Fizikaviy ximiyaning vazifalari

2. FIZIKAVIY XIMIYANING TEKSHIRISH METODLARI.
Fizikaviy ximiya moddalarni va ximiyaviy reaktsiyalarning borishini fizika vositalari yordamida tekshiradi va natijalarni matematik ifodalash yo’llarini izlaydi. Fizikaviy ximiya quyidagi uchta metodga asoslanadi:
a) termodinamika metodida moddalarning holati holat parametrlari yordamida tasvirlanadi; bu parametrlar orasidagi bog’lanish holat tenglamalari orqali ifodalanadi. Termodinamika miqdoriy o’lchash mumkin bo’lgan kattaliklardan yoki ana shunday kattaliklarga bog’liq miqdorlardan foydalanadi. Termodinamika aniq ifoda va tushunchalarga olib keladi, lekin masalaning kelib chiqishi to’g’risida hech kanday ma‘lumot bera olmaydi. Bu iboralarni aytar ekanmiz, albatta, klassik termodinamika nazarda tutiladi, chunki klassik termodinamika yaratilgan zamonlarda molekulyar-kinetik nazariya hali yetarli darajada sinalib bo’lgan faraziya hisoblanar edi. Endilikda esa ahvol tubdan o’zgarib ketdi: atom-molekulyar nazariyaning asosiy xulosalari amalda tasdiqlandi; ularga ham, xuddi termodinamika qonunlari kabi, hakiqatga muvofiq keladigan qonuniyatlar deb qaraladigan bo’ldi. Hozirgi zamonda juda ko’p zarrachalardan iborat sistemaning termodinamik xossalari bilan uni tashkil qiluvchi zarrachalarning xossalari orasida o’zaro bog’lanish borligini asoslaydigan statistik termodinamika rivojlanmoqda.
b) kinetik nazariya metodida tekshirilayotgan modda yoki hodisa haqida avval biror gipoteza aytiladi, so’ngra bu gipoteza asosida xulosa chiqarilib, u tajriba natijalari bilan solishtiriladi. Bu metod aniqlik jihatidan termodinamik metoddan ustun emas, lekin masalaning mohiyati xaqida tasavvur bera oladi.
v) kvantlar mexanikasi metodi asosida fizik-ximiyaviy protsesslar haqida aniq tasavvur olinadi. Bu metodda kuchli matematik vositalardan foydalanib anik formulalar chiqariladi. Kvantlar mexanikasi metodi atom energiyani ayrim-ayrim kvantlar holida yutadi va kvantlar ho'lida chiqaradi degan tushunchaga asoslanadi.
3. MODDANING AGREGAT HOLATLARI. GAZLAR
Moddalar uch agregat holatda: gaz, suyuq va qattiq holatda bo’ladi. Moddalarning bu uch holati agregat holat deyiladi. Ko’pchilik moddalar, sharoitga qarab, gaz, suyuq va qattiq holatda bo’lishi mumkin. Masalan, suv 0° dan past temperaturada muz holatida (qattiq holatda), 0° bilan 100° orasida suyuq holatda, 100° dan yuqorida bug’ holatida (gaz holatida) bo’ladi. Demak, temperatura o’zgarishi bilan suvning agregat holati ham o’zgarar ekan.Moddalarning agre-gat holatiga bosim ham katta ta‘sir etadi. Masalan, suv bug’i kuchli bosim bilan siqilsa, u suyuq holatga o’tadi. Ko’pchilik moddalar ma‘lum bosimda va ma‘lum temperaturada bir vaqtning o’zida uchala holatda ham bo’lishi mumkin. Masalan, 4,579 mm simob ustuni bosimida va 0,0075° temperaturada suv gaz (bug’) holatida ham, suyuqlik (suv) holatida ham, qattiq (muz) holatda ham bo’ladi.
Lekin ba‘zi moddalar sharoit har qanday o’zgartirilganda ham uch agregat holatning biridagina bo’ladi. Masalan, kaltsiy kar-bonat faqat qattiq holatda bo’ladi. Agar u qizdirilsa, hatto ancha'' yuqori temperaturada ham, suyuq va gaz holatiga o’tmaydi, agar ancha yuqori temperaturagacha qizdirilsa, parchalanib, kaltsiy oksid (SaO) va karbonat angidrid (SO2) hosil qiladi.
Moddalarning qattiq holatdan suyuq holatga o’tishi suyuqlanish, suyuq holatdan gaz holatiga o’tishi bug’lanish deb ataladi. Ko’p modtsalar avval qattiq holatdan suyuq holatga, so’ngra suyuq holatdan gaz holatiga o’tadi. Lekin ba‘zi moddalar (masalan, yod) suyuq holatga o’tmay turib, qattiq holatdan to’g’ridan-to’g’ri gaz holatiga o’tadi. Bu hodisa sublimatsiya deyiladi. Moddalarning gaz holatidan suyuq va qattiq holatga o’tishi «shdenshtsmyadeyiladi. Shuning uchun moddaning suyuq va qattiq holati uning kondensatlangan holatlari deb ataladi.
Moddalar bir agregat holatdan ikkinchi agregat holatga o’tishi protsessida issiqlik yutiladi yoki chiqariladi. Masalan, 1 g muzni 0° da 1 g suvga aylantirish uchun 80kshissiqlik kerak bo’ladi. Ak-sincha, 1 g suv 0° da muzga aylanganda 80 kal issiqlik chiqadi. Mod-dalar suyuq holatdan gaz holatiga o’tganda issiqlik yutiladi, gaz holatidan suyuq holatga o’tganda issiqlik chiqariladi. Moddalarning har qaysi holati o’z zarrachalarining bir-biriga nisbatan harakati va o’zaro ta‘sir ztish shakli bilan bir-biridan farq qiladi. Quyida moddalarning agregat holatlari bilan batafsil tanishamiz.