Химиялық қозғалыс

Химиялық қозғалыс заттың химиялық құрамы мен құрылысы өзгере жүретін өзгерісі. Сондықтан зат құрамы мен оның химиялық структурасы қозғалыстың формасының белгілі бір сипат алуына негіз болады.

Белгілі бір заттың химиялық құрамын анықтау үшін, оның қандай элементтерден, атомдар тобынан, иондардан немесе молекулалардан тұратындығын, яғни құрамдас бөліктерін білу керек. Мәселен сынап оксидінің химиялық құрамын балқымайтын шыныдан жасалған пробиркада қатты қыздыру жолымен анықтайды. Сонда сынап оксиді металдық сынап және газ тәрізді оттегі түзе ыдырайды:

2HgO → 2Hg + O₂↑

Бұдан сынап оксидінің сынап атомы мен оттегіден тұрады деген қорытынды жасаймыз. Бөлінген сынапты пробирка қабырғасында түзілген күміс тәрізді тамшылар арқылы сапалық түрде анықтаймыз, ал түзілген оттегін – шала жанған шыра арқылы анықтайды. (элементтер химиясын еске түсірейік).

Сандық түрде HgO үлгісінің термиялық ыдырауы кезінде түзілген металдық сынапты өлшеу арқылы, бөлінген оттегін көлемін өлшеу арқылы анықтауға болады.

Сонымен, берілген заттың қарапайым құрамдас бөліктеріне ыдырауына негізделген зерттеу әдісін талдау немесе анализ деп аталады.

Зерттелетін заттың құрамын оны ыдыратпай-ақ анықтау жиі қолданылады. Мысалы, металдардың буының спектрлері бойынша құймалардың құрамын, техникалық күкірт қышқылының құрамындағы күкірт қышқылының пайыздық шамасын оның тығыздығын өлшеу арқылы, әк суының ток өткізгіштігі бойынша  Ca(OH)₂ шамасын анықтауға болады. Не болмаса темір роданидінің ерітіндісі түсінің қанықтылығымен (интенсивтілігі) эталондық ерітіндіні салыстыру арқылы зерттелетін ерітіндідегі темір иондарының шамасын анықтау.

Яғни, берілген затты зерттеуде оның құрамы мен құрылысын анықтауда әртүрлі әдістер қолданылады.Анализ немесе талдауға химияда қарама-қарсы процесс немесе құбылыс – синтез – яғни қарапайым заттардан күрделі заттар алу. Мәселен, сутегі мен оттегіден – су, азот пен сутегіден – аммиак алу. Анализ сиякты, синтездің де белгісіз қосылыстың құрамын анықтауда ролі зор, мысалы заттарды зерттеуде олардың қасиеттерін жасанды жолмен алынған ұқсас заттармен салыстырады. Сондықтан да болар химиялық құбылыстар, қарапайым және күрделі заттардың құрамы мен қасиеттерін зерттеуде анализ әдістерімен қатар синтез әдістері де қолданылады. Синтез анализді толықтырады, және де алынған нәтижелерге сүйене отырып зерттелетін затты толық зерттеуге болады. Анализ бен синтез табиғаттағы құбылыстарды зерттеуде тиімді әдістер.

H₂ және O₂ суды синтездеу, судың күрделі зат екендігі дәлелдеді. Дегенмен суды анализдеу арқылы судың белгілі бір қасиеттері бар күрделі зат екендігі дәлелденді. Яғни, синтез бен анализ жолымен судың химиялық құрамын анықтайды.

Заттарды талдау әдістері туралы ғылымды аналитикалық химия деп атайды, ал химиялық анализ тәжірибеде қолданылатын зерттелетін заттардың химиялық құрамын анықтайтын белгілі әдістер. Бұл түсініктерді кейде шатастырады, кейде теңестіреді. Дегенмен, химиялық анализді материяның қозғалысының химиялық формасын өлшеу нәтижесі деп, ал аналитиқалық химияны материяның қозғалысының химиялық формасын өлшеу туралы ғылым деп қарастырады.

Аналитикалық анықтаулар геохимия, геология, минерология, физика, биология, агрохимия т.б. жаратылыстану ғылымдарының, металлургияның, медицинаның дамуына үлкен әсер етеді. Ал химиядағы әрбір ғылыми-зерттеу жұмысы аналитикалық талдау, анықтауларсыз өтпейді. Әсіресе өндірісте бұл талдаулар арқылы бастапқы шикізат, аралық және дайын өнымдерді үнемі қадағалау технологиялық процесс пен өнім сапасын белгілеуге болады.

Химиялық талдаулар арқылы пайдалы қазбалар анықталып, қорғасын рудаларын және метеориттердің изотоптық құрамын анықтау арқылы жер қыртысының (5 * 10⁹ жыл) және күн жүйесінің (› 4 *  10⁹ – 4.5 * 10⁹ жыл) пайда болу уақыты белгіленді.

Өсімдіктер мен жануарлардың қоректенуіне қажетті топырақ пен тыңайтқыш құрамындағы микроэлементтердің адам денсаулығының деңгейін анықтайтын қанның анализі де осыған мысал.

Сонымен қатар қазіргі заманғы анализ әдістері көмегінсіз жаңа химиялық қосылыстардың синтезі мүмкін емес.

Химиялық талдаудың әдістері мен жеке приемдары ерте заманнан дамыды: дәрілік препараттар, маталдар, руда мен минералдарды зерттеу жұмыстары жүргізілген.

Әуелі талдаудың химиялық әдістері рудалық және руда емес қазбалар мен жасанды жолмен алынған заттардың сапалық талдауы түрінде дамыса, кейіннен сандық анализ түрінде дамыды. Әуелі сандық анализ алтын мен күмістің тазалық дәрежесін анықтау үшін қолданылатын пробирлік анализ түрінде, кейін жетілдіріліп тұздар мен қышқылдар, негіздер бен органикалық заттардың құрамын анықтауға қолданыла бастады.

Қазіргі таңда ғылымның жан-жақты дамуына және өндіріс пен техниканың жетілуіне байланысты химиялық анализ де жетілдіріліп, аналитикалық анықтаулардың нақтылығы да артты. Қазіргі құрал-жабдықтардың көмегімен өте аз мөлшердегі (10^-6 – 10^-12г) және аз көлемдегі (10^-3 – 10^-6 мл) ерітінділерді анықтауға болады. Техникадағы жоғары тазалықтағы заттар қолданылатындықтан талдау әдістерінің сезгіштігі де жоғарылап қоспалардың миллиардтың үлесіндей пайыздық шамасы анықталатын болды.

Орташа үлгі алу.

Техникалық өнімдердің химиялық құрамы бірдей бірқалыпты болмайды. Дұрыс нәтижелерді алу үшін орташа үлгі – химиялық құрамы барлық материалдың химиялық құрамына сәйкес зерттелетін заттың аз мөлшерін талдайды.

Үлгі алу әдістері  заттың агрегаттық күйі мен біртектілігіне байланысты. Маңызды өнімдерге арнайы үлгі алудың ГОСТ-ы белгіленеді.

Газ тәрізді материалдың орташа үлгісін алу.

Газ тәрізді материалдардың орташа үлгісін газ жинағыш аппарат немесе қондырғының трубкаларының көмегімен жинақтап алады. Үлгінің бірнеше түрлері бар:

орташа – белгілі бір уақыт аралығында алынатын үлгі.

периодты – белгіленген уақыт аралығында алынатын үлгі.

бір реттік – бір-ақ рет алынатын үлгі.

жоғарғы (беткі) – аппарттың жоғарғы бөлігінен алынатын үлгі.

орталық (центр) – аппараттың ортаңғы бөлігінен алынатын үлгі.

төменгі – аппарттың ¹/₁₀ биіктігінен алынатын үлгі.

күрделі – бір немесе бірнеше аппараттан әртүрлі уақыт кезеңінде алынатын үлгі.

Сұйықтықтардың орташа үлгісін алу.

Арнайы үлгі алғыштар көмегімен алынады. Сұйықтықтың үлгісін алу әдістері мен шамасы әрбір жекелеген жағдайда ГОСТ бойынша анықталады.

Қатты заттардың ортша үлгісін алу.

Қапталған қатты заттардан үлгіні қаптың барлық көлемінен (қалыңдығынан) бірдей өткір затпен тесіп 5 * 10 % шамасында алынады. Тау болып үйілген үйіндіден үлгі алғанда шахмат тәріздес жағдайда алады. Үлкен патиялардан үлгі алғанда оларды төгіп немесе тиеген уақытта алынады. Орташа үлгі алғанда кесек материалдардың ұсақ материалдарға қатынасы сәйкесінше болуы керек.

Біріншілік үлгілерді өңдеу және бөлу (Іріктеу).

Біріншілік үлгінің массасы материалдардың табиғаты мен сипатымен анықталады. Химиялық анализге зертханаға үлгіні 150-200г шамасында жібереді. Сондықтан біріншілік үлгіні кварттау әдісімен азайтайды. Ол үшін материалдарды ұсақтап (8-10), фанерада араластырып, конус тәрізді ғып үйіп, үстінен басқа фанерамен басып кварттайды – тең 4-ке бөледі.Қарама-қарсы секторлардан жаңа үйінді жасап. Одан тағы да кварттау арқылы 150-200г қалғанша үлгі алады. Алынған үлгіні 2 бөлікке бөліп, таза, жаксы жабылатын шыны ыдысқа салып қояды. Этикеткасында өнім аты, портил көмірі, үлгі алынған орын, үлгі алушының аты-жөні жазылады. 1 шыны банканың аузын желімдеп үлгілер мұрағатына беріліп, ГОСТ немесе ТУ мен белгіленген уақыт аралығында сақтайды, арбитражды анализге екіншісін аналитикалық зертханаға жібереді.

Елеуіштік талдау  (ұнтақтау дәрежесін анықтау)

Елеуіштік талдау арқылы елеуіште қалған материалдың пайызын анықтайды.Елеуішке торлардың нөмірін ГОСТ және ТУ зерттелетін өнімге сәйкестеп белгілейді. Мұндай әдістің екі түрі бар – ылғалды және құрғақ.

Ылғалды елеу. Зерттелетін өнім үлгісін техникалық таразыда өлшеп (0,01 шамаға) елеуішке салып сумен жуады. Түзілген кесектерді ұсатады.Өнімнің ұсақ бөліктері жайылғанша сумен жуады. Қалған материалды елеуішімен 105⁰ температурада кептіріп, техникалық таразыда өлшейді.

Құрғақ елеу. Зерттелетін үлгіні 105-110⁰ температурада 1 сағат ішінде кептіріп, алдын-ала өлшенген елеуішке салып қақпағын жауып елейді. 7 минут уақыттан кейін елеуіштен өткен материалдарды алып, елеуді әрі қарай жалғайды. Бақылау елеуішін әдейлеп қағазға 0,05г зерттелетін материал өтетін жағдайда елеуді тоқтатады. Енді елеуішті қалдығымен техникалық таразыда өлшеп, %-бен есептеу жұмысын жүргізеді.

X = g₁ – g₂ * 100 / g₃

g₁ – елеуіш қалдығымен массасы.

g₂ – бос елеуіш массасы.

g₃ – үлгі массасы.

Сонымен қатар техникалық талдау жүргізіледі.

Техникалық анализ – аналитикалық химияның бөлімі. Ол шикізат, аралық және дайын өнімдерді, сонымен қатар технологиялық процестердің ағысын қадағалауда қолданылады.

Мұндай аналитикалық бақылау химиялық, металлургиялық, тау-кен, мұнай және мұнай өңдеуші өндіріс орындарында цехтық зертханаларда, орталық зауыттың зертханаларында және техникалық бақылау бөлімдерінде (ОТК – отдел техн. контроль) жүргізілед