5-mavzu: Kimyoviy jarayonlar nazariyasi. Reja

Turli jarayonlardagi (yonish, erish) entalpiya hisoblashda Gess qonunini qo‘llanishi.
1.Turli jarayonlardagi (yonish, erish) entalpiya hisoblashda Gess qonunini qo‘llanishi.
2. Kimyoviy reaksiyalarning yo‘nalishi.
Yonish reaksiyasining issiqlik effekti. Yonish issiqligi deb bir mol modda to‘la yonib, Yuqori oksid hosil bo‘lishi uchun sarflangan issiqlik miqdoriga aytiladi. Bu standart sharoitda aniqlanadi va hisoblanadi.
Masalan, NN₃ molekulasining yonish reaksiyasi tenglamasi quyidagicha yoziladi:
2NH₃ + 4O₂ = N₂O₅ + 3H₂O + 2H (d)
bu yerda:
N₂ + 3H₂ = 2NH₃ - H (a)
N₂ + 2,5O₂ = N₂O₅ - H₁ (b)
3H₂ + 1,5O₂ = 3H₂O +H₂ (v)
reaksiyalarining issiqlik effektlari hisobga olingan holda, (b) va (v) tenglamalardan (d) tenglamani ayirib tashlab (a) tenglama kelib chiqishini ko‘zda tutgan holda
ni keltirib chiqaramiz
1 mol-ekv. kislota bilan 1 mol-ekv. ishqorning o‘zaro ta’siri natijasida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori neytrallanish reaksiyasining issiqlik effekti deb ataladi. Neytrallash issiqligi quyidagi formula yordamida hisoblab topiladi:

Bunda: c₁- shishaning solishtirma issiqlik sig‘imi, 0,753 kJ/g- grad;
c₂- erituvchining solishtirma issiqlik sig‘imi, 4,184 kJ/g-grad
E_kislota - kislota ekvivalenti;
m₁ - ichki stakanning massasi, g;
m₂ - eritmaning massasi, g.
1 mol modda erishi jarayonida ajralib chiqadigan yoki yutiladigan issiqlik miqdori erish issiqlik effekti deyiladi va u reaksiyaning issiqlik effekti kabi Q_e yoki N_e bilan belgilanadi. Erish issiqligi quyidagi formula bo‘yicha hisoblanadi:

bunda: c - erituvchining solishtirma issiqlik sig‘imi (suv uchun c = 4,18 kJ/g-grad ga teng) m - eritma, t -temperaturalar ayirmasi, M_modsa - erigan moddaning nisbiy molekulyar massasi, m₁ - erigan moddaning massasi. Suvsiz tuz bilan suvdan 1 mol tuz gidrati hosil bo‘lishida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori gidratlanish issiqligi deyiladi. Gidratlanish issiqligi Q_r yoki N_r ni topish uchun suvsiz tuzning erish issiqligi Q_e dan hosil bo‘lgan gidratning erish issiqligi Q_e¹ ayirib tashlanadi:
Q_r = Q_E - Q_E¹ yoki H_r =H_e-H_e¹
Masala: 2 g suvsiz SuSO₄ 50 g suvda eritilganda temperatura 4 gradusga ko‘tariladi. SuSO₄ning gidratlanish issiqligini hisoblang.
Ye ch i sh: a) suvsiz CuSO₄ ning erish issiqligini hisoblaymiz:

b) H_r = H_e - H_e¹ = -66,992 - (-11,52) = 73,512 kJ/mol

Entropiya haqida tushuncha: kimyoviy reaksiyalar paytida gazsimon moddalardan suyuq yoki qattiq modda; qattiq moddalardan suyuq yoki gazsimon moddalar; suyuq moddalardan gazsimon va qattiq moddalar hosil bo‘ladi. Modadalarning agregat holatlari o‘zgarishi bilan boradigan reaksiyalar natijasida sistemaning "tartibsizlik" darajasi o‘zgaradi. Boshqacha aytganda sistemaning entopiyasi o‘zgaradi.

Sistemada zarrachalarning "tartibsizlik" holatini miqdoriy xarakteristikasi sifatida entropiya tushunchasi kiritilgan bo‘lib, u S xarfi bilan belgilanadi va kj/ mol*K yoki j/ mol*K. birliklarda uchlanadi. Jarayonlar o‘z-o‘zidan borishi uchun sistemaning entropiyasi reaksiyadan oldingi holatdagiga nisbatan reaksiyadan keyin oshishi kerak, ya’ni S_x.r > 0 bo‘lishi kerak. M: NaCl kristallari suvda eriganda kristall panjaradagi NaCl molekulalari eritmaga o‘tib tartibsiz holatga o‘tadi. Bu molekulalar suvda ionlanadi. Na⁺, Cl^- ionlari molekuladagiga nisbatan yanada betartib holatga o‘tadi. Shu sababli S_NaCI(k) < S_NaCI(eritma) 0 < S_{ionlangan (Na}⁺ _{+ CI}^-₎ bo‘ladi.
Shu singari suvning agregat holati o‘zgarishida S _(mo‘z) < S _(suyuq) < S _(bug) bo‘ladi.
Agar CaCO₃ ni qizdirsak CaCO₃(k) CaO(k) + CO₂(g) o‘zgarish borib, kristall modda (CaCO₃) ikkita modda CaO (qattiq) va CO₂ (gaz) moddalariga parchalanadi. Shu sababli sistemadagi zarrachalar soni va ularning tartibsizligi oshib ketib sistemaning entropiyasi S_x.r > O bo‘ladi.
Kimyoviy reaksiya enropiyasining o‘zgarishi esa S_x.r xolida yoziladi. Umuman kimyoviy reaksiyalarda entropiya o‘zgarishi quyidagi asosiy formula bilan hisoblanadi:
S_x.r. = S_{298(mahsulot)} - S_{298 (dast.mahsulot)} Bunda : S_{298 (mahsulot)} reaksiya natijasida hosil bo‘lgan moddalar standart entropiyalarining yig‘indisi.
S₂₉₈(dast. modda) reaksiyaga kirishayotgan moddalar standart entropiyalari yig‘indisi.