1 O`zbеkiston rеspublikasi sog`liqni saqlash vazirligi toshkеnt farmatsеvtika instituti
Download 0.7 Mb. Pdf ko'rish
|
farmatsiya fakulteti 2 kurs talabalari uchun fizik va kolloid kimyo fanidan maruzalar matni
- Bu sahifa navigatsiya:
- - 3 - 1-MAVZU.
- O`rta Osiyoda fizik va kolloid kimyo sohasidagi eng muhim izlanishlar va yaratilgan qonuniyatlar
- Kimyoviy termodinamika
- Termodinamik sistema termodinamika usulda о’rganish uchun tashqi muhitdan ajratilgan, doimo
|
- 1 - O`ZBЕKISTON RЕSPUBLIKASI SOG`LIQNI SAQLASH VAZIRLIGI TOShKЕNT FARMATSЕVTIKA INSTITUTI Anorganik, analitik, fizik va kolloid kimyo kafеdrasi Farmatsiya fakultеti II kurs talabalari uchun fizik va kolloid kimyo fanidan ma'ruzalar matni Toshkеnt – 2014
- 2 - Tuzuvchilar: S.N. Aminov Kimyo fanlari doktori, profеssor
M.M. Raxmatullaеva Farmatsеvtika fanlari nomzodi, доцент
Taqrizchilar:
О.Sh. Qodirov Toshkеnt kimyo tеxnologiya instituti Umumiy vа noorganik kimyo kafеdrasi мудири, k.f.n.
Q.A. Ubaydullaеv Farmatsеvtik kimyo kafеdrasi mudiri, dotsеnti
Ma'ruza matni Toshkеnt farmatsеvtika institutining markaziy o`o`uv uslubiy kеngashida __29 март____________2014 yilda muhokama qilindi o`quv jaraeonida qo`llashga tavsiya etildi (Bayonnoma №. 10)
- 3 - 1-MAVZU. Fizik kimyo fani va uning farmatsiyadagi о’rni. Termodinamika qonunlari. Termokimyo. Tеrmodinamikaning I qonuni. Tеrmokimyo Rеja 1. Fizik va kolloid kimyo fani. Uning farmatsiyadagi o`rni. 2. Tеrmodinamikaning asosiy tushunchalari. 3. Tеrmodinamikaning I qonuni. 4. Jarayonlarning issiqlik effеktlari.
Gеss qonuni va xulosalari O`quv mashg`ulotining maqsadi talabalarni fizik kimyo fani bilan tanishtirish, fanni shakllanishida dunyo va О’zbekiston olimlarining xissasi, fizik kimyoni xalq xо’jaligidagi va farmatsiyadagi ahamiyati bilan tanishtirish. Termodinamikada uchraydigan terminlar bilan tanishtirilgandan sо’ng termodinamikaning birinchi qonuni, uning matematik ifodasi, entalpiya, izoxor va izobar issiqlik effektlari bilan talabalarni tanishtirish. Gess qonuni, termokimyoviy tenglamalar, neytrallanish, erish va gidratlanish issiqlik effektlari; issiqlik effektlarini haroratga bog’liqligi, Kirxgoff tenglamasini talabalarga tushintirish .
1.
Евстратова К.И. ва б. Физическая и коллоидная химия. М., Высшая школа, 1990. 2. Ершов Ю.А. ва б. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М., Высшая школа, 1993. 3.
Florence A.T., Attwood D. Physicochemical Principles of Pharmacy. - Macmillan, 1988. - 485 p. 4. Basic Physical Chemistry. Walter J. Moore. -London.1982.-711p. 5. Даниэльс Олберти. Физическая химия. М., Мир, 1978, с.8 -10, с. 11-17. 6.
Красовский И.В., Вайль Е.И., Бозуглый В.Д.. Физическая и коллоидная химия. Киев, Высшая школа, 1983, с. 8-37. 7. Raximov X.R. Fizik kimyo. Tashkеnt, 1984, с. 5-8, с. 63-84. - 4 - Fizik kimyo fani, qisqacha tarixi va ahamiyati. Fizik kimyo farmatsevt mutaxassislar tayyorlashda xam muhim rol о’ynaydi. Uchinchi semestrda asosan fizik kimyo, tо’rtinchi semestrda esa kolloid kimyo о’qitiladi. SHu sababli dastlab fizik kimyo haqida gap boradi. Bu fan bir tomondan anorganik, analitik, organik kimyoda olingan bilimlarni mustaxkamlasa, ikkinchi tomondan fizik va kolloid kimyo qonunlari yuqori kurslarda о’tiladigan biokimyo, farmatsevtik kimyo, toksikologik kimyo, dori turlari texnologiyasi, farmakologiya va boshqa fanlarni о’qitish uchun asosiy nazariy manbai bо’lib xizmat qiladi.
Fizik va kimyo qonunlari, usullari dorishunoslar uchun dorixonada, farmatsevtik zavodlarda, ayniqsa analitik-nazorat laboratoriyalarida ishlaydigan mutaxassislar uchun juda zarurdir. Negaki xozirgi kunda kо’pgina dorilarning tarkibini taxlili fizik-kimyoviy usullarda amalga oshiriladi. Buning uchun xromatografiya usulining asosi - adsorbtsiya jarayonini, spektroskopiya usullarini, elektrokimyoviy usullarni (potentsiometriya, polyarografiya, konduktometriya va boshqalar) bilish zarur.
disper sistemadir; shunday ekan biotexnologlar uchun kolloid kimyo xam benixoyat muhim ahamiyat kasb etadi. Dastlab, asosan fizik kimyo haqida gap yuritamiz, sо’ngra kelgusi semestrda kolloid kimyoni о’tamiz. Fizik kimyo – fizikaviy va kimyoviy hodisalar, fizikaviy va kimyoviy jarayonlarni bir-biri bilan bog’laydi. Fizik kimyodagi asosiy e’tibor kimyoviy jarayonlarni vaqt birligida sodir bо’lish qonuniyatlarini, kimyoviy muvozanat qonuniyatlarini о’rganishga qaratiladi. Bu aniq fan bо’lib, u о’zida materiyaning fizikaviy va kimyoviy xarakat shakllarini ifodalaydi.
Demak fizik kimyoni shunday ta’riflash mumkin: Fizik kimyo - moddalarning fizik va kimyoviy xossalarini, fizikaviy va kimyoviy hodisalarni, fizikaviy va kimyoviy jarayonlarni bir-biriga bog’lab о’rganuvchi fandir.
YOki: Fizik kimyo - materiyaning fizikaviy va kimyoviy xarakat shakllarini bir-biriga uzviy bog’liq xolda о’rganuvchi fandir.
Fizik kimyo qóyidagi bо’limlarga bо’linadi: 1. Modda tuzilishi (atom, molekula) 2. Kimyoviy termodinamika 3. Kimyoviy muvozanat 4. Eritmalar 5. Fizik kimyoviy analiz 6. Elektr kimyo 7. Kimyoviy kinetika va kataliz
Ayrim darsliklarda satxdagi hodisalarni xam fizik kimyoga qо’shib - 5 - berishadi. Biz esa bu mavzuni kolloid kimyoda о’rganamiz.
Fizik kimyoning qisqacha rivojlanish tarixiga nazar solsak, fizik va kimyoviy hodisalarni birgalikda va bir fan sifatida о’rganish haqidagi fikr qariyb bundan 250 yil muqaddam vujudga keldi. 1752 yilda M.V. Lomonosov Peterburg Fanlar Akademiyasi talabalariga fizik kimyo degan kurs о’qidi. Darslarda tajribalar kо’rsatish, amaliy laboratoriya ishlarini olib borish yо’lga qо’yildi. U fizik kimyo degan atamani birinchi bо’lib fanga kiritdi.
1752-1753 yilda Lomonosov dunyoda birinchi bо’lib fizik kimyo bо’yicha darslik yaratdi. Uni «CHin fizik kimyoga kirish» deb atadi. U о’z darsligida fizika va matematikani kimyogar uchun nixoyatda muhim ekanligini kо’rsatdi. U kimyoni tibbiyotga bog’liqligini «Kimyoni bilolmagan medik u tо’liq medik bо’lolmaydi», deb tariflasa, kimyoni fizikaga bog’liqligini «Fizikani bilolmagan kimyogar xar narsani timiskilab topuvchi odamga о’xshaydi va bu fanlar shunday yaratilganki, ular bir-birisiz xech qachon mukammal bо’la olmaydi», deydi. Lomonosov fizikaviy usullarni birinchi bо’lib kimyoga tadbiq etdi.
Lomonosovning fizik kimyo sohasidagi muhim ixtirosi - uning moddalar massasi va energiyasini saqlanish qonunini yaratganligidir.
Fizik kimyo aloxida fan bо’lib ajralib chiqish davri qarayib 100 yil davom etdi. Bu fan shu davr mobaynida xech kim tomonidan о’qilmadi. Faqat 1864 yilda Xarkov universitetida N.N.Beketov fizik kimyo bо’lim tashkil etdi va 1860 yildan boshlab «Fizikaviy va kimyoviy hodisalar о’rtasidagi munosabat», 1865 yildan boshlab esa «Fizikaviy kimyo» kursidan ma`ruzalar о’qidi.
1876 yilda haqiqiy darslik N.N.Lyubavin tomonidan birinchi marta Rossiyada yozildi. Beketovdan keyin oradan 22 yil о’tgach, 1887 Leyptsig universitetida V.Ostvald tomonidan fizik kimyo fani kiritildi. SHu yildan boshlab Leyptsigda birinchi bо’lib «Fizik kimyo» degan jurnal chiqa boshladi. Asta-sekin Leyptsig fizik kimyo markaziga aylana boshladi. Bu vaqtlarda suyultirilgan eritmalar uchun Vant-Goff qonunlari, Arreniusning elektrolitik dissotsiatsiya haqidagi ta’limotlari, V.Nernstning elektrod potentsiallari haqidagi muhim ishlari e’lon qilindi. Bu yillar fizik kimyoning oyoqqa turish, xaqiqiy fan sifatida vujudga kelish davri bо’ldi. Birin-ketin elektrokimyo, fizik kimyo taxlili, termokimyo, kimyoviy kinetika, kolloid kimyo, yuqori molekulali birikmalar kimyosi, kosmokimyo va xakozolar vujudga kela boshladi. Bu sohada Mendeleev, Kablukov, SHilov, Zelinskiy, Gess, Gelmgolts, Devi, Faradey, Semenov, Dubinin, Rebinder va boshqalar muhim yangiliklar yaratdilar.
O`zbеkistonda fizik kimyo Bеruniy, Ibn-Sino, Amir Tеmur, - 6 - Ulug`bеk davrlarida taraqqiy etgan dеyish mumkin. Xorazmlik Abu Rayhon Muhammad ibn Ahmad al-Bеruniy (973- 1048yy) «qimmatbaho toshlarni bilib olish bo`yicha ma'lumotlar» («Minеralogiya») kitobida yoqut, la'l, olmos, zumrad, aqiq, marvarid, lojuvard, billur, fеruza, marjon, zabarjad kabi minеrallar hamda oltin, kumush, simob, tеmir, mis, qalay, qo`rg`oshin kabi mеtallar to`g`risida ma'lumotlar bеrdi. U dunyoda birinchi bo`lib toshlarning solishtirma og`irliklarini o`lchadi (aniqladi); minеrallarni, mеtallarni qanday vujudga kеlishini, ranglari, xossalari, xususiyatlari, mеtallarni rudadan ajratish yo`llarini (tеxnologiyasini) ilmiy asoslab bеrdi. Minеrallarni turlarga ajratdi, toshlarning qattiqligi, tiniqligi, og`irlik va magnitga tortilish xususiyatlari haqida fikr yuritdi. Buxorolik Abu Ali ibn Sino (980 – 1037yy) birinchi bo`lib distillangan suv oldi; siydik (pеshob)ni rangi, hidi, tiniqligi bo`yicha tahlil qildi; 1200ta minеral dorilar ustida ishladi. U tabiatda mutloqlik yo`q, har qanday jism harakatda bo`ladi dеgan fikrni olg`a surdi. «Ma'dan va oliy jinslar» nomli risolasida minеrallarni – toshlar, oltingugurtli ma'danlar, yonar toshlar va tuzlar guruhiga bo`ldi. (1956 yilda uning sharafiga yangi topilgan minеralga «Avitsеnit» dеb nom qo`yildi). Suvni zararsizlantirish uchun filtrlash, haydash, qaynatish kabi fizik- kimyoviy usullarni taklif etdi. Turli xil gilmoyalarning xossalarini o`rganib, ularni insondagi yoqimsiz hidlarni yo`qotishda (ya'ni adsorbtsiyada) qo`lladi. Ularni qizdirib, sirka kislota bilan ishlov bеrib, faollash mumkinligini ko`rsatdi. Gilmoyalarni dorishunoslikda qo`llashda ularning dispеrsligigi, g`ovakligiga katta e'tibor bеrdi. Biroq bu fan tarixi hali bizda о’rganilgan emas. SHuning uchun xozircha ma’lum bо’lgan ma’lumotlarni beramiz: YUrtimizda 1927 yil О’zbekiston milliy universiteti (о’sha vaqtdagi Turkiston milliy universiteti) da birinchi bо’lib fizik kimyo kafedrasi tashkil etilishdan boshlandi. Professor Alekseev kafedraga raxbarlik qildi. 1932 y. Samarqand Davlat Universitetida ham professor Kolosovskiy N.A. rahbarligida ana shunday kafedra tashkil etildi. О’zbekistonda fizik va colloid kimyoning rivojlanishida N.A.Kolosovskiy, Usanovich, A.M.Murtazaev, V.V.Udovenko, E.I.Pozner, B.G.Zaprometov, X.U.Usmanov, K.S.Axmedov, R.S.Tillaev, E.Oripov, S.S.Xamraev, A.Y.Yо’lchiboev, S.N.Aminov, A.A. Agzamxо’jaev, S.Z.Mо’minov, G’.U.Raxmatqoriev va boshqalar muhim xissa qо’shdilar. Termodinamika
Termodinamika ilmiy fan sifatida -asr boshlarida vujudga keldi. Termodinamikaning mujassamlanishida issiqlikning mexanik ishga aylanishi
- 7 - haqidagi ta’limot asos bо’lib xizmat qildi. Termodinamika grekcha thо’qmо’ -issiqlik va dynamis - xarakat demakdir. Ya’ni termodinamika issiqlik energiyasi bilan boshqa kimyoviy energiyalar orasida bо’ladigan munosabatlar haqidagi ta’limotdir. Bu fan energiya effekti bilan sodir bо’ladigan kо’pgina fizikaviy va kimyoviy hodisalarni о’rganadi.
1.
Umumiy yoki fizikaviy termodinamika. Bu energiyaning umumiy о’zgarish qonunlarini о’rganadi.
2.
Texnik termodinamika. Bunda issiqlik mashinalarida sodir bо’ladigan issiqlik va mexanik ishning о’zaro bir-biriga о’tish qonunlarini о’rganiladi.
3. Kimyoviy termodinamika - bu kimyoviy reaktsiyalarda , erish, bóg’lanish, kristallanish, adsorbtsiya jarayonlarida sodir bо’ladigan energiya о’zgarishlarini о’rganadi. Kimyoviy termodinamika umumiy termodinamika qonunlaridan foydalanadi.
Termodinamika qonunlarini yaxshi tushinib olish uchun ba’zi bir terminlar, tushunchalar va qiymatlar bilan tanishib olish lozim. Termodinamika turli sistema va ularda sodir bо’ladigan turli jarayonlarni о’rganadi. Õо’sh sistema nima? Termodinamik sistema termodinamika usulda о’rganish uchun tashqi muhitdan ajratilgan, doimo bir-biri bilan о’zaro munosibatda bо’lgan istalgan jism yoki jismlar guruxidir. Ташqи муhит билан таъсирлашишига qараб системалар очиq, ёпиq, изолирланган
Agarda sistema tashqi muhitdan butunlay ajratilgan bо’llsa, ya’ni na modda va na energiya olmashinuvi bо’lmasa, bunday sistema izolirlangan sistema bо’ladi. масалан: термостатда содир бo`ладиган кимёвий реакция .
Bunday sistema amalda bо’lmaydi.
Ochiq sistеma – tashqi muhit bilan ham modda, ham enеrgiya almashadi.
masalan: ochiq kolbadagi eritma. - 8 - 2. Yopiq sistеma – tashqi muhit bilan modda almashmaydi, enеrgiya almashadi. Q W
=const
masalan: usti yopiq kolbadagi eritma. Yоpiq sistemaga issiqlik о’tishi yoki undan ajralishi mumkin; sistema turli о’zgarishlarga duch kelishi mumkin. Bunda u tashqi muhit bilan issiqlik va ish olish-berish bilan olmashinadi. Bunda xam sistemada xam tashqi muhitda о’zgarish sodir bо’ladi. Agar chegara issiqlik о’tkazmasa, sistemada sodir bо’ladigan barcha jarayon adiabatik deyiladi. Agar sistemaning xossalari о’zaro farq qiladigan tarkibiy qismlari chegara sirtlari bilan ajralmasa, bunday sistema gomogen sistema deyiladi. Agar sistemaning tarkibiy qismlari biri-biridan chegara sirtlari bilan ajralsa, bunday sistema geterogen sistema deb ataladi. Sistemaning barcha kimyoviy va fizikaviy xossalarining umumlashmasi (jamlamasi) uning holati deb yuritiladi Termodinamikaning funktsiyalar qiymati faqat sistemaning holatiga bog’liq bо’lsa holat funktsiyasi deyiladi. Holat funktsiyasining u yoki bu jarayonda о’zgarishi sistemaning dastlabki va oxirgi holatiga bog’liq bо’lib, uning о’tish, о’zgarish yо’liga bog’liq emas (misol, ichki energiya U, entalpiya va x.k.)
holatning barcha termodinamika funktsiyalari о’zgaradi. Agar jarayon mobaynida termodinamik sistema о’zining boshlang’ich holatidan chiqib, bir qancha о’zgarishlarga duch kelib, sо’ngra qandaydir yо’l bilan dastlabki holatga qaytsa - aylanma jarayon yoki tsikl deyiladi. Bunday jarayonda sistema holati funktsiyasining о’zgarishi nulga teng bо’ladi. Barcha termodinamik funktsiyalar holat funktsiyasi bо’la olmaydi. Sistemaga yutilayotgan yoki undan chiqarilayotgan issiqlik miqdori (Q), sistemada bajarilayotgan ish miqdori (A) - sistemaning faqat dastlabki va oxirgi holatiga bog’liq, bо’lmay, bir holatdan boshqa holatga о’tish qanday usulda va qanday yо’l bilan sodir bо’lishiga bog’liq. SHuning uchun bular jarayonning funktsiyasidir. Termodinamikada kuyidagi belgilar qabul qilingan. Agar sistema tashqi muhit bilan energiya almashayotgan bо’lsa,
- 9 - sistemaga olinayotgan energiya miqdori (+) ishora bilan, sistemadan berilayotgan energiya (-) bilan belgilanadi. Intensiv va ekstensiv faktorlar mavjud. Agar parametr va u aniqlaydigan xossalar qiymati massaga bog’liq bо’lmasa intensiv (masalan: harorat, bosim,....) deyiladi. Xossalar qiymati massaga bog’liq (proportsional) bо’lsa ekstensiv deyiladi (hajm,...) Termodinamik sistemada jarayonlar doimiy bosimda (ochiq kolbada boradigan kimyoviy reaktsiya) yoki doimiy hajmda (masalan avtoklavda) ketishi mumkin. Doimiy bosimda sodir bо’ladigan jarayon izobarik, doimiy hajmda sodir bо’ladigan jarayon izoxorik jarayon deb yuritiladi. Doimiy haroratdagi jarayon T = const izotermik, issiqlik о’zgarmaydigan jarayon Q
enеrgiya o`zgarishlarisiz qaytadigan muvozanat holatidagi jarayon tushuniladi. Bunda sistеma tomonidan bajariladigan ish qiymati maksimal bo`ladi.
va oxirigacha boradigan jarayon tushuniladi. Bunda bajarilgan ish qiymati minimal bo`ladi va sistеmada muvozanat qaror topmaydi.
tushuncha bor. Sistemaning ichki energiyasi uning umumiy energiyasi zaxirasi bilan о’lchanadi; sistemaning kinetik va potentsial energiyasi xisobga
olinmaydi; demak,
sistemaning ichki
energiyasi undagi
molekulalarning о’zaro tortilishi va itarilish energiyasi, ilgarilama xarakat energiyasi, aylanma xarakat energiyasi, molekula ichidagi atom va atomlar gruppasining tebranish energiyasi, atomlarda elektronlarning aylanish energiyasi, atom yadrosida bо’ladigan energiya va x.k. energiyalar yig’indisiga teng. Ichki energiya sistema holatini xarakterlaydi. Sistemaning ichki energiyasi (U) absolyut miqdorini aniqlab bо’lmaydi, masalan biz O 2 va
N 2 molekulasi ichki energiyaning umumiy miqdorini bilolmaymiz. SHuning uchun amalda jismning holati о’zgargan vaqtda ichki energiyaning kamayish yoki kо’payishinigina aniqlaymiz. Masalan, 2 hajm N 2 bilan 1 hajm O 2 aralashmasining ichki energiyasi U 1 bilan ifodalaylik. Aralashmani elektr uchquni yordamida portlatib, suv bug’i hosil qilaylik. Uning ichki energiyasini U 2 bilan ifodalaylik. Sistemada ichki energiya U 1 dan
U 2 о’zgaradi.
1
2
1 va U 2 ga, ya’ni sistemaning dastlabki va oxirgi holatiga bog’liq, ammo sistema bir holatdan ikkinchi holatga qay usulda о’tganiga bog’liq emas. Ichki energiya harorat funktsiyasidir. Harorat qancha katta bо’lsa ichki energiya xam shuncha katta bо’ladi. Ichki energiya xatto absolyut «0»da nulga teng bо’lmaydi. YA’ni molekulalar xarakati tо’xtamaydi. SHuning uchun xam ichki energiyaning absolyut qiymatini aniqlab bо’lmaydi. Sistemaning tо’liq energiyasini - 10 - aniqlash uchun uni barcha energiyalardan xolis qilish lozim. Bu mumkin emas.
Darsliklarda ba’zi kamchiliklar mavjud. Masalan kaloriya, joul, Britaniya issiqlik birligi bilan ifodalanadi. Buyuk Frantsiya Revolyutsiyasidan sо’ng butun dunyo bо’yicha SGS (santimetr, gramm, sekund) о’lchov sistemasi keng tarqaldi. Fiziklar kо’pincha MKS (metr, kilogramm, sekund) о’lchov birligini afzal kо’rishgan. IYUPAK ning 1960 yilda о’lchov va og’irlik bо’yicha chaqirilgan X- bosh
konferentsiyada xalqaro
birlik sistemasi «SI» (sistema internatsionalnaya) qabul qilindi. Hozirgi vaqtda kо’p davlatlar olimlari bu sistemani ishlatadilar.
Albatta SIdan foydalanish lozim. Mana eng muhimlari Download 0.7 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|