1 ma’ruza kirish. Fizikaviy kimyo fanining vazifasi, maqsadi va tekshirish obyektlarini
Download 0.57 Mb. Pdf ko'rish
|
1-маъруза
|
kimyoviy usullarni taklif etdi. Turli xil gilmoyalarning xossalarini o‘rganib, ularni insondagi yoqimsiz hidlarni yo‘qotishda (ya’ni adsorbsiyada) qo‘lladi. Ularni qizdirib, sirka kislota bilan ishlov berib, faollash mumkinligini ko‘rsatdi. Gilmoyalarni dorishunoslikda qo‘llashda ularning dispersligigi, g‘ovakligiga katta e’tibor berdi.
Yurtimizda 1927 yil O‘zbekiston Milliy universiteti (o‘sha vaqtdagi Turkiston Milliy universiteti)da birinchi bo‘lib fizik kimyo kafedrasi tashkil etildi. Professor Alekseyev kafedraga rahbarlik qildi. 1932 yil Samarqand Davlat Universitetida ham professor
rahbarligida ana shunday kafedra tashkil etildi. O‘zbekistonda fizik kimyoning rivojlanishida N.A.Kolosovskiy,
qo‘shdilar. K.S.Axmedov dunyo tan olgan va O‘zbekiston miqyosida fizikaviy va kolloid kimyo sohasida katta maktab yaratgan buyuk olim hisoblanadi. Kimyoviy termodinamika va uning asosiy tushunchalari Termodinamika XIX asrning birinchi yarmida issiqlik texnikasi fanining nazariy asosi sifatida yuzaga keldi. Dastlab termodinamikaning vazifasi issiqlik (Q)ning mexanik ish (A)ga aylanish qonuniyatlarini о‘rganish bо‘ldi.
munosabatlarni о‘rganadi. Kundalik turmushda bir turdagi energiya ikkinchi bir boshqa tur energiyaga aylanadi. Masalan, metall parmalanganda parma qiziydi – mexanik energiyaning
turdagi energiyaning qancha miqdori ikkinchi turdagi energiyaga aylanganligini bila olmaymiz. Buni bilishda termodinamika yordam beradi.
Demak, termodinamika turli jarayonlarda energiyaning bir turdan ikkinchi turga va sistemaning bir qismidan ikkinchi qismiga о‘tishini (masalan, issiqlikni issik jismdan sovuq jismga о‘tishi), shuningdek, berilgan sharoitda jarayonlarning о‘z-о‘zicha borish yо‘nalishi va chegarasini о‘rganadigan fandir.
1. Umumiy yoki fizikaviy termodinamika. Bu bо‘lim energiyaning umumiy о‘zgarish qonunlarini о‘rganadi. 2. Texnik termodinamika. Issiqlikning mexanik ishga aylanish qonuniyatlarini о‘rganadi. 3. Kimyoviy termodinamika. Kimyoviy reaksiyalarda, fizikaviy jarayonlarda sodir bо‘ladigan energiya о‘zgarishlarini о‘rganadi.
umumiy termodinamikaning qonun va tushunchalarini kimyoviy jarayonlarga tadbiq etadi. Kimyoviy termodinamikaning qonuniyatlarini keltirib chiqarish uchun sistemaning boshlang‘ich va oxirgi holatini, shuningdek jarayon borayotgan shart – sharoitlarni (harorat, bosim va h.k.) bilish lozim. Kimyoviy termodinamikani kamchiligi – moddaning ichki tuzilishi va borayotgan jarayon mexanizmi haqida hech qanday xulosa qilinmaydi.
Termodinamika uch bо‘limdan, aniqrog‘i uch qonun va ularning tadbiqidan iborat. Bu qonun lar postulat xarakteriga ega. Yа’ni, bu qonunlarni tо‘g‘ridan- tо‘g‘ri isbotlab, keltirib chiqarib bо‘lmaydi, lekin odamzodning ming yillik hayotiy tajribalari ularning tо‘g‘riligini isbotlab turibdi. Termodinamika qonunlarini yaxshi tushunib olish uchun umumiy termodinamikadagi ba’zi bir tushunchalar, terminlar va qiymatlar bilan tanishib olish lozim. Termodinamikada о‘rganiladigan obyekt sistema deyiladi. Shunga ko‘ra, borliq ikki qismga, sistema va uning atrof-muhitiga bo‘lingan. Bundan sistema dunyoning biz alohida qiziqqan qismidir. Bu reaksiya idishi, dvigatel, elektrokimyoviy batareya, biologic hujayra va h.k.lar bo‘lishi mumkin. Atrof-muhit sistemaning tashqarisidagi biz o‘lchashlarni amalga oshiruvchi qismni o‘z ichiga oladi. Bu turdagi sistema uni atrof-muhitdan ajratib turuvchi chegara xususiyatlariga bog‘liq bo‘ladi
2 . (1.1-rasm).
(b)
1.1-rasm. (a) Ochiq Sistema atrof-muhit bilan modda va energiya almashinishinadi. Masalan: ochiq kolbadagi eritma; sanoat miqyosida qo‘llaniladigan nasos, issiqlik almashtirgich, yig‘gich (bunker), aralashtirgich, filtrlar ham ochiq sistemaga misol bo‘ladi. (b) Yopiq Sistema atrof-muhit bilan energiya almashinishi mumkin, lekin modda almashmaydi. Masalan: usti yopiq kolbadagi eritma; bosim ostida ishlovchi vakuum – qurilma,
(c) Izolyatsiyalangan Sistema atrof-muhit bilan na issiqlik va na modda almashadi. Amalda bunday sist еma bo‘lmaydi.
Har ikkala ochiq va yopiq sistemalar atrof-muhit bilan energiya almashina oladi. Misol uchun, berk sistema kengayishi va atrof-muhitda og‘irligini orttirishi mumkin; berk sistema, shuningdek, pastroq haroratdagi atrof-muhitga energiya uzatishi mumkin.
sistema bilan tо‘g‘ridan-tо‘g‘ri yoki juz’iy aloqada bо‘lgan hamma narsa. U shunday katta
2
Q W
=const
о‘lchamga egaki, u tomondan issiqlik berilishi yoki olinishi uning haroratiga ta’sir etmaydi.
Gomogen sistema bitta fazadan, geterogen sistema bir necha fazadan iborat bо‘ladi.
nuqtalarida bir xil fizikaviy xossaga ega qismi.
termodinamik parametrlari yig‘indisi tushuniladi. Sistemaning holatini xarakterlash uchun kо‘pincha P, T, V va modda
foydalaniladi.Termodinamik parametrlar intensiv va
bо‘linadi. Intensiv parametrlar – sistemaning massasiga bog‘ liq bо‘lmasdan, sistemalar kontaktda bо‘lganda tenglashadigan parametrlar (
) – ular sistemaning asosiy holat parametrlar hisoblanib, sistemaning sifat xarakteristikalarini birlashtiradi. Ekstensiv parametrlar – sistemaning massasiga bog‘ liq bо‘lgan parametrlar(
) – sistemaning holat funksiyalari hisoblanadi. Sistemaning ekstensiv xossalari, sistema qismlarining ekstensiv xossalari yig‘indisiga teng (additivlik xossaga ega).
liq bо‘lib, additivlik xususiyatiga ega emas. Termodinamik parametrlar tashqi va ichki
parametrlarga bо‘linadi. Odatda, P (bosim) va T (harorat) sistemaga nisbatan tashqi parametrlar hisoblanadi. Termodinamik jarayonlar Jarayon sistemaning bir holatdan boshqa holatga о‘tishidir. Bunda sistemada kamida bitta termodinamik parametr о‘zgaradi. Sistemaning holat parametrlaridan qaysi biri termodinamik jarayon vaqtida о‘zgarishsiz qolishiga qarab quyidagilarga bо‘linadi: 1. T= const – izotermik jarayon (doimiy haroratdagi jarayon) 2. P= const – izobarik jarayon (ochiq kolbada boradigan jarayon) 3. V= const – izoxorik jarayon (avtoklavlarda boradigan jarayon) 4. Q= const – adiabatik jarayon (bunday jarayon vaqtida sistema tashqi muhitga issiqlik bermaydi va olmaydi ham, u о‘zining ichki energiyasi hisobiga ish bajaradi). Tabiatda sodir bо‘layotgan hamma jarayonlarni о‘z-о‘zidan sodir
bо‘ladigan (tabiiy) va о‘z-о‘zidan sodir bо‘lmaydigan
jarayonlar ga bо‘lish mumkin. Kimyoviy termodinamikada muvozanat holat, muvozanatsiz holat, qaytar va qaytmas jarayonlar tushunchalari mavjud. О‘z-о‘zidan sodir bо‘ladigan jarayonlar – tashqaridan energiya sarflamasdan sodir bо‘ladigan jarayonlardir (m: issiqlikning issiq jismdan sovuq jismga о‘tishi, gazlarning aralashib ketishi, suvning yuqoridan pastga oqishi va b.).
sarflanganda sodir bо‘ladigan jarayonlardir (m: gazlar aralashmasini ajratish, nasos orqali suvni pastdan tepaga tortib olish). О‘z-о‘zidan sodir bо‘ladigan jarayonlarda muvozanat yuzaga keladi. Sistemaning muvozanat holati deganda, vaqt о‘tishi bilan о‘zgarmaydigan holati tushuniladi. Qaytar jarayonlar deganda, о‘zining dastlabki holatiga hech qanday energiya о‘zgarishlarisiz qaytadigan muvozanat holatidagi jarayon tushuniladi. Bunda sistema tomonidan bajariladigan ish qiymati maksimal bо‘ladi. Qaytmas jarayonda sistemaga tashqaridan ta’sir etilganda sodir bо‘ladigan va oxirigacha boradigan jarayon tushuniladi. Bunda bajarilgan ish qiymati minimal
Termodinamik jarayon sistemada energetik о‘zgarishlar sodir bо‘lishiga olib keladi. Bu о‘zgarishlar sistemaning holat funksiyalari (U, H, S, Q, A)ning о‘zgarishida ifodalanadi.
Tayanch so‘zlar : modda, modda miqdori, ekstensiv kattaliklar, intensiv kattaliklar, kimyoviy jarayon, fizikaviy jarayon, kvant mexanika usuli, termodinamik usul, molekulyar-kinetik usul.
ular orasidagi ichki bog‘lanishlar va mohiyatini ochib beruvchi fandir. Kvant (kimyosi) mexanika usuli – moddalar tuzilishini o‘rganishda kvantlar nazariyasini tadbiq etishga asoslangan ham nazariy, ham eksperimental usullar majmuidir.
qonunini tadbiq qilishga asoslangan bo‘lib, buning asosida kimyoviy jarayonlarni ko‘pgina masalalarini (jumladan, chiqayotgan yoki yutilayotgan issiqlik miqdorini
etuvchilarning (atomlar va molekulalar harakati) xossalari tekshirilib, jamlanadi. Termodinamik sistema – yetarlicha kо‘p miqdordagi molekulalar (struktura birliklari )dan tashkil topgan tabiatning istalgan obyekti bо‘lgan va tabiatning boshqa obyektlaridan haqiqiy yoki faraz qilingan sathlar chegarasi (chegaralar) bilan ajratilgan istalgan obyektga aytiladi. Izolirlangan sistema – muhit bilan na modda na energiya (∆m=0, ∆E=0)
almashmaydigan sistemadir. Yopiq sistema – muhit bilan modda almashmaydigan, biroq energiya almashi-
shi mumkin bо‘lgan sistema (∆m=0, ∆E≠0).
Ochiq sistema – muhit bilan ham modda, ham energiya almashishi mumkin bо‘lgan sistema (∆m ≠ 0, ∆E ≠ 0 ).
Holat – sistema xossalarining majmuasi bо‘lib, sistemani termodinamik nuqtai nazardan aniqlashga imkon beradi.
kо‘p vaqt sistemaning barcha xossalari doimiy bо‘lib, unda modda va energiya oqimi bо‘lmaydi.
vaqt maboynida sistemaning xossasi о‘zgarmaydi, lekin modda va energiya oqimi bо‘ladi.
sistemaning bir holatdan boshqasiga о‘tishi.
1. Fizikaviy kimyo fanining kimyoviy texnologiyadagi ahamiyati. 2. Fizikaviy kimyo fanining vazifasi va maqsadi. 3. Fizikaviy kimyo fanining asosiy bo‘limlari. 4. Fizikaviy kimyo fanida qanday usullardan foydalaniladi? 5. Fizikaviy kimyo fanining boshqa kimyoviy fanlar bilan uzviyligi. 5. Fanni o‘rganishning termodinamik usuli nimalarga asoslangan? 6. Fizikaviy kimyo fanining rivojiga hissa qo‘shgan chet el va vatanimiz olimlaridan kimlarni bilasiz? 7. Termodinamika fani, uning maqsadi va vazifasi. 8. Termodinamikaning asosiy tushunchalari. 9. Sistema nima? 10. Intensiv va ekstensiv xossalar haqida nima bilasiz?
Amaliy mashg‘ulot Mavzuga oid masalalar yechish namunalari 1 – masala. 90g suv qaynash haroratida bug‘langanda ichki energiyasi o‘zgarishini hisoblang. Suvning normal bosimdagi yashirin bug‘lanish issiqligi 40714 J/mol. Yechish: Termodinamikaning I qonuniga binoan Q=A+∆U ∆U=Q - A=Q - P∆V P ∆V = Р(V bug‘ -V suyuq )=Р V bug‘ →V bug‘ >>V suv bo‘lgani uchun Ideal gazlar qonuni tenglamasiga asosan:
15498
373 31 , 8 18 90 = ⋅ ⋅ = ⋅ = =
∆U=Q-A=40714-15498=25216 J ∆U musbat, shuning uchun bug‘lanishda yutilayotgan issiqlik ichki energiyaning ortishiga sarf bo‘ladi. ∆U=U 2
1 U 2 >U 1
2 – masala. 30 l ideal gaz 96460 Pa
, 24°C da izotermik siqildi. Gaz hajmi 5 marta kamayganda qancha issiqliq ajraladi? Yechish: Izotermik jarayonda bajarilgan ish A t = Q t =nRTln 1 2
V =2,303·nRT lg 1 2
V ; Mollar sonini ideal gaz holat tenglamasidan aniqlaymiz PV=nRT → n= RT PV = 297 31 , 8 10 30 96460 3 ⋅ ⋅ ⋅ − =1,17mol Bundan Q t =2,303·1,17·8,31·297 lg 30 6 =6653,44 lg 0,2=-4650,75 J=-4,65 kJ 3 – masala. Kalsiy karbonatning parchalanish reaksiyasi issiqlik effektini hisoblang. СaСO 3 =СaO+СO 2 +Q Mahsulotlarning hosil bо‘lish issiqliklari quyidagicha: Сa+1/2O 2
С+O 2 =СO 2 +394 kJ/mol (b) Сa+С+3/2O 2 =СaСO 3 +1208,6 kJ/mol (v) Gess qonunidan kelib chiqadigan 1-xulosadan foydalanamiz. dast.modda 0 /
0 / 0 ) ( ) ( ∑ ∑ ∆ ⋅ − ∆ ⋅ = ∆ − − b h t mah b h ya r H n H n H
kj H n H n H CaC b h t mah CO b h CaO b h ya r / 7 , 177
6 , 1208 394 9 , 636 ) ( ) ( dast.modda 0 / . / / 0 3 2 = + − − = ∆ ⋅ − ∆Η + ∆ ⋅ = ∆ ∑ ∑ − −
4 – masala. Etilatsetat hosil bо‘lish reaksiyasining standart issiqlik effektini hisoblang.
Etil spirti, sirka kislota va etilatsetatning yonish reaksiyalari standart issiqlik effektlari mos ravishda – 1370 kJ/mol, 876 kJ/mol, 2250 kJ/molga teng.
mumkin:
1. Reaksiyada ishtirok etuvchi moddalarning termokimyoviy reaksiyalari: а) С
2 Н 5 ОН+3О 2 =2СО 2 +3Н
2 О +1370 kJ/mol b ) СН
3 СООН+2О
2 =2СО
2 +2Н
2 О +876 kJ/mol d ) СН
3 СООС
2 Н 5 +5О 2 =4СО 2 +4Н
2 О +2250 kJ/mol Berilgan termokimyoviy reaksiyalarni kombinatsiyalaymiz va reaksiyada ishtirok etmaydigan kislorod va uglerod (IV)-oksidni qisqartirib yuboramiz. Buning uchun (a) va (b) tenglamalarni qо‘shib (d) tenglamani ayiramiz. С 2 Н 5 ОН+3О 2 +СН
3 СООН+2О
2 - СН 3 СООС
2 Н 5 - 5О 2 =2СО 2 +3Н 2 О+2СО
2 +2Н
2 О-4СО
2 - 4Н 2 О+ +1370+876-2250 Qisqartirishlardan sо‘ng quyidagilar hosil bо‘ladi: С 2 Н 5 ОН+СН 3 СООН=СН
3 СООС
2 Н 5 - 4 kJ/mol Q= -4 kJ/mol 2. Gess qonunining 2- xulosasini tadbiq etamiz: t mah yonish yonish ya r H n H n H − − ∑ ∑ ∆ ⋅ − ∆ ⋅ = ∆ ) ( ) ( 0 dast.modda 0 0
mol kj H n H n H t mah H COOC CH yonish COOH CH yonish H H C yonish ya r / 4 2250 876
1370 ) ( ) ( 5 2 3 3 5 2 dast.modda 0 0 − = + − − = ∆ ⋅ − ∆Η + ∆ ⋅ = ∆ − − ∑ ∑ 5 – masala. 298K da P=const va V=const bо‘lgan sharoitdagi reaksiya 4CO + 2SO 2
2(g) + 4CO
2 ning issiqlik effektini aniqlang (moddalarning standart hosil bо‘lish issiqlik effektini ma’lumotnomadan oling). Yechish: Ushbu reaksiyaning issiqlik effektini hisoblashda quyidagi formuladan foydalanamiz: dast.modda 0 / . 0 / 0 ) ( ) ( ∑ ∑ ∆ ⋅ − ∆ ⋅ = ∆ − − b h t mah b h ya r H n H n H ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) − − = − ⋅ + − ⋅ − − ⋅ + = ∆ 04 , 1574 9 , 296 2 5 , 110
4 51 , 393 4 0 0 298
H kJ 24 , 538 ) 8 , 1035
( − = − −
( ) =
⋅ − − ⋅ − = ∆ − ∆Η = ∆ 298 31 , 8 1 10 24 , 538
3 0 298 0 298
nRT U . 8 , 535
62 , 535763 38 , 2476 538240 kJ J − ≈ − = + − =
6 – masala. 0°C dan 1350°C gacha qizdirilganda 50kg suyuq misning entalpiyasini hisoblang. Bunda a) misning yashirin suyuqlanish issiqligi l s = 206 kJ/kg; b) suyuq misning solishtirma issiqlik sig‘imi 0,494 kJ/kg·grad; v) T suyuql =1084°C g) qattiq misning 0-1084°C orasidagi haqiqiy issiqlik sig‘imi C q =0,382+1,13·10 -4 ·t Yechish: 1350°C dagi suyuq misning entalpiyasini quyidagicha topamiz: ∆H Cu =∆H 1 +l suyuq +∆N 2 (misning massasi hisobga olinadi) ∆H 1 -qattiq misning 0°Cdan suyuqlanish harorati 1084°Cgacha qizdirilgandagi entalpiyasi;
-yashirin suyuqlanish issiqligi; ∆H 2 -misni suyuqlanish haroratidan 1350°C gacha qizdirilgandagi entalpiyasi.
∆H 1 =50 = ⋅ + − ∫ dt t) 10 13 , 1 382 , 0 ( 4 1084
0 50[
t dt ∫ ∫ − ⋅ + 1084 0 4 1084 0 10 13 , 1 382 , 0 ] = = 50[0,382·1084+1,13·10 -4 2
1084 ( 2 =27343,45 kJ S suyuq =50·206=10300 kJ. ∆H 2 ni hisoblashda ∆H=S suyuq ∆t tenglamadan foydalanamiz. ∆H 2 =50·0,494 (1350-1084)=6570,2 kJ ∆H Cu =∆H 1 + S suyuq +∆H
2 =27343,45+10300+6570,2=44213,65 kJ 7 – masala. ZnS (q) +3/2O 2(g) =ZnO (q)+ SO 2(g) reaksiyasining 800°C da entalpiya o‘zgarishini hisoblang. Reaksiyaning issiqlik sig‘imi bilan harorat orasidagi bog‘lanish quyidagicha: ZnS р C (q)
=54·10 3 +4,96·T-8,12·10 8 T -2 J/kmol·K ZnO p C (q)
=47,6·10 3 +4,8·T-8,25·10 8 T -2 J/kmol·K 2
p C (g)
=31,5·K 10 3 +3,39·K T-3,77·K 10 8 T -2 J/kmol·K 2
p C (g)
=71,5·K 10 3 +10,73 T-12,72·K 10 8 T -2 J/kmol·K Moddalarning oddiy elementlardan hosil bo‘lish issiqliklari (∆H
298
) ZnS =-203·10
6 J/kmol
(∆H 298 ) ZnO =-348·10
6 J/kmol
(∆H 298 ) 2
=-297·10 6 J/kmol Yechish: 800°C yoki 1073K da entalpiya o‘zgarishini ∆H T =∆H 298
+∆a o (T-298)+ ) 298
1 1 ( ) 298
( 2 2 2 2 1 − ∆ − − ∆
а Т а formula bo‘yicha hisoblaymiz. ∆H 1073 =∆H
298 +∆a
o (1073-298)+ ) 298
1 1073
1 ( ) 298 1073
( 2 2 2 2 1 − ∆ − − ∆
а ; ∆a o , ∆a
1
va ∆a 2
ni ∆a o =U(n∆a
o ) oxirgi - U(n∆a
o ) bosh formula bo‘yicha topamiz: ∆a o =47,6·10 3 +71,5·10 3 -54·10
3 - 3 10 5 , 31 2 3 ⋅ ⋅ =17,3·10 3
∆a 1 =4,8+10,73-4,96- 5 ,
39 , 3 2 3 = ⋅
∆a 2 =-8,25·10 8 -12,72·10 8 +8,12·10
8 + 8 8 10 19 . 7 10 77 , 3 2 3 ⋅ − = ⋅ ⋅
Gess qonunining 1-xulosasidan foydalanib, reaksiyaning standart issiqlik effektini hisoblaymiz: ∆H 298 = (∑∆H h/b
) maxc.
- (∑∆H
h/b ) bosh.m. =-442·10 6 +13,41·10 6 +2,92·10
6 -1,74·10
6 = =-427,41*10 6 J/kmol
800°C dagi issiqlik effekti: ∆H 1073 =-442·10 6 +17,3·10 3 ·775+
) 10 42 , 2 ( 10 19 , 7 10 06 , 1 2 5 , 5 3 8 6 − ⋅ − ⋅ + ⋅ ⋅ = =-4,42·10 6 +13,41·10 6 +2,92·10
6 -1,74·10
6 =-427,41·10 6 J/kmol
8 – masala. 500K haroratdagi 4CO + 2SO 2 = S 2(g) + 4CO
2 reaksiyaning issiqlik effektini aniqlang (T=298K dagi standart issiqlik effekti va issiqlik sig‘imining qiymatlari ma’lumotnomadan olinadi). Yechish: Turli haroratlar uchun issiqlik effekti Kirxgoff qonuni asosida topiladi, bunda quyidagi formuladan foydalaniladi: ( )
∆ + ∆ + ∆ + ∆Η = ∆Η T T dT cT bT a 298
2 0 298 0
Ushbu formulani integraldan ozod etsak, u holda quyidagi kо‘rinishga ega bо‘ladi: ( ) ( ) ( ) 3 3 2 2 0 298 0 298 3 298
2 298
− ∆ + − ∆ + − ∆ + ∆Η = ∆Η T c T b T a T Gess qonunining 1-xulosasidan foydalanib, reaksiyaning 298K dagi standart issiqlik effekti va issiqlik sig‘imlarini ma’lumotnomadan olib hisoblaymiz: dast.modda 0 /
0 / 0 ) ( ) ( ∑ ∑ ∆ ⋅ − ∆ ⋅ = ∆ − − b h t mah b h ya r H n H n H ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) − − = − ⋅ + − ⋅ − − ⋅ + = ∆ 04 , 1574 9 , 296 2 5 , 110
4 51 , 393 4 0 0 298
H kJ 24 , 538 ) 8 , 1035
( − = − −
∆a=-7,2J/mol·grad; ∆b=29,47·10 -3
J/mol·grad; ∆c=-20,98J/mol·grad; ( ) ( ) ( ) = − ∆ + − ∆ + − ∆ + ∆Η = ∆Η 3 3 2 2 0 298
0 298
3 298
2 298
T c T b T a T
( ) ( ) ( ) ( ) = − ⋅ − + − ⋅ + − − + ⋅ − = − − 3 3 5 2 2 3 3 298
500 3 10 98 , 20 298 500
2 10 47 , 29 298 500 2 , 7 10 8 , 538
( ) ( ) . 8 , 544 2 , 544770 6891 223
, 2375
4 , 1454 538800 kJ J − ≈ − = − + + − + − =
Mavzuga doir tarqatma materiallar 1 – tarqatma material FIZIKAVIY KIMYO FANINING VAZIFASI, MAQSADI VA TEKSHIRISH OBYEKTLARI FIZIKAVIY KIMYO FANI BО‘YICHA TARQATMA MATERIAL Mavzu energiya va termodinamikaning I qonunini о‘rganishga qaratilgan bо‘lib, unda biz energiyani ish bajarish yoki issiqlikni о‘tkazish qobiliyatiga qarab о‘lchash mumkinligini bilib olamiz. Jism potensial energiyaga ega bо‘lishi mumkin. Potensial energiya jismni boshqa jismlarga nisbatan joylashishi yoki ichki tuzilishi bilan baholanadi. Masalan, kimyoviy energiya potensial energiya bо‘lib, jismda kimyoviy о‘zgarish rо‘y berganda bu energiya namoyon bо‘lishi mumkin. Jism kinetik energiyaga ega bо‘lishi mumkin. Kinetik energiya , bu jismni
tabiatda sodir bо‘ladigan barcha о‘zgarishlarda koinotdagi tо‘liq energiya doimiy bо‘lib, о‘zgarmay qoladi. Odatda, koinotning ma’lum bir qismini - sistema deb ataladi, boshqa qismlaridan (atrof muhitdan ) ajralgan holda о‘rganiladi. Termodinamikaning I qonuniga muvofiq sistema energiyasini har qanday ortishi atrof muhit energiyasining shuncha pasayishi bilan sodir bо‘ladi. Sistemaning issiqlik energiyasini atrof muhitga о‘tish jarayoni ekzotermik jarayon deyiladi. Aksincha, sistemani atrof muhitdan energiya olish (yutish) jarayoni - endotermik jarayon deyiladi. Doimiy bosimda sodir bо‘ladigan issiqlik jarayonlari alohida ahamiyat kasb etadi. Jarayon doimiy bosimda sodir bо‘lsa (P = const), sistemaga kiradigan issiqlik yoki sistemadan chiqadigan issiqlik entalpiya о‘zgarishi deyiladi va ∆H bilan ifodalanadi. Bu qiymat, ya’ni ∆H ekzotermik jarayonlar uchun manfiy, endotermik jarayonlar uchun musbat qiymatga ega bо‘ladi. Entalpiya holat funksiyasi hisoblanadi. Bu degan sо‘z,
bosqichlardan iborat bо‘lsa, tо‘liq jarayonning entalpiya о‘zgarishi - har bir alohida olingan bosqichdagi entalpiya о‘zgarishi yig‘indisiga teng. Bu qonuniyat - Gessning reaksiya issiqliklarining additivlik qonuni bilan mashhurdir. Gess qonunini qо‘llash uchun moddaning standart hosil bо‘lish issiqligi qabul qilingan. Moddaning standart hosil bо‘lish issiqligi - moddalarni elementlardan berilgan haroratda (25°C ) barqaror holatda hosil bо‘lishiga aytiladi. Gess qonunidan foydalanib, istalgan reaksiyadagi entalpiya о‘zgarishini hisoblab chiqarish mumkin. Buning uchun barcha mahsulotlar hosil bо‘lish issiqligi yig‘indisidan barcha re agentlar hosil bо‘lish issiqliklarining yig‘indisi ayriladi. Entalpiya о‘zgarishi bilan bog‘liq masalalarni yechishda: 1)
2)
Tо‘g‘ri reaksiya ∆H qiymati teskari reaksiya ∆H qiymatiga teng, lekin belgisi qarama - qarshidir. 3)
Istagan elementning hosil bо‘lish issiqlik effekti uning standart holatida „0"ga teng. Issiqlik effektlarini kalorimetrlarda о‘lchash mumkin. Ularda reaksiya vaqtida ajralgan yoki yutilgan issiqlik - kalorimetr haroratini о‘zgarishi bilan о‘lchanadi. Jismning issiqlik sig‘imi deb, jismni haroratini 1°Cga о‘zgartirish uchun kerak bо‘lgan issiqlikka aytiladi.
Ushbu ma’ruzadan sо‘ng siz, aziz talabalar quyidagilarni bilishingiz zarur: 1. kinetik va potensial energiyalar farqini; 2. ekzotermik va endotermik reaksiyalar farqini; 3.
kimyoviy jarayon entalpiyasini о‘zgarishini boshqa jarayonlar, ya’ni shu jarayonga olib keluvchi bosqichlar entalpiyasini о‘zgarishiga qarab hisoblashni; 4.
kimyoviy reaksiya entalpiyasini о‘zgarishini har bir reagent va mahsulot hosil bо‘lish entalpiyasi orqali hisoblashni.
2 – tarqatma material Quyida fizikaviy kimyo fani mavzularini o‘zlashtirish jarayonida uchraydigan kattaliklarni o‘lchov birliklari va ularni belgilanishi keltirilgan:
bajarilgan ish
Aktivlik C v , С р issiqlik sig‘imi С erkinlik darajasi soni С Konsеntratsiya Е elеktr yurituvchi kuch (EYuK) Е эбл. ebulioskopik konstanta Е elеktron zaryadi F - Faradеy soni (F=96500 kulon)-Gеlmgolts enеrgiyasi F uchuvchanlik (fugitivlik) G Gibbs enеrgiyasi H Entalpiya H Plank doimiysi (h=6 ,6252·10 -34
J ·sek)
I ion kuchi I izotonik koeffitsiеnt K muvozanat konstantasi К kr. krioskopik konstanta K - tеzlik konstantasi; -Boltsman doimiysi (k b =13,803·10 -22 J/grad.) М moddaning molеkulyar massasi M -molyal
konsеntratsiya;-biror moddaning massasi N mol qism (molyar xissa) N A Avagadro soni (N A =
23 mol
-1 )
- rеaktsiya tartibi soni;-mollar soni P bosim, 1atm.= 1,013·10 5 P а (n/м 2 ) Q Issiqlik R univеrsal gaz doimiysi R M molyar (mol) rеfraktsiya R C elеktr tokini oqib o‘tishiga ko‘rsatilgan qarshilik S Eptropiya Т absolyut h arorat, К (Т=273,15+t o C) T harorat, о С
harorat; F – Farangеyt n o F=(5/9)
·(n-32) o C n o F =[(5/9)·(n-32)+273,15]К U ichki enеrgiya V h ajm (normal sharoitda, ya'ni 273 К vа 1,013·10 5 P а, V=22,415 л.) Α Dissotsatsiyalanish darajasi K Д Dissotsatsiyalanish konstantasi A Γ termodinamikaktivlik aktivlik koeffitsiеnti;
dielеktrik o‘tkazuvchanlik Λ kuzatilgan elеktr o‘tkazuvchanlik λ s solishtirma elеktr o‘tkazuvchanlik λ ekv. ekvivalеnt elеktr o‘tkazuvchanlik λ + λ - ionlarning harakatchanligi Μ kimyoviy potеnsial
yaratilgan qonuniyatlar O‘zbekistonda fizikaviy kimyo Beruniy, Ibn-Sino, Amir Temur, Ulug‘bek davrlarida taraqqiy etgan deyish mumkin. Xorazmlik Abu Rayhon Muhammad ibn Ahmad al-Beruniy (973- 1048yy) «Qimmatbaho toshlarni bilib olish bo‘yicha ma’lumotlar» («Mineralogiya») kitobida yoqut, la’l, olmos, zumrad, aqiq, marvarid, lojuvard, billur, feruza, marjon, zabarjad kabi minerallar hamda oltin, kumush, simob, temir, mis, qalay, qo‘rg‘oshin kabi metallar to‘g‘risida ma’lumotlar berdi. U dunyoda birinchi bo‘lib toshlarning solishtirma og‘irliklarini o‘lchadi (aniqladi); minerallarni, metallarni qanday vujudga kelishini, ranglari, xossalari, xususiyatlari, metallarni rudadan ajratish yo‘llarini (texnologiyasini) ilmiy asoslab berdi. Minerallarni turlarga ajratdi, toshlarning qattiqligi, tiniqligi, og‘irlik va magnitga tortilish xususiyatlari haqida fikr yuritdi.
oldi; siydik (peshob)ni rangi, hidi, tiniqligi bo‘yicha tahlil qildi; 1200ta mineral dorilar ustida ishladi. U tabiatda mutloqlik yo‘q, har qanday jism harakatda bo‘ladi degan fikrni olg‘a surdi. «Ma’dan va oliy jinslar» nomli risolasida minerallarni – toshlar, oltingugurtli ma’danlar, yonar toshlar va tuzlar guruhiga bo‘ldi. (1956 yilda uning sharafiga yangi topilgan mineralga «Avitsenit» deb nom qo‘yildi). Suvni zararsizlantirish uchun filtrlash, haydash, qaynatish kabi fizik- kimyoviy usullarni taklif etdi. Turli xil gilmoyalarning xossalarini o‘rganib, ularni insondagi yoqimsiz hidlarni yo‘qotishda (ya’ni adsorbsiyada) qo‘lladi. Ularni qizdirib, sirka kislota bilan ishlov berib, faollash mumkinligini ko‘rsatdi. Gilmoyalarni dorishunoslikda qo‘llashda ularning dispersligigi, g‘ovakligiga katta e’tibor berdi.
Yurtimizda 1927 yil O‘zbekiston Milliy universiteti (o‘sha vaqtdagi Turkiston Milliy universiteti)da birinchi bo‘lib fizik kimyo kafedrasi tashkil etildi. Professor Alekseyev kafedraga rahbarlik qildi. 1932 yil Samarqand Davlat Universitetida ham professor
rahbarligida ana shunday kafedra tashkil etildi. O‘zbekistonda fizik kimyoning rivojlanishida N.A.Kolosovskiy,
qo‘shdilar. K.S.Axmedov dunyo tan olgan va O‘zbekiston miqyosida fizikaviy va kolloid kimyo sohasida katta maktab yaratgan buyuk olim hisoblanadi. Document Outline
Download 0.57 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|