' G. P. Xomchenko, I. G. Xomchenko
Download 6.95 Mb. Pdf ko'rish
|
|
A (H ) = — 1,674
10
27
7
= 1,0079 1 / 12 1,993 10 kg
0
15
9 9 9 4 1 / 1 2 - 1 , 9 9 3 l ( T 2 6 k g Nisbiy atom massa —kimyoviy elem entning asosiy xarakte- ris tik a la rid a n b irid ir. A to m m a ssa la rn in g h o zirg i q iy m a tla ri D. I. M endeleyevning elem entlar davriy sistemasida berilgan. * „N isbiy atom m assa“ atamasi o'm ig a tarixan tarkib topgan „atom m assa“ dan foydalanish m um kin. 1.5- §. Nisbiy molekular massa Moddaning tabiiy izotoplar tarkibidagi molekulasi o‘rtacha massasining uglerod atomi 12C massasining 1/12 qismiga nisbati- ga teng qiymat moddaning nisbiy molekular massasi Mr deyiladi. Nisbiy m olekular massa son jihatdan m odda molekulasi tarki- biga kiradigan barcha atom lar nisbiy atom massalarining yig‘indisiga teng. U ni m oddalam ing form ulasidan oson hisoblab topish m um kin*. M asalan, M r (H 2 0 ) quyidagicha topiladi: 2 A (H ) = 2 - 1,00797 = 2,01594 A r(Q) = l - 15,9994 = 15,9994 Mr (H 2
D em ak, suvning m olekular massasi 18,01534 ga yoki yaxlitla- ganda 18 ga teng. Nisbiy m olekular massa berilgan m odda m olekulasining m as sasi l2C atom i massasining 1/12 qism idan necha m arta katta ekan- ligini ko‘rsatadi. M asalan, suvning m olekular massasi 18 ga teng. Bu degan so‘z, suv m olekulasining massasi 12C atom massasi ning 1/12 qism idan 18 m arta katta demakdir. N isbiy m olekular massa — m oddalam ing asosiy xarakteristikalaridan biridir. 1.6- §. M ol. Molyar massa X alqaro birliklar sistemasi (SI) da m odda m i q d o r i n i n g birligi sifatida mol qabul qilingan.
B itta uglerod atom ining m assasini (1,993 • 10_ 26 kg) bilgan holda 0,012 kg ugleroddagi atom lar soni NA ni hisoblab topish m um kin: 0,012 k g / m o l . M
, . N
A = - --------- — = 6 ,0 2 1 0 iJ g / m o l . 1,993 1 O'26 kg * Agar m olekula tarkibiga m a’lum izotop atomlar kiradigan b o ‘lsa, u doim ko'rsaliladi (masalan, H 37
shu iz o to p n in g m a ssa sid a n fo y d a la n ila d i. A gar faq at k im y o v iy elem en tlam in g sim vollari k o ‘rsatiladigan b o ‘lsa, u holda m oddaning m olekular massasini hisoblashda A rning qiym atidan foydalaniladi. Bu son Avogadro doimiysi deyiladi (belgisi N A, o‘lchovi g/m ol) va i s t a 1 g a n m oddaning bir molidagi struktura birliklari sonini ko'rsatadi. Molyar massa — modda massasining moddaning miqdoriga nisbatiga teng kattalik. U ning o ‘lchovi kg/m ol yoki g/m ol; odatda u M harfi bilan belgilanadi. M olek ulanin g m assasini bilgan holda m od d an in g m o ly ar massasini oson hisoblab topish m um kin. M asalan, agar suv m ole kulasining massasi 2,99- 10-26kg ga teng bo'lsa, u holda molyar massasi M r(H 2 0 )= 2 ,9 9 ■ 10 ~26 kg • 6,02 • 1 0 23 g/m ol = 0,018 kg/m ol, y a’ni 18 g/m ol. U m um iy holda m oddaning g/m ol da ifodalangan m olyar massasi shu m oddaning nisbiy atom yoki nisbiy m oleku lar massasiga son jih atd an teng b o ‘ladi. M asalan, C, F e ,0 2, H 20 laming nisbiy atom va molekular massalari tegishlicha 12, 56, 32, 18 ga teng, ulaming molyar massalari esa tegishlicha 12 g/m ol, 56 g/m ol, 32 g /m ol, 18 g /m o l b o ‘ladi. M oleku lar m assani m o lekular h olatdagi m o d d alar u ch u n ham , ato m ar holatdagi m oddalar u ch u n ham hisoblab topish m u m k in . M a s a la n , v o d o ro d n in g n isbiy m o le k u la r m assasi M r (H 2) = 2 , vodorodning nisbiy atom massasi Ar( H ) = l. Ikkala holda ham m oddaning struktura birliklari soni (N A) bilan aniqlan- gan miqdori bir xil — 1 mol. Lekin molekular vodorodning molyar massasi 2 g/m ol, ato m ar vodorodning molyar massasi esa 1 g/m ol. Bir mol atom , m olekula yoki ionlardagi zarrachalar soni Avogadro doimiysiga te n g b o ‘ladi, masalan: 1 mol 12C ato m lari= 6,02 • 10 23 atom 12C 1 mol H 20 m olekulalari= 6,02 • 10 23 molekula H 20 1 mol S 0 4 ionlari = 6,02 • 10 23 S 0
4 ionlari M assa b ila n m o d d a m iq d o ri - h a r x i l t u s h u n - c h a 1 a r d i г . M assa kilogram m larda (gram m larda), m odda m iq dori esa m ollarda ifodalahadi. M oddaning massasi (
, g), m o d daning m iqdori (
, m ol) va m olyar massa (M, g /m ol) orasida oddiy nisbatlar bor:
(
.
) ( 1 .
)
Shu form ulalardan m odda m uayyan m iqdorining massasini hisoblab to p ish yoki m o d d an in g m a ’lum m assasidagi m olyar sonini aniqlash, yoxud m oddaning m olyar m assasini oson topish m um kin ( 1 .
-§ ga — nam unaviy m asalalar yechishga q.). 1.7- §. Kimyoviy belgilar, formula va tenglamalar E lem en tlarn i kimyoviy belgilar (sim vollar) bilan ifodalash qabul qilingan. Elem entlam ing simvoli elem ent lotincha nom ining bosh h arfid a n yoki bosh harfi bilan ikkinchi h arfid an iborat bo 'ladi: birinchi h a rf doim o bosh harf, ikkinchisi kichik h arf bo'ladi. Masalan, vodorodning lotincha nomi Hydrogenium, belgisi H, kislorodniki — Oxygenium — O, aluminiyniki — Aluminium — Al, tem im iki — Ferrum —Fe, ruxniki — Zincum —Z n va h.k. M urakkab m oddalam ing tarkibi
yorda- m ida ifodalanadi. M asalan, H 2 S 0 4 form ula bu sulfat kislota ekan- ligini bildiradi; uning 1 moli 2 m ol vodorod atom lari, 1 mol
oltingugurt atom lari va 4 mol kislorod atom laridan hosil b o ‘lgan. Oddiy m oddalam ing molekulalari ham , agar molekula nechta ato m d an tarkib topganligi m a ’lum bo'lsa, form ulalar bilan belgi- lanadi. M asalan, H 2, 0 2, F 2. Lekin, agar oddiy m odda atom li yoki m etall strukturaga ega b o ‘lsa yoki m olekulaning atom tarkibi n o m a’lum bo'lsa, u holda elem entning kimyoviy belgisi bilan tas- virlanadi. M asalan, H e, Al, C. M oddaning tarkibini analiz qilish natijalariga qarab ham uning kimyoviy formulasini aniqlash m u m kin ( 1
1 2 -§ ga q.). K im yoviy tenglamalar k im y o v iy fo rm u la la r va b e lg ila r yordam ida yoziladi. U lar kimyoviy reaksiyalam i tasvirlash uch un xizm at qiladi va m oddalar massasining saqlanish q o nu nini aks ettiradi. H a r qaysi tenglam aning ikki qismi b o ‘lib, ular orasiga tenglik alom ati q o ‘yiladi. Tenglam aning chap qismiga reaksiyaga kirishadigan m oddalam ing form ulalari, o ‘ng qismiga reaksiya nati- jasida hosil b o ‘ladigan m oddalam ing formulalari yoziladi. H ar qaysi elem ent atom larining soni tenglam aning chap va o ‘ng qism larida bir xil b o'lishi kerak. M asalan, tem ir (III) xlorid bilan natriy gidroksidning o'zaro ta ’sirlashish tenglamasini tuzamiz. Dastlab, shu reaksiyaning sxe- masini, ya’ni reaksiyaning boshlang'ich va oxiigi moddalarining for- mulalarini yozib, strelka bilan reaksiyaning yo‘nalishini ko'rsatamiz: F eC l 3
) 3 + N aC l T englam aning chap va o ‘ng qism laridagi tem ir, natriy, xlor, kislorod ham da vodorod atom larining sonini tenglashtirish u ch u n N aC l bilan N aO H form ulalar oldiga 3 koeffitsiyentni qo'yish lozim:
F eC l 3 + 3N aO H -> F e(O H ) 3 + 3N aCl O lingan tenglam ada h ar qaysi elem en t atom larining ch ap qismdagi soni shu atom larning o ‘ng qismdagi soniga teng. Bu de- gan so ‘z, shu tenglam a m oddalar massasining saqlanish q o n u n i- ni (1.9-§ ga q.) qanoatlantiradi va to ‘g‘ri yozilgan, demakdir*. Kimyo viy reaksiyalam ing tenglam alarida m oddalam ing formulalari o ld i ga q o ‘yilgan koeffitsiyentlar stexiometrik koeffitsiyentlar deyiladi. Stexiometriya — kimyoning bo‘limi bo'lib, unda reaksiyaga kiri- shayotgan m oddalar orasidagi massa va hajmiy nisbatlar k o ‘rib ch iq ilad i. Stexiometrik miqdor — b u m o d d a la m in g reaksiya tenglamasiga yoki formulaga muvofiq keladigan miqdoridir.
— b ular kim yoviy form ula va ten g lam alar b o ‘yicha hisoblashlar, shuningdek, m oddalam ing form ulalarini va reaksiyalam ing tenglam alarini keltirib chiqarishdir. Kimyoviy tenglam aning ikkala qismidagi koeffitsiyentlam i bir xil ko‘paytirish yoki kam aytirish m um kin. M asalan, agar koef fitsiyentlam i bir mol natriy gidroksidga asoslanib tenglashtiradi- gan b o ‘lsak, u holda tenglam a quyidagi ko‘rinishda bo'ladi: l/ 3
3 + N aO H = ' / 3 F e(O H
) 3 + N aC l Bu holda ham tenglam a to ‘g ‘ri b o ‘ladi, chunki m o d d alar massasining saqlanish qonuniga rioya qilingan b o ‘ladi. Koeffitsiyent 1 odatda tushirib qoldiriladi, ya’ni yozilmaydi. Shunday qilib, kim yoviy tenglam ada koeffitsiyentlar oddiy m ulohazalar asosida tanlanadi, bunda oldin reaksiya sxemasi yozib q o ‘yiladi. O ksidlanish-qaytarilish reaksiyalarining tenglam alari uch u n koeffitsiyentlar tanlashda boshqa usullardan (7.3-§ ga q.) foydalanish qulay. Sanoatda va qishloq xo‘jaligida, shuningdek, laboratoriya am a- liyotida kimyoviy form ula va tenglam alar asosida turli xil m iqdoriy hisoblashlar bajariladi. * Kimyoga (ayniqsa, organik kimyoga) d o irb a ’zi o ‘quv q o ‘llanmalarda r e a k siy a la m in g ten g la m a la rid a ten g lik ish o ra si o ‘rniga strelkadan foydalaniladi. 1.8- §. Kimyoviy reaksiyalar. Reaksiyalami Idassifikatsiyalash M oddalar bir-biri bilan o ‘zaro ta ’sirlashib, turli xil o ‘zga- rishlarga uchraydi. M asalan, berilliy 500 °C dan yuqori tem pe- raturada havo kislorodi bilan o ‘zaro ta ’sirlashib, berilliy oksidga aylanadi; ko‘m ir yonib, karbonat angidrid hosil bo'ladi va sh. o ‘.
H avoda oksidlanish, yonish, rudalardan m etallam ing olini- shi, tem im ing zanglashi — bulam ing ham masi kimyoviy hodisalar- dir. Bu hodisalarni boshqacha qilib aytganda, kimyoviy о ‘zgarishlar, kimyoviy reaksiyalar yoki kimyoviy о ‘zaro ta ’sirlar deyiladi. Kimyoviy hodisalar bilan fizik hodisalarni bir-biridan farq qilish lozim. Fizik hodisalarda moddalaming shakli yoki fizik holati o‘zgaradi yoki molekulalarining tarkibi o‘zgarishi hisobiga yangi moddalar hosil bo‘ladi. M asalan, gazsim on am m iak suyuq azot bilan o 'z a ro ta ’sir ettirilganda am miak dastlab suyuq, so'ngra esa qattiq holatga o'tadi. Bu kimyoviy emas, balki fizik hodisadir, chunki m oddaning tarkibi o ‘zgarmaydi. Yangi m oddalar hosil b o ‘lishiga olib keladigan b a ’zi hodisalar fizik hodisalar qatoriga kiradi. M asalan, b ir xil ele- m entlarning atom laridan boshqa xil elem entlam ing atom lari hosil b o ‘ladigan yadro reaksiyalari (2.3-§ ga q.) fizik hodisalardir. B un- day hodisalarni
o ‘rganadi. Kimyoviy reaksiyalar kabi fizik hodisalar ham keng tarqal gan: metall o'tkazgichdan (sim dan) elektr tokining o 'tish i, m etal- lam i bolg‘alash va suyuqlantirish, issiqlik chiqishi, suvning muzga yoki bug‘ga aylanishi va h.k. Kimyoviy hodisalar vaqtida hamma vaqt fizik hodisa ham sodir bo‘ladi. Masalan, magniy yonganda issiqlik va yorug‘lik chiqadi, galva- nik elementda kimyoviy reaksiyalar natijasida elektr toki vujudga keladi. A tom -m olekular ta ’lim ot va massaning saqlanish qonuniga ( 1
9 -§ ga q.) muvofiq kimyoviy reaksiyalarda qatnashgan m od- dalarning atom laridan yangi m od d alar (oddiy m o d d alar ham , m urakkab m oddalar ham ) hosil b o ia d i, bunda h ar qaysi ele m ent atom larining um um iy soni doim o o ‘zgarm asdan qoladi.
Kimyoviy reaksiyalar turli alomatlariga ko‘ra klassifikatsiyalanadi. 1. Issiqlik chiqishi yoki yutilishi alomatiga k o ‘ra. Issiqlik chiqishi bilan boradigan reaksiyalar ekzotermik reak siyalar deyiladi. M asalan, vodorod bilan xlordan vodorod xlorid hosil b o ‘lish reaksiyasi: H 2 + Cl 2 = 2HC1, Д H— — 184,6 kJ Atrof-muhitdan issiqlik yutilishi bilan boradigan reaksiyalar endotermik reaksiyalar deyiladi. M asalan, azot bilan kisloroddan azo t (11) oksid hosil bo'lish i reaksiyasi, u yuqori tem peraturada sodir b o ‘ladi: N 2 + 0 2 = 2 N 0 , A H— 180,8 kJ Reaksiya natijasida chiqqan yoki yutilgan issiqlik miqdori
deyiladi. Kimyoning turli jarayonlardagi issiqlik effektlarini о ‘rganadigan bo'limi termokimyo deyiladi. Reaksiyaning issiqlik effektlari ham yozilgan kimyoviy ten g lamalar
deyiladi. Bunday tenglam alarda form ulalar oldidagi koeffitsiyentlar tegishli m oddalam ing m ollar sonini bildiradi va shu sababli kasr sonlar bo‘lishi ham mum kin. Reaksiyaning issiqlik effekti tem peratura bilan bosimga bog‘liq b o ‘lganligi sababli, uni standart sharoit uch u n keltirishga shartla- shib olingan: tem peratura 25 °C (298 yoki aniqrog‘i 298,15 K) va bosim
p = 101 325 Pa = 101,3 kPa. Term okim yoviy tenglam alarda m oddalam ing holati ham ko‘rsatiladi: kristall (k), suyuq (s), gazsi- m on (g), erigan (e) va b. Issiqlik efTektini AH (delta ash deb o ‘qiladi) bilan belgilash, kilojoullarda (kJ) ifodalash va m oddaning reaksiya tenglam asida k o ‘rsatilgan m ollar soniga nisbatan olish qabul qilin- gan. E ndoterm ik jarayonlarda (issiqlik yutiladi,
issiqlik effektlarining ishorasa musbat va ekzoterm ik jarayonlarda (issiqlik chiqadi, Д #> 0) manfiy hisoblanadi. Reaksiya issiqlik effekti Д
ning m a’nosini tushunib olamiz. Har. qanday moddaning ma’lum entalpiyasi (issiqlik saqlami) bo‘ladi. Ental- piya (lotincha H harfi bilan belgilanadi) modda hosil bo'lishida to'planadigan energiyaning o'lchovidir. Reaksiyaning o ‘zgarmas bosimdagi issiqlik effekti
AH reaksiyaning oxirgi mahsulotlari entalpiyasi ( H ox) bilan reak- siyaga kirishayotgan boshlang‘ich moddalar etalpiyasining
ayir-
masidan iborat, ya’ni Д
AH kattalikning (bu yerda grek harfi Д— delta — ayirmani bildiradi) fizik m a ’nosi ana shundadir. Izobar reaksiyalar uchun ko'pincha „issiqlik effekti“ term ini o'rniga „jarayonning entalpiyasi“ degan term indan fo y dalaniladi. A gar reaksiya oxirgi m a h su lo tla rin in g ham m asi va b o sh - la n g 'ic h m o d d a la r
(
T= 298 K, p = 101,3 kPa) b o ‘lsa, u holda
deyiladi va
yoki faqat yuqorigi indeks bilan AH 0 kabi belgilanadi. Yuqorida aytilganlarga mufoviq, standart sharoitda tegishli oddiy m oddalardan vodorod xlorid hosil b o ‘lish ekzotermik reaksiyasining va azot (II) oksid hosil b o ‘lish endoterm ik reaksiyasining te rm o kimyoviy tenglam alari quyidagicha yoziladi: I. H „ . + C L , = 2H C 1.., # 2°98
= -1 8 4 ,6 kJ 2(g)
2(g) (g)>
5 yoki
n - ' / 2 H 2 (g+ ' /
2 C l
2 (g)= H C l(g), H jw = -9 2 ,3 k J/m o l va '• N ;,a + ° . w = 2 N ° W. я ;°9!= 180,8 kJ yoki n - ,/
2 N 2 (g)+ ‘/ 2 0 (g)= N 0 (g), H°m = 90,4 k J /m o l. (II) tenglam a standart sharoitda 0,5 m ol gazsimon vodorod bilan 0,5 mol gazsim on xlordan 1 m ol gazsim on vodorod xlorid hosil b o iish id a 92,3 kJ issiqlik chiqishini, stand art sharoitda 0,5 mol gazsim on azot bilan 0,5 m ol gazsim on kisloroddan 1 mol gazsim on azot (II) oksid hosil b o ‘lishida esa 90,4 kJ issiqlik yutili- shini bildiradi. (I) tenglam alarda ,,m ol“ so‘zi tushirib qoldirilgan, chunki
bir m olga em as, balki ikki m olga tegishlidir. E k zo term ik reaksiyalar uchun
belgisi oldidagi minus ishora reaksiya m ahsulotlarida energiya zaxirasi boshlang‘ich m oddalardagiga nis- batan kam ekanligini bildiradi. Endoterm ik reaksiyalar uch u n AH qiym atlari oldidagi plus ishora reaksiya m ahsulotlari tashqi m uhit- dan issiqlikni yutib, o ‘z energiyasini boshlang‘ich m oddalam ing energiyasiga nisbatan k o ‘paytirganligini bildiradi. Ravshanki, agar birikish reaksiyasida issiqlik chiqsa, unga teskari reaksiya — ajralish reaksiyasida issiqlik yutiladi. Agar birikish reaksiyasi issiqlik yutilishi bilan borsa, u holda unga teskari — ajralish reaksiyasi issiqlik chiqishi bilan boradi. M asalan, birinchi m iso ld a 1 m o l v o d o ro d x lo r id n in g h o s il b o ‘lish issiq lig i Д # 298
- 92,3 kJ g a, v o d o r o d x lo r id n in g a j r a lis h is s iq lig i A # 2°98 esa — 92,3 kJ ga teng; ikkinchi misolda 1 mol azot (II) oksid- ning hosil b o ‘lish issiqligi Д # 298 - 90,4 kJ ga, 1 m ol shu azot (Il)oksidning ajralish issiqligi
э с а - 9 0 , 4 kJ ga teng. M aktab kimyo darsliklarida va ko‘pchilik o ‘quv qo'llanm alarda reaksiyalam ing issiqlik effektlari Q orqali belgilanadi va agar issiq lik chiqadigan b o ‘lsa, musbat, agar issiqlik yutiladigan b o ‘lsa, m an- fiy hisoblanadi. Ravshanki, Download 6.95 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|