I kirish II asosiy qism. I bob. Kimyoviy reaksiyalarning energetikasi va yo‘nalishi

O’zgarmas bosimda boradigan kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti sistema entalpiyasining o’zgarishiga teng.
O’zgarmas hajmda boradigan jarayonlar uchun jismga beriladigan issiqlik miqdori uning ichki energiyasini o’zgarishiga(U) sarf bo’ladi:

Yuqoridagilar asosida quyidagi xulosaga kelish mumkin:

Doimiy bosim va hajmdagi issiqlik effektlari ayirmasi shu gazning kengayish ishiga teng. Agar bu kattalikni Mendeleyev-Klayperon tenglamasiga qo’yilsa:

hosil bo’ladi. Bu erda n –reaksiyada ishtirok etayotgan gazsimon moddalarning mol miqdorlarining o’zgarishi. Agar shu tenglamani izobar va izoxor issiqlik effektlari farqiga bog’lansa:

Agar n=0, bo’lsa H= U. Agar kimyoviy jarayonda qattiq va suyuq moddalar ishtirok etsa n ni hisoblashda ular e’tiborga olinmaydi. Kimyoviy jarayonlarda modda miqdorining o’zgarish soni (n) stexeometrik koeffitsientlar o’zgarishiga tengligini hisobga olish kerak.
Masalan: suyuq suvning hosil bo’lish issiqlik effektini hisoblang?
298 K da jarayonning o’zgarmas hajmdagi issiqlik effekti -284,2 kJ/mol ga teng.

Bu qiymatni quyidagi tenglamaga qo’yamiz:

Ekzotermik jarayonlarda sistemaning ichki energiyasi va entalpiyasi kamayadi, shu sababli:
Endotermik jarayonlarda esa sistemaning ichki energiyasi ortadi, shu sababli :


2. Kimyoviy reaksiyalarning yo’nalishi
Entropiya. Mikrozarrachalarga betartib harakat xosdir. Faraz qilaylik, biriga azot ikkinchisiga kislorod to’latilgan ikki idish bir-biri bilan tutashtirilgan bo’lsin. Shu idishlarni tutashtiruvchi jo’mrak ochilsa, gazlar bir-biri bilan aralasha boshlaydi. Aralashish azot va kislorod ikkala idishda bir tekis taqsimlanguncha davom etadi. Bu jarayon hech qanday energiya o’zgarishisiz o’z o’zidan sodir bo’ladi. Lekin teskari jarayon ya’ni gazlarning qaytatdan kislorod va azotga ajralishi o’z-o’zidan sodir bo’lmaydi. Chunki gazlar aralashib ketganda ularning betartibligi katta bo’ladi, ajralgan holat esa tartibli holatdir.
Har qanday sistema o’zining betartibligini oshirishga intiladi. Tartibsizlikning miqdoriy o’lchovini belgilaydigan holat funksiyasi entropiya deyiladi va S bilan belgilanadi. Moddaning entropiyasi uning shu holatda turish ehtimolligining logarifmiga to’g’ri proporsionaldir.

Bu tenglama Bolsman tenglamasi deyiladi. k - Bolsman doimiysi.W - shu holatning ehtimolligi.
Sistema bir holatdan ikkinchi holatga o’tgandagi entropiya o’zgarishini o’lchash mumkin. Izolirlangan sistemada entropiyaning o’zgarishi S quyidagi formula bilan ifodalanadi:

Entropiyaning o’lchov birligi - J/mol_*K.
Modda qattiq holatdan suyuq holatga, suyuq holatdan gaz holatga o’tganda uning entropiyasi ortadi.
Sistema entropiyasining o’zgarishi issiqlik miqdori o’zgarishini absolut temperaturaga nisbatiga tengdir:

Q –issiqlik miqdori o’zgarishi; T-mutlaq harorat,K; entropiya birligi J/mol_* K.
Misol: 1 mol muzning erishida entropiya o’zgarishini aniqlang.