1-ma`ruza: Anorganik kimyo nazariy asoslarining zamonaviy holati va asosiy qonunlari Reja

1-ma`ruza: Anorganik kimyo nazariy asoslarining zamonaviy holati va asosiy qonunlari
Reja:

1. 
   Moddalar massasining saqlanish qonuni.
   
2. 
   Tarkibining doimiylik qonuni.
   
3. 
   Ekvivalentlar qonuni.
   
4. 
   Atom og`irlikni topish. 
   

Kimyoning asosiy qonunlari

Energiya - modda harakatining o’lchovi. Materiyaning harakat shakliga qarab, energiya har xil, ya’ni mexanik, issiqlik, Yorug’lik, elektr va kimyoviy energiyalar bo’ladi.

Massa bilan energiya orasida miqdoriy bog’lanish borligini A.Eynshteyn 1905 yilda quyidagi formula bilan ko’rsatdi : E=m∙c², bu erda m – modda massasi (kg hisobida); E-energiya (J. hisobida) c- Yorug’lik tezligi (300.000 km∙s^-1). Bu tenglama, energiya o’zgarganda massa, massa o’zgarganda energiya o’zgarishini ko’rsatadi.
Bu qonunlar kimyoviy reaktsiya jarayonida sodir bo’ladigan o’zgarishlarni miqdoriy jihatdan tekshirish natijasida kashf etilgan bo’lib, ular kimyo fanining nazariy negizini tashkil etadi.
Moddalar massasining saqlanish qonuni. Atom-molekulyar ta’limot asosida dastlab M.Lomonosov va keyinchalik A.Lavuaze bu qonunni quyidagicha ta’riflagan: - «Reaksiyaga kirishuvchi dastlabki moddalar massalari yig’indisi hosil bo’lgan mahsulotlar massalari yig’indisiga teng». Misol:
H₂+Cl₂ = 2HCl
2 + 71 = 2 + 71

73 = 73

Katta miqdorda energiya ajralib chiqishi bilan sodir bo’ladigan jarayonlar (radiaktiv moddalarning yemirilishi, atom bombaning portlashi) moddalar massasining saqlanish qonuniga emas, balki materining saqlanish qonuniga bo’ysunadi. Agar jarayonning issiqlik effekti -Q bo’lsa, jarayon davomida massasining o’zgarishi Eynshteyn tenglamasi bilan ifodalanadi:

Q=∆m∙c² ∆m=Q/c²

Bu fomulaning maxrajidagi c² nihoyatda katta son (3∙10¹⁶m∙s^-1) bo’lganligidan odatdagi kimyoviy reaksiyalarda massa o’zgarishi nihoyatda kichik bo’ladi va uni hozirgi zamon tarozi yordamida payqash mumkin emas.

KUTILADIGAN NATIJA – talabalar moddalar massasini saqlanish qonunini, uni kimyoviy reaksiyalardagi hisob ishlariga qo`llay olishni o`rganishadi.

Tarkibining doimiylik qonuni. A.Lavuaz’e 1781 yilda uglerod to’rt oksid gazini 10 xil usul bilan hosil qildi va gaz tarkibidagi karbon bilan oksigen massalari orasidagi nisbat 3:8 ekanligini aniqladi va quyidagi xulosaga keldi: «Har qanday kimyoviy toza birikmani tashkil etuvchi elementlarning massalari o’zgarmas nisbatda bo’ladi». 20 yil davomida bu qonunning to’g’riligi barcha olimlar tomonidan e’tirof etib kelindi. Lekin 1803 yilda fransuz olimi Bertole qaytar reaktsiyalarga oid tadqiqotlar asosida, kimyoviy reaksiya vaqtida hosil bo’ladigan birikmalarning miqdoriy tarkibi reaktsiya uchun olingan dastlabki moddalarning massa nisbatlariga bog’liq bo’ladi, degan hulosa chiqardi.
J.Prust (1753-1826) Bertolening fikriga qarshi chiqdi va toza birikmalarning miqdoriy tarkibi bir hil bo’lishini tajribalar asosida isbotladi. J. Prust bilan Bertole o’rtasidagi tortishuvlar yetti yil davom etdi va Prust yutib chiqdi. Shundan so’ng tarkibning doimiylik qonuni quyidagicha ta’riflandi: «Har qanday kimyoviy toza birikma, olinish usulidan qat’iy nazar, o’zgarmas miqdoriy tarkibiga ega». Toza suv tarkibida 11,11% hidrogen va 88,89% oksigen bor. Bu miqdoriy tarkib suvni qanday usul bilan olinsa ham, bu miqdoriy tarkib o’zgarmaydi.
Bertolening o’zgargan tarkibli birikmalar mavjudligi haqidagi ta’limotini XX asrning boshlarida N.Kurnakov rivojlantirdi. U qotishma, eritma, polimerlarda xaqiqatan ham o’zgaruvchan tarkibli birikmalar bo’lishini isbotladi va ularni bertollidlar deb, o’zgarmas tarkibli birikmalarni esa - daltonidlar deb atadi. Shundan so’ng tarkibning doimiylik qonunini quyidagicha ta’riflash mumkin: «Har qanday quyi molekulyar birikma, o’zining olinish usuli va sharoitidan qat’iy nazar o’zgarmas tarkib bilan ifodalana oladi».

KUTILADIGAN NATIJA – talabalar xar bir moddaning individul tarkibi bo`lishini, bu asosida kimyoviy formulalarni to`g`ri yozishni o`rganishadi.

Davriy qonun. D.I.Mendeleev elementlarni nisbiy atom og`irliklarining ortib borishi tartibida joylashtirib ularning xossalari davriy ravishda o‘zgarishini kuzatdi va bu kuzatishni 1869 yilda davriy qonun tarzida ta’riflab berdi: oddiy moddalarning (elementlarning) xossalari atom og`irliklarining qiymatiga davriy ravishda bog`liq bo‘ladi. Xozirgi vaqtda atom tuzilish nuqtai nazaridan davriy qonun quyidagicha ta’riflanadi: moddalarning kimyoviy xossalari tashkil qiluvchi atomlar yadrosi zaryadiga davriy ravishda bog`liq bo‘ladi.
Modda tarkibining doimiylik qonuni. (N.L.Prust 1756). Xar qanday toza modda qaysi usulda olinishidan qat’iy nazar o‘zgarmas sifat va miqdoriy tarkibga ega.
Masalan: suv qanday yo‘l bilan olinishidan qat’iy nazar, uning tarkibidagi vodorod va kislorod 1:8 og`irlik nisbatda bo‘ladi.
a) 2H<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> = 2H<sub>2</sub>O
b) H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 2NaOH = Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> +H<sub>2</sub>O
v) Cu(OH)<sub>2</sub> <sup>t</sup> CuO + H<sub>2</sub>O
g) Cu<sub>2</sub>(OH)<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> <sup>t</sup> 2CuO + CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O
Ekvivalentlar qonuni. Ekvivalentlar qonuni XVIII asirning oxirida kashf etildi. Bu qonunga asosan, reaksiyaga kirishuvchi moddalar massasi shu moddalarning ximiyaviy ekvivalentlariga proporsionaldir.
Elementning 1 og`irlik qism vodorod 8 og`irlik qism kislorod bilan birikadigan yoxud o‘rin oladigan og`irlik miqdori shu elementning ximiyaviy ekvivalenti deyiladi.
Moddaning ekvivalenti og`irligiga son jixatidan teng qilib, gramm xisobida olingan miqdori gramm ekvivalent deyiladi.
Vodorodning ekvivalent og`irligi 1 g, kislorodniki esa 8 g ga teng.
Reaksiyaga kirishayotgan moddalarning massalari, shu moddalarning ekvivalentlariga proporsionaldir.
m_1 = e₁
m₂ e₂
e₁ vae₂ – reaksiyaga kirishuvchi moddalarning ekvivalentlari
m₁ va m₂ – ularning massalari.
Kislotaning gramm-ekvivalentlarini aniqlash uchun gramm-molekular og`irligi uning negiziga bo‘linadi. Masalan:
E<sub>HCL</sub>= 36,5/1 = 36,5 E<sub>H 2SO4</sub>= 98/2 = 49
Asos va tuzlarning gramm-ekvivalentlarini aniqlash uchun ularning gramm molecular og`irligi shu asos yoki tuz tarkibidagi metal valentlik birliklarining umumiy soniga bo‘linadi. Masalan: E_Ca(OH) 2=74/2= 37 E_{AL 2(SO4 ) 3}= 342/2*3 = 57

Xamma hollarda elementning ekvivalentini toppish uchun uning ekvivalenti ma’lum bo‘lgan boshqa bir element bilan xosil qilgan birikmasining tarkibini bilish kifoya.

Atom og`irlikni topish. Qattiq moddalarning atom og`irligini Dyulong-Pti qoidasiga asoslanib topiladi. Moddaning solishtirma issiqlik sig`imi (c) ning atom og`irligi (A) ga ko‘paytmasi o‘zgarmas kattalik bo‘lib, o‘rtacha temperaturada 6,3ga tengdir.
A * C = 6,3 Bundan A = 6.3/C
Bu formuladan metallarning taqribiy atom og`irliklarini topishda foydalaniladi.
Masala: Solishtirma issiqlik sig`imi 0,9408 bo‘lgan metallning taqribiy atom og`irligini toping.
Yechish: Dyulong-Pti qoidasiga
6,8A = 6.3/0.9408
Bu metall litiy, uning aniq atom og`irligi 6,92ga teng.
Atom og`irligini aniqroq toppish uchun elementning ekvivalentini valentligiga ko‘paytirish bilan hisoblanadi. Buninguchun:
a) moddaning ekvivalenti topiladi
b) Dyulong-Pti formulasidan taqribiy atom og`irligini topiladi
v) valentlik topiladi
g) ekvivalentni valentlikka ko‘paytirib, aniq atom og`irlik topiladi.
Masala: Temir (III) oksidda - 69,94 % temir va 30,06 % kislorod bor. Temirning solishtirma issiqlik sig`imi 0,1137 ga teng. Temirning aniq atom og`irligi topilsin?
Yechish: Temir (III) oksidining protsent tarkibi asosida temirning ekvivalentini topamiz: 30,06 ----------- 69,94 8 ------------ x
Bundan x=69,94*8/30.06=18.61
Kelib chiqadi.
Dyulong-Pti qoidasidan foydalanib, temirning taxminiy atom og`irligini topamiz:
A = 6.3/0.1137= 56
Elementning topilgan taxminiy atom og`irligini uning ekvivalentga bo‘lib, temir (III)-oksididan temirning valentligini topamiz.
Temirning valentligi:
V = 56/18.61 = 3
Endi ekvivalentni valentlikka ko‘paytirib, temirning aniq atom og`irligini topamiz:
A = 18,61 * 3 = 55,83

Gaz va bug`larning molecular og`irligini topish.
1. Biror xajmdagi gaz og`irligining xuddi shu xajmda o‘sha temperature va bosimda olingan boshqa gaz og`irligiga nisbati birinchi gazning ikkinchi gazga nisbatan zichligi deb ataladi.
Gazning nisbiy zichligini D harfi bilan, birinchi gazning og`irligini q<sub>1</sub> bilan va ikkinchi gazning og`irligini q₂ bilan belgilab, quyidagi matematik ifodani yozish mumkin:
D = q₁ / q₂
Gazning zichligi bilan uning molecular og`irligi o‘rtasida bog`lanish bor. Bir xil sharoitda olingan ikki gazning bir-biriga teng hajmlardagi molekulalar soni teng bo‘lganidan, ularning og`irliklari, molecular og`irliklari nisbati kabi nisbatda bo‘ladi.
Birinchi gazning og`irligini q<sub>1</sub> molekular og`irligini M₁ bilan va ikkinchi gazning og`irligini q<sub>2</sub> bilan molecular og`irligini M₂ bilan belgilaymiz. U holda:
bu yerda D = q₁ /M₁ D = q₂ /M₂ bo‘ladi.
Misol. Ammiakning xavoga nisbatan zichligini aniqlash.
Yechish: Ammiak (NH₃) ning molecular ogirligi 17 ga, xavoning o‘rtacha molecular og`irligi esa 29 ga teng. Demak ammiakning xavoga nisbatan zichligi:
D<sub>xavo</sub> = 17/29 = 0,59 bo‘ladi.
Gazning og`irligi bilan molecular og`irligi orasidagi bog`lanishni ifodalovchi formuladan quyidagi formula kelib chiqadi: M₁ = D * M₂

D - zichligi, g / sm³.

Misol. Gazning xavoga nisbatan zichligi 1,17 ga teng. Gazning molecular og`irligini toping.
M₁ = D * M₂ = 1,17 *29 = 34
2. Gaz yoki bu uning molecular og`irligini gramm-molekular xajmi asosida xam toppish mumkin.
Moddaning molecular og`irligiga son jixatidan teng bo‘lib, gramm xisobida ifodalangan og`irligi shu moddaning gramm-molekulasi deb ataladi.
Turli moddalar gramm-molekulasining og`irligi xar xil bo‘ladi, xar qanday moddaning gramm molekulasida molecular soni bir xil, ya’ni 6,02 * 10²³ dir (Avogadro soni).
Xar qanday gazning bir gramm-molekulasi egallagan xajmi normal sharoitda 22,4l ga teng.
Xar qanday gazning bir gramm-molekulasi normal sharoitda 22,4 l xajmni egallagani uchun ma’lum xajmdagi gaz qancha gramm kelishini xisoblab, uning son jixatidan molecular og`irligiga teng bo‘lgan gramm-molekulasi og`irligini bilamiz.
Misol. Asetilen tortib ko‘rilganda uning 200 ml normal sharoitda 0,232 g kelishi aniqlandi. Asetilenning molecular og`irligini toping.
Yechish: 200 ml ------- 0,232 g
22400 ml ------ x
x = 22400 * 0,232/200= 25,384 g
3. Gaz xolati tenglamasi ya’ni Mendeleev-Klapeyron tenglamasidan foydalanib gazlar molecular og`irligini aniqlash mumkin.
R V = n R T bunda n = m / M
bu yerda m – gazning gramm bilan belgilangan og`irligi
M – gazning molecular og`irligi.
Yuqoridagi tenglamalardagi n o‘rniga m / M ni qo‘ysak:
P V =m/M* R T xosilbo‘ladi.
R – ning son qiymati xajm va bosimning qanday birliklarda ifodalanganiga bog`likdir. Agar xajm (V) litr bilan, bosim (R) atmosfera bilan ifodalansa, R ning son qiymati - 0,082 ga teng bo‘ladi.
R = 1*22.4/273 = 0,082 l. at. / grad.
Xajm milliliter bilan, bosimni esa simob ustuning mm. xisobidagi balandligi bilan ifodalasak R uchun 62400 qiymat xosil qilamiz.
R = 760*22400/273 = 62400 mm. ml. / grad.
Misol. Benzolning 600 ml bugi 87⁰ va 624 mm bosimda 1,3gkeladi. Benzolning molecular og`irligini toping.

Yechish:
Bu tenglama masala shartida berilgan qiymatlarni qo‘ysak:

M = 1,3 * 62400 * 360/624 * 600=78 kelib chikadi.