Saqlash vazirligi toshkent farmasevtika instituti
Download 470.3 Kb. Pdf ko'rish
|
kimyoviy reaksiyaning energetikasi va yonalishi
O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI SOG’LIQNI SAQLASH VAZIRLIGI TOSHKENT FARMASEVTIKA INSTITUTI Kafedra: Anorganika, Analitik, fizik va colloid kimyo MAVZU: Kimyoviy reaksiyaning energetikasi va yo’nalishi. Bajardi: Egamberdiyeva N Tekshirdi: Rahmatullayeva M Toshkent-2014 REFERAT Kimyoviy reaksiyalarning energetikasi va yo’nalishi 1.Kimyoviy reaksiyalarning energetikasi Barcha kimyoviy jarayonlar issiqlik chiqishi yoki yutilishi bilan ro’y beradi. Kimyoviy reaksiyalarda ajralib chiqadigan yoki yutiladigan issiqlik miqdori reaksiyaning issiqlik effekti deyiladi. Issiqlik chiqishi bilan boradigan reaksiyalar ekzotermik (Q
reaksiyalar endotermik reaksiyalar deyiladi. Reaksiyalarning issiqlik effektlarini o’rganadigan bo’lim termokimyo deyiladi. Issiqlik effekti ko’rsatilgan reaksiya tenglamalari termokimyoviy tenglamalar deb ataladi. Reaksiyaning issiqlik effekti moddalarning tabiatiga, agregat holatiga va sharoitga bog’liq. Reaksiyalarning issiqlik effektlari bir xil standart sharoitda o’rganiladi. Standart sharoit deganda 298 K (25 0 S) harorat va 101,325 kPa bosim tushuniladi. Termokimyoviy tenglamalarda moddalarning agregat holatlari ko’rsatilib, bunda kasrli koeffitsientlar ham ishlatish mumkin: kJ s O H g O g H 6 , 571 ) ( 2 ) ( ) ( 2 2 2 2 kJ s O H g O g H 8 , 285 ) ( ) ( 2 1 ) ( 2 2 2 kJ g O H g O g H 0 , 241 ) ( ) ( 2 1 ) ( 2 2 2 kJ g NO g O g N 5 , 180 ) ( 2 ) ( ) ( 2 2
g NO g O g N 25 , 90 ) ( ) ( 2 1 ) ( 2 1 2 2 Termokimyoning asosi G.I.Gess (1841 y.) qonunidan iborat bo’lib, u quyidagicha ta’riflanadi:
Masalan:
kJ H g CO g O grafit C 1 , 396 ); ( ) ( ) ( 1 2 2 Bu jarayon ikki bosqichda amalga oshirilishi mumkin. Uglerod grafit holatidan CO gacha oksidlanishi va ikkinchi bosqichda CO ning CO 2 gacha
oksidlanishi: kJ H g CO g O grafit C 5 , 110 ); ( ) ( 2 1 ) ( 2 2
H g CO g O g CO 5 , 285 ); ( ) ( 2 1 ) ( 3 2
Bu yerda dastlabki va oxirgi moddalarning holatlari bir xil bo’lgani uchun: 3 2 1 H H H
va H 2 juda oson aniqlanishi mumkin. H
esa Gess qonuni asosida hisoblab topiladi: 5 ,
) 5 , 110 ( 0 , 396
2 1 3 H H H
Reaksiyaning issiqlik effekti sistema ichki energiyasi va entalpiyasi o’zgarishi natijasidir. Sistemaning ichki energiyasi uning barcha energiyalari yig’ndisi bo’lib unga moddani tashkil etgan atom va molekulalarning ilgarilanma, aylanma harakatlari hamda yadro va elektronlarning energiyalari va hokazo barcha energiyalar kiradi. Ichki energiyaning mutlaq qiymatini o’lchab bo’lmaydi, faqat uning o’zgarishi (
Termodinamikaning I qonuniga muvofiq sistemaning ichki energiyasi atrof muhit bilan issiqlik almashinuvi bo’lguniga qadar o’zgarmas bo’ladi. Agar sistemaga tashqaridan qo’shimcha issiqlik energiyasi (Q) berilsa, sistema bir holatdan ikkinchi holatga o’tadi. Yutilgan issiqlik miqdori sistema ichki energiyasining o’zgarishiga va tashqi kuchlarga qarshi bajarilgan ishning yig’indisiga tengbo’ladi: 1 2 1 2 ; ) (
U U A U Q Q Q
Bajarilgan ish esa, sistema bosimi doimiyligida : ); ( ; 1 2
V p V p A const p ); ( ) ( ) ( ) ( 1 1 2 2 1 2 1 2 1 2 pV U pV U V V p U U V V p U Q p
H H Q H pV U H pV U p 1 2 2 2 2 1 1 1 ; ;
. ; V p U H pV U H
H - kattalik entalpiya deb ataladi. Entalpiyani kengaygan sistemaning energiyasi deyish mumkin.
O’zgarmas bosimda boradigan kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti sistema entalpiyasining o’zgarishiga teng. O’zgarmas hajmda boradigan jarayonlar uchun jismga beriladigan issiqlik miqdori uning ichki energiyasini o’zgarishiga( U) sarf bo’ladi: . ; ; 1 2
Q U U U Q const V V V
Yuqoridagilar asosida quyidagi xulosaga kelish mumkin: .
p Q Q V P
Doimiy bosim va hajmdagi issiqlik effektlari ayirmasi shu gazning kengayish ishiga teng. Agar bu kattalikni Mendeleyev-Klayperon tenglamasiga qo’yilsa: .
V p
hosil bo’ladi. Bu erda n –reaksiyada ishtirok etayotgan gazsimon moddalarning mol miqdorlarining o’zgarishi. Agar shu tenglamani izobar va izoxor issiqlik effektlari farqiga bog’lansa:
;
Agar n=0, bo’lsa
ishtirok etsa
modda miqdorining o’zgarish soni (
tengligini hisobga olish kerak. Masalan: suyuq suvning hosil bo’lish issiqlik effektini hisoblang? 298 K da jarayonning o’zgarmas hajmdagi issiqlik effekti -284,2 kJ/mol ga teng. 3 3
6 , 571 ) ( 2 ) ( ) ( 2 mod 2 2 2 dalar dastlabki r mahsulotla n n n kJ s O H g O g H
Bu qiymatni quyidagi tenglamaga qo’yamiz: mol kJ nRT U H 6 , 291 4 , 7 2 , 284 298
31 , 8 3 2 , 284
Ekzotermik jarayonlarda sistemaning ichki energiyasi va entalpiyasi kamayadi, shu sababli: . ' 0 ; 0 ladi bo H U
Endotermik jarayonlarda esa sistemaning ichki energiyasi ortadi, shu sababli : . ' 0 ; 0 ladi bo H U
2.Termokimyoviy hisoblashlar Termokimyoviy hisoblashlarda moddalarning standart hosil bo’lish issiqligi (entalpiyasi) tushunchasi ishlatiladi. Standart sharoitda 1 mol murakkab moddaning oddiy moddalardan hosil bo’lishidagi reaksiyasining issiqlik effekti shu moddaning standart hosil bo’lish issiqligi (
o f, 298 ) deyiladi. Bu yerda f- ingliz tilidagi “formation” – hosil bo’lish (oбразование) ma’nosini beradi. Bunda moddaning agregat holatini ko’rsatish zarur. Oddiy moddalarning standart hosil bo’lish entalpiyalari (gazsimon kislorod, suyuq brom, iod kristallari, rombik oltingugurt, grafit ba boshqa oddiy moddalarning) nolga teng. Ba’zi moddalarning hosil bo’lish issiqliklari 9-jadvalda keltirilgan. Masalan: kJ s O H g O g H 8 , 285 ) ( ) ( 2 1 ) ( 2 2 2 kJ g O H g O g H 0 , 241 ) ( ) ( 2 1 ) ( 2 2 2 Yuqorida ta’rifi keltirilgan Gess qonunidan quyidagi xulosalar kelib chiqadi: 1) reaksiyaning issiqlik effekti reaksiya mahsulotlari hosil bo’lish issiqliklari yig’indisidan dastlabki moddalarning hosil bo’lish issiqliklari yig’indisining ayirmasiga teng. dD cC bB aA
dast f o r mahsulotla f o reaksiya H H H o m od
. 298
, 298
,
H o f, 298 mahsulotlar -standart sharoitda mahsulotlar hosil bo’lish issiqliklari yig’ndisi;
–standart sharoitda dastlabki moddalarning hosil bo’lish issiqliklari yig’indisi.
o reaksya -standart sharoitda kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti. Misol: ) ( ) ( ) ( 3 ) ( 3 4 2 3 3 2 k SO Al g SO k O Al Reaksiyaning issiqlik effektini hisoblang. 9- jadval. Ba’zi moddalarning standart hosil bo’lish entalpiyalari( H
f,298 ) qiymati Modda H o f,298
, kJ/mol
Modda H o f,298
,kJ/m ol
Al(g) Al 3+ (s) Al 2 O 3 (q) Al 2 (SO 4 ) 3 C(olmos) CH 4
CO(g) CO 2 (g) CaCO
3 (q)
CaCl 2 (q) CaF 2 (q) CaO(q) Ca(OH)
2
Cl(g) Cl - (g) Cl - (s) H(g) H + (g) H + (s) HBr(g)
HCl(g) HF(g)
HI(g) NH 3 (g) HNO
3 (s)
H 2 O(g) 326,3 -530,0
-1676,0 -3442,2
1,828 -74,86 -110,5 -393,5
-1206,9 -796,3
-1220,5 -635,5
-986,8 121,3
-233,6 -167,2
217,98 1536,2
O -35,98
-92,3 -288,6
25,9 -46,19
-174,1 -241,0
H 2 O(s) H 2 SO 4 (s)
K+(s) KCl(q)
KClO 3 (q) KNO 3 (q) KOH(q) MgSO
4 (q)
MgSO 4* 7H 2 O(q)
N(g) NO(g)
NO 2 (g) NO 3 - (s) Na(g)
Na + (g) NaCl(q) NaOH(q)
Na 2 SO 4 (q)
O(g) O 3 (g) OH - (s) S(monoklinik) SO 2
SO 3 (g) SO 3 (s) ZnO(q) -285,8
-814,2 -251,2
-435,9 -391,2
-493,2 -425,8
-1301,4 -3384
472,7 90,25
33 -207,5
108,3 606,1
-411,1 -425,6
-1384,6 246,8
142,3 230,2
0,30 -296,9
-396,1 -439,0
-350,8
H o f,298 Al 2 O 3(k) =-1675,1 kJ/mol;
= - 396,1 kJ/mol;
= - 3434,0 kJ/mol
o f,298 Al 2 (SO 4 ) 3 ) - (
o f,298 Al 2 O 3 + 3
o f,298 SO 3 ) = - 3434 - [-1675,1 + 3(-396,1)] = - 570,6 kJ/mol
Yonish issiqligi deb(
) 1 mol moddani mo’l kislorod ishtirokida oddiy oksidlargacha yonishida ajraladigan issiqlik miqdori tushuniladi.
c- harficombition- ingliz tilidagi “yonish”so’zining bosh harfi. Yuqoridagi ta’rifga ko’ra:
r mahsulotla c o dalar dast c o reaksiya H H H o 298
, m od
. 298
,
Kislota va asos reaksiyaga kirishib, 1 mol suv hosil bo’lishida ajralib chiqqan issiqlik miqdori neytrallanish issiqligi deyiladi. Kuchli kislota va kuchli asoslarning suyultirilgan eritmalari reaksiyaga kirishganda neytrallanish issiqligi standart sharoitda o’zgarmas qiymatga ega:
/ 5 , 57 ); ( 2 ) ( ) ( ) ( 2 2 4 2 4 2
Ko’pdan ko’p moddalarning standart sharoitdagi hosil bo’lish va yonish issiqliklari jadvallarda berilgan bo’ladi. Shu qiymatlar asosida juda ko’p jarayonlarning issiqlik effektlarini hisoblash mumkin. 1)erish jarayoni: mol kJ H aq OH aq K aq k KOH eritma o / 6 , 55 ) 8 , 425 ( ) 2 , 230
( 2 , 251 ( 2 , 230
2 , 251 8 , 425 ); ( ) ( ) (
2) natriyning kristall holatdan bug’ga o’tishi uchun: mol kJ H g Na k Na lanish bug o / 3 , 108
0 3 , 108 5 , 108 0 ); ( ) ( ' 3)Ikki atomli molekulalarning atomlarga parchalanih jarayoni uchun: mol kJ H g Cl g Cl dissotsil o / 6 , 210
0 3 , 105 2 ) 3 , 105 ( 2 0 ); ( 2 ) ( . 2
3) Vodorod atominig ion holatga o’tishida ionlanish jarayoni uchun: mol kJ H e H g H ionlahish o / 22 , 1318
98 , 217 2 , 1356 ; 2 , 1356 98 , 217 ; ) ( Termokimyoviy hisoblar asosida kimyoviy bog’lar energiyasi,kristall panjara energiyasi,suyuqlanish, erish,
gidratatsiya, molekulararo ta’sirlar, fazalar
o’zgarishidagi va boshqa holatlardagi issiqlik effektlarini aniqlash mumkin.
3. Kimyoviy reaksiyalarning yo’nalishi Entropiya. Mikrozarrachalarga betartib harakat xosdir. Faraz qilaylik, biriga azot ikkinchisiga kislorod to’latilgan ikki idish bir-biri bilan tutashtirilgan bo’lsin. Shu idishlarni tutashtiruvchi jo’mrak ochilsa, gazlar bir-biri bilan aralasha boshlaydi. Aralashish azot va kislorod ikkala idishda bir tekis taqsimlanguncha davom etadi. Bu jarayon hech qanday energiya o’zgarishisiz o’z o’zidan sodir bo’ladi. Lekin teskari jarayon ya’ni gazlarning qaytatdan kislorod va azotga ajralishi o’z-o’zidan sodir bo’lmaydi. Chunki gazlar aralashib ketganda ularning betartibligi katta bo’ladi, ajralgan holat esa tartibli holatdir. Har qanday sistema o’zining betartibligini oshirishga intiladi. Tartibsizlikning miqdoriy o’lchovini belgilaydigan holat funksiyasi entropiya deyiladi va S bilan belgilanadi. Moddaning entropiyasi uning shu holatda turish ehtimolligining logarifmiga to’g’ri proporsionaldir. W k S ln
Bu tenglama Bolsman tenglamasi deyiladi. k - Bolsman doimiysi.W - shu holatning ehtimolligi. Sistema bir holatdan ikkinchi holatga o’tgandagi entropiya o’zgarishini o’lchash mumkin. Izolirlangan sistemada entropiyaning o’zgarishi S quyidagi formula bilan ifodalanadi: ik tartibsizl holatdagi k tartisizli holatdagi R S 1 2 ln
Entropiyaning o’lchov birligi - J/mol * K. Modda qattiq holatdan suyuq holatga, suyuq holatdan gaz holatga o’tganda uning entropiyasi ortadi. Sistema entropiyasining o’zgarishi issiqlik miqdori o’zgarishini absolut temperaturaga nisbatiga tengdir: T Q S
Q –issiqlik miqdori o’zgarishi; T-mutlaq harorat,K; entropiya birligi J/mol * K. Misol: 1 mol muzning erishida entropiya o’zgarishini aniqlang. Q - muzning erish issiqligi, 6016,432 j/mol; T = 273,15 K mol J T Q S / 22 15 , 273 432 , 6016 Sistema hajmi ortsa, uning entropiyasi ortadi. 1 2 1 2 2 1 2 ; 2 1 2 ) ( ) 1 S S S S S S S V V CO CO grafit C
2) N 2 + 3H 2 = 2NH 3 1v 3v 2v Sistemaning hajmi kamayganda, entropiyasi ham kichrayadi: S < 0 3) Agar reaksiyada sistemaning hajmi o’zgarmasa, uning entropiyasi ham o’zgarmaydi. H 2 + Cl 2 = 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: ; )
2 ) ( ) ( 2 2 2 2 Q s O H g O g H (
; )
) ( ) ( ) ( 2 2
q OH Ca s O H q CaO (
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: V V V Q g H g N g NH 3 1 2 ; ) ( 3 ) ( ) ( 2 2 2 3
r mahsulotla o dalar dast o reaksiya S S S o 298
mod . 298 Ba’zi moddalarning standart entropiyalari (S o 298
) qiymati 10-jadvalda keltirilgan. Masalan: ) (
) ( 3 ) ( 3 2 2
NH g H g N Hajm kamaygani uchun entropiya kamayishi kuzatiladi.
grad J S S S S H o N o NH o r o / 26 , 206 ) 52 , 1309
( 3 9 , 199
) 6 , 192 ( 2 ) 3 ( 2 2 3 298 298
.
) ( 2 ) ( ) ( 2 g CO g CO grafit C Jarayonda hajm ortgani uchun han entropiya ortishi yuz beradi. mol grad J r S o / 66 , 175
) 68 , 213 74 , 5 ( ) 54 , 197 ( 2 . S 0 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: ) (
( ) ( q AlP q P q Al
10 - jadval. Ba’zi moddalarning standart entropiyalari (S o 298
) qiymati Modda
S o 298 Modda
S o 298 Modda
S o 298 Ag(q)
AgBr(q) AgCl(q)
AgI(q) Al(q)
BaCO 3 (q) BaCl 2 (q) Ba(NO 3 ) 2 (q)
BaSO 4 (q) C(olmos) C(grafit) CO(g) CO
(g) CH 4 (g) CaCl2(q) CaO(q) CaCO
3 (q)
Cl - (s) Cl 2 (g) CrO 3 (q) Cr 2 O 3 (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) H 2 (g) HNO
3 (s)
NH 3 (g) H 2 O(g) H 2 O(s) H 2 O(q) H 2 SO 4 (s)
KCl(q) KClO
3 (q)
KOH(q) MgCO
3 (q)
MgO(q) N 2 (g) NH 4 NO 3 (q) NO(g) NO 2 (g) N 2 O 5 (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) Na 2 CO 3 (q) O(g) O 2 (g) O 3 (g) OH - (s) P(oq)
P(qizil) Pb(q)
S(g) S 2 (g) S 6 (g) S 8 (g) SO 2 (g) SO 3 (s) Sb(q)
Si(q) SiO
2 (q)
SiO 2 (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:
72 , 188 08 , 70 ) ( ) ( 2 2 g O H s O H
mol grad J S r o / 64 , 114 08 , 70 72 , 188 .
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) : S T H G 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, |
b) agar jarayon endotermik bo’lsa
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 o f,298 ,kJ/m
ol Modda
G o f,298 ,kJ/
mol Al(g)
288,7 H 2 O(s) -237,24
Al 3+ (s) Al 2 O 3 (g)
Al 2 (SO 4 ) 3 (q) C(olmos) CH 4
CO(g) CO 2 (g) CaCl
2 (q)
CaCO 3 (q) CaF 2 (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) NH 3 (g) HNO
3 (s)
H 2 O(g) -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 H 2 SO 4 (s) K + (s) KCl(q) KCl0
3 (q)
KNO 3 (q) KOH(q) MgSO
4 (q)
MgSO 4* 7H 2 O(q)
N(g) NO(g)
NO 2 (g) NO 3 - (s) Na(g)
Na + (s) NaCl(q) NaOH(q)
Na 2 SO 4 (q)
O(g) O 3 (g) OH - (s) S(monoklinik) SO 2
SO 3 (g) SO 3 (s) ZnO(q) -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 |
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’zgarishimahsulotlarningstandartGibsse nergiyalariyig’indisidandastlabkimoddalarningGibbsenergiyalariyig’indisiniayirmasi gatengbo’ladi:
mahsulotla f o dalar dast f o reaksiya G G G o 298
, mod
. 298
,
Masalan: mol kJ G g H g CO g O H g CO r o / 634 , 28 ) 66 , 228 ( 176
, 137
( ) 0 47 , 394 ( 0 47 , 394
66 , 228 176 , 133 ) ( ) ( ) ( ) ( 2 2 2
G o r ning qiymati jarayonning o’z-o’zicha borish ehtimolligini ko’rsatadi. Lekin jarayonning tez yoki sekin borishini baholashga imkon bermaydi.
harorat doimiyligida borib (v=const; T=const), ana shu holatdagi termodinamik funksiya izoxorik-izotermik potensial (
Bunday jarayonlarda Q
Demak, F=U-TS izoxorik-izotermik potensial shu jarayonda bajarilgan ishni baholashga etarli bo’ladi. Kimyoviy jarayonlar uchun Gibbs energiyasi ko’p qo’llaniladi, chunki odatdagi sharoitda reaksiyalar bosim doimiyligida ro’y beradi.
funksiyalari hisoblanib, ularning qiymati sistemaning bir holatdan ikkinchi holatga o’tishiga bog’liqdir. Lekin o’tish jarayoni qanday yo’l bilan amalga oshirilganiga bog’liq emas. Barcha ko’rsatilgan termodinamik funksiyalar reaksiyada ishtirok etuvchi moddalarning tabiatiga, massalariga va haroratga bo’gliq. Bundan tashqari G sistema bosimiga, F sistemaning hajmiga bog’liq. Ba’zi reaksiyalarning izobar izotermik potensialining qiymatini haroratga bog’liqligi 2-rasmda keltirilgan. NO, va CO 2 izobar izotermik potensiali qiymati haroratga deyarli bog’liq emas. HgO olinish reaksiyasi izotermik potensiali qiymati harorat ortishi bilan ortsa, CO hosil bo’lish reaksiyasining izotermik potensiali qiymati harorat ortishi bilan kamayadi.
2-rasm. Kimyoviy reaksiyalarning izobar izotermik potensiali qiymatining haroratga bog’liqligi:
2 (g)+O 2 (g)=2NO(g); 2-Hg(s)+O 2 (g)=2HgO(q); 3- C(q)+O 2 (g)=CO 2 (g); 4- 2C(q)+O 2 (g)=2CO(g) Kimyoviy potensial. Izobarik-izotermik (G) va izoxorik-izotermik (F) potensialning qiymati ochiq sistemalar uchun nafaqat tashqi faktorlar (P,T,V, va boshqalar), balki jarayondagi har bir ishtirokchining miqdoriga bog’liqdir:
1 3 2 1 , , ) / ( ); ... , , , , ( i i i i i F n T P n F n n n n P T f F 1 3 2 1 , , ) / ( ); ... , , , , ( G va F ning barcha jarayon ishtirokchilari miqdori bo’yicha hosilasi (agar sistemaning bosimi, hajmi, temperaturasi va ishtirokchilarning miqdori o’zgarmas bo’lib, bittasi o’zgaruvchan) parsial molyar potensial (G
) yoki kimyoviy potensial (
) deyiladi. Kimyoviy potensial modda tabiatiga, bosim, harorat va konsentrasiyaga bog’liq. Ideal gazlar uchun kimyoviy potensial T=const bo’lgan holda dG=VdP teng.
/ ln hosil bo’ladi. Bu tenglama doimiy haroratda integrallansa: ; ln
p RT i i
. ln i o i i p RT
Standart sharoit uchun const=
o - standart kimyoviy potensial deyiladi. Real gazlar uchun kimyoviy potensial qiymatini hisobga olishda bosim o’rniga f i *
fugitivlik yoki uchuvchanlik olinadi. Uchuvchanlik bosim bilan bir xil o’lchov birligiga ega va ayni haroratda bosimga proporsionaldir: p f i
- uchuvchanlik koeffitsienti deyiladi, va P
uchuvchanlik o’rniga aktivlik olinadi. Aktivlik konsentratsiyaga to’g’ri
proporsional: C a
-aktivlik koeffitsienti. Demak, tenglama: . ln i o i i a RT
a =1 bo’lgan holat uchun
o – standart kimyoviy potensial. Aktivlik koeffitsienti real eritmalarni ideal eritmalardan farqlash imkoniyatini hisobga oladi. Kimyoviy reaksiyalardagi energetik jarayonlarni bilish kimyoviy reaksiyalarni boshqarish imkoniyatini va dori moddalarni organizmdagi biologik o’zgarishlarni baholashga imkon beradi. Download 470.3 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling