgelerde kıymığın kömürleştiğini göreceksiniz. Bu, alev sıcaklığının en yüksek olduğu bölge anlamına gelir.

Şu soru ortaya çıkıyor: Bir alkol lambasının veya kuru yakıtın alevi, bir mumun aleviyle aynı yapıya sahip olacak mı? Bu sorunun cevabı iki varsayım olabilir - hipotezler: 1) alevin yapısı bir mumun aleviyle aynı olacaktır, çünkü aynı sürece dayanmaktadır - yanma; 2) Çeşitli maddelerin yanması sonucu ortaya çıktığı için alevin yapısı farklı olacaktır. Bu hipotezlerden birini doğrulamak veya çürütmek için bir deneye dönelim - bir deney yapalım.

Bir kibrit veya kıymık kullanarak alkol lambasının alevinin yapısını inceliyoruz.

Şekil, boyut ve hatta renk farklılıklarına rağmen, her iki durumda da alev aynı yapıya sahiptir - aynı üç bölge: iç karanlık (en soğuk), orta aydınlık (sıcak) ve dış renksiz (en sıcak).

Bu nedenle deneye dayanarak herhangi bir alevin yapısının aynı olduğu sonucuna varabiliriz. Bu sonucun pratik anlamı şudur: Herhangi bir nesneyi alevde ısıtmak için, alevin üst kısmına, yani en sıcak kısmına getirilmesi gerekir.

Deneysel verileri sıradan bir not defterinin uygun olduğu özel bir laboratuvar günlüğünde belgelemek gelenekseldir, ancak içindeki girişler kesin olarak tanımlanmıştır. Deneyin tarihi, adı ve deneyin ilerleyişi not edilir ve bunlar genellikle tablo şeklinde sunulur.

Alevin yapısını bu şekilde incelemek için bir deney anlatmaya çalışın.

Bütün doğa bilimleri deneyseldir. Ve bir deney oluşturmak çoğu zaman özel ekipman gerektirir. Örneğin biyolojide, gözlemlenen nesnenin görüntüsünü birçok kez büyütmeyi mümkün kılan optik aletler yaygın olarak kullanılmaktadır: büyüteç, mikroskop.

Fizikçiler elektrik devrelerini incelerken voltajı, akımı ve elektrik direncini ölçmek için aletler kullanırlar.

Bilim adamları-coğrafyacılar, en basitinden (pusula, hava balonları) araştırma gemilerine, benzersiz uzay yörünge istasyonlarına kadar özel araçlarla silahlandırılmıştır.

Kimyacılar araştırmalarında özel ekipmanlar da kullanırlar. Bunlardan en basiti, örneğin, zaten aşina olduğunuz bir ısıtma cihazıdır - bir alkol lambası ve içinde maddelerin dönüşümlerinin, yani kimyasal reaksiyonların gerçekleştirildiği çeşitli kimyasal kaplar.

IV Edinilen bilginin genelleştirilmesi ve sistemleştirilmesi.

Peki kimya neyi inceliyor? (Ders boyunca öğretmen çocukların kimya konusuyla ilgili varsayımlarının doğruluğuna veya yanlışlığına dikkat etti. Şimdi sıra genelleme yapmaya ve son cevabı vermeye geldi. Kimyanın tanımını çıkarıyoruz).

Kimyanın insan yaşamında ve toplumda oynadığı rol nedir?

Artık kimyada hangi bilgi yöntemlerini biliyorsunuz?

Gözlem nedir? Gözlemin etkili olabilmesi için hangi koşulların karşılanması gerekir?

Bir hipotez ile sonuç arasındaki fark nedir?

Deney nedir?

Alevin yapısı nedir?

Isıtma nasıl yapılmalı?

V Yansıma, dersi özetleme, not verme.

VI Ödev raporu, nasıl tamamlanacağına ilişkin talimatlar.

Öğretmen: Yapmanız gerekenler:

Bu dersin arka plan notlarını öğrenin.

Aşağıdaki tabloyu kullanarak alevin yapısını incelemek için bir deney tanımlayın.