|
Mavzu: kirish. Termodinamikaning birinchi qonuni. Entalpiya. Termokimyo
|
| bet | 3/52 | | Sana | 27.01.2024 | | Hajmi | 330,13 Kb. | | #146929 |
Bog'liq Mavzu kirish. Termodinamikaning birinchi qonuni. Entalpiya. Ter-fayllar.org (2)Nazorat savollari:
1. Sistema nima va uni qanday tushunchalar tavsiflaydi?
2. Termodinamikaning birinchi qonunining metallurgik jarayonlarga tatbiqi qanday?
3. Ekzotermik va endotermik reaksiyalar bir-biridan qanday farq qiladi?
2 – MAVZU: TERMODINAMIKANING BIRINCHI QONUNINI VA KIMYOVIY JARAYONLAR
Termokimyo. Har qanday reaksiyaning issiqlik effekti uning qanday va necha bosqichda borganligiga emas, balki moddalarning boshlang‘ich va oxirgi holatlariga bog‘liqdir. Bu Gess qonuni deyiladi va uning matematik ko‘rinishi quyidagicha:
ΔHreaksiya = ∑ Hh.b.mahsulot – ∑ Hh.b.dast. modda
Bu ifodada ΔHh.b. – moddalarning “hosil bo‘lish issiqligi” bo‘lib, uning ma’nosi – oddiy moddalardan “1 mol” murakkab modda hosil bo‘lishida ajralib chiqadigan (yoki yutiladigan) issiqlik miqdoridir. Kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effektlarini hisoblashda standart hosil bo‘lish issiqligi qiymatidan foydalaniladi. Bu yerda: ∑ Hh.b.mahsulot – reaksiya natijasida hosil bo‘lgan moddalar hosil bo‘lish issiqliklarining; ∑Hh.b.dast. modda – reaksiyaga kirishayotgan moddalar hosil bo‘lish issiqliklarining yig‘indisi.
Moddalarning standart sharoit (25 oC yoki 298 oK va 101,325 kPa) da o‘lchangan hosil bo‘lish issiqligi shu moddaning standart hosil bo‘lish issiqligi yoki entalpiyasi deyiladi, ΔHo298 yoki ΔHf 298 holida belgilanadi. Shuni unutmaslik kerakki, oddiy moddalar (Fe, C, S, Cr, Al, Si, H2, O2, Cl2, Br2, I2, F2 va hokazo)ning standart hosil bo‘lish issiqliklari qiymati nolga teng, ya’ni – ΔHh.b.298 = 0 kJ/mol. Boshqa ba’zi moddalar uchun ΔHh.b.298 ning qiymatlari ilovadagi jadvallarda yoki fizik-kimyoviy so‘rovnomalarda keltirilgan bo‘ladi. Shu jadvallardagi qiymatlardan va Gess qonunining matematik ifodasidan foydalanib, har qanday kimyoviy jarayonning issiqlik effekti va biror reaksiyada ishtirok etayotgan moddaning hosil bo‘lish issiqligi qiymatlarini hisoblash mumkin.
Agar kimyoviy reaksiya natijasida issiqlik chiqsa (ΔH < 0) sistema entalpiyasi kamayadi, bunday jarayonlar ekzotermik jarayonlar deyiladi. Reaksiya tenglamasida – ΔH ifodasi qo‘shib yoziladi:
A + B = AB – ΔH (yoki + Q) (umumiy holda)
NO2(g) + NO2(g) = N2O4 + 56,9 kJ/mol; ΔH = – 56,9 kJ/mol
Agar kimyoviy reaksiya natijasida issiqlik yutilsa, (ΔH > 0) sistema entalpiyasi (issiqlik saqlami) ortadi. Bunday jarayonlar endotermik jarayonlar deyiladi. Reaksiya tenglamasida + ΔH ifoda qo‘shib yoziladi:
AB = A + B + ΔH (yoki – Q) (umumiy holda)
N2(g) + O2(g) = 2NO – 180,74 kJ/mol; ΔH = +180,74 kJ/mol
Agar kimyoviy reaksiya tenglamasida ajralib chiqadigan yoki yutiladigan issiqlik miqdori ko‘rsatilsa, bunday tenglama termokimyoviy tenglama deyiladi. Yuqoridagi tenglamalar termokimyoviy tenglamalardir.
Izoxorik jarayonlardan boshqa har qanday termodinamik jarayonga energiyaning bir qismi kengayish ishiga sarflanadi. Izoxorik jarayonda sistemaga berilgan energiya faqat uning ichki energiyasining o‘zgarishiga sarflanadi. Izoxorik jarayonlarni xarakterlash uchun entalpiya (H) degan funksiya kiritilgan.
H=U+pV
Entalpiyaning absolyut qiymatini yuqoridagi tenglama yordamida hisoblab bo‘lmaydi. Shuning uchun amalda entalpiyaning o‘zgarishi ∆H aniqlanadi.
∆H=H2-H1
Entalpiya ham ichki energiya kabi holat funksiyasidir. Uning o‘zgarishi sistemaning faqat boshlangich va oxirgi holatlariga bog‘liq. Ichki energiyaning o‘zgarishi
∆U=∆H-p∆V
bo‘ladi. Gaz holatdagi moddalar uchun
p∆V=RT∆n
bo‘lganligi uchun
∆U=∆H-∆nRT
Bunda ∆n-jarayon vaqtida o‘zgargan moddaning mollar sonini ko‘rsatadi. Xulosa qilib aytadigan bo‘lsak, ichki energiya va entalpiyaning qiymati qanday o‘zgarishiga qarab, sistemaning (moddaning) kimyoviy energiyasi ortishini yoki kamayishini oldindan aytish mumkin.
Yutilgan yoki chiqarilgan energiya miqdori reaksiyaning issiqlik effekti deyiladi. Kimyoviy termodinamika jarayonlarining issiqlik effektini, moddalarning issiqlik sig‘imlarini o‘rganadigan bo‘limga termokimyo deyiladi. Issiqlik effekti odatda, reaksiyaga kirishayotgan 1 mol modda uchun va kilokaloriya (kkal) va kilojoullarda (kJ) ifodalanadi. Oddiy moddalardan 1 mol murakkab hosil bo‘lishida ajralib chiqqan yoki yutilgan issiqlik shu murakkab moddaning hosil bo‘lish issiqligi deyiladi. Issiqlik effekti tajribada kalorimetr yordamida o‘lchanadi.
Termokimyo yordamida olingan ma’lumotlar kimyoviy ishlab chiqarishning optimal texnologik rejimlarini tanlashga shuningdek, moddalarning energetik xarakteristikalari bilan ularning tuzilishi, tarkibining barqarorligi va reaksiyaga kirishish xususiyati orasidagi bog‘lanishini aniqlashga imkon beradi.
|
| |
