M. V. Lovonosov 1745 yilda nashr qilgan va fizik ximiyaga doir dastlabki ilmiy ishi- dissertasiyasi " Ximyaviy erituvchilarning ta’siriga doir" deb atalib erish jarayoniga bag’ishlangan edi

Erish jarayoni. D.I.Mendelevning gidratlar nazariyasi.

Xolliyev Shamsiddin Xudoyberdiyevich.

Tel: [phone]

Telegram; 94-534-72-70

Email: [e-mail]

M.V.Lovonosov 1745 yilda nashr qilgan va fizik ximiyaga doir dastlabki ilmiy ishi- dissertasiyasi “ Ximyaviy erituvchilarning ta’siriga doir” – deb atalib erish jarayoniga bag’ishlangan edi.

Erish jarayoni, sodda qilib aytganda, bir modda zarrachalarining ikkinchi modda zarrachalari orasida bir tekis taqsimlanishidan iborat, bunda eritmalar hosil bo’ladi.

Tarkibida ikki yoki bir nechta modda bor bo’lgan bir jinsli sistemalar “ Eritmalar “ deb ataladi. Erish jarayoni bir modda molekulalari va ionlarining boshqa modda molekulalari yoki ionlari orasida oddiy taqsimlanishidangina iborat bo’lmay balki ayni moddalar orasida turli xil fizik va ximiyaviy o’zaro ta’sirlar ham bo’lishi mumkin. Eritma tarkibida qaysi moddaning miqdori ko’p bo’lsa yoki qaysi modda agregat holatini o’zgartirmagan bo’lsa shu modda erituvchi, qolgani esa erigan modda deyiladi.

Eritmalar erigan modda zarrachalarining katta-kichikligiga qarab chin eritmalar, colloid eritmalar va dag’al dispers sistemalarga bo’linadi.

Chin eritmalarda erigan modda zarrachalarining o’lchami 1 nanometrgacha (10^-6 mm) dan kichik bo’ladi.

Kolloid eritmalarda 1 dan 100 nanometrgacha va Dag’al dispers sistemalarda 100 nanometrdan katta bo’ladi.

Eritmalar agregat holatiga qarab asosan uch gruppaga bo’linadi.

1). Gazlar aralashmasi ( Havo).

2). Suyuq eritmalar

3). Qattiq eritmalar ( mis bilan nikel’ qotishmasi bu qotishmadan chaqa pul yasaladi).

Suyuq eritmalarga

a). gazlarning suyuqlikdagi

b). suyuqliklarning suyuqlikdagi

c). qattiq moddalarning suyuqlikdagi eritmalari kiradi.

Eritmalarning eng muhim xarakteriskasi uning konsentratsiyasidir. Eritmaning muayan miqdoridagi erigan modda miqdori “ Eritmaning konsentratsiyi” deb ataladi. Erigan moddaning miqdori eritmaning massasiga yoki hajmiga nisbatan olinishiga qarab og’irlik yoki hajmiga nisbatan olinishiga qarab og’irlik yoki hajmiy konsentratsiya bo’ladi.

1). Eritmaning og’irlik konsentaratsiyasi odatda foizlarda ifodalanadi yoki eritmaning zichligi bilan beriladi.

2). Eritmaning massasi mollarda yoki 1 litr eritmdagi miqdori molyar konsentratsiya deb ataladi.

3). Eritmaning 1 litr miqdorida gr/ekv bo’lsa eritmaning normalligi deyiladi.

4). Agar eritmaning 1 ml miqdoridagi moddaning gramm miqdori esa titr deb ataladi.

5). 1000 gr erituvchidagi moddaning moll miqdorini ifodalansa molyal konsentratsiya deb ataladi.

Har xil agregat holatdagi moddalarning erish jarayoniga erituvchi va erigan modda molekulalarining qutblanganligi katta ta’sir ko’rsatadi. Qutublanganlik shundan iboratki ayrim moddalar molekulasida elektr zaryadlari notekis taqsimlanganligi sababli molekulaning bir qismida musbat zaryadlar, ikkinchi qismida esa manfiy zaryadlar ko’payib qoladi. Molekulaning qutublanganlik darajasini tushuntirish uchun dipol’ degan tushuncha kiritiladi. Kattalik jihatidan teng lekin ishoralari qarama-qarshi bo’lgan va bir-biridan ma’lum Ɩ masofada turgan ikki elektr zaryad ( e⁺ va e^- dan iborat sistema) dipol’ deyiladi.

Zaryadlar o’lchamining ular orasidagi masofaga ko’paytmasi dipol’ moment deb ataladi va µ bilan ifodalanadi. µ = eƖ

Dipol’ momenti SI sistemada k.m. bilan ifodalanadi. ( elektron zaryadi 1,6•10^-19 Kl (kulon) da molekulaning chiziqli o’lchami esa 10^-10 m ga teng. Molekulalari qutblangan moddalar qutblangan erituvchilarda eritilganda turli kattalikdagi assotsiatlar (birlashgan molekulalar) hosil qiladi. D.I. Mendeleev etil spirit suvda eritilganda eritmaning umumiy hajmi kamayib issiqlik chiqishini, ba’zi qattiq moddalar suvda eritilganda esa eritmaning temperaturasi pasayishini ko’rsatdi va shu asosida o’zining gidratlar nazariyasini yaratdi. Bu nazariyaga ko’ra erish murakkab fizik- kimyoviy jarayon bo’lib bunda erigan modda molekulalari erituvchi molekulalari bilan o’zaro ta’sirlashib beqaror birikmalar – sol’vatlar hosil qiladi. Agar erituvchi suv bo’lsa, hosil bo’lgan birikma gidrat deb nomlanadi. Bu eritma tarkibidagi gidratlar konsentratsiya va temperature o’zgarishi bilan parchalanadi yoki boshqa birikmalarga aylanadi.Agar gidratlanish jarayonida kristall panjaradan molekulani ajratib olishda sarflanganiga qaraganda ko’p issiqlik chiqsa, erish jarayonida eritma isiydi.Aksincha, agar qattiq modda kristalini parchalashga gidratlanishda ajralib chiqqaniga qaraganda ko’p issiqlik talab qilinsa, u holda erish jarayonida eritma soviydi.Spirtning suvda erishi natijasida eritma hajmining kamayishi esa eritma tarkibida gidratlar hosil bo’lishi va molekulalarning bir-birini zichlashtirishi bilan tushuntiriladi.

Erish jarayonida vaqtida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori issiqlik effekti deb ataladi.

Erish jarayonida issiqlik ajralishi bilan borsa erishning issiqlik effekti (-) manfiy , Erish jarayonida issiqlik yutulishi bilan borsa erishning issiqlik effekti (+) musbat ishoralar bilan belgilanadi.

Mavzuga oid misollar ishlash.

1 mol modda eriganda hosil bo’lgan issiqlikka erish issiqligi deb ataladi.

∆H_E.I.= q•M ̸ m•1000 (kj/mol)

q-modda eriganda ajralib chiqadigan yoki yutuladigan issiqlik miqdori.

m- erigan moddaning massasi (og’irligi)

M- erigan moddaning molekulyar massasi (gr/mol)

q- quyidagi formula yordamida topiladi. → q = c•m₁•∆t

c- eritmaning solishtirma issiqlik sig’imi (H₂ O) uchun c= 4,187 J/g-gradga teng.

m₁ = erituvchining massasi

∆t = temperaturalar farqi

Ushbu ikkita formuladan

∆H_E.I.=C•m₁•∆t•M / m•1000 (kj/mol)

Suvsiz tuz va suvdan 1 gr/mol tuz gidrati hosil bo’lishidan ajralib chiqadigan issiqlik miqdori gidratlanish issiqligi deb ataladi.

Gidratlanish issiqligini ∆H_G.I. topish uchun,suvsiz tuzning erish issiqligi (∆H_E.I.) dan hosil bo’lgan tuz gidratining erish issiqligini (∆H_E.I.) ayriladi. ∆H_G.I. = (∆H_E.I.) - (∆H_E.I.)

1-Misol: 5 gr o’yuvchi natriyning 125 gr suvda eritilishi natijasida temperature 9,71⁰C ga ko’tarildi. Eritmaning solishtirma issiqlik sig’imini suvning issiqlik sig’imiga teng deb hisoblang, 1 gr/mol NaOH ning erish issiqligini aniqlang.

Yechish:

Masala shartiga ko’ra issiqlik sig’imi suvnikiga teng deb aytilayapdi.

c = 4,187 J/g-grad

m₁ = erituvchining massasi 125 gr suv bor ekan.

m = erigan modda massasi NaOH 5gr

M= erigan moddaning molekulyar massasi 40 gr/ mol NaOH

∆t = 9,71⁰C

∆H_E.I.=C•m₁•∆t•M / m•1000 (kj/mol) = 4,18•125•9,71•40/ 5•1000 = 40,7 kJ/mol

2-Misol: NH₄Cl ning erish issiqligi -16,38kJ/mol ga teng. Temperaturani 10⁰C pasaytirish uchun 200 gr suvda qancha ammoniy xlorid eritish kerak?

Yechish:

Masala shartiga ko’ra c = 4,187 J/g-grad

m₁ = erituvchining massasi 200 gr suv bor ekan.

m = erigan modda massasi NH₄Cl =?

M= erigan moddaning molekulyar massasi NH₄Cl = 53,5 gr/mol

∆t = 10⁰C

∆H_E.I = -16,38 kJ/mol

m _(NH4Cl) = C•m₁• ∆t•M/ ∆H_E.I •1000 = 4,187•200•10•53,5/ 16,38•1000 = 27,3 gr ammoniy xlorid kerak ekan.

3-Misol: KCl erish issiqligi -18,84 kJ/mol ga teng. 100 gr suvda 2,5 gr KCl eritilsa, temperatura necha gradusga pasayadi?

Yechish:

Masala shartiga ko’ra

c = 4,187 J/g-grad

m₁ = erituvchining massasi 100 gr suv bor ekan.

m = erigan modda massasi KCl 2,5 gr

M= erigan moddaning molekulyar massasi 74,5 gr/ mol KCl

∆t = ?

∆H_E.I = -18,84 kJ/mol

∆t = ∆H_E.I • m•1000 / c• m₁• M = -18,84•2,5•1000 / 4,187•100•74,5 = 1,5⁰C ga pasayadi.

4-Misol: 2 gr suvsiz CuSO₄ 50 gr suvda eritilganda temperature 4 gradusga ko’tarildi. CuSO₄•5H₂O ning erish issiqligi -11,52 kJ/mol CuSO₄ ning gidratlanish issiqligini toping?

Yechish:

Biz oldin masala shartiga binoan formuladan erish issiqligini topib olamiz.

c = 4,187 J/g-grad

m₁ = erituvchining massasi 50 gr suv bor ekan.

m = erigan modda massasi CuSO₄ 2 gr

M= erigan moddaning molekulyar massasi 74,5 gr/ mol KCl

∆t = 4 ⁰C

∆H_E.I = ?

∆H_E.I = c•m_1•∆t •M / m•1000 = 4,187•50 •4•160 / 2•1000 = 66,992 ≈ 67 kJ / mol

(∆H_E.I.) = ∆H_G.I - (∆H_E.I.) = 67-(-11,52) = 78,52 kJ/mol

Mustaqil ishlash uchun misollar.

1. 49 gr sulfat kislota 400 gr suvda eritilganda temperatura 22,4⁰C ga ko’tarildi. Eritmaning solishtirma issiqlik sig’imi 3,77 J/g-grad ga teng. Sulfat kislotaning erish issiqligini toping?

2. KNO₃ ning erish issiqligi -35,8 kJ/mol ga teng. 7,5 gr KNO₃ 150 gr suvda eritilganda temperatura necha gradusga pasayishini hisoblang?

3. NaCl ning erish issiqligi -5,02 kJ/mol ga teng. Temperaturani 2 ⁰C ga pasaytirish uchun 100 gr suvda necha gramm NaCl eritish kerak.

4. 2,5 gr suvsiz CaCl₂ 200 gr suvda eritilganda temperatura 1,96 ⁰C ga ko’tarildi. CaCl₂ •6H₂O ning erish issiqligi -19,1 kJ/mol. CaCl₂ ning gidratlanish issiqligini hisoblang?

5. NH₄Cl ning erish issiqligi 16,33 kJ/mol. Temperaturani 4⁰C ga pasaytirish uchun 250 gr suvda qancha NH₄Cl ni eritish kerak?

6. 10 gr NH₄Cl 243 gr suvda eritilganda suvning temperaturasi 3⁰C ga pasaydi. NH₄Cl ning erish issiqligini toping?

7. 1 mol suvsiz kalsiy xlorid eritilganda 74,42 kJ/mol issiqlik ajralib chiqdi. 1mol kristallgidrat CaCl₂ •6H₂O eritlganda 19,1 kJ/mol issiqlik yutuldi. Kalsiy xloridning gidratlanish issiqligini toping?

8. 14,3 gr soda kristallgidarat Na₂CO₃•10H₂O eritilganda 33,52 kJ issiqlik yutuldi. Kristallgidratning erish issiqligini toping?

9. 20 ⁰C da ammiakning eruvchanligi 1 ml suvda 702 ml gat eng. Hosil qilinadigan eritmaning konsentratsiyasini (%) da aniqlang?

10. 20 ⁰C da osh tuzining to’yingan eritmasi hosil qilindi. Shu eritmaning (%) konsentratsiyasini aniqlang?

11. Sulfat kislotaning erish issiqligi 75 kJ/mol ga teng. 120 gr sulfat kislota eritilganda qancha issiqlik ajralib chiqadi?

12. Osh tuzining erish issiqligi 5,024 kJ/mol ga teng. 100 gr NaCl suvda eritilganda qancha issiqlik yutiladi?