Mavzu: Suyuq eritmalarning to’yingan bug’ bosimi. Raul va Genri qonunlari. Reja
Download 39.28 Kb.
|
raul qonuni kerak
- Bu sahifa navigatsiya:
- III. Xulosa. IV. Foydalanilgan adabiyotlar
- Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati.
|
Mavzu: Suyuq eritmalarning to’yingan bug’ bosimi. Raul va Genri qonunlari. Reja: KIRISH ASOSIY QISM 1.Eritmalarning bug’ bosimi. Raul qonuni 2.Moddalarning aktivligi va uchuvchanligi 3.Gazlarning suyuqliklarda eruvchanligi. Genri qonuni III. Xulosa. IV. Foydalanilgan adabiyotlar KIRISH
Fan-texnikaning hozirgi taraqqiyotida malakali kimyogar mutaxassislar kimyoning boshqa sohalari bilan bir qatorda fizikaviy kimyoni ham chuqur bilishlari talab etiladi. 1750-yilda Fizikaviy kimyo fani atom, molekula, moddalardagi hodisalar, kimyoviy o'zgarishlar va tuzilishlarni fizika usullarida o’rganib, fizika qonun-qoidalari asosida yechib beradigan fan sifatida vujudga keldi. Ma’lumki, moddiy olamning harakat qonunlarini, jumladan, kimyoviy jarayonlarni, asosan, ikki usul bilan kuzatish-tajriba va fikrlash yo’li bilan o‘rganish mumkin. Kuzatish-tajriba usuli asosiy usul boisa ham, uning vositasida turli kimyoviy jarayonlarni, ulardagi umumiylik, farqni va umumlashgan qonuniyatlarni bilib bo’lmaydi. XVIII asrning o'rtalarida buyuk rus olimi М. V. Lomonosov tabiat sirlarini, shu jumladan, kimyoviy jarayonlarni o‘rganishda kuzatish tajriba usuli bilan bir qatorda fikrlash usulini ham tavsiya etdi va yuqorida bayon etilgan vazifalarni hal etuvchi « «Nazariy kimyo» fanining yaratilishi kerakligini, ya'ni kimyoviy jarayonlarni o‘rganishda fizika qonunlari va usullariga asoslanish lozimligini maslahat berdi va bu yangi fanni «Fizikaviy kimyo» nomi bilan atadi. Fizikaviy kimyoning nomi va uning vazifasi birinchi marta М. V. Lomonosov tomonidan 1755-yilda uning «Haqiqiy fizikaviy kimyo» kitobida berildi. Fizikaviy kimyo murakkab moddalarda sodir bo‘ladigan kimyoviy jarayonlarning sababini fizika qonunlari va tajribalari asosida tushuntiruvchi fandir. Shunday qilib, fizikaviy kimyo kimyoviy jarayonlaming umumlashgan qonunlari va ular orasidagi bog‘lanishlami aniqlaydigan fandir. Fizikaviy kimyo fani bu vazifalarni yechishda, asosan. termodinamika, molekular kinetik nazariya va kvant mexanika usulidan foydalanadi. Eritmalarning bug‘ bosimi. Raul qonuni. Eritma bug’ bosimining toza erituvchi bug’i bosimiga qaraganda past bo’lishidan foydalanib bir necha muhum qonunlar topilgan. Eritma bug’ bosimining pasayishi sababli eritmaning muzlash harorati sof erituvchining muzlash haroratidan past bo’ladi, uning qaynash harorati esa erituvchinikidan past bo’ladi. Eritmalarda bo’ladigan osmos hodisasi ham bug’ bosimining pasayishiga aloqador ekanligi ma’lum.Eritmalarda qattiq holdagi moddalar eriganda erituvchining ba’zi bir xossalari o’zgaradi. Bu o’zgarishlar qo’shilgan qattiq xoldagi moddaning zarrachalari soniga bog’liq bo’lib uning tabiatiga esa bog’liq emas. Kimyoviy tuzilishga bog’liq bo’lmay erigan modda miqdiriga bog’liq bo’lgan erituvchi bilan erigan modda orasida tasir (dissosilanish, assosilanish va h.k) bo’lmagan holda sodir bo’lgan xossalar eritmalarning kolligativ xossalari deyiladi. < Raul 1887-yili uchmaydigan moddaning suyultirilgan eritmalarning fizikaviy hossalarini amalda o’lchab noelektrolit moddalarning suyiltirilgan eritmalarida eritmaning bug’ bosimi o’zgarmas haroratda erituvchining konsentratsiyasiga bog’liqligini aniqladi va erigan modda xiliga (tabiatiga ) bog’liq emasligini ko’rsatadi. Bu Raulning tonometik qonuni bo’lib, uning matematik ifodasi quyidagi tenglamadan iborat: P=K Ideal eritmalardagi komponent i ni bug‘ bosimi, eritma haroratida toza komponent bug' bosimini eritma tarkibidagi komponentning mol qismi x, ga ko'paytirilganiga teng: (IV.1) Eritmani bug‘ bosimini uning molyar qismiga to‘g‘ri proporsionalligi Raul tomonidan aniqlangan. Shuning uchun (IV. 1) formulani Raul qonuninmg matematik ifodasi deyiladi. Binar eritmalar uchun bu formula quyidagicha yoziladi: (IV.2) bunda: p, -eritma ustidagi erituvchini parsial bug‘ bosimi; toza erituvchi ustidagi bug‘ bosimi; x2 -erigan moddaning mol qismi; — erituvchini mol qismi (x1+x2=l) Ko‘pincha Raul qonunini qiymati binar eritmalar ifodalanadi: = Bunda : (IV.4) bunda(IV.3)ga qo’yilsa (IV.5) kelib chiqadi yoki qilib yozish mumkin. (IV.6) Bunda: -erigan moddaning mol sonilari ga teng bo’ladi. Bu formula yordamida eritma va erituvchini bug‘ bosimlari ma’lum bo‘lganida, eritmaning tarkibini, eritmadagi komponentlardan birortasining molekulyar massasini ham aniqlash mumkin. Ma’lumki , har qanday suyuqlik ustidagi bosim deyilganda uning to’yingan bug’ bosimi tushuniladi. Suyuqlikning to’yingan bug’ bosimi berilgan haroratda o’zgarmas kattalikdir. Harorat ko’tarilishi bilan har qanday moddaning to’yinganbug’ bosimi ortadi. Bunga sabab,avvalo, harorat ko’tarilishi bilan molekular harakatining o’rtacha kinetic energiyasi ortishi va natijasida suyuqlik molekulalarining o’zaro tortishish kuchi yengib suyuqlikdan ajraladigan va bug’ga o’tadigan molekulalar sonining ko’payishidir. Ikkinchidan bug’lanish endodermik jarayon, ya’ni issiqlik yutilishi bilan boradi. Shu sababli harorat ko’tarilganda to’yingan bu bosim ortadi. Bu fikrlar, asosan, sof erituvchilar uchun to’g’ri keladi. Eritma ustidagi bug’bosimi esa harorat bilan bir qatorda shu eritmadagi erigan moddaning miqdoriga ham bog’liq bo’ladi. Erituvchining eritma ustidagi bug’ bosimi toza erituvchining ustidagi bug’ bosimidan doimo kichik bo’ladi. Eritmaning konsentratsiyasi qancha yuqori bo’lsa, uning ustidagi bug’ bosimi shuncha kichik bo’ladi. Chunki konsentratsiya otrgan sari eritmaning hajm birligida erituvchining miqdori kamaya boradi. Bunda N1 eritmadagi erituvchining molar qismi. Demak, berilgan eritma uchun bug1 bosimining pasayishi erigan modda bilan erituvchining tabiatiga va haroratga bog'liq bo'lmay, faqat eritmaning konsentratsiyasiga bog'liq. Bu qonun Raulning tonometrik qonuni deb ataladi. Raul qonuni juda suyultirilgan (va ideal) eritmalar uchungina to'la muvofiq keladi. Eritmaning konsentratsiyasi ortgan sari bu qonundan chetlanish kuzatiladi. Suyultirilgan eritmalarning muzlash va qaynash haroratlarining konsentratsiyasiga qarab o ‘zgarishi. Ma’lumki, suyuqlikning to'yingan bug1 bosimi atmosfera bosimiga teng bo'lgandagi harorat shu suyuqlikning qaynash harorati deyiladi Moddaning qattiq holatdagi bug' bosimiga teng bo‘ladigan harorat, ya’ni moddaning kristallana boshlash harorati muzlash harorati deyiladi. Qattiq modda biror erituvchida eritilganda erituvchining bug' bosimi pasayishini yuqorida ko'rib o‘tdik. Bug‘ bosimi pasayganda eritma toza erituvchiga qaraganda yuqoriroq haroratda qaynaydi, chunki bunda bug‘ bosimini tashqi atmosfera bosimiga yetkazish uchun yuqoriroq haroratgacha qizdirish kerak bo'ladi. Elektrolitik dissotsitsiyalanish sodir bo‘lmaydigan suyultirilgan eritmalarda qaynash haroratining ko‘tarilishi Erigan moddaning molar konsentratsiyasiga(C) mutanosib bo’ladi: Bunda har qaysi erituvchi uchun o‘zgarmas bo‘lgan mutanosiblik koeffitsiyenti u erituvchining ebulioskopik konstantasi deyiladi. С ning qiymati, odatda, 100 g erituvchida erigan moddaning mollar soni bilan ifodalanadi. Yuqoridagi tenglamaga С ning qiymatini qo‘ysak, Bu formula yordamida konsentratsiyasi ma’lum bo‘lgan eritmaning qaynash haroratini oichash yo‘li bilan erigan moddaning molekular massasini aniqlash mumkin: Ba’zi erituvchilaming ebulioskopik konstantasi qiymatlari quyidagi jadvalda berilgan. Eritmaning muzlash harorati esa toza erituvchining muzlash haroratidan doimo past boiadi. Raul turli moddalaming suvdagi bir molar eritmasi (1000 g suvda 1 mol modda erigan) -1,86°C da muzlash haroratining pasayishi erigan moddaning molar konsentratsiyasdiga mutanosibdir: . Bunda eritma muzlash haroratining pasayishi K krioskopik konstanta turli erituvchilar uchun uning qiymatlari jadvallarda beriladi. С eritmaning molar konsentratsiyasi. Konsentratsiya 1000 g erituvchida erigan moddaning mollar soni bilan ifodalanadi. С = 1 boiganda Krioskopik konstanta К 1000 g eruvchida mol modda eritilgandagi eritma muzlash haroratining pasayishini ko‘rsatadi. Shu sababli bu koeffitsiyent erituvchi muzlash haroratining molekular pasayishi yoki erituvchining krioskopik (grekcha «krios» sovuq muz demakdir) konstantasi deyiladi. Konstanta К ning qiymati har qaysi erituvchi uchun o‘zgarmas miqdori bo’lib, erigan moddaning tabiatiga bog’liq emas. Erigan moddaning molekular massasini va eritmalaming osmomik bosimini krioskopik usulda aniqlash. Eritma muzlash haroratining pasayishi asosida erigan moddaning molekular massasini topish mumkin. Buning uchun quyidagicha ish yuritamiz: muzlash haroratining pasayishi formulasida konsentrasiya (C) ni erigan moddaning mol miqdori m, uning molekular massasini M desak, bo‘ladi. Buni muzlash haroratining pasayish formulasiga qo‘yamiz: bundan. Masalan, 1000 g suvda 4,37 g spirt eritilganda muzlash haroratining pasayishi 0,177°C bo'ladi. Ma’lumki, = 1,860 bularni formulaga qo‘ysak, Eritma va qotishmalar. Raul qonuni. Qattiq jismlarning suyuqliklarda yoki bir suyuqlikning ikkinchi suyuqlikda erishi, yopiq idishdagi suyuqlikning bugUanishi va to'yingan bug'ning hosil bo'lish jarayonini eslatadi. Masalan, suvli idish tubida joylashtirilgan kristallning (osh tuzi) erishi davom etadi, qachonki kristall erishi va eritma molekulalarining kristall sirtida o'tirish jarayoni dinamik muvozanat holatga kelgunga qadar. Dinamik muvozanatga kelgan eritmaga to‘yingan eritma deb aytiladi. Haroratning oshishi bilan bir oz miqdorda qattiq faza eriydi, haroratning pasayishi bilan esa erigan moddaning bir qismi kristallanadi. Izotermik bug‘lanishda to‘yingan eritmada erigan moddaning massasi olinadi, ya’ni bir miqdori kristallanadi. Suyuqliklaming bir-birida erishi toiiq va qisman boiishi mumkin, ayrim suyuqliklar esa boshqa bir suyuqliklarda umuman erimaydi. Masalan, suv va spirt bir-birida toiiq, suv va anilin qisman eriydi, simob va suv bir-birida umuman erimaydi: Suyuqliklaming bir-biriga eruvchanligi haroratga bogiiq. Ayrim suyuqliklarda eruvchanlik haroratga mutanosib boisa, ayrimlarida nomutanosib va toiiq eruvchanlik kritik haroratdan past haroratlarda kuzatiladi. Raul erigan moddaning kam konsentratsiyalarida eritma to‘yingan bugiarining elastikligi konsentratsiyaga mutanosib ekanligini ko‘rsatdi. - toza erituvchining to‘yingan bug‘ elastikligi, p - eritma to'yingan bugiaming elastikligi, n – erituvchi N -molekulalariga to‘g‘ri keluvchi erigan modda molekulalarining soni. Bunga Raulning I qonuni deb aytiladi. Eritma to‘yingan bug‘i elastikligining kamayishi eritmaning qaynash haroratini oshishiga olib keladi. Bu oshish Raulning II qonuniga mos tushadi: Bunda: berilgan erituvchi uchun doimiy kattalik , g - G g erituvchida erigan moddaning g soni, M - erigan moddaning molekular og‘irligi, - T qaynash haroratidagi bug’lanish issiqligi Raulning III qonuni eritma qotish haroratining kamayishini ifodalaydi, ya’ni krioskopik doimiylik, T- eritmaning qotish harorati, r- kristallanish issiqligi, g va G qiymatlari yuqorida (II qonunda) ko'rsatildi; suv uchun к = 18,4. Raulning I va II qonunlari molekular massani aniqlashda ko‘proq ishlatiladi. Moddalarning aktiviigi va uchuvchanligi Real eritmalar Raul qonuniga bo‘ysunmaydi, chunki real eritmalar ustidagi bug‘ holatini tavsiflash uchun ideal gazning holat tenglamasini qo’llab bolmaydi. Real gazlarda bosim o‘miga izotermik funksiya — uchuvchanlik qiymati f, dan foydalaniladi. Uchuvchanlik qiymati quyidagi tenglama bilan ifodalanadi: bunda: - real gaz bosimi ideal gaz bosimi. Uchuvchanlik bilan bosim orasidagi o‘zaro bog‘liqlik quyidagi nisbat bilan ifodalanadi: Real gazlar uchun Gibbs energiyasining o‘zgarish qiymati quyidagicha: yoki binar sistemalar uchun Real eritmalarda erigan moddaning mol qismi ( ) o‘miga termodinamik aktivlik ishlatiladi. Agar eritma ustidagi bug‘ ideal deb faraz qilinsa, u ideal gaz qonuniga bo‘ysunadi: bo‘ladi.
— shu eritma haroratida toza komponentning bug‘ bosimi. Real eritmalarda aktivlik komponentlaming uchuvchanligi bilan ham ifodalanadi: bunda: — eritma ustidagi komponentning uchuvchanligi; -toza komponentning uchuvchanligi. Molekulalarning aktivligi komponentning moi qismigato‘g‘ri proporsionaldir: bunda: - aktivlik koeffitsiyenti, eritmaning konsentratsiyasiga bog'liq bo‘ladi; - komponentning mol qismi. Aktivlik koeffitsiyentining konsentratsiyaga bogiiqligini quyidagicha qoisatish mumkin: bunda: - eritmaning mol qismi bunda: eritmaning molyar konsentratsivasi; bunda: - eritmaning molyal konsentratsiyasi; bunda bunda: -eritmani muzlash haroratining nisbiy pasayishi; j - eritmada erigan moddaning molekulalarini aktivligi; K - erituvchining krioskopik konstantasi; - eritmaning molyal konsentratsiyasi. Ideal eritmalar uchun deb qabul qilingan. Ko'pgina termodinamik tenglamalarda aktivlik koeffitsiyenti o‘miga tuzatma kattalik - osmotik bosim koeffitsiyenti qorilaniladi. bilan orasidagi bog‘liqlik quyidagicha ifodalanadi: Gazlarning suyuqliklarda eruvchanligi. Genri qonuni Berk idishga suyuqlik solinib, unung ustiga gaz yuborilsa, gaz suyuqlikda eriy boshlaydi va nihoyat, suyuqlik gazga to’yinadi. Gazlarning suyuqliklarda eruvchanligi o’sha gaz va suyuqlik tabiatiga, bosim va haroratiga bog’liq. Harorat ko’tarilgan sari gazning eruvchanligi kamaya boradi. Ayni haroratda gaz eruvchanligining bosim o’zgarishi bilan o’zgarishi Genri qonuniga bo’ysunadi. Hamma gazlar suyuqliklarda bir xilda erimaydi. Ulaming suyuqliklarda eruvchanligi bir qancha omillarga bog‘liq. Bunday omillar - gaz va erituvchining tabiati, har xil yog‘ va yog‘simon moddalar qo‘shimchasi, harorat va bosimdir. Gazlaming eruvchanligiga bosimni ta'siri Genri qonuni bo‘yicha quyidagicha ta’riflanadi: o‘zgarmas haroratda ma'lum bir hajmdagi suyuqlikda erigan gazning hajmi bosimga bog‘liq bo‘lmaydi, balki suyuqlikda erigan gazning miqdori eritma ustidagi bosimga to‘g‘ri prporsional bo‘ladi: bunda: - eritmada erigan gazning massasi; k — proporsionallik koeffitsiyenti; P — eritma ustidagi gaz bosimi, eruvchanlikni xarakterlaydi, harorat o'zgarishi bilan o‘zgaradi, bosimga bog‘liq emas. Masalan, 1 at bosimda da 1 l suvda 0,0654 gr kislorod erisa, o’sha haroratda 2 at bosimda 0,103 gr kislorod eriydi. Bosim ortgan sari gaz zichligi ortishi sababli 0,0654 gr kislorodning 1 at dagi hajmida barobar bo’ladi. Demak, Genri qonuniga muvofiq ma’lum hajmdagi suyuqlikga erigan gazning hajmi bosimga bog’liq emas. Gazlar aralashmasi eritilganda har qaysi gaz mustaqil ravishda eriydi, ya’ni bir gazning erishiga aralashmadagi boshqa gazlar hech qanday xalal bermaydi. Gazlar aralashmasini suyuqliklarda erishi Dalton qonuniga bo‘ysunadi. Eritmada erigan har bir gazning massa-konsentratsiyasi eritma ustidagi gaz fazasining parsial bosimiga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi. Masalan, 1 l erituvchida 1 da va P bosimda eriy oladigan gaz hajmiga gazning eruvchanligi koeffisienti deyiladi. va ning suvda va etil spirtida 0 va 15 dagi eruvchanliklari ko’rsatilgan. da 1 l suvda 0,0489 l erishi bosim 4 at ga ko’tarilganda ham 1 l suvda 0,0489 l eriyveradi , le kin gazning og’irlik miqdori endi, 4 marta ortiq bo’ladi. Gazlaming suyuqliklarda eruvchanligi quyidagicha ifodalanadi: a) 101325 Pa — normal bosimda 1 hajm suyuqlikda erigan gazning hajmi bilan (eruvchanlik koeffitsiyent); b) normal sharoitga keltirilgan va parsial bosimi - 101325 Pa da 1 hajin suyuqlik tomonidan yutilgan gazning hajmi bilan ( absorbsiya koeffitsiyenti a); d) 101325 Pa - normal bosimda 100 g erituvchida erigan gaz miqdori (g) bilan; e) 1 l erituvchidagi gaz miqdori (g yoki mg) bilan ifodalanadi. Eruvchanlik koeffitsiyent S bilan belgilanadi. Eruvchanlik koeffitsiyenti (S) deyilganda, suyuqlikda erigan gaz konsentratsiyasi ning suyuqlik ustidagi (gaz fazasidagi) gaz konsentratsiyasi (Sg) ga nisbati tushuniladi: Eruvchanlik bilan absorbsiya koeffitsiyenti orasidagi bog‘lanish quyidagi nisbatlar bilan ifodalanadi: bunda: T — harorat K da o’lchanadi. Bu nisbatdan eruvchanlik koeffitsiyenti: bo’ladi: Demak, harorat koiarilishi bilan ko‘pgina gazlaming eruvchanligi kamayadi. Chunki harorat ortganida suyuqlikning hajmi kengayib, gaz molekulalarining bosimi pasayib, to‘qnashuv kamayib, emvchanlik ozavadi. Gazlarning suyuqliklarda eruvchanligini haroratga bog‘liqligi Klauzius—Klayperon tenglamasi bilan ifodalanadi: Xulosa. Men yozgan kurs ishimdan shuni o’rgandimki, Eritma bug’ bosimining toza erituvchi bug’ bosimiga qaraganda past bo’lishidan foydalanib bir necha muhim qonunlari bor. Eritma bug’ bosimining pasayishi sababli eritmaning muzlash harorati ham sof erituvchiga qaraganda past haroratda muzlaydi.Bu o’zgarishlar qo’shilgan qattiq holdagi moddalarning zarrachalar soniga bog’liq bo’lib uning tabiatiga bog’liq emas. Bu xususiyatlarni o’rganish juda katta ahamiyatga ega, bularni tajribada bajarish orqali erigan modda malekulalar massasini hisoblash chiqish mumkin. Eritma bug’ini tekshirish natijasida Raul eritma bug’I bosimiga oid muhim qonunlarni tarifladi. Raul uchmaydigan moddaning suyiltirilgan eritmalarining fizikaviy xossalarini amalda o’lchab noelektrolid moddalarning suyiltirilgan eritmalarida eritmaning bug’ bosimi o’zgarmas haroratda eruvchining konsentratsiyasiga bog’liqligini aniqladi va erigan modda xiliga (tabiatiga) bog’liq emasligini aniqladi. Bu Raulning tonometrik qonuni bo’lib, uning matematik ifodasi quyidagi tenglamadan iborat: Bu yerda P- eritmaning bug’ bosimi, K-mutanosiblik koeffisiyenti, erituvchining molyar qismi Hamma gazlar suyuqliklarda bir xilda erimaydi. Ulaming suyuqliklarda eruvchanligi bir qancha omillarga bog‘liq. Bunday omillar - gaz va erituvchining tabiati, har xil yog‘ va yog‘simon moddalar qo‘shimchasi, harorat va bosimdir. Gazlaming eruvchanligiga bosimni ta'siri Genri qonuni bo‘yicha quyidagicha ta’riflanadi: o‘zgarmas haroratda ma'lum bir hajmdagi suyuqlikda erigan gazning hajmi bosimga bog‘liq bo‘lmaydi, balki suyuqlikda erigan gazning miqdori eritma ustidagi bosimga to‘g‘ri prporsional bo‘ladi: Bunda: eritmada erigan gazning massasi, k-proporsionallik koeffitsenti, P-eritma ustidagi gaz bosimi, eruvchanlikni harakterlaydi, hatorat o’zgarishi bilan o’zgaradi, bosimga bog’liq emas. Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati. 1.M.O.Yoriyev, D.A. Karimova,,Fizikaviy kimyo’’. ,,Tafakkur bo’stoni’’,Toshkent-2013. 2.T.Xoldarov, J.Haydar,,Fizikaviy va Kolloid kimyodan masalalar’’. ,,Tafakkur bo’stoni’’, Toshkent -2015. 3.H.R.Rustamov, B.H.Hasanov, SH.P.Nurillayev ,,Fizikaviy kimyodan masalalar to’plami’’, ,,Ta’lim’’ nashriyoti, Toshkent-2009. 4.T.M. Boboyev, H.R.Rahimov. ,,Fizikaviy va Kolloid kimyo’’, ,,G’ofur G’ulom nomidagi matbuot nashriyot ijodiyot uyi ‘’,Toshkent-2004. 5. www.ziyouz. com kutubxonasi Download 39.28 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|