O„zbekiston respublikasi oliy va o„rta maxsus ta`lim
Download 4.15 Mb. Pdf ko'rish
|
Физик ва коллид химия. Дарслик
|
Erkinlik darajalari soni (C) – sistema fazalari sonini o„zgartirmasdan o„z
qiymatini (bir-biriga bog„liq bo„lmagan holda) ihtiyoriy o„zgartirish mumkin bo„lgan, sistema holatini belgilaydigan termodinamik parametrlar sonidir. Bunday parametrlarga tashqi omillar (temperatura, bosim) va ichki omillar (komponentlarning konsentratsiyasi) kiradi. Erkinlik darajalari soniga ko„ra sistemalarni invariant yoki variantsiz (C = 0), bir variantli yoki monovariantli (C = 1), bivariantli (C = 2) va hokazo turlarga bo„linadi. Masalan, tuzning to„yingan eritmasi bitta erkinlik darajasiga ega, ihtiyoriy tanlangan temperaturaga to„yingan eritmaning bitta aniq konsentratsiyasi to„g„ri keladi. 24 David W. Ball. Physical Chemistry. Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, 2011. P. 144. 110 Sistemaning erkinlik darajalari sonini komponentlar va fazalar soniga bog„liqligini Gibbsning fazalar qoidagi ko„rsatadi: tashqi omillardan faqat temperatura va bosim ta‟sir ko„rsatayotgan muvozanatdagi sistemaning erkinlik darajalari soni komponentlar sonidan fazalar sonini ayirib, ikkini qo„shganiga teng. Qoidaning matematik ifodasi: C = K - F + 2 (7.1) Agar bosim o„zgarmas bo„lib, sistemaga tashqi omillardan faqat temperatura ta‟sir ko„rsatayotgan bo„lsa (yoki aksincha), fazalar qoidasining ifodasi quyidagicha bo„ladi: C = K - F + 1 (7.2) Bir komponentli sistemalr uchun: S = 1 - F + 2 = 3 - F (7.3) Erkinlik darajalari soni manfiy bo„lishi mumkin emas, demak bir komponentli sistemalarda u 0 dan 2 gacha bo„lishi mumkin. 7.2. Bir komponentli sistemalar: suvning holat diagrammasi. Sistemaning holati holat diagrammalari orqali ifodalanadi. Bunday diagrammalarda sistema holatini bosim va temperatura, bosim va tarkib yoki temperatura va tarkib paramertlarga bog„liqligi grafik tasvirlanadi. Holat diagrammalari taxlili sistemaning tarkibi, fazalar soni, mavjud bo„lish chegaralari, komponentlarning ta‟sirlashuv xarakterlari, yangi moddalarning hosil bo„lishini aniqlash imkonini beradi. E‟tiborlisi, diagramma bunday taxlilni individual komponentlarni ajratmasdan bajarish imkonini beradi. Sistemalarning fizik-kimyoviy analizi N.S.Kurnakov taklif etgan ikkita umumiy qoidaga asoslangan: uzluksizlik prinsipi va mos keluvchanlik prinsipi. Uzluksizlik prinsipiga ko„ra, biror parametr uzluksiz o„zgaradigan bo„lsa, alohida fazalarning xossalari ham uzluksiz o„zgaradi. Umuman sistemaning xossalari fazalarning soni yoki o„zgarguncha uzluksiz o„zgaradi, shundan so„ng sistema xossalari sakrash bilan o„zgaradi. Bir necha fazalarni tashkil qiladigan bir yoki ko„p komponentli sistemalarning fizik-kimyoviy analizini ko„rib chiqamiz. Kimyoviy muvozanatdagi sistemaning fizikaviy (issiqlik, elektr, optik, mexanik) xossalari bilan ulardagi muvozanatni aniqlovchi omillar orasidagi funksional bog„lanishni o„rganish fizik- kimyoviy analizning mohiyatini tashkil qiladi. Bu bog„lanishlar holat-xossa yoki tarkib-xossa koordinatalaridagi holat diagrammasi sifatida ko„rsatiladi. Ordinata 111 o„qida sistemaning xossasi ko„rsatiladi, absissa o„qida esa tarkib yoki bir o„qga temperatura, ikkinchi o„qga bosim qo„yiladi. Avval eng sodda bir komponentli sistemaning fizik-kimyoviy analizini suvning holat diagrammasi misolida ko„rib chiqamiz. 7.4-rasmda suvning holat diagrammasi tasvirlangan. 7.4-rasm. Suvning holat diagrammasi 25 . O nuqtada: R = 4,579 mm simob ust. = 610,5 Pa; t = 0,0076 0 C. Diagrammada suvning muz, suyuq va bug„ holatiga mos keluvchi bosim va temperatura bog„liqligini ko„rish mumkin. Bosim va temperaturaning AOC chiziqdan chap tomondagi qiymatlarida suv muz holatida, AOB chiziq oraligidagi qiymatlarda suyuq holatda, BOC chiziqdan pastdagi qiymatlarda bug„ holatida bo„ladi. SHu sohalarning har bir nuqtasida, masalan M nuqtada fazalar soni ham, komponentlar soni ham 1 ga teng. Fazalar qoidasiga asosan: C = 1 – 1 + 2 = 2 SHu nuqtalarda sistemaning erkinlik darajasi 2 ga teng. Demak, shu nuqtalarda ikkita parametrni – temperaturani va bosimni ihtiyoriy o„zgartirilsa sistemaning holati, fazalar soni o„zgarmaydi. CO chizig„i ustidagi har bir nuqtada suvning muz va bug„ holati muvozanatda bo„ladi, AO chizig„i ustidagi har bir nuqtada muz va suyuq muvozanatda, BO chizig„idagi nuqtalarda esa suyuq va bug„ holatlari 25 David W. Ball. Physical Chemistry. Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, 2011. P. 155. 112 muvozanatda. Bu nuqtalarda, masalan N nuqtalarda komponentlar soni 1 ta, fazalar soni 2 ta, u holda: C = 1 – 2 + 2 = 1 Bu nuqtalarda erkinlik darajasi 1 ga teng, faqat bitta parametrni temperaturani yoki bosimni ihtiyoriy o„zgartirilganda sistemaning fazalar soni, holati saqlanib qoladi. Agar bir vaqtda temperatura va bosim o„zgartirilsa sistema holati ham o„zgaradi. O nuqtada uchta faza – muz, suyuq va bug„ muvozanatda. SHu nuqtada: C = 1 – 3 + 2 = 0 Erkinlik darajasi 0 ga teng, variantsiz sistema. Aynan bosim R = 610,5 Pa va temperatura t = 0,0076 0 C bo„lganda uchta faza muvozanatda bo„ladi. Agar yoki temperatura, yoki bosim biroz o„zgartirilsa, sistema bu holatdan chiqib ketadi. 7.3. Ikki komponentli sistemalar. Suyuq holatda o„zaro cheksiz eriydigan, qattiq holatda o„zaro erimaydigan sistemalar. Termik analiz. Ikki komponentli sistemalarning erkinlik darajasi: Download 4.15 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|