Saqlash vazirligi toshkent farmasevtika instituti


Download 470.3 Kb.
Pdf ko'rish
Sana09.06.2020
Hajmi470.3 Kb.
#116566
Bog'liq
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



O, 



H



O),    issiqlik  yutilishi  Q



O,



H



O)  bilan  boradigan 

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



 

kJ



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: 

Reaksiyaning  issiqlik  effekti  reaksiyada  ishtirok  etuvchi  moddalarning  

boshlang’ich  va  oxirgi  holatlarigagina    bog’liq  bo’lib,  jarayonni  qaysi  usulda  

olib borishga bog’liq emas. 

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





 

kJ



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





 

    Tajribalar  jarayonida 



  H

1

va



H

2

  juda  oson  aniqlanishi  mumkin. 

H

3



esa    Gess 

qonuni asosida hisoblab  topiladi:           

5

,

285



)

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  ( 



U) ni o’lchash mumkin. 

     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

U

A

U

Q

Q

Q







 

Bajarilgan  ish esa, sistema bosimi doimiyligida  : 



);

(

;



1

2

V



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

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

U



Q

U

U

U

Q

const

V

V

V







 

    Yuqoridagilar  asosida quyidagi xulosaga kelish  mumkin: 

.

V



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: 

.

nRT



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: 

nRT

U

H

nRT

Q

Q

V

P







;

 

Agar 





n=0,  bo’lsa    



H=



 U. Agar kimyoviy jarayonda qattiq va suyuq moddalar 

ishtirok  etsa   



n  ni  hisoblashda  ular  e’tiborga  olinmaydi.  Kimyoviy  jarayonlarda 

modda  miqdorining  o’zgarish  soni  (



n)  stexeometrik  koeffitsientlar  o’zgarishiga 

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

0



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    (



H



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





 







dalar



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;  



H

o

 

f, 

298  dast.moddalar

–standart  sharoitda  dastlabki  moddalarning  hosil  bo’lish 

issiqliklari  yig’indisi.



H



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

o



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

(g) 



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 


-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

(g) 



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; 





o

f,298

SO

3 gaz

   = -  396,1 kJ/mol; 





o

f,298 

Al

2

(SO

4

)

3 

 = - 3434,0 kJ/mol 



H

o

reaksya 

=(



H



o

f,298

 Al

2

(SO

4

)

3

)  - (



H



o

 

f,298 

Al

2

O

3

+ 3



H



 o

f,298 

SO

3

 ) = 

 - 3434 - [-1675,1 + 3(-396,1)] = - 570,6 kJ/mol 

 

    2) Kimyoviy  reaksiyaning issiqlik effekti reaksiyaga kirishuvchi   moddalar 

yonish  issiqlik   effektlari  yig’indisidan  reaksiya   mahsulotlari yonish issiqlik 

effektlari yig’indisining  ayirmasiga teng. 

   Yonish  issiqligi  deb(



H

o

 

c,298

)    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: 

mol

kJ

H

s

O

H

s

SO

Na

s

SO

H

s

NaOH

ish

neytrallan

o

/

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) 



2

 + 3H



= 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





(



H< 0) 

;

)

(



)

(

)



(

)

(



2

2

Q



q

OH

Ca

s

O

H

q

CaO





(



H< 0) 

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



 

    Kimyoviy  jarayon  uchun  entropiyaning  o’zgarishi(



S)  standart  sharoitda  

mahsulotlar  absolut  entropiyasi  qiymati  yig’indisidan  standart  sharoitda 

dastlabki moddalar absolut entropiyalari yig’indisini ayirmasiga teng.  





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:    

)

(

2



)

(

3



)

(

3



2

2

g



NH

g

H

g

N



 

         Hajm kamaygani  uchun entropiya kamayishi  kuzatiladi. 





mol



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

2



(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 

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: 

TS

H

G



 

     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,   |



H|  



|T



S | bo’lishi lozim. 

    b) agar jarayon endotermik bo’lsa    



H  



0, |



H|



 T 



S  bo’lganda, ya’ni harorat 

yuqori bo’lishi kerak:

S

T

H

G







   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

(g) 



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

(g) 



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     |



H|  



 |T 



S|  



G =  



H - T 



S   



  0 

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: 







r



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. 

Izoxorik-izotermik  potensial.  Ba’zan  kimyoviy  jarayonlar    hajm  doimiyligi  va 

harorat  doimiyligida  borib  (v=const;  T=const),  ana  shu  holatdagi  termodinamik 

funksiya  izoxorik-izotermik  potensial  (   



F)    yoki  Gelmgols  energiyasi  deyiladi. 

Bunday jarayonlarda Q

v

=



U bo’lgani uchun  



F=



U- T



S    ga teng bo’lib qoladi. 

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.   



G,   



F, 



H  va 



S  holat  

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

  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: 

1-N

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: 

i

i

i

i

i

G

n

T

V

n

G

n

n

n

n

V

T

f

G





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

i

,F

i

) yoki kimyoviy potensial 

(



i



)  deyiladi.  Kimyoviy  potensial  modda tabiatiga, bosim, harorat va konsentrasiyaga 

bog’liq. 

     Ideal gazlar  uchun kimyoviy  potensial T=const bo’lgan holda  dG=VdP teng. 

     V=RT|P  ekanligi  hisobga  olinsa,

i

i

i

p

dp

RT

d

dG

/

ln





  hosil  bo’ladi.  Bu  tenglama 

doimiy  haroratda integrallansa: 

;

ln

const



p

RT

i

i



 

.



ln

i

o

i

i

p

RT



 



   Standart sharoit uchun const=



i



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



O,   



1.  Agar  eritmalar  olinsa  , 

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 



i



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'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling