4. eritmalar gaz, suyuq va qattiq agregat holatlarida bo'lishi mumkin. Suyuq agregat holatidagi, ayniqsa suvdagi eritmalar juda katta amaliy ahamiyatga ega. Shuning uchun ham

4. eritmalar gaz, suyuq va qattiq agregat holatlarida bo'lishi mumkin. Suyuq agregat holatidagi, ayniqsa suvdagi eritmalar juda katta amaliy ahamiyatga ega. Shuning uchun ham. ba’zi olimlar suyuq agregat holatidagi gomogen aralashmalami chin eritmalar deb nazarda tutishni taklif qilmoqdalar. Qattiq holatda ham bir jinsli aralashmalar (aralash kristallar, ayrim qotishmalar, minerallar) bor bo'lib, mineralogiya va metallurgiyada ahamiyatga ega.
Kimyoviy reaksiyaning har taraflama asoslangan mexanizmini bilish ancha murakkab boiganligi uchun bir qancha nazariyalar taklif qilingan. Ularning asosiylari gazlarning molekulyar-kinetik nazariyasiga asoslanib taklif qilingan faol to'qnashishiar va faollashgan komplekslar (o'tar holat) nazariyasidir. Faollashgan komplekslar sifat nazariyasi asosida G.Eyring va M.Polyani (1935) statistik termodinamikaning matematik apparatidan foydalangan holda, reaksiyalarning absolyut tezliklari deb nomlangan miqdoriy nazariyani taklif qiiganlar. Eritmalarda boruvclii reaksiyalarning kinetikasi diffuzion mexanizm bo'yicha boradi va to'qnashishiar nazariyasi asosida tushuntiriladi. Eritmalardagi reaksiyalarning mexanizmi gazlardagiga nisbatan ancha murakkab, chunki boshlang'ich moddalarning molekulalari bir-biri bilan emas, balki erituvchi molekulalari bilan ham to'qnashadi. Eritmalarda molekulalar gazlardagiga nisbatan o'zaro ancha yaqin joylashgan va umumiy to'qnashishiar soni ko'p bo'lishiga qaramasdan ikkita ta’sirlashayotgan moddalarning o'zaro to'qnashishi qiyinlashadi, chunki buning uchun ular erituvchi qavatidan diffuziyalanib o'tishi kerak bo iib qoladi. Eritmalarda ko'pincha ion reaksiyalar borganligi sababli ularga erituvchining dielektrik singdiruvchanligi va eritmaning ion kuchi ta’sir qiladi. Eritmaning ion kuchi birlamchi va ikkilamchi tuz effektlarini keltirib chiqaradi.
Bolsman statistikasi bo’yicha faol to’qnashishlar ya’ni faol molekulalarning to4qnashishlari soni va bimolekulyar reaksiyaning tezlik konstantasi. barcha molekulalar to‘qnashishlari samarali boigan hoi uchun lnk= - w + V nT+A ( V 1 I ‘ 5 5 ) bu yerda: A - doimiy kattalik. InT ning qiymati haroratga deyarli d In к E bog'liq bo'lmagani uchun ushbu tenglama bilan ^ ten^” lamasi bir-biriga mosdir. Demak faol to'qnashishlar nazariyasi tajribada o'matilgan reaksiya tezligining haroratga bog'liqligini sifat jihatdan to'g'ri ifodalaydi. Tajriba natijalari asosida nazariyani miqdoriy tekshirish uchun lnh=f(l/T) bogiiqligidan faollanish energiyasi aniqlanadi va uning qiymatlarini yuqoridagi tenglamaga qo'yib reaksiyaning tezlik konstantasi hisoblanadi, so'ngra uni tajribada olingan qiymatlar bilan solishtiriladi.
Sistema holatining va undagi fazaviy muvozanatlaming tashqi sharoitlarga yoki uning tarkibiga bogiiqligini ifodalovchi bogianish holat diagrammasi yoki fazaviy diagramma deyiladi. Bir komponentli sistemalarning holat diagrammalari tashqi sharoitlarga (harorat. bosim) bogiiq ravishda ifodalansa, ikki va uch komponentli sistemalardagi fazaviy muvozanatlar harorat-tarkib diagrammalari orqali ifodalanadi.

5. Ikki komponentli sistema holat diagrammalarining asosiy turlari: evtektikaga ega diagrammalar, kongruent (barqaror kimyoviy birikma hosil qiluvchi) va inkongruent (beqaror) ravishda suyuqlanuvchi kimyoviy birikmali diagrammalar, qattiq va suyuq fazalarda chekli va cheklanmagan eruvchanlikka ega diagrammalar. Gibbsning fazalar muvozanati qonunidan 2 komponentli kondensatsiyalangan fazali sistemalar uchun o'zgarmas bosimda F = k-F+1 tenglamadan к = 2 bo'lganda erkinlik darajasi F = 3- F bo'ladi. Muvozanat holatidagi fazalar soni F= 3 dan katta bo'lishi (F = 0), erkinlik darajalari soni F = 2 dan ko'p bo'lishi mumkin emas (F = 1).

Moddalaming bir fazadan ikkinchisiga o'zaro o'tishi hamda kimyoviy reaksiyalar ham kuzatilishi mumkin bo'lgan geterogen sistemalar fazaviy muvozanatning asosiy qonuni orqali ifodalanadi. Bu esa termodinamika ikkinchi qonunining muhim qoilanishlaridan biridir. Ushbu qonun ko'pincha Gibbsning fazalar qoidasi deb ataladi. Fazalar qoidasini keltirib chiqarish uchun muvozanat holatidagi sistema komponentlari sonini к bilan, fazalar sonini esa F bilan belgilaymiz.
Agar sistemaning mavjudlik sharoitlari bosim va haroratdan tashqari yana qandaydir o‘zgaruvchan intensivlik omillari masalan, elektr potensiali bilan belgilansa, u holda mustaqil o‘zgaruvchilar soni ko'payadi. Agar, aksincha, sistemaning holat parametrlaridan ayrimlari doimiy qilib ushlab turilsa, unda mustaqil o'zgaruvcliilar 230 soni kamayadi. Shuning uchun umumiy holda tashqi omillarning sonini n bilan belgilab, Gibbsning fazalar qoidasini quyidagi F +0=k+ n (V.7) tenglama bilan ifodalanadi.
Sistema holatining va undagi fazaviy muvozanatlarning tashqi sharoitlarga yoki uning tarkibiga bog4liqligini ifodalovchi bog4lanish holat diagi*ammasi yoki fazaviy diagramma deyiladi. V. 1-rasmda o'rtacha bosimlardagi suvning holat diagrammasi keltirilgan (1 mPa gacha). 3 ta egri holat diagrammasini bug4, suyuqlik va muzga tokg4ri keluvchi maydonlarga bo4lib turibti. Egri chiziqlar 2 ta faza orasidagi muvozanatga to4g4ri keladi. ОС egri chizig4i suvning to4yingan bug4 bosimining haroratga bog'liqligini ifodalaydi va bug'lanish egri chizig7 deyiladi; OB egri chizig4i suvning muzlash haroratining tashqi bosimga bog4liqligini ko4rsatadi va suyuqlanish egri chizig4 i deyiladi; О A egri chizig4 i sublimatlanish egrisi deyiladi. О nuqta bug4, muz va suvlarning bir vaqtda o4zaro muvozanatda boiish sharoitlarini ifodalaydi.

6. Ekstraksiya jarayoni ikkita aralashmaydigan erituvchilarda moddaning taqsimlanishiga asoslangan. Erigan moddani erituvchi bilan deyarli aralashmaydigan boshqa erituvchi yordamida (ekstragent) eritmadan ajratib olish eksU'aksiya deyiladi. Ekstraksiya murakkab tabiiy va texnikaviy eritmalardan tashkiliy qismlarni ajratib olishda keng qoilaniladi. Erigan moddani to iiq ekstraksiya qilib olish uchun ekstraksiya jarayoni bir necha marta o'tkaziladi. Moddani ekstragentning kichik miqdori bilan bir necha marta ekstraksiya qilish umumiy miqdori xuddi shunday boigan ekstragent bilan 1 marta ekstraksiya qilishdan ancha samaraliroq boiadi. Kimyoviy texnologiyada ko4p martalik ekstraksiyani qarama-qarshi oqim jarayoni bilan almashtiriladi. Masalan. ekstraksiya qilinayotgan eritma vertikal kolonnada pastdan yuqoriga koiarilsin, ekstragent esa katta zichlikdagi may da tomchilar ko‘rinishida eritma qavatidan yuqoridan pastga qarab oisin. Ekstragent va ekstraksiya qilinayotgan eritmaning har bir qavatida muvozanatga yaqin holat qaror topadi. Bunda kolonnaning yuqori qismida ekstragentning yangi tomchilari ekstraksiya qilinayotgan eritmadan moddaning oxirgi qoldiqlarini ajratib oladi. Kolonnaning quyi qismida ekstragentning tomchilari eritmaning yangi miqdori bilan to4qnashadi va ekstraksiyalanayotgan moddaning ekstragentdagi miqdori maksimal qiymatga yetadi.

Issiqlik sig'imi - sistemaning haroratini bir gradusga ko‘tarish uchun talab qilingan issiqlik miqdori bo4lib, u sistemaga berilgan issiqlikning harorat o‘zgarishi nisbatiga teng. Issiqlik sig‘imi tushunchasining kiritilishi termodinamika tarixida eng katta yutuqlardan biri bo‘lgan.
Izoxorik va izobarik jarayonlardagi reaksiya issiqligi reaksiyaning issiqlik effekti deyiladi (ushbu jarayonlarda faqat kengayish ishi bajarilishi mumkin). Endotermik reaksiya issiqlik yutilishi bilan boradi va musbat bocladi. Ekzotermik reaksiya issiqlik chiqishi bilan boradi va manfiy deb qabul qilingan. tenglamadan p = const da A(A harfi o’rnida delta belgisi qo’yingizlar)H = &U+pAV ва W = AnRT (T.110) tenglamadan: AH=AU+AnRT.

7. Moddalaming bir fazadan ikkinchisiga o'zaro o'tishi hamda kimyoviy reaksiyalar ham kuzatilishi mumkin bo'lgan geterogen sistemalar fazaviy muvozanatning asosiy qonuni orqali ifodalanadi. Bu esa termodinamika ikkinchi qonunining muhim qoilanishlaridan biridir. Ushbu qonun ko'pincha Gibbsning fazalar qoidasi deb ataladi. Fazalar qoidasini keltirib chiqarish uchun muvozanat holatidagi sistema komponentlari sonini к bilan, fazalar sonini esa F bilan belgilaymiz.

Muvozanatdagi geterogen sistemaning barcha fazalarida harorat va bosim bir xil va har bir komponentlaming kimyoviy potensiallari o‘zaro teng bo'ladi. Eng sodda hoi. ya’ni geterogen sistemaning har bir fazasiga barcha komponentlar hech qanday istisnosiz kiradigan hoi uchun ushbu muvozanat shartiarini ifodalovchi tenglamalami tuzamiz. Sistema komponentlarini pastdagi va fazalami yuqoridagi indekslar bilan belgilab, к ta komponent va Ф ta faza tutgan sistemadagi muvozanat uchun quyidagi tenglamalami yozishimiz mumkin: (V.l) qatorlar ayniy qatorlardir. chunki bosim va harorat sistemaning holatini belgilovchi mustaqil o‘zgaruvchilar hisoblanadi. (V.2) qatorlar esa ayniy qatorlarni ifodalamaydi, chunki bittagina komponentning turli fazalardagi kimyoviy potensiali konsentratsiyalar, harorat va bosimning turli funksiyalari bilan ifodalanadi (masalan, suyuq fazadagi komponentning kimyoviy potensiali aktivlik yoki konsentratsiya bilan ifodalansa, gaz fazadagi komponentning kimyoviy potensiali bosim yoki fugitivlik bilan ifodalanadi). Ushbu qatorlar asosida mustaqil tenglamalar tuzish mumkin. M a’lumki, kimyoviy potensial faqat harorat va bosimning funksiyasi emas, balki o'rganilayotgan fazani taslikil qiluvchi barcha moddalar konsentratsiyalarining ham funksiyasidir. Ushbu funksiyaning xossasi umumiy holda ma?lum emas, aimno bir fazadan ikkinchisiga o'tayotganda biror komponent kimyoviy potensialining tarkib, harorat va bosimga bog'liqligini ifodalovchi funksiyaning ko'rinishi o'zgaradi, deb ta’kidlashimiz mumkin va (V.2) dagi (V.l) va (V.2) Mk = К =мк,/// 228 V\ - V\ ; м! = М\' va boshqa tengliklaniing har biri mustaqil tenglamalardir. Quyida keltirilgan hisoblar (V.2) tengliklar asosida bunday tenglamalami tuzish uchun prinsipial imkoniyat mavjudligiga asoslangan. Bunday tenglamalar sistemasining umumiy xossalarini o‘rgana borib, xohlagancha komponentlardan iborat muvozanat holatidagi sistemalar bo‘ysinadigan ayrim umumiy qonuniyatlarni topish mumkin. (V.2) tenglik qatoriga asoslanib tuzilgan mustaqil tenglamalar sistemasini hosil qiluvchi tenglamalar sonini va ushbu tenglamalar qamrab oluvchi mustaqil o‘zgaruvchilarning sonini hisoblaymiz. (V.2) tenglik sistemasining har bir qatori (Ф-l) ta mustaqil tenglamalar tuzishga imkon beradi. Ushbu qatorga kiruvchi ikkita kimyoviy potensialning tengligini ifodalaydigan har qanday boshqa tenglama (Ф-l) ta tenglamalarning kombinatsiyasidan olinishi mumkin. Shuning uchun u mustaqil tenglama ЬоЧа olmaydi. Tengliklar sistemasidagi qatorlar soni к ta. shuning uchun mustaqil tenglamalarning umumiy soni к (Ф-l) (V.3) ga teng bo’ lad i. Ushbu tenglamalar sistemasiga kiruvchi mustaqil o'zgaruvchilar harorat, bosim va komponentlarning konsentratsiyalaridir. Har bir fazada к ta komponent mavjud, ammo harorat va bosimning xohlagan qiymatlarini berib biz istisnosiz barcha komponentlarning kousentratsiyalarini istagancha tanlay olamiz, komponentlardan binning konsentratsiyasi aniq bir qiymatni qabul qilishi kerak. 0 ‘zaro ta’sirlashmaydigan bir necha gazlarning aralashmasini ko‘rib chiqamiz. Berilgan harorat va berilgan umumiy bosimda, bitta gazdan tashqari, barcha gazlarning konsentratsiyalarini xolilagancha tanlab olish mumkin. Oxirgi gazning konsentratsiyasi umumiy bosim bilan qolgan barcha parsial bosimlar yig'indisi orasidagi ayirmaga teng parsial bosimga aniq mos kelishi shart. Suyuq sistemalarda ham huddi shunday bitta komponentdan tashqari barcha komponentiarning konsentratsiyalarini istagancha 229 tanlash mumkin. Oxirgi komponentning konsentratsiyasi esa aniq qiymatga ega boiadi. Shunday qilib, har bir fazadagi mustaqil konsentratsiyalarning soni (k-1) ga teng. Barcha Ф fazalardagi mustaqil konsentratsiyalaming umumiy soni esa Ф(к-1) ni tashkil etadi. Topilgan konsentratsiyalaming sonidan tashqari, bosim va harorat ham mustaqil o'zgaruvchilardir. Shuning uchun (V.2) tenglikdan olingan tenglamalar sistemasi qamrab olgan mustaqil o'zgaruvchilaming umumiy soni Ф(к-1)+2 (V.4) ga teng boiadi. Agar mustaqil o'zgaruvchilar soni ularni bogiab turuvchi tenglamalar soniga teng b o isa quyidagini yozishimiz mumkin. к(Ф-1) = Ф(к-1)+2 U holda har bir mustaqil o'zgaruvchi qanday dir qat’iy bir qiymatni qabul qiladi va butun sistema harorat, bosim va komponentlar konsentratsiyalarining barcha fazalardagi birdan-bir mumkin b o igan qiymatlarida mavjud b o ia oladi. Agar tenglamalar soni mustaqil o'zgaruvchilar sonidan kichik boisa, ulaming farqi F ushbu tenglamalar yoki fazalar sonida xohlagan qiymatlami berish mumkin boigan o'zgaruvcbilarning sonini kocrsatadi, chunki tenglamalar sonini fazalar soni belgilaydi: F = Ф(к-1)+2-к(-1) (V.5) (V.5) tenglama o‘zgartirishlardan so‘ng quyidagi F+4>Ht+2 (V.6) ko'rinishni oladi. 1876 yilda Gibbs tomonidan taklif qilingan ushbu tenglama fazalar qoidasim ifodalaydi. Agar sistemaning mavjudlik sharoitlari bosim va haroratdan tashqari yana qandaydir o‘zgaruvchan intensivlik omillari masalan, elektr potensiali bilan belgilansa, u holda mustaqil o‘zgaruvchilar soni ko'payadi. Agar, aksincha, sistemaning holat parametrlaridan ayrimlari doimiy qilib ushlab turilsa, unda mustaqil o'zgaruvcliilar soni kamayadi. Shuning uchun umumiy holda tashqi omillarning sonini n bilan belgilab, Gibbsning fazalar qoidasini quyidagi F +0=k+ n (V.7) tenglama bilan ifodalanadi.