Илегіш ерітінділеріндегі цирконийді титан мен алюминийден алдын- ала ажыратпай фотометриямен анықтау

Бұл тәсіл цирконийді Al+Ti+Zr системасынан фотоколориметрия әдісімен КФК-2 приборын пайдалану арқылы анықтауға арналған. Оның басқалардан айырмашылығы тездігінде, жеткілікті дәлдігіне сонымен қатар алдын – ала алюминий мен титанды бөліп алу жүргізілмейді. Бұл да анықтауды тездетеді және оңайлатады.

Цирконийдің мқлшерін анықтау арсеназо Ш реагентін қолдануға негізделген. Бұл қазіргі анықтау тәсңлдерінің ішінде өзінің сезімталдығымен айрықша көзге түседі.

Цирконийдің мөлшері мен үш қосынды комплекстік илегіштерден анықтаған кезде, онымен бірге жүрген алюминий, титан сияқты қасиеті оған жақын элементтер кедергі болып, қиыншлық туғызады, өйкені олар бірге анықталуы мүмкін. Сондықтан илегіш қосындысынан цирконийді анықтау үшін, алюминий мен титанның тигізетін әсерін жоюға керекті жағдайлар жасау жұмыстар жүргізіледі.

Анықтау жасар алдында, комплексті илегішті ерітуде қиыншылық болмау үшін ерітінді әжептәуір қышқыл болу керек. Керекті қышқылдықты 2 н күкірт қышқылының ерітіндісі арқылы жасалады.

Бұдан аз қышқылдық (1H H₂SO₄) илегіштер қосындысын ерітінді түріне айналдыруға жеткіліксіз болатыны белгілі болды.(ерітінді лайланады) Ерітінді күштілеу қышқылдарының ерітіндісінде де дайындауға болар еді, бірақ оның керегі жоқ, өйткені кейіннен анықтау кезінде тұз тұнбасы пада болып оны сүзуге тура келеді. Илегіштердің 2Н күкірт қышқылындағы ерітінділері ешқандай өзгерілмей көп уақыт сақталынады (бірнеше ай).

Алюминий мен титтанның, йирконийді анықтаған кезде тигізетін әсерін ерттеу үшін бірсыпыра эксперимент жүргізілді, оның кейбір нәтижелері 7-ші кестеде көрсетілген.

7-кесте

1 серия
Zr:Ti:Al	Оптикалық тығыздық			Табылған ZrО2
	0,5см	0,5см	3см	Оптикалық жолмен	Көлемдік жолмен
3:1:1	0,70	0,78	0,80	0,90	1,1
3:1:2	0,74	0,76	0,82	0,90	1,2
3:1:3	0,70	0,78	0,75	0,90	0,9
3:1:5	0,70	0,78	0,80	1,07	1,08
3:1:7	0,70	0,80	0,88	1,07	0,9
3:1:9	0,69	0,68	0,85	0,90	0,9
3:0:0	0,66	0,70	0,76	0,90	0,7

2серия
Zr:Ti:Al	Оптикалық тығыздық
	1см	0,3см	0,5см	0,3см
3:1:1	0,95	0,35	0,72	0,42
3:2:1	1,00	0,41	0,78	0,49
3:3:1	1,05	0,41	0,80	0,41
3:5:1	1,00	0,49	0,80	0,50
3:7:1	1,00	0,48	0,86	0,51
3:9:1	1,16	0,39	0,42	0,24
3:0:1	1,01	0,40	0,98	0,40

Ескерту: α=0,5см³ ерітінділеріне жүзім қышқылы қосылған; а- аликнот,кювета- 10 мм. Өлшеулер әртүрлі уақыт аралығында жүргізілген, сондықтан алынған нәтижелерді тек вертикаль арқылы салыстырады. Екі серияда ZrO₂ концентрациясы 3·10^-3 мол-ге тең.

1 серия. Zr:Al ара қатысы әртүрлі болып, Zr:Ti ара қатысы тұрақты болған жағдайдағы ерітінділер тізбесінен тұрады. Осы зерттеуден алюминийден Zr:Ti:Al қосыдысында 3:9:1 дейін көбеюі, практикалық жағдайда, цирконийді анықтауға әсер етпейтіні белгілі болды. Бұл серияда проба анализ алдында, цирконийді анықтауға тигізетін әсерін зерттеу үшін, жүзім қышқылы қосылған еді. Бірақ, оптикалық тығыздықтың маңынасы одан ешқандай өзгермейді, бұл цирконийді анықтағанда алюминий кедергі болмайтынынының қосымша дәлелі болды, өйткені бұл әдістеме жүзім қышқылы алюминий мен титанға «маскировка» реагенті ретінде берілген.

Титанның әсері, цирконий мен алюминийдің ара қатысы тұрақты, ал титанның мөлшері айналмалы болған ерітінділер сериясынан анықталды.

Алынған нәтижелер талдау. Осы жүргізілген зерттеу жағдайында,қосындыдағы титанның мөлшері цирконийді анықтауға әсер етпейтінін көрсетеді. Оптикалық тығыздық 0,8 тең, яғни осы зерттелген серияларда анықталған цирконийдің мөлшері теориялық тұрғыдан есептелген шамасына сай келеді.

Айта кететін жағдай, цирконийді титанның әртүрлі мөлшері қосылған кездегі анықтау- ауытқуы (ІІсерия), алюминийдіің мөлшерінің айнымалы болған кездегіден әжептәуір аз.

Яғни, ұсынылған әдісті Zr+Ti системасы үшін де қолдануға болады.

Zr:Ti:Al компонентерінің ара қатынасы 3:9:1 болған кезде, оның серия мәнінен өте көп айырмасы бар екені белгілі болды, дәлірек айтқанда, оның оптикалық тығыздығы басқаларға қарағанда кем. Бұл жағдайды компоненттердің осы ара қатынастығында, жарық жұтудың толқын ұзындығының жылжуынан пайда болған комплекстік қоспа түзейді деп түсіндіруге болады.

Фотометриялық анализ жүргізу үшін арнайы реакивтер мен ерітінділер қолданылады.

Ерітіндіде цирконийді анықтау методикасы:

1. 
   Комплекстік илегіштің шөкімін 2Н күкірт қышқылының ерітіндісінде ерітеді. Өлшемді 25см³ колбаға илегіш ерітіндінің бір бөлігін құйып,10см³ 2М тұз қышқылын қосады, қайнағанға дейін қыздырып,үй температурасына дейін суытады.Қосындыға 0,5см³,1% желатина ерітіндісін, 0,5см³ 1% арсеназо ІІІ ерітіндісін құйып, ерітіндінің көлемін белгіге дейін 2 М тұз қышқылымен жеткізеді.
   

2. 
   Пробадағы цирконийдің мөлшерін анықтау үшін,5 85мкг цирконий мөлшеріне арналған,оптикалық тығыздық стандарттық ерітінді көлемі координатасында, калибровка лық график тұрғызылады. Көлемі 25см³ қлшемді колбаларға 0,5;1,5;3,0;5,0.....см³цирконий хлор тотығы ерітінділерін құямыз, одан кейін анализді 1-ші пункт бойынша жүргіземіз.
   

(ZrOCl₂·8H₂O ерітіндісін дайындау үшін оның 0,0088грамын 2М HCl ерітіндісінде ерітіп, қайнағанға дейін қыздырып, одан кейін өлемі 100см³ өлшемді колбаға ауыстырып, оның белгісіне дейін 2М HCl-мен толтырады. )

Цирконийдің аликвотадағы мөлшері (G г) мына формуламен анықталады.
G=mύ _кала _Zr/ BM
Бұл жерде: m- калибровка графигін құру үшін алынған цирконий тұзы шөкімі,г; ύ _кал- илегіштің калибровкалық графигінен табылған көлем,см²; а _Zr- цирконийдің атомдық массасы; В- калибровка графигін құру үшін алынған заттың шөкімі ерітілген көлем,см²; М- калибровка графигі құру үшін алынған заттың молярлық массасы.

Цирконий мөлшері процент бойынша мына формуламен анықталады:

Осы ұсынылған тәсілдің сезімталдығын және дәлдігін тексеру үшін цирконийді, титан мен алюминийден ажыратпай, көлемдік тәсілмен анықтау жүргізілді. Практикада көп қолданылатын 45:45:10 ара қатынасын пайдалана отырып, олардың қосындылары дайындалды, бұл тұздардың 184,5:180:102 массалық бөліктеріне сәйкес келеді. Цирконий анықтау мынадай методикамен жүргізіледі.

Илегіш қосындыларындағы цирконийдің мөлшері теоритикалық жағдайда есептеледі, содан цирконийді осы ұсынылған фотометриялық және көлемдік әдістермен анықтау жүргізілді.

Алынған нәтижелер мына 8-ші кестеде көрсетілген.

Егер, цирконийді фотоколориметриямен анықтағанда алюминий кедергі болмайтын болса, оны трилон Б арқылы комплексометриялық жолмен ксиленол қызғылты арқылы анықтағанда, олар бірге анықтлуы керек.

Сондықтан,цирконийдің көлемдің әдіспен табылған мөлшері теория арқылы есептелгеннен көп болу керек.

Al:Ti :Zr илегіштер қосындысына көлемдік тәсілмен анықталған цирконийдің артық мөлшері осыған байланысты болуы мүмкін. Осы факторға байланысты (8-ші кесте) тек қана цирконий және титан бар қоспадан да цирконийдің мөлшерін анықтауға болады.

Сонымен, цирконий бір бірінен тәуелсіз екі тәсілмен анықтау алынған нәтижелерді талдау, олардың бір- бірінен айырмашылығы керекті қате шегінен аспайтынан көрсетті.

Бұл тәсіл цирконийді үш компоненттік илегіш ерітінділерінен дәлдіге жеткілікті түрде анықтауға мүмкіндік береді және оны іс жүзінде қолдануға болады.

Бұл тәсіл былғарының струкурасын бүлдірмей және дәлдікпен одан хром тотығын анықтап, сол арқылы оның сапасын бағалауға мүмкіндік береді.

27-ші суретте, осы тәсілді қолдану кезінде қндырғының схемасы берілген,28- суретте шикізаттың илеуге дейін (1) және илеуден кейін (2)аргон лазерімен, толқын ұзындығы ƛ_488нм болғанда, алынған люминесенция спектрі көрсетілген,19-суретте толқын ұзындығы 836нм болған кездегі,люминесенцияның салыстырмалы интенсивтігінің былғарыда Cr₂O₃ мөлшерімен ара байланыстығы берілген

27 сурет. Фотолюминсценция тәсіліне керекті қондырғының схемасы

28сурет. Былғары шикізатының (1) хромдалған жартылай фабрикатын (2) аргон лазерімен толқын ұзындығы болғанда алынған люменсценция

Хромдалған былғары шикізатының фотолюминсценциялық спектрі (28 сурет) толқын ұзындығының 523-605нм аралығындағы сіңуге ыңғайланады. Иленбеген тері шикізатының фотолюминсценциясымен салыстырғанда оның төмендеуі хром илегішінің бөлшектерінің мөлшеріне тікелей байланысты.

Былғарыдағы Cr₂O₃ мөлшерінің 536нм толқын ұзындығында, люменсценциясының салыстырмалы интенсивтігіне байланысты, толқын ұзындығының 525-605 нм аралығындағы барлық диапозынында сақталады. Хром тотығының белгісіз мөлшері бар былғарының люменсценциясының салыстырмалы интенсивтігін өлшеп, оны 29-ші графикпен салыстырып, оның белгісіз мөлшерін анықтауға болады. Соынмен зерттелетін материалды бүлдірмей, оны хром тотығының мөлшері туралы хабарлар алуға болады. Бұл тәсіл былай жүргізіледі: Фокусқа келтірілген жарықтың монохроматты сәулесі (толқын ұзындығы 460-500 нм арасында) аргондық лазер арқылы жиналып, зерттелетін затқа бағытталады да, оның люменсценциясымен қыздырады. Пайда болған шұғыла монохромотор 2, қабылдағыш 3,күшейткіш және тікелей Cr₂O₃ мөлшерін көрсететін интегратор5, арқылы тіркеледі. Былғарыдағы жарықтың көзге көрінетін диапозанындағы сіңу тереңдігі 0,5мм болғандықтан, ол жарық сәулеснінің диаметрі ,5 мм дейін фокуске кәмил сеніммен жинауға болатындықтан, қоздырылған шұғыланың күштілігі бойынша илегіштің 0,5_² көлеміндегі локальдық концентрациясын анықтайды. Былғары шикізатының бір данасын қоздыратын сәулеге қарай қозғалта отырып, Cr₂O₃ –дың локальдық концентрациясы туралы хабарды былғарының бекі қабатынан және төменгі қыртыстарынан алуға болады және тез заттың мөлшерін, оны бүлдірмей, анықтауға болады.

Мысал, зерттейтін,хроммен иленген былғары шикізатының бір данасын қондырғы столына жаямыз.(27-ші сурет) Қондырғы аргондық лазерден ЛГ-106м α= 488),монохроматтардан ДФС-12 532нм жарық Cr₂O₃ ұзындығына келтерілген (ФЗУ-12 фотоқабылдағышына Н күшейтілген тікелей Cr₂O₃ мөлшерін көрсетілген сан интеграторынан тұрады ). Ол 29-ші суретке байланысты мөлшерленген.

29-сурет. Толқын ұзындығы 536нм болған кездегі люменсценцияның салыстырмалы интенсивтігінің былғарының Cr₂O₃ мөлшерімен ара байланыстылығы

СӨЖ тақырыптары мен мазмұны

ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР:

Негізгі әдебиет және қорлар
1 Мәдиев Ө., Айтөленова Қ. Былғары және тері технологиясы. Оқулық - Астана»: Фолиант, 2010.- 216 б.

2 Б.Қ. Әсенова, Г.Н. Нұрымхан, А.Н. Нұрғазезова, Былғары және мех технологиясы.Семей, 2008.-124б.

3 Головтеева А.А., Куциди Д.А., Санкан Л.Б. Под редакцией проф. И.П. Страхова. Лабораторный практикум по химии и технологии кожи и меха. Учебник для вузов, 3 – е изд., перераб. и доп. М., Легкопромбытиздат, 2007с.

4. Логинов В.И. Название: Выделка кожи и меха в домашних условиях Издательство: Герда Год: 2007

5. Линь В.В. Обработка кожи и меха. –М. Аделант, 2006 Страниц: 384 с.

2.2 Справочник кожевенника (отделка, контроль производства). Под редакцией Н.А. Балберовой, М.Легкопромбытиздат, 2000, 256с.