' G. P. Xomchenko, I. G. Xomchenko
Download 6.95 Mb. Pdf ko'rish
|
Д # = —Q. Issiqlik effektlarining biz kel- tirgan belgilanishiga rioya qilish lozim , chunki u term odinam ika bilan b ir xilda bo‘lishi uchun shunday belgilangan. Kimyoviy reaksiyalam ing issiqlik effekti maxsus asboblar —
yordam ida o ‘lchanadi. U lam ing tuzilishi fizika va fizikaviy kimyo kurslarida bayon qilinadi: 2.
Boshlang‘ich va oxirgi moddalar sonining o ‘zgarishiga qarab reaksiyalar quyidagi turlarga bo ‘linadi: birikish, ajralish, o ‘rin olish va almashinish reaksiyalari Reaksiya natijasida ikkita yoki bir n echta m oddalardan bitta yangi m o d d a hosil b o ‘ladigan reaksiyalar
deyiladi. M asalan, vodorod xloridning am m iak bilan o ‘zaro ta ’siri: H C 1 + N H 3 = N H 4 C1
yoki oddiy m oddalardan magniy oksidning hosil b o ‘lishi: 2 M g + 0 = 2 M g 0 Reaksiya natijasida bitta m oddadan bir necha yangi m oddalar hosil b o ‘lsa, bunday reaksiyalar ajralish reaksiyalari deyiladi. M asalan, vodorod yodidning ajralishi: 2 H J = H 2 + J 2 yoki ka- liy perm anganatning ajralishi: 2 K M n 0 4 = K
2 M n 0
4 + M n 0
2 + 0
2 Oddiy va murakkab m oddalar o ‘zaro ta ’sirlashib, natijada oddiy m odda atom lari murakkab m odda elem entlaridan birining o ‘rnini olsa, bunday reaksiyalar o ‘rin olish reaksiyalari deyiladi. M asalan, q o ‘rg‘oshin (II) n itratd a q o ‘rg‘oshinning o ‘rnini rux olishi: P b ( N 0 3 ) 2 + Z n = Z n ( N 0 3)2+ P b yoki xlom ing brom ni siqib chiqarishi: 2 N a B r + C l = B r 2 + 2 N a C l Ikki m odda o ‘zining tarkibiy qismlari bilan alm ashinib, ikkita yangi m odda hosil qiladigan reaksiyalar almashinish reaksiyalari deyiladi. M asalan, alum iniy oksidning sulfat kislota bilan o ‘zaro t a ’siri: A1 2 0 3 + 3 H 2 S 0
4 =A1
2 ( S 0
4 ) 3 + 3 H 20 yoki kalsiy xloridning kum ush nitrat bilan o ‘zaro ta ’siri: C a C l 2
3 = 2 A g C l+ C a (N 0 3) 2 yoki asosning kislota bilan o'zaro ta ’siri: C a ( 0 H ) 2 + 2 H C l= C a C l 2 + 2 H 20
3. Qaytarlik alomatiga k o ‘ra reaksiyalar qaytar va qaytmas reaksiyalarga b o ‘linadi (4.5-§ ga q.). 4. Reaksiyaga kirishayotgan moddalar tarkibiga kiruvchi atom larning oksidlanish darajasining o ‘zgarishiga qarab, atomlarning oksidlanish darajasi o ‘zgarmaydigan reaksiyalar va oksidlanish- qaytarilish rea k siya la ri (atom larning oksidlanish darajasi o'zgaradigan) bo ‘ladi. O ksidlanish-qaytarilish reaksiyalari haqida 7. l-§ ga q.
A tom -m olekular ta ’lim ot asosida kim yoning asosiy qonunlari- ni: m oddalar massasining saqlanish qonuni, tarkibning doim iylik qonuni, hajm iy nisbatlar qonuni va Avogadro qonunini k o ‘rib chiqam iz. Bu qo n unlar atom-molekular ta’limotni — yangi kimyo ning asosini* tasdiqlaydi. A tom -m olekular ta ’lim ot, o ‘z navbati- da, kim yoning asosiy qonunlarini tushuntirib berdi. M oddalar massasining saqlanish qonunini dastlab 1748-yil- da M .V .Lom onosov ta ’riflab bergan. K eyinchalik (1756-yilda) u bu qonunni tajribada asoslab berdi. Q onunning hozirgi ta ’rifi qu- yidagicha:
Lom onosovdan keyin m ustaqil ravishda bu q on u n n i 1789- yilda fransuz kimyogari Lavuazye ham ta ’riflab berdi. U ham m etal- larning oksidlanishiga doir k o ‘p reaksiyalarni o ‘rganib, qonunni tajribada isbotladi. M oddalar massasining saqlanish q o n un in i ato m -m o lek u lar ta ’lim ot nuqtayi nazaridan shunday izohlash m um kin: kimyoviy reaksiyalarda atom lar yo‘qolmaydi va yo‘qdan vujudga kelishi m u m kin emas; reaksiyagacha va reaksiyadan keyin atom larning u m u miy soni o ‘zgarmasligicha qoladi. M asalan, vodorod bilan xlorning ikki atomli molekulalari o'zaro ta ’sir ettirilganda shuncha HC1 m ole kulasi hosil bo'lishi kerakki, vodorod bilan xlor atom larining soni ikkiga teng b o ‘lsin, ya’ni ikki molekula HC1 hosil bo'lishi kerak: H 2
2 =2H C1
A tom larning massasi o ‘zgarm aganligi sababli m oddalam ing reaksiyagacha va reaksiyadan keyingi massalari ham o'zgarm aydi. M oddalar massasining saqlanish qonunini M .V .Lom onosov en erg iy a n in g (h a ra k a t m iq d o rin in g ) saq la n ish q o n u n i bilan bog‘ladi. U b u q o n u n la rn i birgalikda, t a b i a t n i n g u m u m i y q o n u n i sifatida qaradi va 1784-yilda quyidagicha ta’rifladi: „Tabi- atdagi barcha o ‘zgarishlarning m ohiyati shundan iboratki, bir
jism dan qancha olinsa, boshqasiga shuncha q o ‘shiladi. M asalan, agar qayerdadir m ateriya biroz kamaysa, boshqa joyda ko‘payadi. Bu um um iy tabiiy qonun harakat qoidalariga ham taalluqlidir: o ‘z kuchi bilan boshqa jism ni harakatlantirayotgan jism harakat ola- yotgan jismga qancha kuch bersa, o'zidan shuncha kuch y o ‘qotadi“ . Shunday qilib, m oddalar massasining saqlanish va energiyaning saqlanish qonunlari — bular tabiatning yagona qonunining — m a teriya va uning harakatining abadiylik qonunining ikki tom onidir. Lom onosovning fikrlarini hozirgi fan tasdiqladi. M assa bilan energiya orasidagi o ‘zaro bog‘liqlik (u fizika kursida ko‘rib chiqiladi) Eynshteyn tenglamasi bilan ifodalanadi:
bunda:
E — energiya, m — massa, c — yorug‘likning vakuum dagi tezligi. M o d d ala r m assasining saq lan ish q o n u n i kim yoviy reak- siyalarning tenglam alarini tuzish uchun moddiy asos beradi. U nga asoslanib, kimyoviy tenglam alar b o ‘yicha hisoblashlar o ‘tkazish m um kin ( 1 . 1 2 -§ ga q.). 1.10- §. Modda tarkibining doimiylik qonuni Tarkibning doimiylik qonuni kimyoning asosiy qonunlari qatori- ga kiradi:
M asalan, uglerod (IV) oksid (karbonat angidrid) C 0 2 ning
tarkibini ko‘rib chiqam iz. U uglerod bilan kisloroddan tarkib to p gan (sifat tarkibi). C 0 2 da uglerodning m iqdori 27,27%, kislorod- niki — 72,73% (miqdoriy tarkibi). K arbonat angidridni k o ‘p usul- lar: uglerod bilan kisloroddan; uglerod (II) oksid bilan kisloroddan sintez qilish, karbonatlarga kislotalar ta ’sir ettirish va boshqa usul- lar bilan olish mum kin. Barcha hollarda toza uglerod (IV) oksid, olinish usulidan qat’i nazar, yuqorida keltirilgan tarkibga ega bo'ladi. A to m -m o le k u la r t a ’lim o t tark ib n in g doim iy lik q o n u n in i tushuntirishga im kon beradi. A tom larning massasi tarkibi ham um um an o ‘zgarmas bo'ladi. Tarkibning doim iylik qonunini dastlab fransuz'kimyogar olim i J.Prust 1808-yilda ta’riflab berdi. U „Yeming bir qutbidan boshqa qutbigacha bo'lgan joydagi birikmalarning tarkibi bir xil va xossalari ham bir xil b o ‘ladi. Janubiy yarimshardagi tem ir oksid bilan Shim oliy yarimshardagi tem ir oksid orasida hech qanday farq yo‘q. Sibirdagi malaxitning tarkibi Ispaniya- dagi m alaxitning tarkibi bilan bir xil. Butun dunyoda faqat bir xil kino- var bor“, deb yozgan edi. Q onunning bu ta ’rifida yuqorida keltirilgan ta ’rifidagi kabi olinish usulidan va qayerda b o ‘lishidan qat’i nazar, birikmaning tarkibi o ‘zgarmas bo'lishi ta ’kidlanadi. K im yoning rivojlanishi shuni ko‘rsatadiki, о ‘zgarmas tarkibli birikmalar bilan bir q ato rd a, o ‘zgaruvchan tarkibli birikmalar ham bo'lar ekan. N.S.Kum akovning taklifiga ko‘ra o ‘zgarmas tarkib li birikm alar
(ingliz kimyogari va fizigi D altonning xotirasiga), o'zgaruvchan tarkiblilari -
(shunday birik m a lar b orligini o ld in d a n aytg an fransu z kim yogari B erto lle xotirasiga) deb ataladi. D altonidlarning tarkibi butun sonli stexio metrik indekslari bor oddiy form ulalar bilan ifodalanadi, m asa lan, H
2 0 , H J, CC14, C 0 2. Bertolitlarning tarkibi o ‘zgarib turadi va stexiom etrik nisbatlarga muvofiq kelmaydi. M asalan, uran (VI) oksidning tarkibi odatda U O , formula bilan ifodalanadi. H aqiqatda esa uning tarkibi U 0 25dan U 0 3 gacha bo'ladi. Olinish sharoitiga
qarab, vanadiy (II) oksidning tarkibi VO09dan VO, 3gacha b o ‘lishi m um kin. Sirkoniy azot bilan o ‘zaro ta ’sir ettiriiganda sirkoniy n itrit hosil b o ‘ladi. Z rN tarkibli birikm adan tashqari Z rN 0J9, Z rN
0 69, Z rN 0
va Z rN 0
89 nitridlar ham bo'ladi. B ertollidlar ok- sidlar, gidridiar, sulfidlar, nitridlar, karbidlar (uglerodli birik m alar), silitsidlar (krem niyli birikm alar) va kristall strukturaga ega b o ig a n boshqa anorganik birikm alar orasida uchraydi. 0 ‘zgaruvchan tarkibli birik m alar borligi m u nosabati bilan tarkibning doimiylik qonunining hozirgi ta ’rifiga aniqlik kiritish kerak bo'ladi. Molekular strukturali, ya’ni molekulalardan tuzilgan birik- malarning tarkibi, olinish usulidan qat’i nazar o ‘z g a r m a s bo‘ladi, nomolekular strukturali (atom li, ionli va metall panjarali) birlk- malaming tarkibi esa o ‘z g a r u v c h a n d ir va olinish sharoitlariga bogMiq bo‘ladi. M asalan, vanadiy (II) oksidning tarkibi tem p eratu rag a va sintezda ishlatiladigan kislorodning bosimiga bog‘liq bo‘ladi. Ele mentlaming izotop tarkibini ham hisobga olish kerak: masalan, odatdagi suvda 11,19%, og‘irsuvda esa — 20% vodorod bo‘ladi (8.4-§ ga q.).
G azlar tekshirish u ch u n eng oddiy obyekt b o ‘lganligi sabab li, ularning xossalari va gazsim on m oddalar orasidagi reaksiyalar eng to ‘liq o'rganilgan. F ransuz olim i J.L .G ey-L yussak hajm iy nisbatlar qo n u n in i aniqladi: reaksiyaga kirishayotgan gazlarning hajmlari bir xil sharoitda (temperatura va bosimda) bir-biriga oddiy butun sonlar nisbatida boMadi. M asalan, 1 1 xlor 1 1 vodorod bilan birikib, 2 1 vodorod xlorid hosil qiladi; 2 1 oltingugurt (IV) oksid 1 1 kislorod bilan birikib, 2 1 oltingugurt (VI) oksid hosil qiladi. Bu qo nu n Italiya olimi A.Avogadroga oddiy gazlarning (vodo rod, kislorod, azot, xlor va boshqalar) m olekulalari ikkita bir xil atom lardan tarkib topgan, deb taxm in qilishga im kon berdi. Vo dorod bilan xlorning birikishida ularning m olekulalari atom larga ajraladi va bu atom lar vodorod xlorid m olekulalarini hosil qiladi.
Lekin vodorodning bitta molekulasi bilan xloming bitta molekulasi- dan ikki molekula vodorod xlorid hosil bo'lgani uchun uning hajmi boshlang‘ich gazlar hajm larining yig'indisiga teng b o ‘lishi kerak, y a’ni
H Cl H
+ I = 2 I
yoki
H 2 +C1 =2H C 1 Shunday qilib, agar oddiy gazlarning molekulalari ikki atomli bo'ladi (H 2, Cl2, 0 2, N 2 va boshqalar), degan tasawurga asoslansak, hajmiy nisbatlami oson tushuntirish mumkin. Bu esa, o‘z navbatida, shu moddalar molekulalarining ikki atomli ekanligining isboti b o ‘ladi. Gazlarning xossalarini o'rganish A.Avogadroga gipoteza aytishga im kon berdi, keyinchalik bu gipoteza tajriba m a’lum otlari bilan tasdiqlandi va shu sababli
deb atala boshlandi: bir xil sharoitda (temperatura va bosimda) turli gazlarning teng hajmlarida molekulalar soni bir xil bo‘ladi. A vogadro q o n u n id an m uhim xulosa kelib chiqadi: bir xil sharoitda istalgan gazning 1 moli bir xil hajm ni egallaydi. Agar 1 1 gazning massasi m a ’lum b o ‘lsa, bu hajm ni hisoblab topish m u m kin. N orm al sharoitda, y a’ni 273 К (0°C) tem peratura va 101 325 Pa bosim da 1 1 vodorodning massasi 0,09 g ga, uning m olyar massasi 1,008-2=2,016 g/m ol ga teng. U holda 1 mol vodorod egallagan hajm quyidagiga teng b o ‘ladi: 2.016 8
2 2 A 1 /m o | 0,09 g/m ol X uddi o ‘sha sharoitda 1 1 kislorodning massasi 1,429 g; m o l yar massasi 32 g/m ol. U holda hajmi quyidagiga teng: H i ^ U 2 2 , 4 1 /m o l 1,429 g/1 ’
D em ak,
(jazning molyar hajmi — bu modda hajmining shu moddaning miqdoriga nisbatidir: bun da
Vm — gazning m olyar hajm i (o ‘lc h am birligi m 3/m o l yoki 1/mol);
sistemadagi m oddaning hajmi; n — sistemadagi m o d daning miqdori. Yozuvga misol: gazning Km(n.sh.)=22,4 1/mol.
Avogadro qonuni asosida gazsimon m oddalam ing m olyar m as salari aniqlanadi. G az molekulalarining massasi qancha katta b o ‘lsa, b ir xil hajmdagi gazning massasi shuncha katta bo'ladi. G azlarning teng hajm larida bir xil sharoitda m olekulalar soni, b in obarin, gazlarning m ollar soni bir xil bo'Iadi. G azlarning teng hajmlari massalarining nisbati ularning molyar m assalarining nisbatiga teng: bunda:
ml — birinchi gaz m uayyan hajm ining massasi, m2 — ik- kinchi gaz xuddi shunday hajm ining massasi,
va
M2 — b irin chi va ikkinchi gazning m olyar massalari.
O datda, gazning zichligi eng yengil gaz — vodorodga nisbatan aniqlanadi (
bilan belgilanadi). V odorodning m olyar massasi 2,016 g/m olga yoki taqriban 2 g/m olga teng. Shu sababli quyida- gini olamiz: Moddaning gaz holatidagi molyar m assasi uning vodorod bo‘yicha zichligining ikkiga ko‘paytiri!ganiga teng. /и ,:
m = M , : Л/,
(1.6) M —- =
D, bundan M = M , D M2 (1 .7 ) M=2D ( 1 . 8 ) K o‘pincha, gazning zichligi havoga nisbatan aniqlanadi. Havo gazlar aralashmasi bo'Isa ham har holda uning o ‘rtacha m oleku lar massasi bor, deyiladi. Bu massa 29 g/m olga teng*. Bu holda m olyar massa ushbu ifodadan aniqlanadi: M =2Dh
(1.9) M olekular massalarni aniqlash shuni ko‘rsatdiki, oddiy gaz- lam ing m olekulalari ikki atom dan (H 2, F 2, C l2, 0 2, N 2), nodir gazlarning molekulalari esa bir atom dan tarkib topgan (H e, N e, Ar, Kr, Xe, Rn). N o d ir gazlar uch u n ,,m olekula“ va ,,atom “ tushunchalari teng qim m atlidir. Lekin ayrim boshqa oddiy m od- dalarning m olekulalari uch va undan ko‘p atom lardan tarkib to p gan, m asalan, ozon 0 3, fosfor R 4 molekulalari, o ‘rtacha tem pe- raturada oltingugurt bug‘lari S8. Avogadro qonuni asosida turli hisoblashlar o'tkaziladi — gaz larning norm al sharoitdagi hajm i, massasi, zichligi, gazsim on m o d d a lam in g m olyar m assasi, shuningdek, gazlarning nisbiy zichligi hisoblab topiladi ( 1 . 1 2 -§ ga q.). G azsim on m oddalar bilan bog‘liq hisoblashlarga d o ir kim yo viy m asalalam i yechish u ch u n k o 'p in ch a m aktab fizika kursida o ‘rganiladigan gaz qonunlaridan foydalanishga to ‘g‘ri keladi. U lam i bu yerda batafsil ko'rib o ‘tirm ay, ta ’riflarini va hisoblashlar uchun zaruriy form ulalarni keltirish bilan kifoyalanamiz.
Bundan
pV=c onst,
(1.10) bu yerda p - bosim, V — gazning hajmi. Gey-Lyussak qonuni: o'zgarmas bosimda gaz hajmining o ‘zgarishi temperaturaga to ‘g ‘ri proporsional, ya ’ni VT= const,
(1.11) bu yerda T — temperatura, К (Kelvin) hisobida. * Agar havoning taxminan 4 hajm azot (molyar massasi 28 g/mol) va 1 hajm kisloroddan (molyar massasi 32 g/mol), ya’ni 4N 2 + 0
2 dan
taikib topganligi hisobga olinsa, uning o'rtacha molyar massasini hisoblab topish mumkin. Bunda quyidagicha ish yuritiladi: M r = 4-
-2- = 28,8 g/mol (yaxlitlangani 29 g/mol). Boyl-Mariott bilan Gey-Lyussakning birlashgan gaz qonuni: pV/T= const.
(1.12) Bu formula odatda gazning biror boshqa sharoitdagi hajmi m a’lum bo'lganda uning berilgan sharoitdagi hajmini hisoblab topish uchun ishlatila- di. Agar normal sharoitdan boshqa sharoitga (yoki normal sharoitga) o'tiladigan bo'lsa, u holda bu formula quyidagicha yoziladi:
_
Р Л T “ To
(1.13) bu yerda: p0, V0, T0 - gazning bosimi, hajmi va normal sharoitdagi (p0=101 325 Pa, 7'0=273 K) temperaturasi. Agar gazning massasi yoki miqdori ma’lum bo‘lib, uning hajmini hisoblab topish zarur bo'lsa, u holda
foydalaniladi: pV=nRT,
(1.14) p V = J^ R T ’
( 1Л5> bu yerda: n - gazning mollar soni, m - massasi (/■), M — gazning molyar massasi (g/mol),
universal gaz doimiysi. /?=8,31 J (mol K )1. K im yodan hisoblashga doir m asalalarni yechish u ch u n gaz qonunlaridan foydalanish 1 .
-§ da ko‘rib chiqilgan. Download 6.95 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling