Mavzu: Kimyoviy muvozanat. Muvozanat konstantasini amalda hisoblashga doir masalalar yechish

AMALIY MASHG‘ULOT - 5


Mavzu: Kimyoviy muvozanat. Muvozanat konstantasini amalda hisoblashga doir masalalar yechish.

Hamma kimyoviy reaksiyalar unumiga qarab ikki sinfga bo‘linadi-bir tomonlama (to‘g‘ri reaksiya) va ikki tomonlama (qaytar reaksiyalar) boruvchi reaksiyalar. Ikki tomonlama boruvchi reaksiyalarda, bir vaqtning o‘zida reaksiya ikki tomonga boradi – dastlabki moddalardan mahsulot va mahsulotlardan dastlabki moddalar hosil bo‘lishi mumkin. Bu xil reaksiyalarda dastlabki moddalarning bir qismigina mahsulotga aylanadi, demak, reaksiya unumi 100% dan kam bo‘ladi. Reaksiya unumini muvozanat doimiysi (K) deb atalgan kattalik bilan ifodalanadi. Sistemaning tabiatiga qarab bu kattalikning ifodasi turli xil ko‘rinishda bo‘ladi:

a) sistema gomogen bo‘lib, u suyuqliklardan iborat bo‘lsa, muvozanat doimiysi, odatda bilan ifodalanadi;
b) sistema faqat gazlardan iborat bo‘lsa, muvozanat doimiysi bilan ifoda etiladi.
Ko‘pgina reaksiyalar bir xil sharoitda qarama-qarshi ikki tomonga boradi: dastlabki moddalar turli mahsulotlar va mahsulotlardan dastlabki moddalar hosil bo‘ladi. Reksiya davom etgan sari, dastlabki moddalarning konsentratsiyasi uzluksiz pasaya boradi, natijada massalar ta’siri qonuniga muvofiq, to‘g‘ri reaksiyaning tezligi kamayib boradi. Mahsulotlar konsentratsiyasi esa, aksincha, orta boradi, natijada teskari reaksiyaning tezligi ham oshadi. Nihoyat shunday bir vaqt keladiki, bunda to‘g‘ri reaksiyaning tezligi teskari reaksiyaning tezligiga tenglashadi: bu vaqtda muvozanat qaror topadi. Muvozanat qaror topgan vaqtdagi moddalar konsentratsiyalari muvozanat konsentratsiyasi yoki muvozanat parsial bosim deyiladi.
Agar sistema faqat suyuqliklardan iborat bo‘lsa, ya’ni sistema gomogen bo‘lsa, massalar ta’siri qonuniga binoan


va (8.2.1)
bu erda - to‘g‘ri va teskari yo‘nalishda boradigan reaksiyalarning tezliklari;
- to‘g‘ri va teskari reaksiyalarning tezlik doimiylari, ya’ni reaksiyaga kirishuvchi moddalarning konsentratsiyalari birga teng bo‘lgandagi tezlik. Muvozanat qaror topganda:
va va (8.2.2)
lar moddalarning konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘lmasdan, aksincha moddalarning tabiati va haroratga bog‘liq. SHunga ko‘ra kattalik ham faqat reaksiyalarning haroratgagina bog‘liq. Bu kattalik muvozanat doimiysi deyiladi. Agar u konsentratsiyalar orqali ifodalansa
(8.2.3)

Agar sistema faqat gaz moddalardan iborat bo‘lsa, ya’ni gomogen sistema bo‘lsa, konsentratsiyalar o‘rniga reagentlarning parsial bosimi qo‘yiladi, bosimlar orqali ifoda qilingan muvozanat doimiysi :

(8.2.4)
moddalarning muvozanat parsial bosimlari.
reaksiya uchun:
(8.2.5)


(8.2.6)
lar stexiometrik koeffitsientlar; moddalarning muvozanat doimiysi ifodasini umumlashgan holda, termodinamik tenglamalaridan foydalanib keltirib chiqarish mumkin.
O‘zgarmas sharoitda qaytar reaksiya borayotgan sistemaning vaqt o‘tishi bilan o‘zgarmaydigan holatga kelishiga muvozanat holati deyiladi. Lekin tashqi sharoit o‘zgarganida muvozanat ham shunga qarab o‘zgaradi, ya’ni yangi sharoitga mos yangi muvozanat holati qaror topadi. Har qanday muvozanat nisbiydir.
Kimyoviy reaksiyalarning muvozanat holatiga harorat, bosim va muvozanatda ishtirok etayotgan moddalarning konsentratsiyasi ta’sir etadi. Agar bu omillarning birortasi o‘zgarsa, muvozanat buziladi, ya’ni moddalarning muvozanat konsentratsiyasi o‘zgaradi, jarayon va o‘zgargan tashqi sharoitga mos muvozanat qaror topguncha davom etadi. Tashqi sharoit ta’sirida muvozanat konsentratsiyalarining o‘zgarishiga muvozanatning siljishi deyiladi. Muvozanat siljishi natijasida reaksiya mahsulotlarining miqdori (konsentratsiyasi) ko‘paysa, muvozanat chapdan o‘ngga (ya’ni to‘g‘ri reaksiya yo‘nalishida), reaksiya uchun olingan dastlabki moddalarning konsentratsichsi ko‘payganda esa muvozanat o‘ngdan chapga (teskari reaksiya yo‘nalishida) siljiydi. Tashqi sharoit o‘zgarishi natijasida muvozanatning qaysi tomoonga siljishi Le-SHatele prinsipiga bo‘ysunadi. Bu prinsipga ko‘ra, agar muvozanatdagi sistemaga tashqaridan biror ta’sir ko‘rsatilsa, muvozanat shu ta’sirni yo‘qotish tomonga siljiydi.
Bu prinsipga muvofiq , haroratni oshirish muvozanatni endotermik reaksiya tomonga, pasaytirish esa ekzotermik reaksiya tomonga siljitadi.
Le-SHatele prinsipiga muvofiq, bosim ortishi bilan muvozanat bosim kamayadigan reaksiya tomonga siljiydi.
Agar muvozanatda ishtirok etayotgan moddalardan birortasining konsentratsiyasi oshirila, muvozanat shu modda konsentratsiyasining kamayishiga olib keladigan reaksiya tomonga siljiydi. Masalan:

Bunda muvozanat o‘ng tomonga siljishi uchun xlor va suvning (yoki bittasining) konsentratsiyasini kamaytirish yoki kislorod va vodorod xloridning konsentratsiyasini oshirish kerak.