Kirish. Fizik kimyoning tekshirish ob’ekti

21. Termokimyo. Gess qonuni va undan kelib chiqadigan hulosalar.

Kimyoviy jarayonlar, ko`pincha sistemaning ichki energiyasi va ental’piyasi o`zgarishi bilan boradi. Bu vaqtda issiqlik chiqishi yoki issiqlik yutilishi mumkin.

Issiqlik chiqishi bilan boradigan reaksiya ekzotermik reaksiya deb, issiqlik yutilishi bilan boradigan reaksiya esa endotermik reaksiya deb ataladi. Kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effektini va uning turli omillar bilan qanday bog’lanishini o`rganadigan fan termokimyodir.

Termokimyoning taraqqiyoti fizik kimyo fanining taraqqiy etishida katta ahamiyatga ega bo`ldi. Termokimyoga rus olimlari M.V Lomonosov va G.I.Gess, fransuz olimlari Lavuaze, Laplas, Bertlo va boshqalar asos solgan.

Termokimyoda(termodinamikaning aksicha) yutilayotgan issiqlik miqdori manfiy (-), chiqayotgan issiqlik miqdori esa musbat (+) ishora bilan ifodalanadi; uni -Q=ΔH yoki Q=-∆H ko`rinishida yoziladi.

Issiqlikni e’tiborga olganda reaksiya quyidagicha yoziladi.

A+B=C + Q ekzotermik reaksiya.

A+B=C - Q endotermik reaksiya.

Reaksiya vaqtida issiqlik chiqishidan (yoki yutilishidan) tashqari, sistema kengayishi uchun ish bajarishi ham mumkin; masalan, xlorid kislotaga ruh ta’sir ettirib, vodorod olishda biz buni yaqqol ko`ramiz;

2HCl+Zn→ZnCl₂ +H↑

Ba’zan reaksiyada issiqlikdan tashqari elektr energiyasi chiqishi mumkin. Agar biz faqat reaksiya issiqligini bilmoqchi bo`lsak, reaksiya vaqtida energiyaning umumiy o`zgarishidan bajarigan ish miqdorini (yoki ajralib chiqqan elektr energiyasini)chiqarib tashlashimiz kerak. Reaksiya vaqtida ajralib chiqadigan yoki yutiladigan maksimal issiqlik reaksiyaning issiqlik effekti deb yuritiladi. Bu issiqlik o`zgarmas bosim yoki o`zgarmas hajmda olinadi.

Kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti j/mol yoki kJ/mol bilan ifodalanadi.

Kimyovoy reaksiyalarning issiqlik effekti koloriya hisobida ham o`lchanadi. Masalan: endoterik reaksiyaga azot va kisloroddan azot (ll) oksidning hosil bo`lish reaksiyasini misol qilib keltirish mumkin.

N₂+ O₂→2NO - 43,2kkal

Har qanday ekzotermik jarayonda reaksiya uchun olingan moddalardan energiya zapasi reaksiya maxsulotlarining energiya zapasidan ortiq bo`ladi. Endotermik jarayonda, aksincha, maxsulotlarning energiya zapasi ko`p bo`ladi, shuning uchun reaksiya vaqtida tashqi muhitdan energiya yutiladi. Shuni ham aytib o`tish kerakki, oddiy moddalarning issiqlik chiqarish bilan birikishi (ekzotermik reaksiya) natijasida hosil bo`lgan birikmalar (masalan,CO<sub>2</sub>,H<sub>2</sub>O) barqarordir, lekin endotermik reaksiya natijasida hosil bo`lgan birikmalar (masalan, CS₂,C₂H₂) ekzotermik birikmalarga qaraganda beqarorroq bo`ladi.

Agar reaksiya vaqtida issiqlikdan tashqari, boshqa xil energiya yutilmasa, yoki ajralib chiqmasa, reaksiyaning issiqlik effekti, energiyaning saqlanish qonuniga muvofiq, reaksiya uchun olingan moddalarning energiya zapasi bilan reaksiya maxsulotlarining energiya zapasi orasidagi ayirmaga teng bo`ladi. Issiqlik noto`liq funksiya bo`lganligidan issiqlik effektining qiymati jarayonning borish sharoitiga bog’liq.

a). Izoxorik (V=const) jarayondagi issiqlik effekti Q_v birinchi bosh qonunning asosiy tenglamasiga muvofiq dQ=dU+PdV va shartimiz bo`yicha V=const, dV=0 bo`lganligidan

dQ_v=dU (5.14)

bo`ladi.