Kirish. Fizik kimyoning tekshirish ob’ekti

39. Kimyoviy reaktsiyaning izoterma tenglamasi (Vant-Goff tenlamasi).

Kimyoviy muvozanat shartlarini termodinamik jixatdan o’rnatish uchun reaksiyaning maksimal foydali ishini xisoblash kerak va u nolga teng bo’lgan holdagi parametrlarning qiymatlarini topish kerak. 1883 yil bu masalani Vant-Goff birinchi bo’lib xal qildi (aylanma jarayonlar usulida). Termodinamik potentsiallarni qo’llab Vant-Goffning usulini ancha soddalashtirish mumkin. Yuqorida ko’rsatilgandek, maksimal foydali ish:

p=const va T=const da va ga teng edi.

O’zgaruvchan tarkibli ta’sirlashayotgan aralashma uchun:

(10. 11)

ekanligini xisobga olsak, P=const va T=const da (10. 11) dan

(10. 12)

1 mol modda uchun

(10. 13)

va xarakteristik funktsiya ekanligidan

(10. 14)

(10. 14) ni integrallasak

(10. 15)

(10. 16)

(10. 13) va (10. 14) lardan ta’sirlashayotgan moddalar ideal gaz qonunlariga bo’ysinsa:

(10. 17)

(10. 17) ni integrallasak:

(10. 18)

(10. 19)

Quyidagi kimyoviy reaksiyani ko’rib chiqamiz (P=const va T=const da): .

Reaksiya izobar potentsialining o’zgarishi (10.19) tenglamaga muvofiq quyidagiga teng bo’ladi: bu yerda - i –komponentning kimyoviy potentsiali. Shuning uchun

(10. 20)

Agar ta’sirlashayotgan moddalar ideal gaz qonunlariga bo’ysinadi deb, (10. 18) tenglamadagi ning qiymatini (12. 20) ga qo’ysak

(10. 21)

yoki

(10. 22)

deb olsak (T=const da):

(10. 23)

K doimiy kattalikni xisoblashda muvozanat sharoitida A`=0 ekanligini xisobga olamiz. Unda (I0. 23) tenglamaning o’ng tomoni ham nolga teng bo’ladi va

(10. 24)

bo’lib qoladi.

(10. 24) dan T=const da:

(10. 25)

bo’ladi, ya’ni massalar ta’siri qonuniga kelib qolamiz. (10.24) va (10.25) tenglamalarni xisobga olib, (10. 23) tenglamaga K ning qiymatini qo’ysak, P=const va T=const da;

(10.26)

bu yerda:

(10.27)

Huddi shunday yo’l bilan V=const va T=const da:

(10.28)

ni keltirib chiqaramiz. (10. 24) dan P=1 da:

(10.29)

hamda bo’lgani uchun standart sharoitda (P=1 bo’lganda):

(10.30)

(10.31)

(10.26, 10.28) va (10.30, 10.31) tenglamalar birinchi bo’lib Vant-Goff tomonidan chiqarilgan va reaksiya izotermasi tenglamalari deyiladi.