2-ma’ruza mavzu: termokimyo. Kimyoviy kinеtikа va kimyoviy muvоzаnаt ma’ruza rejasi

2-MA’RUZA
MAVZU: TERMOKIMYO. KIMYOVIY KINЕTIKА VA KIMYOVIY MUVОZАNАT
Ma’ruza rejasi:

1. 
   Termokimyo.
   

1. 
   Kimyoviy termodinamika.
   
2. 
   Termodinamik parametrlar.
   
3. 
   Entalpiya, entropiya, Gibbs energiyasi.
   

2. 
   Kimyoviy kinеtikа va kimyoviy muvоzаnаt.
   

2. 
   
   1. 
      Kimyoviy rеаksiyalаrning tеzligi. Gоmоgеn vа gеtrоgеn rеаksiyalаr.tаbiаtdа uchrаshi, оlinishi usullаri.
      
   2. 
      Kimyoviy rеаksiya tеzligigа tа’sir etuvchiоmillаr.
      
   3. 
      Rеаksiyaning аktivlаnish enеrgiyasi. Kаtаliz vа kаtаlizаtоrlаr. Ingibitоrlаr.
      
   4. 
      Qаytаr vа qаytmаs rеаksiyalаr.
      
   5. 
      Kimyoviy muvоzаnаt va uni siljitish оmillаri. Lе-Shаtеlе printsipi.
      

Tayanch so’zlar:moddaning hosil bo`lish issiqligi, entalpiya , entropiya, Gibbs energiyasi, L.Laplas qonuni, termokimyo, endotermik va ekzotermik reaksiyalar, issiqlik effekti, termodinamika, ichki energiya, izoxorik, izobarik, izotermik jarayonlar, kimyoviy kinetika, kimyoviy reaksiya tezligi, reaksiyaning molekulyarligi, tartibi, tezlik doimiysi, o’rtacha tezlik, reaksiya tezligiga ta’sir etuvchi omillar, moddalar massasi ta ’siri qonuni, Vant-Goff qoidasi, aktivlanish energiyasi, katalizator, kataliz, katalitik reaksiyalar, zanjir reaksiyalar, kimyoviy muvozanat, Le-shatel’ye prinsipi, muvozanatning siljishi, muvozanat doimiysi, muvozanat konstantasi.
O’quv mashgúlotining maqsadi: Talabalarga kimyoviy termodinamika haqida ma`lumot berish uning qonunlarini ochib berish, ichki energiya va termodinamik parametrlarni tushintirish. Kimyoviy kinеtikа va kimyoviy muvоzаnаt haqida bilimlarni berish.
Kimyoviy reaksiyalar natijasida ajralib chiqadigan yoki yutiladigan issiqlik miqdori ko`rsatib yoziladigan kimyoviy tenglamalarga termokimyoviy tenglamalar deyiladi. Termokimyoviy tenglamalar massa va energiyaning saqlanish qonunlariga rioya qilib tuziladi. Reaksiya natizhasida ajralib chiqadigan yoki yutiladigan issiqlik miqdori joul yoki kjlarda ifodalanadi, (1 kkal = 4,18 kj). Kimyoviy reaksiya vaqtida ajralib chiqqan yoki yutilgan issiqlik miqdori reaksiyaning issiqlik effekti deyiladi va Нр bilan belgilanadi.
Oddiy moddalar (elementlar)dan 1mol murakkab modda hosil bo`lishida ajralib chiqadigan yoki yutiladigan issiqlik miqdori moddalarning hosil bo`lish issiqligi deyiladi. Hosil bo`lish issiqligi H⁰_h.b. bilan belgilanadi. Hosil bo`lish issikligi har doim normal sharoitda (273°K da va 101,325 kP bosimda) 1 mol modda uchun hisoblanadi, shuning uchun termokimyoviy tenglamalarda kasr koeffisientlar ham qo`yiladi, masalan:
½ N₂+ ½ O₂ = NO - 90,40 kJ.
Moddalarning hosil bo`lish issiqliklari qiymati, ularning agregat holatiga ham bog`liq bo`ladi. Shunga ko`ra, termokimyoviy tenglamalarda moddalarning agregat holatlari ham ko`rsatib yoziladi. Hozirgi kunda standart sharoitda 8000 dan ortiq murakkab moddalarning hosil bo`lish issiqliklari tajriba yo`li bilan aniqlangan. Masalan, suvning bug` (H⁰₂₉₈H₂O<sub>bug`</sub> = -241,84 kJ) hosil bo`lish issiqligi suyuq holatdagi suvning hosil bo`lish issiqligi esa H<sup>0</sup><sub>298</sub>(H<sub>2</sub>O<sub>s.</sub>) = - 285,4 kJ ga teng. Shunga ko`ra, hosil bo`lish issiqliqlari qiymati ko`rsatilganda H⁰_{298 h.b.} bilan birga moddalarning agregat holatlarini ko`rsatuvchi quyidagi belgilar ham yoziladi. Gaz holidagi modda - g bilan, suyuq holdagi modda - s bilan, qattiq holdagi modda - q bilan ifodalanadi.
Termodinamika qonuniga muvofiq reaksiya vaqtida issiqlik ajralib chiqsa, sistemaning issiqlik tutimi kamayganligi sababli, reaksiyaning issiqlik effekti manfiy (-) ishora bilan, issiqlik yutilsa musbat (+) ishora bilan ko`rsatiladi. Demak, reaksiyaning termodinamik issiqlik effekti H termokimyoviy issiqlik effekti Qp ning teskari ishora bilan olingan qiymatiga tengdir:
-Н=Q_p ёки U=-Q_p
Kimyoning termokimyo bo`limi reaksiyaning issiqlik effektlari va ularning turli faktorlar bilan qanday bog`langanligini o`rganadi. Termokimyo ikkita asosiy qonun va ulardan kelib chiqadigan natijalardan iborat. Bu bo`limning asosiy qonunlaridan biri Gess qonuni hisoblanadi. Energiyaning saqlanish qonuni, ya`ni termodinamikaning birinchi qonuni rus olimi G.I. Gess tajribalari asosida 1840 yilda ta`riflangan: "Kimyoviy reaksiyalarning o`zgarmas hajmi va o`zgarmas bosimdagi issiqlik effekti sistemaning boshlang`ich va ohirgi agregat holatiga bog`liq bo`lib, jarayonning borish yo`liga, qanday oraliq bosqichlar orqali o`tganligiga bog`liq `emas. Termokimyoning amalda ko`p tatbiq qilinadigan bu muhim qonuni yana quyidagicha talqin qilinishi ham mumkin: "Reaksiyaning issiqlik effekti jarayonning qanday usulda olib borilishiga bog`liq `emas, balki faqat reaksiyada ishtirok etayotgan moddalarning dastlabki va ohirgi holatiga bog`liq" Keltirilgan ta`riflarning isboti misolida CO₂ gazi C va O₂ dan ikki hil yo`l bilan bevosita, uglerod va kislorodning birikishi hamda CO hosil bo`lishi orqali olinishi mumkin. Bu erda Gess qonuniga muvofiq CO₂ hosil bo`lish issiklik effekti H<sub>1</sub> barcha bosqichlarda kuzatiladigan issiqlik effektlarining yig`indisiga teng bo`ladi, ya`ni:
Н₁=Н₂+Н₃
Darhаqiqаt, СО₂
С(q) + О_2(g) =СО_2(g)+Н₁ (а)
Reaksiyasi yordamida bir bosqichda yoki
С(q) + ½ О_2(g) = СО(g)+Н₂ (в)
СО(g) + ½ О_2(g) = СО₂(g)+ Н₃ (c)
reaksiyalari orqali ikki bosqichda hosil qilinishi mumkin. (b) va (c) tenglamalar qo`shilsa, (a) tenglama kelib chiqadi. Demak, H<sub>1</sub> = H<sub>2</sub> + H<sub>3</sub> bo`ladi. Tajribada H°₁ = -393,3 kJ/mol', H°₂ = -111,3 kJ/mol' va H°₃=-282,8 kJ/mol ekanligi aniqlangan. Shular asosida CO₂ ning hosil bo`lish issiqligi H<sub>1</sub>=-H<sub>2</sub> +H<sub>3</sub>= 111,3+(-282,8)= -394,1 kJ/mol gatengligini topamiz. Yana bir misol: Gess qonuninitatbiq etib SO<sub>3</sub> vaH<sub>2</sub>O dan H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> hosil bo`lish reaksiyasining issiqlik effektini hisoblaymiz:
SО₃ + Н₂О = Н₂SО₄ -Н (а)
S+1,5О₂ = SО₃ -Н₁ (b)
Н₂ + 0,5О₂ = Н₂О -Н₂ (c)
Н₂ + S + 2О₂ = Н₂S0₄ -Н₃ (d)
Bunda: H₁H₂, H₃ - SO₃, H₂O, H₂SO₄ larning hosil bo`lish issiqliklari. Agar (d) tenglamadan (b-c) ni olib tashlasak, (a) tenglama chiqadi, demak:
H = H<sub>3</sub>-H<sub>1</sub> + H<sub>2</sub>, ya`ni H =+ΣH_h.b.. Yuqorida keltirilganlardan kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effekti mahsulotlar hosil bo`lish issiqliklari yig`indisidan dastlabki moddalarning hosil bo`lish issiqliklari yig`indisini ayirib tashlanganiga teng degan hulosa kelib chiqadi, ya`ni:
Н=ΣnН_маh.- ΣpН_{dаst.моddа}
bunda: п, р - mahsulot va dastlabki moddalarning stexiometrik koeffisientlari.