Mavzu: Kimyoviy potensial Reja; Kimyoviy reaksiyalarning energetikasi Termokimyoviy hisoblashlar

Q - muzning erish issiqligi, 6016,432 j/mol; T = 273,15

Sistema hajmi ortsa, uning entropiyasi ortadi.

2) N ₂ + 3H₂ = 2NH₃
1v 3v 2v
Sistemaning hajmi kamayganda, entropiyasi ham kichrayadi: S < 0
3) Agar reaksiyada sistemaning hajmi o’zgarmasa, uning entropiyasi ham o’zgarmaydi.
H₂ + Cl₂ = 2HCl
1v 1v 2v S = 0
Kimyoviy jarayonlarning o’z-o’zidan sodir bo’lishiga ikki narsa ta’sir qiladi.
Birinchidan sistema o’zining energiyasini kamaytirishga intiladi. Zarrachalar o’zaro birikib yirik zarrachalar hosil qilishga intiladi. Chunki ko’p birikish reaksiyalari ekzotermik reaksiyalardir:
(H< 0)
(H< 0)
Bu reaksiyalar to’g’ri yo’nalishda boradi, chunki bunda sistemaning entalpiyasi kamayadi H < 0.
Ikkinchidan yirik zarrachalar parchalanishga intiladi, chunki bunda ularning entropiyasi ortadi:

Kimyoviy jarayon uchun entropiyaning o’zgarishi(S) standart sharoitda mahsulotlar absolut entropiyasi qiymati yig’indisidan standart sharoitda dastlabki moddalar absolut entropiyalari yig’indisini ayirmasiga teng.

Ba’zi moddalarning standart entropiyalari (S^o₂₉₈) qiymati 10-jadvalda keltirilgan.

Masalan:
Hajm kamaygani uchun entropiya kamayishi kuzatiladi.

Jarayonda hajm ortgani uchun han entropiya ortishi yuz beradi.

S⁰_r=2(197,54) - (5,74+213,68)= 175,66 J/grad_*mol
Agar jarayonda faqat qattiq moddalar ishtirok etsa entropiyaning o’zgarishi nihoyatda kam bo’ladi:
10 - jadval. Ba’zi moddalarning standart entropiyalari (S^o₂₉₈) qiymati

Modda	S^o298	Modda	S^o298	Modda	S^o298
Ag(q) AgBr(q) AgCl(q) AgI(q) Al(q) BaCO3(q) BaCl2(q) Ba(NO3)2(q) BaSO4(q) C(olmos) C(grafit) CO(g) CO2(g) CH4(g) CaCl2(q) CaO(q) CaCO3(q) Cl^-(s) Cl2(g) CrO3(q) Cr2O3(q)	42,55 107,1 96,07 115,5 28,35 112 126 214 132 2,36 5,74 197,54 213,68 186,19 113,8 39,7 92,9 56,54 222,9 73,2 27,15	Fe(q) FeO(q) Ge(q) H^+(s) H2(g) HNO3(s) NH3(g) H2O(g) H2O(s) H2O(q) H2SO4(s) KCl(q) KClO3(q) KOH(q) MgCO3(q) MgO(q) N2(g) NH4NO3(q) NO(g) NO2(g) N2O5(g)	60,29 60,75 31,1 O 130,52 156,6 192,6 188,72 70,08 39,33 156,9 82,56 142,97 79,32 65,7 26,9 199,9 151 210,6 140,2 355,7	NaCl(q) Na2CO3(q) O(g) O2(g) O3(g) OH^-(s) P(oq) P(qizil) Pb(q) S(g) S2(g) S6(g) S8(g) SO2(g) SO3(s) Sb(q) Si(q) SiO2(q) SiO2(shisha) Sn(q) ZnO(q)	72,36 136,4 160,95 205,04 238,8 -10,88 41,1 22,8 64,81 167,75 228,08 377 444,0 248,1 122 45,69 18,82 42,09 46,9 51,55 43,64

Suyuq moddaning bug’ga o’tishi, kristall moddaning erishi, qattiq moddaning suyuqlanishi kabi jarayonlarda entropiya ortadi. Bug’ning kondensatsiyalanishi, suyuqlikning kristallanishi, hajm kamayishi bilan sodir bo’ladigan jarayonlarda entropiya kamayadi. Masalan:

Izobarik izotermik potensial. Har ikkala faktorning reaksiya yo’nalishiga ta’sirini o’zida mujassamlashtirgan holat funksiyasi Gibbs energiyasi deb ataladi va G harfi bilan belgilanadi. U entalpiya va entropiya bilan quyidagicha bog’langan:

Izobar-izotermik jarayonlarda Gibbs energiyasining o’zgarishi G (izobar-izotermik potensial) :

formula bilan aniqlanadi.  G qiymati p=const va T=const izobarik- izotermik kimyoviy jarayondagi 1 mol gazning kengayishidagi bajarilishi mumkin bo’lgan ishning o’lchovi bo’ladi. P = const, T = const bo’lganda kimyoviy reaksiyalar Gibbs energiyasi kamayadigan tarafga o’z-o’zidan boradi.
1) G < 0 bo’lsa, reaksiya to’g’ri yo’nalishda boradi.
2) G > 0 bo’lsa, reaksiya to’g’ri yo’nalishda o’z-o’zidan bormaydi.
3) G = 0 bo’lsa, reaksiya kimyoviy muvozanat holatida bo’ladi.
Kimyoviy jarayonlarning o’z-o’zicha borishi quyidagi holatlarda sodir bo’lishi mumkin:
a) agar jarayon ekzotermik bo’lsa, |H| |TS | bo’lishi lozim.
b) agar jarayon endotermik bo’lsa H 0, |H| T S bo’lganda, ya’ni harorat yuqori bo’lishi kerak:  0
Entalpiyaning ortishi harorat o’zgarishi bilan boshqariladi. Odatda bu jarayon gazlar ishtirokida amalga oshadi.
11- jadval. Ba’zi moddalarning standart hosil bo’lish Gibbs

energiyalari (G^o_f,298) qiymati

Modda	G^of,298,kJ/mol	Modda	G^of,298,kJ/mol
Al(g) Al^3+(s) Al2O3(g) Al2(SO4)3(q) C(olmos) CH4(g) CO(g) CO2(g) CaCl2(q) CaCO3(q) CaF2(q) CaO(q) Ca(OH)2(q) Cl(g) Cl^-(s) H(g) H(g) H^+(s) HBr(g) HCl(g) HF(g) HI(g) NH3(g) HNO3(s) H2O(g)	288,7 -490,54 -1582,0 -3102,9 2,83 -50,79 -137,14 -394,47 -750,2 -1128,8 -1161,9 -604,2 -896,8 105,3 -131,4 203,3 1516,99 0 -53,4 -94,5 -272,99 1,78 -16,7 -80,9 -228,61	H2O(s) H2SO4(s) K^+(s) KCl(q) KCl03(q) KNO3(q) KOH(q) MgSO4(q) MgSO4*7H2O(q) N(g) NO(g) NO2(g) NO3^-(s) Na(g) Na^+(s) NaCl(q) NaOH(q) Na2SO4(q) O(g) O3(g) OH^-(s) S(monoklinik) SO2(g) SO3(g) SO3(s) ZnO(q)	-237,24 -814,2 -281,3 -408,0 -289,9 -393,1 -380,2 -1158,7 -2868 455,5 86,68 51,5 -111,7 77,3 -575,6 -384,0 -380,7 -1266,8 231,8 162,7 157,4 0,188 -300,4 -370,0 -499,0 -320,88

Agar H  0, lekin |H|  |T S| G = H - T S  0

izobar –izotermik potensial qiymati noldan katta bunda jarayon o’z-o’zicha amalga oshmaydi.

Standart sharoitda 1 mol moddani oddiy moddalardan hosil bo’lish standart Gibbs energiyasi G^o_f,298 bilan belgilanadi. Oddiy moddalarning standart hosil bo’lish issiqliklari nolga teng.
Ba’zi moddalarning standart hosil bo’lish Gibbs energiyalari (G^o_f,298) qiymati 11-jadvalda berilgan.
AynijarayonuchunstandartGibbsenergiyasinio’zgarishimahsulotlarningstandartGibssenergiyalariyig’indisidandastlabkimoddalarningGibbsenergiyalariyig’indisiniayirmasigatengbo’ladi:

Masalan:

G^o_r ning qiymati jarayonning o’z-o’zicha borish ehtimolligini ko’rsatadi. Lekin jarayonning tez yoki sekin borishini baholashga imkon bermaydi.