Kimyoviy reaksiyalarning izoterma tenglamasi.
Bu tenglamani keltirib chiqarish uchun yana yuqoridagi reaksiya tenglamasidan foydalanamiz.
aAvB ↔dDeE
Reaksiyaga ishtirok etayotgan moddalar ideal gaz qonunlariga bo‘ysunadi deb qaraymiz. Endi oldingidan farqli o‘laroq boshlang‘ich (muvozanatdagi emas) A,V,D,E moddalarning bosimlarini – R1A, R1V, R1D, R1E lar orqali ifodalasak.
Faraz qilaylik, A,V,D,E moddalar shu qadar ko‘p bo‘lsinki, A moddadan a mol, V moddadan b mol qo‘shilganda sistemaning tarkibi deyarli o‘zgarmasdan qolsin.
Bu xolatdagina reaksiya termodinamik qaytar deyish mumkin bo‘ladi. Reaksiya izobarik-izotermik sharoitda borayotgan bo‘lsa, Gibbs energiyasining o‘zgarishi
Gg‘idnig‘(dD+eE)-(aA+vB) bo‘ladi.
Bu tenglamaga ig‘0i+RTlnPi ni qo‘ysak
Gg‘-(d0,D+e0,E)-(a0,A+v0,B) +RT(dlnPD+elnPE-alnPA-vlnPB)
YUqoridagi tenglamani xisobga olib (lnKP1/RT0,i)
yoki
Xuddi shunday mulohazalar yordamida Gelmgols energiyasining o‘zgarishi uchun quyidagicha yozish mumkin.
Oxirgi ikki tenglama kimyoviy reaksiyalar izoterma tenglamasi yoki Vant-Goff izotermasi deb ataladi. Tabiiyki, real sistemalar uchun bosim o‘rniga uchuvchanlik, konsentratsiya o‘rniga termodinamik aktivlik ifodalarini qo‘yish lozim bo‘ladi.
Izoterma tenglamasidagi dastlabki va maxsulot moddalar (nomuvozanat) bosimlari nisbatini Pr1 bilan belgilasak, ya’ni
deb olsak
Bunda izoterma tenglamasidan ko‘rinib turibdiki Gibbs energiyasining qiymati va ishorasi Kr va Pr kattaliklarning nisbiy miqdorlariga bog‘lik bo‘ladi (rconst va Tconst):
Pr1 Kr da G 0 bo‘ladi (a)
Pr1g‘ Kr da Gg‘ 0 bo‘ladi (b)
Pr1 Kr da G 0 bo‘ladi (v)
Bulardan (a) jarayon o‘z - o‘zidan boruvchiligi, qaytmasligi ko‘rinib turibdi. (b) shart bajarilyotgan bo‘lsa reaksiya muvozanat xolatdaligini ko‘ramiz. Uchinchi (v) xolda reaksiya o‘z-o‘zidan bormasligi va bu reaksiya fakat teskari (o‘ngdan chapga) yo‘nalishida borishi mumkinligi ayon bo‘lib turibdi.
Ideal gazlar uchun yuqoridagi uchchala xolat uchun
Pr’ Kr
Ideal eritmalardagi reaksiyalar uchun
PN’ KN; PC’ Kc
Real gazlar aralashmasa uchun
Pf’ Kf
va noideal eritmalar uchun
Pa’ Ka
Demak, kimyoviy reaksiya izoterma tenglamasidan fodalanib, komponentlarning boshlang‘ich tarkiblari va reaksiyaning muvozanat konstantasi ma’lum bo‘lsa reaksiya yo‘nalishini oldindan aytib berish mumkin.
Gibbs energiyasining standart tushunchasini kiritamiz va uni muvozanat konstantasi bilan bog‘likligini aniqlaymiz. Reaksiyada ishtirok etuvchi hamma gazlarning dastlabki parsial bosimlari ularning standart holatlaridagi qiymatlariga teng (Ri00,1013 Mpa (1 atm)). U holda izterma tenglamasidan
GT0g‘-RTlnK
bu erda K0-standart muvozanat konstantasi
Standart muvozanat konstantasi muvozanat konstanta bilan quyidagicha bog‘langan.
Kpg‘K(Pi) g‘d+e - a - v
Agarda Ri atmosferalarda o‘lchangan bo‘lsa, (hamma Rig‘1 atm) (Ri ) g‘1 va Krg‘ K ya’ni ikkalasi bir xil qiymatda bo‘ladi. Agarda Ri MPa da ifodalangan bo‘lsa (hamma Ri0g‘0,1013 Mpa) Krg‘ K 0,1013 va Kr o‘lchov birligi MPa bo‘ladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |