2. Suvning termokimyoviy parchalanishi

Vodorod (lotincha: Hydrogenium), H — Kimyoviy elementlar davriy sistemasining birinchi guruhiga mansub kimyoviy element; atom massasi 1,00797. Odatdagi sharoitda rangsiz, hidsiz gaz boʻlib, taʼmi yoʻq. Metallarga kislotalar taʼsir ettirilganida yonuvchi gaz ajralishi 16- va 17-asr kimyogarlarining asarlarida koʻp eslatib oʻtiladi. 1766-yilda ingliz kimyogari Vodorod Kavendish ajralayotgan gazni yigʻib tekshirib, "alangalanuvchi havo" deb atadi va ana shu gaz flogiston boʻlsa kerak, deb oʻyladi. 1783-yilda Vodorod Lavuaze suvni analiz va sintez qilish yoʻli bilan uning tarkibi murakkab ekanini isbot etdi. 1787-yilda esa "alangalanuvchi gaz"ni yangi element deb taʼrifladi va unga hoz. hydrogene (yun. hydro—suv va gennao—tugʻdiraman) nomini berdi. Ruscha "Vodorod" nomini 1824-yilda Vodorod Vodorod Solovev taklif etgan.
Vodorod tabiatda keng tarqalgan boʻlib, Yer poʻsti (litosfera va gidrosfera) dagi miqdori ogʻirligi boʻyicha 1%, atomlar soni boʻyicha 16% ni tashkil etadi. Yerda eng koʻp tarqalgan birikma — suv (ogʻirligi boʻyicha 11,19% Vodorod) tarkibida hamda koʻmir, neft, tabiiy gazlar, tuproq, shuningdek, hayvon va oʻsimlik organizmlari (yaʼni oqsillar, nuklein kislotalar, yogʻlar, uglevodlar va b.) tarkibida uchraydi. Vodorod erkin holda juda kam, tabiiy gazlarda ozgina, atmosferada juda oz boʻladi. Yer atrofida protonlar oqimi sifatida Yerning ichki ("proton") radiatsion mintaqasini hosil qiladi. Fazoda eng koʻp tarqalgan element hisoblanadi. Plazma sifatida Quyosh va koʻpchilik yulduzlar ogʻirligining yarmini, yulduzlararo muhit hamda gaz tumanliklarining asosiy qismini tashkil etadi. Bir qator sayyoralarda N2 sifatida erkin hodda, metan SN4, ammiak NH3, suv N2O, =SN, =NH, —ON, =SiH, =RN va b. radikallar sifatida uchraydi.
Oddiy Vodorod ikki barqaror izotop: yengil Vodorod yoki protiy (ʻN) va ogʻir Vodorod yoki deyteriy (2N yoki D) lardan iborat. Tabiiy birikmalarida bir atom 2N ga oʻrtacha 6800 ta ʻN toʻgʻri keladi. Radioaktiv izotopi — oʻta ogʻir Vodorod yoki tritiy (3N yoki T) sunʼiy yoʻl bilan olingan. Buning yarim yemirilish davri T1/2=12,262 y. Tabiatda tritiy kosmik nurlar neytronlarining taʼsirida azotdan hosil boʻladi. Juda beqaror izotopi 4N ham olingan. Vodorod atomi boshqa elementlarinikiga nisbatan oddiy boʻlib, yadro va bitta elektrondan iborat. Elektronning yadro bilan bogʻlanish energiyasi (ionizatsiya potensiali) 13,595 eV ga teng .
Vodorod maʼlum moddalar ichida eng yengili boʻlib (havodan 14,5 baravar yengil), zichligi 0,0899 g/l (0° va 1 atm). Vodorod — 252,6° da qaynaydi (suyuqlanadi) va — 259,1° da suyuqlanadi (qotadi). Barcha gazlar ichida Vodorod eng koʻp issiq oʻtkazuvchandir (0° va 1 atmda 4,16-10 -* kal/sm sek. grad). Vodorod suvda kam eriydi (20° va 1 atmda 0,0182 ml/g), lekin metallar (Ni, Pt, Pd va b.) da, ayniqsa palladiyda yaxshi eriydi.
Oddiy sharoitda molekula holidagi Vodorod faol emas, bunday holda faqat metallmaslar bilan (ftor, nur taʼsirida xlor bilan ham) birika oladi. Qizitilganda koʻpgina elementlar bilan birikadi. Atom holidagi Vodorod molekula holidagi Vodorodga nisbatan kimyoviy jihatdan juda faol hisoblanadi. Vodorod kislorod bilan suv hosil qiladi: N2+1/2O2=N2O; bunda 68,3174 kkal/mol issiqlik ajraladi (25° va 1 atm.). Odatdagi sharoitda reaksiya sekin, 550° dan yuqorida esa portlash bilan boradi. Vodorod-kislorod aralashmasining portlash chegaralari 4 dan 92% N2 gacha, vodorod-havo aralashmasiniki esa 4 dan 74% N2 gacha (2 hajm N2 va 1 hajm O, aralashmasi qaldiroq gaz deb ataladi). Vodorod oksidlardan kislorodni tortib ola olishi sababli koʻpgina metallarni qaytarish maqsadlarida ishlatiladi.
CuO+H,=Cu+H2O; Fe3O4+4H>3Fe+4H2OL. galogenlar bilan galogenvodorodlar hosil qiladi, mas.,N2+S12=2NS1. Bunda ftor bilan portlash orqali, xlor va brom bilan nur yoki qizdirish orqali birikadi, yod bilan esa faqat qizdirilganida reaksiyaga kirishadi. Vodorod azot bilan birikib, ammiak hosil qiladi: 3H,+N2=2NH3. Oltingugurt bilan birikkanda vodorod sulfid hosil boʻladi. Yuqori temperaturada sof holdagi uglerod bilan birikib, metan beradi. Metallar bilan bevosita birikib, gidridlar hosil qiladi. H,+2Li=2LiH. Vodorod ning uglerod (I)-oksid bilan reaksiyasi amaliy ahamiyatga ega boʻlib, bunda temperatura, bosim va katalizatorga qarab turli xil organik birikma (mas., formaldegid, metanol va b.) lar olish mumkin. Toʻyinmagan uglevodorodlar Vodorod bilan reaksiyaga kirishib, toʻyingan uglevodorodlarga aylanadi (qarang Gidrogenlash). Vodorod baʼzi elektromanfiy elementlar (mas., Gʻ, O, N, S, V, S1, S, R) bilan vodorod bogʻ hosil qiladi.

Vodorod
Vodorod sanoatda tabiiy va yulakay gazlardan, koks gazi va neftni qayta ishlashda hosil boʻluvchi gazlardan olinadi. Elektroliz yoʻli bilan suvdan ham olinadi. Metandan suv bugʻi yoki kislorod taʼsir ettirib olinishi asosiy yoʻllardan hisoblanadi.

Vodorod 18-asrdan boshlab havo sharlarini toʻldirish uchun ishlatilib kelgan. Vodorod ammiak, metil spirt, sintetik benzin (sintin) ishlab chiqarishda, qattiq va ogʻir suyuq yoqilgʻilar, yogʻlarni gidrogenlashda, xlorid kislota sintezida, neft mahsulotlarini tozalashda, metallarni kavsharlash va qirqishda ishlatiladi. Vodorod izotoplari - deyteriy va tritiy atom energetikasida keng qoʻllaniladi.^[1]
Vodoród — rangsiz gaz, unsurlar davriy jadvalining birinchi unsuri. Eng yengil modda. Eng keng tarqalgan izotopi ¹H ning ioni — proton. Vodorodning baʻzi izotoplari oʻz nomiga ega: ¹H — protiy (Н), ²H — deyteriy (D) va ³H — tritiy (T). Tabiatda keng tarqalgan, yonuvchan. Kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effekti. Kimyoviy reaksiyalar ko'pincha issiqlik va boshqa energiya turlarini yutish yoki chiqarish bilan sodir bo'ladi. Agar reaksiya o'zgarmas bosimda olib borilsa ajralib chiqqan yoki yutilgan issiqlik – reaksiyaninng o'zgarmas bosimdagi issiqlik effekti deb ataladi va Q_p bilan belgilanadi. Reaksiya o'zgarmas hajmda olib borilganda esa uning issiqlik effekti Q_V bilan belgilanadi va u reaksiyaning o'zgarmas xajmdagi issiqlik effekti deb yuritiladi.

Issiqlik chiqarish bilan sodir bo'ladigan reaksiyalar ekzotermik, issiqlik yutilishi bilan boradigan reaksiyalar esa endotermik reaksiyalar deb ataladi. Issiqlik miqdorini o'lchov birligi Joul (J) va kilojoul (kJ) (kaloriya va kilokaloriyadan ham foydalanish mumkin).

Kimyoviy reaksiya natijasida reaksiyaga kirishuvchi moddalarning energiya zapasi o'zgaradi. Ekzotermik reaksiyalarda hosil bo'lgan moddalarning energiya zapasi boshlang'ich moddalarnikidan kam, endotermik reaksiyada esa ko'p bo'ladi. Kimyoviy birikma hosil bo'lishida qancha ko'p energiya ajralib chiqsa, bu mahsulotlar shuncha barqaror bo'lishi mumkin. Aksincha, endotermik reaksiya natijasida hosil bo'lgan moddalar o'zining beqarorligi bilan ajralib turadi va ular oson parchalanadi.
Reaksiyaning issiqlik effekti ya'ni ajralib chiqayotgan yoki yutilayotgan issiqlik miqdori ko'rsatilgan kimyoviy tenglamalar termokimyoviy tenglama deyiladi. Bu tenglamalar massalar saqlashi qonuni va energiyaning saqlanish qonuni asosida tuziladi.
Ekzotermik reaksiyalar issiqlik effekti musbat (),endotermik reaksiyalar issiqlik effekti esa manfiy (–) ishora bilan yoziladi. Masalan: 1 mol CH₄, 2 mol O₂ bilan reaksiyaga kirishganda 212,44 kkal issiqlik ajraladi:
CH₄2O₂CO₂2H₂O212,44 kkal
ekzotermik reaksiya
1 mol kalsiy karbonat to'la parchalanganda – 42,54 kkal issiqlik yutiladi:
CaCO₃CaOCO₂–42,54 kkal
endotermik reaksiya
Kimyoning kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effektlari miqdorini o'rganadigan bo'limi termokimyo deyiladi va bu soha kimyoviy termodinamikaning bir qismini tashkil etadi.
Termodinamikaning I qonuni. Reaksiyaning o'zgarmas bosim (Q_p) va o'zgarmas xajm (Q_V) dagi issiqlik effekti tushunchalarini to'la tushunish uchun termodinamikaning I qonunidan foydalanamiz. Bu qonunga muvofiq, har bir sistema o'zining ichki energiyasi U ga ega bo'lib uning o'zgarishi sistemaga berilgan issiqlik Q va sistema bajargan ish A qiymatiga bog'liq.
 UQ – A yoki Q UA
Termodinamikaning I qonuni quyidagicha ta'riflanadi:
Sistemaga berilgan issiqlik miqdori uning ichki energiyasining o'zgarishi (U) va sistemaning tashqi kuchlar ustidan bajargan ishi (A) ga sarf bo'ladi.
Tashqi muhitdan ajralgan deb faraz qilingan modda yoki moddalar guruhi termodinamikada sistema nomi bilan yuritiladi. Sistemaning ichki energiyasi deganda moddaning umumiy energiya tutumini tushunish kerak.
Oddiy moddalardan bir mol birikma hosil bo'lganida ajralib chiqadigan yoki yutiladigan issiqlik miqdori shu birikmaning hosil bo'lish issiqligi deyiladi.
Agar hosil bo'lish issiqligi 25⁰C va 760 mm simob ustunida aniqlangan bo'lsa, u modda hosil bo'lishining standart issiqligi deyiladi va Q bilan belgilanadi.
Agar sistema bir xolatdan ikkinchi xolatga utsa , sistemaning ichki energiyasi uzgaradi :
U = U ₂ - U₁

Kimyoviy jarayon paytida sistema xech kanday ish bajarmasa, ya’ni sistemaning xajmi uzgarmasa, sistemaga uzgarmas xajmda berilgan issiklik (-Qv) sistemaning ichki energiyasining uzgarishiga sabab bo’ladi :

- Qv = U

Demak, reaksiyaning uzgarmas xajmdagi issiklik effekti sistema ichki energiyasining uzgarishiga teng .

Reaksiyaning termodinamik issiklik effekti H va termokimyoviy issiklik effekti karama-karshi ishora bilan tengdir:

H = - Qp yoki U = - Qv.