Kimyoviy termodinamika

Massalar ta’siri qonunini muvozanatlarni

hisoblashga qo‘llash
Muvozanat aralashmaning tarkibi yoki muvozanat holatidagi reaksiya mahsulotining unumini topish amaliyot uchun muhimdir. Bunday hisoblar massalar ta’siri qonuni asosida bajariladi. Gomogen gaz sistemalaridagi kimyoviy muvozanat qonuniyatlari hosil bo‘layotgan va reaksiyaga kirishayotgan moddalarning mollari sonining munosabatiga bog‘liq. Ta’sirlashayotgan moddalarning mollari soni o‘zgarmasdan borayotgan reaksiyalar uchun eng sodda qonuniyatlar tavsiflidir.

Misol tariqasida havodagi azotdan azot kislotasi olish uchun foydalaniladigan reaksiyasi jarayonini ko‘rib chiqamiz. Massalar ta’siri qonuniga binoan, yuqoridagi jarayon uchun

(II.12)

Ushbu reaksiyada muvozanat sharoitiga tashqi sharoitlarning ta’sirini ko‘rib chiqamiz. Aralashma 1 g/mol N₂ va 1 g/mol O₂ dan iborat bo‘lib (ekvimolekulyar aralashma), muvozanat holatda x g/mol NO hosil bo‘lsin. Bu holda, muvozanat aralashmada g/mol O₂ va N₂ bo‘ladi. Parsial bosimlar mollar miqdoriga proporsional va ularning umumiy soni bo‘lgani uchun , bu yerda R–aralashmaning umumiy bosimi. Ushbu qiymatlarni (II.12) tenglamaga qo‘ysak:

(II.13)

Mazkur tenglama NO ning unumi tashqi bosimga bog‘liq emasligini ko‘rsatadi. Gazsimon moddalarning mollar soni o‘zgarmaydigan barcha reaksiyalar uchun, xuddi yuqoridagidek, tashqi bosim muvozanat holatiga ta’sir qilmaydi. Bu Le Shatele prinsipini qo‘llashga doir bir xususiy misoldir. (II.12) tenglamadan muvozanat holatiga boshqa sharoitlarning (haroratdan tashqari) ta’sirini ham o‘rnatish mumkin. Agar N₂ ning konsentratsiyasini oshirsak (II.12) tenglamaning maxraji ortadi, ammo K_p=const, demak tenglamaning surati ham ortadi, ya’ni NO ning unumi ortishi kerak. Bu ham Le Shatele prinsipining qo‘llanishiga misoldir. Boshlang‘ich moddalardan birining qo‘shilishi doimo muvozanatni chapdan o‘ngga siljitadi, mahsulotlardan birining konsentratsiyasi ortsa, muvozanat o‘ngdan chapga siljiydi. Hosil bo‘layotgan mahsulotlarning konsentratsiyasini doimo kamaytirib tursak (mahsulotlarni ajratib olish yo‘li bilan), muvozanat chapdan o‘ngga siljiydi. Bundan tajribada keng foydalaniladi. Hosil bo‘layotgan mahsulotni ajrata borib, qaytar reaksiyani deyarli oxirigacha olib borish mumkin.

Ta’sirlashayotgan moddalarning mollar soni o‘zgarishi bilan boradigan gomogen gazsimon reaksiyalar uchun qonuniyatlar bir oz murakkabroq. Masalan, N₂SO₄ ni kontakt usulida olishda ishlatiladigan reaksiyada

(II.14)

gazlarning mollar soni bittaga kamaygani uchun tashqi bosimning ortishi muvozanatni chapdan o‘ngga siljitadi.

Amaliyot uchun juda katta ahamiyatga ega bo‘lgan gomogen qaytar gazsimon reaksiyada

(II.15)

ammiakning unumi umumiy bosimga to‘g‘ri proporsional. Shu sababli, NH₃ ni sintez qilish jarayonini iloji boricha, yuqori bosimda o‘tkaziladi.