4 соат “Кимёвий ишлаб чиқариш энерготехнологиялари ” фанининг келиб чиқиши ва ривожланиши

2-Модул. Кимёвий ишлаб чиқариш термодинамиктахлил усуллари.
Максимал фойдали иш. Ле-Шательепринципи (4 соат). Берилган босимда ва температурада максимал фойдали иш. Гиббс энергияси. Идеал газ. Ле-Шателье принципи. Энтропиянинг ўзгариши.
Узгармас ташки шароитда кайтар реакция бораетган системанинг вакт утиши билан узгармайдиган холатга келиши мувозанат холат дейилади. Лёкин ташки шароит узгарганида мувозанат хам шунга караб узгаради, яъни янги шароитга мос янги мувозанат холат карор топади. Хар кандай мувозанат нисбийдир.Кимёвий реакцияларнинг мувозанат холатига температура, босим ва мувозанатда иштирок этаетган моддаларнинг концентрацияси таъсир этади. Агар бу факторларнинг хатто бирортаси узгарса, мувозанат бузилади, процесс эса узгарса ташки шароитга мос мувозанат карор топгунча давом этади. Ташки шароит таъсирида мувозанат концентрацияларининг узгариши мувозанатнинг силжиши дейилади. Мувозанат силжиши натижасида реакция махсулотларининг микдори (концентрацияси) купайса, мувозанат чапдан унгга (яъни тугри реакция томонга), реакция учун олинган дастлабки моддаларнинг концентрацияси купайганда эса мувозанат унгдан чапга (тескари реакция томонга) силжийди.
Ташки шароит узгариши натижасида мувозанатнинг кай томонга силжиши Ле-Шателье принципига буйсунади. Бу принципга кура, агар мувозанатдаги системага ташкаридан бирор таъсир курсатилса, мувозанат шу таъсирни йукотиш томонга силжийди.
Температуранинг таъсири микдорий жихатдан изохора-изобара тенгламасида акс этган. Шундай килиб, изохора-изобара тенгламаси Ле-Шателье принципининг температура таъсирига нисбатан ифодасидир. Бу принципга мувофик, температурани ошириш мувозанатни эндотермик реакция томонга, пасайтириш эса экзотермик реакция томонга силжийди. Масалан 3Н₂+N₂ 2NH₃+Q реакцияни олайлик. Бунда, NН₃ хосил булганда иссиклик ажралади. Температура кутарилса, мувозанат унгдан чапга силжийди, бунда NН₃нинг концентрацияси камаяди ва аскинча температура пасайтирилса, мувозанат чапдан унгга силжийди. Демак бу реакциянинг унумини ошириш учун уни мумкин кадар паст температурада олиб бориш керак эди, лёкин, одатда, бу реакция 500⁰С атрофида олиб борилади. Чунки температура бундан пасайса реакция тезлиги камаяди. Реакцияни кайси температурада олиб бориш кераклигини аниклашда температуранинг шу икки хил карама-карши таъсиригина хисобга олинган холда оптимал шароит топилади.
Босимнинг таъсири. Юкорида баен этилган принципга мувофик, босим ортиши билан мувозанат босим камаядиган реакция томонга силжийди, яна аммиак хосил булиш билан танишайлик. Чап томонда 4, унг томонда 2 моль модда бор. Демак, реакция чапдан унгга борганда (NН₃ хосил булганда) босим камаяди, аксинча, жараён унгдан чапга (NН₃ ажралганда) босим ортади. Шунга кура, босим ортганда мувозанат чапда унгга, яъни NН₃ хосил булиш томонга силжийди. Шунинг учун аммиак синтези юкори босимда олиб борилади.
Концентрациянинг таъсири. Агар мувозанатда иштирок этаетган моддалардан бирортасининг концентрациясини камайтириш (реакция зонасидан чикариб юборилиб) ёки кислород ва водород хлорининг концентрациясини ошириш керак. Мувозанат чап томонга силжиши учун аксинча иш бажариш керак.
Аралашмаларнинг таъсири. Агар умумий босимни узгартирмаган холда, газлар аралашмасига реакцияда иштирок этмайдиган аралашма булмаганда реакциядща иштирок этадиган моддалар порциал босимининг камайишидек холга тугри келади. Демак, системанинг босими камайтирилганда кандай узгариш юз берса, бу процессда хам шундай холат юз беради.
Таянч сузлар ва иборалар: максимал фойдали иш, эндотермик, реакция, экзотермик реакция, компонент активлиги коэффициенти, учувчанлик Ле-Шателье-Браун принципи, Ле-Шателье принципи кимёвий якинлик, эркин энергия, ноквазистик жараён, кимёвий реакция энергиясидан фойдаланишнинг чегаравий имкониятлари, термодинамик функция.
Рейтинг назорат саволлари:

1. 
   Максимал фойдали иш. Ле-Шателье ринципи.
   
2. 
   Берилган босимда ва температурада максимал фойдали иш системада изобар-изотермик потенциалининг узгариши кандай формула билан ифодаланади.
   
3. 
   Кайси холларда изобар-изотермик потенциалнинг узгариш формуласи оддий тенгламага айланади.
   
4. 
   Гиббс энергияси камайса реакция кандай утади.
   
5. 
   Энтальпия жараён боришида узгармаса идеал газ учун тенглама кайси куринишда булади.
   
6. 
   Реакция газ фазасида утса формула кайси куринишда булади.
   
7. 
   Реакцияни квазистатик йул билан олиб борилганда Q кандай узгаради?
   
8. 
   Жараёнларни оптимал шароитларда олиб боришга таъсир этувчи факторлар тушунтириб беринг.
   
9. 
   Энтропияни усиш тезлиги кандай тенглама билан ифодаланади?
   
10. 
    «Тез» кечадиган реакциялардан фойдаланилганда энергетик йукотмалар кандай булади?
    
11. 
    Реакция мувозанатини унгга силжитиш учун нима килиш керак?
    
12. 
    Эксергия тушунчаси нима?
    
13. 
    Мувозанатнинг силжишига температура, босим, концентрация, аралашманинг таъсири кандай булади?
    
14. 
    Реакция энергиясидан фойдаланишда чегаравий имкониятларни хисобга олиш кераклигини кандай тушунасиз.