O„zbekiston respublikasi oliy va o„rta maxsus ta`lim
Download 4.15 Mb. Pdf ko'rish
|
Физик ва коллид химия. Дарслик
|
R
bosimning n darajali o„lchov birligi bilan, – konsentratsiyaning n darajali o„lchov birligi bilan o„lchanadi. Aktivlik va fugitivlik orqali ifodalanadigan muvozanat konstantalari o„lovsiz kattalikdir, chunki aktivlik ham, fugitivlik ham standart sharoitni tanlanishiga bog„liq bo„lgan nisbiy kattaliklardir. (5.6) ifodadagi bug„ bosimini ko„rinishidagi Mendeleev-Klapeyron tenglamasi bilan ifodalnsa, va ni bog„lovchi quyidagi munosabat hosil bo„ladi: bu qerda: – reaksiyadagi gazsimon maxsulotlar va gazsimon dastlabki moddalar stexiometrik koeffitsientlari farqi. Geterogen reaksiyalarda muvozanat konstantasining ifodasida faqat reaksiyada qatnashuvchi gazsimon moddalarning bug„ bosimlari (yoki konsentratsiyalari) ishtirok etadi. Qattiq yoki suyuq holatdagi individual moddalarning bug„ bosimi va konsentratsiyasi birga teng deb qabul qilinadi, chunki ularning kimyoviy potensiallari doimiydir. Masalan, quyidagi reaksiya uchun: muvozanat konstantasi: 86 5.3. Kimyoviy potensial. Kimyoviy reaksiyalarning izoterma tenglamasi. Agar sistemada kimyoviy reaksiya sodir bo„lsa, bunday sistema ochiq bo„ladi. Kimyoviy reaksiya sodir bo„layotgan sistemada k sondagi turli moddalar mavjud bo„lganda uning ichki energiyasini S, V, n 1 , n 2 , …, n i larning funksiyasi sifatida ko„rilishi mumkin, bu yerda n i – i moddaning mollar soni. O„zgarmas bosimda va temperaturada sodir bo„layotgan, lekin muvozanat holatidan farqli holatdagi quyidagi (5.1) reaksiyani ko„rib chiqamiz. moddalarning miqdori etarli darajada ko„p, ya‟ni moddadan mol, moddadan mol sarflanganda, hamda moddadan mol, moddadan mol hosil bo„lganda sistemaning tarkibi va mavjud bo„lish sharoitlari sezilarli o„zgarmaydi deb qabul qilamiz. Agar shunday miqdordagi moddalar ta‟sirlashgan bo„lsa, sistemaning izobar potensiali quyidagi tenglama bilan aniqlanadi: (5.9) bu yerda: – komponentning kimyoviy moyilligi yoki kimyoviy potensiali. Har qanday kimyoviy reaksiyaning asosiy belgisi sistema tarkibining o„zgarishidir. Binobarin sistemani tavsiflash uchun har bir fazaning tarkibini hisobga olish kerak. Kimyoviy potensial – sistema tarkibi o„zgarishini, berilgan komponentni bir fazadan boshqasiga o„tishini hisobga oluvchi intensivlik omilidir. Intensivlik omili sifatidagi kimyoviy potensialni ekstensiv omil sifatidagi modda miqdorining o„zgarishiga ko„paytmasi kimyoviy jarayon energiyasi shaklining o„zgarishiga teng. Gazlarning kimyoviy potensiali bosimga bog„liq. YUqorida bayon etilgan qonuniyatlarni ideal gazlar uchun qabul qilgan edik. Lekin amalda “ideal gaz” mavjud emas. Real gazlar ideal gazlarning qonuniyatlariga bo„ysinmaydi va murakkabroq holat tenglamalariga ega. Real gazlar uchun bosim yoki konsentratsiya kattaliklari o„rniga fugitivlik yoki uchuvchanlik tushunchasi qo„llanilishini avvalroq aytib ketilgan edi. Kimyoviy jarayonlarda kimyoviy potensial izobar potensial bilan bir xil bo„lganligi uchun tenglamaga o„xshab ideal gazning kimyoviy potensialini quyidagicha yozishimiz mumkin: 87 bu yerda va gazning boshlang„ich va oxirgi hajmi. hamda ekanligini hisobga olib, yuqoridagi tenglamalarni biroz boshqacharoq yozishimiz mumkin: Ikkala tenglama uchun bosimning boshlang„ich kattaligini standart bosim 1 atm ga teng deb qabul qilamiz. U holda bu tenglamalarni quyidagicha yozish mumkin: (5.15) tenglamadan ko„rinib turibdiki, kimyoviy potensial bosimning natural logarifmiga bog„liq ravishda o„zgaradi. Bog„liqlik grafigi 5.1 rasmda ko„rsatilganidek umumiy logarifmik shaklga ega bo„ladi. Lekin real gazlar uchun grafikdan chetlanishlar kuzatiladi (5.2 rasm). 5.1 rasm. Ideal gazlarning bosimi va kimyoviy potensialini bog„liqligi 5.2 rasm. Real gazlarning bosimi va kimyoviy potensialini bog„liqligi 19 19 David W. Ball. Physical Chemistry. Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, 2011. P. 111. 88 Juda kichik bosimlarda gazlar o„zini ideal gaz kabi namoyon etadi, shuning uchun uni kimyoviy potensiali ideal gaznikiga yaqin bo„ladi. O„rtacha bosimlarda gazning berilgan kimyoviy potensialida bosimi pastroq bo„ladi. CHunki bunda gaz molekulalari o„zaro tortilishi natijasida bosimi ideal gaznikiga nisbatan kamayadi. Juda katta bosimlarda molekulalar shunchalik zichlashib ketadiki, ular endi o„zaro itarila boshlaydi. Natijada bosim ideal gaznikidan yuqoriroq bo„ladi. Real gazlar holatini uning uchavchanligi (f) to„g„ri ifodalaydi. SHuning uchun real gazlarning kimyoviy potensialini quyidagi formula bilan ifodalash to„g„riroq bo„ladi: O„z navbatida: bu yerda – uchuvchanlik koeffitsienti, u o„lchovsiz kattalik. SHuning uchun uchuvchanlik bosimning o„lchov birligiga ega. Bosim qancha kichik bo„lsa real gazning holati ideal gaznikiga shuncha yaqinlashib boradi. Bosim 0 ga yaqin bo„lganda uchuvchanlik koeffitsienti 1 ga teng bo„ladi. SHuning uchun quyidagi ifodalar o„rinli bo„ladi: Reaksiyaga kirishuvchi moddalar uchun ideal gaz qonunlarini qo„llash mumkin deb qabul qilamiz. U holda ̅ munosabatdan foydalangan holda, undagi aniqlanayotgan kimyoviy potensiallarning qiymatlarini (5.9) tenglamaga qo„yamiz. Tenglama hadlarini guruhlab, quyidagi tenglamani hosil qalamiz: bilan moddalarning boshlang„ich holatdagi bug„ bosimlari belgilangan. Birinchi qavs ichidagilarning yig„indisi ga teng bo„lganligi uchun quyidagicha yozish mumkin: yoki ( ) 89 O„zgarmas temperaturada va hajmda sodir bo„ladigan jarayonlar uchun sistema tarkibini konsentratsiyalarda ifodalab, shunga o„xshash tenglamani izoxor potensialning o„zgarishi ΔF uchun chiqarish mumkin: ( ) Har ikkala (5.18) va (5.19) kimyoviy reaksiyalarning izoterma tenglamalari yoki Vant-Goff tenglamalari deb nomlanadi. Ularning ikkinchisini suyultirilgan eritmalardagi reaksiyalar uchun ham qo„llash mumkin. Bu tenglamalar o„rganilayotgan reaksiya uchun berilgan tarkibda va ni hisoblash hamda berilgan sharoitda reaksiya qaysi yo„nalishda sodir bo„lishligini va uning chegarasini aniqlash imkonini beradi. Jarayonni o„z-o„zidan sodir bo„lishligining umumiy shartlari va kimyoviy reaksiyalarning izoterma tenglamalari reaksiya imkoniyati bilan reaksiyaga kirishuvchi moddalar konsentratsiyasining bog„liqligini aniqlash imkonini beradi. Turli kimyoviy reaksiyalarni sodir bo„lish imkoniyatlarini solishtirish uchun reaksiyada qatnashuvchi barcha moddalarning standart sharoitdagi termodinamik parametrlarini bilish kerak. Standart sharoitda hamma moddalarning aktivligi birga teng. Gazsimon moddalar uchun standart sharoitda boshlang„ich bug„ bosimlari 760 mm simob ustuni yoki 101,325 kPa ga teng bo„ladi. Bu holatda izoxora tenglamasidagi hadi no„lga teng bo„ladi va (5.18) tenglama quyidagi ko„rinishga ega bo„ladi: bu yerda standart sharoitdagi izobar potensialning o„zgarishini ifodalaydi. (5.19) tenglamadan foydalangan holda, reaksiyada qatnashuvchi barcha moddalarning konsentratsiyalari birga teng ekanligini hisobga olib, standart sharoitda izoxor potensialning o„zgarishi quyidagicha ifodalanadi: bu yerda standart sharoitdagi izoxor potensialning o„zgarishini ifodalaydi. Izobar va izoxor potensialning o„zgarishi turli moddalarning kimyoviy ta‟sirlashuvda qatnashish qobiliyatini belgilaydi hadma jarayonning borish yo„liga bog„liq emas, moddalarning tabiatiga bog„liq. ning ishorasi o„z-o„zidan boruvchi jarayonning yo„nalishini ko„rsatadi. Uning manfiy qiymati qancha katta bo„lsa, (yoki Download 4.15 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|