Fizikaviy kimyo

3-ish QOTISHMALAR. TERMIK ANALIZ

ISHNING BAJARILISHI.

Ishning maqsadi binary sistemaning suyuqlanish

diagrammasini tuzishdir. Buning uchun ikkita toza moddaning va

bir necha berilgan tarkibli qotishmalarning sovish egrilarini olish

kerak bo’ladi.

TERMOPARA.

Yuqori suyuqlanish haroratiga ega bo’lgan metall qotishmalarni

o’rganayotganda haroratlarni o’lchash uchun yuqori haroratli

kvarts termometrlar, qarshilik termometrlari yoki termoparalar

qo’llaniladi.

Termopara 3-nuqtada payvandlangan(issiq payvand) ikkita metal simdan masalan, mis va konstantandan (qotishma bo’lib,uning massasi t ga deyarli bog’liq emas) iborat bo’ladi. Simlarni bir-biridan farfor yoki shisha naylar yordamida ajratib olinadi va farfor yoki metalldan iborat naysimon tashqi qavatga joylashtiriladi. Bunda payvand qilingan joy idishning tagiga

tegmasligi kerak. Simlarning uchlari tashqariga chiqariladi va konstantan bilan misdan iborat sovuq payvand erib turgan muzga tushiriladi. Issiq va sovuq payvandlar orasidagi haroratlar farqiga proporsional ravishda vujudga kelayotgan elektr yurituvchi kuchni millivoltmetr yordamida o’lchanadi. Katta aniqlik talab qilinmaydigan ishlarda payvandni muzli idishga chiqarilmaydi.bunga yuqori haroratlardagi o’lchashlardagina yo’l qo’yish mumkin. Chunki xona haroratining o’zgarishlari o’lchashlar natijasiga kam ta’sir qiladi. Unda sovuq payvand bo’lib, klemmalar xizmat qiladi. Konstantan simni millivoltmetrlarning manfiy klemmasiga ulanadi.

Ko’pincha termopara va millivoltmetrlarning shkalasida faqat millivoltmetrlargina emas, balki haroratlar ham belgilangan bo’ladi. Lekin bunda sovuq payvand shkala belgilnayotganda qanday haroratga ega bo’lsa, xuddi shunday haroratda bo’lishi shart.

Tasvirlangan termoparaning shkalasi tajriba sharoitlariga yaqin bo’lgan sharoitlarda belgilangan bo’lishi shart, ya’ni asboblarning joylashishi, tigelning issiqlik izolyatsiyasi va boshqalar bir xil bo’lishi kerak. Shu nuqtai nazardan

termoparaning shkalasini toza moddalarning suyuqlanish (yoki qaynash) nuqtalari bo’yicha graduirlanadi. Bu holda suyuqlanish harorati ma’lum bo’lgan toza moddalarning sovish egrilaridan foydalanish kerak.

Katta aniqlik talab qilmaydigan ishlar uchun haroratlarning kichik oralig’ida potensiallar farqi bilan harorat o’rtasida to’g’ri proporsionallik mavjud, deb qabul qilsa bo’ladi. Unda absissalar o’qi bo’yicha toza moddalarning haqiqiy

suyuqlanish haroratlarini ordinatalar o’qi bo’yicha emas, bu moddalarning kristallanish paytidagi millivoltmetrlarning ko’rsatishlari qo’yiladi. Olingan nuqtalarni yo’g’ri chiziqqa tutashtirilsa, asbob ko’rsatishlarini haroratning haqiqiy qiymatlariga o’tkazish uchun xizmat qiladi.

SOVISH EGRILARINI VA TARKIB-XOSSA DIAGRAMMALARINI

TUZISH

Toza metal yoki har qanday qotishmaning sovish egrisini olish uchun ular olovga chidamli materialdan yasalgan tigelga solinadi va uning ustidan kukunsimon ko’mir sepiladi va mufel pechida suyultiriladi.

Suyuqlangan metal solingan tigelni termostatga joylashtiriladiva tigelga termopara tushiriladi. Termoparani joylashtirayotganda uning tashqi qavati tigelning devorlariga va tagiga tegmasligi kerak, lekin termopara kamida 1,5-2 smgacha metallning ichiga tushib turishi shart. Shundan so’ng tigel asbest

bilan berkitiladi va har 30 sek.da millivoltmetrning ko’rsatishlari yozib boriladi.

Toza moddalarning kristallanishi davomida harorat va millivoltmetrning ko’rsatishlari o’zgarmas bo’lib qolishi kerak. Kristallanish tugaganda haroratni yana bir necha marta o’lchab, termopara tigeldan chiqarib olinadi, buning uchun esa metal yana suyultiriladi.

Evtektika hosil qiluvchi binarqotishmalarda avvalamborkomponentlardan biri kristallanadi va nazariy nuqtayi nazardan

sovish egrisida sovish tazligining kamayishiga mos keluvchi o’ta egrilik kuzatilishi kerak. Lekin amalda issiqlik uzatish sharoitlari tufayli o’ta egrilikning o’rniga haroratning o’zgarib borishida kichik to’xtash hosil bo’ladi, kuzatuvchi uni evtektika deb qabul qilishi mumkin. Suning uchun bu yerda tajribani to’xtatmasdan, qotishmalarning hamma tarkiblari uchun umumiy bo’lgan haqiqiy evtektik haroratga mos keluvchi haroratgach o’lchashlarni davom

ettirish lozim.Tajriba oxirida toza moddalar va berilgan tarkibli qotishmalar uchun millivolt (ordinata o’qi) – vaqt (absissa o’qi) koordinatalarida sovish egrilari tuziladi. Bu holda masshtabni 1 mV-1sm va 30s- 1mm ga mos qilib olish qulay bo’ladi. Chizmaga hamma nuqtalarni qo’yish kerak va ularni birlashtirmasdan turib, chizg’ich yordamida tavsifli nuqtalar (o’ta egrilik, gorizontal qismlar) topiladi. Sovish egrilarini bir-biri bilan kesishmaydigan

qilib joylashtirish zarur. Absissalar o’qida haroratlarni (1-2 gradus-1mmga to’g’ri keluvchi masshtabda) olib, graudrlash to’g’ri chizig’ini shu chizmaning o’ziga chizgan qulay. Graudrlash to’g’ri chizigi’ini chizish uchun toza moddalarning kristallanishidagi (gorizontal qismlar) millivoltmetr ko’rsatkichlaridan va ma’lumotnomadan ma’lum bo’lgan kristallanish haroratlaridan foydalaniladi. Olingan nuqtalarni to’g’ri chiziqqa birlashtirib,

asbob ko’rsatishlaridan (mV lardagi) haroratni haqiqiy qiymatlariga o’tishga xizmat qiluvchi ciziq hosil qilinadi. Bunda faqat o’ta egrilik nuqtalarining va gorizontal qismlarining haroratlarina aniqlash kerak bo’ladi. Graudrlash to’g’ri chizig’idan sovish egrilarining tavsifli nuqtalariga mos keluvcha haroratlarini

topib, olingan natijalar jadvalga tushiriladi. Sovish egrilarini tuzish uchun o’zi yozuvchi asbobdan foydalanish qulay, masalan, termopara bilan birga beriluvch bir nuqtali electron (o’zi yozuvchi КСП-4 tipidagi) potensiometrni ishlatish mumkin. Bu yerda ham termoparaning sovuq payvandi termostatlanmagan, chunki, potensiometrning sxemasida maxsus kompensatsiyalovchi g’altak bo’ladi. Bu tashqi harorat o’zgarishlarining asbob ko’rsatishlariga qilayotgan ta’sirini kamaytiradi, past haroratlarni o’lchashda

buning ahamiyati katta ( masalan, organik qotishmlarni o’rganishda). Sovish egrilarida xuddi shunday qilib tasvifli nuqtalar topiladi va sozlash chizmasi yoki mos keluvchi to’g’ri chiziq tenglamasi ( y= a+bx) yordamida haroratning haqiqiy qiymatlariga o’tiladi. Oson suyuqlanuvchi sistemalarni o’rganishda ( masalan,

organik qotishmalar) termopara o’rniga oddiy termometr ishlatsa bo’ladi.

Tajribada olingan natijalarga asoslanib topilgan tavsifli nuqtalarni egrilar bilan birlashtirib, harorat- tarkib kordinatalarida suyuqlanish diagrammasi tuziladi (qotishmalarning tarkiblari ma’lum).

Kristallanish harorati-tarkib kordinatalarida holat diagrammasini tuzish topshiriqqa kiradi.

Krioskopiya. Eritmalarning krioskopik va ebuloskopik hossalarini o’rganish

Ma’lumki eritmalar toza erituvchi muzlaydigan haroratdan past haroratdan past haroratda muzlaydi,bunda ularni muzlash harorati erituvchi tabiatiga va konsentrasiyasiga bog’liq bo’ladi

Noelektrolitlarnibg suyultirilgan eritmalariuchun bu bog’liqlik quyidagicha bo’ladi.

t₀ - t₁ = t=E * c (1)

bu yerda t₀ –erituvchining muzlash haroratiбу ерда;

t₁ – eritmaning muzlash harorati;

t – Eritmaning muzlash haroratini pasayishi

E – proporsionallik koeffisenti

c –1000 gr erituvchiga nisbatan eritmaning moldagi konsentrasiyasi

Koeffisent E har bir erituvchi uchun doimiy son bo’lib muzlash haroratini molekulyar pasayishi yoki krioskopik doimiy deyiladi (grekchadan krios-sovuq) konsentrasiya 1 mol bo’lganda E ning qiymati t ga teng bo’ladi

Quyida ayrim erituvchilarning krioskopik doimiylari keltirilgan

Бензол	5,1	Нитробензол	6,9
Сув	1,85	Фенол	7,3
Нафталин	6,9	Камфара	40

Erituvchini muzlash haroratini molekulyar pasayishi faqat uning kimyoiy tabiatiga bog’liq bo’ladi va eritmaning konsentrasiyasi va kimyoviy tarkibiga bog’liq emas. Shunday qilib har bir erituvchi uchun faqat unga hos bolgan krioskopik doimiy majud.

Erigan moddaning molekulyar massasini eritmani muzlash haroratiga ko’ra aniqlashda eritma konsentrasiyasini 1000 gr erituvchiga nisbatan oladilar.

Агар G гр eритувchида g гр модда eриган бo`лса, унинг конtsентраtsиyaси бo`лади:

7- расм. Молекуляр массани аниқлаш қурилмаси.

1 - стакан; 2 - қопқоқ; 3, 11 - аралаштиргич; 4 - «қолқоқ»; 5, 8, 9 - тиқинлар; 6 - пробирка; 7 - ён найча; 10 - Бекман термометри.
(2)

бу ерда: - eриган модданинг моллар сони.

Бу ифодани (1) нchи формулага qo`йиб qуйидагига eга бo`ламиз:

бундан:

3)

g ва G - o`лchаб аниqланади; Е ва t<sub>0</sub> - доимий сонлар. Бундан кo`риниб турибдики, тажрибада фаqат t ни, ya`ни G гр eритувchида g гр модда eритиб тайyoрланган eритманинг музлаsh хароратини аниqлаsh керак.

Krioskopik usulni faqat suyultirilgan eritmalarga nisbatan qo’llash mumkin.