Мавзу: Кимёвий мувозанат термодинамикаси. Массалар таъсири қонуни. Мувозанат константаси

Газларда парциал босим билан ишлаш қулай. Агар (1)тенглама парциал босимлар орқали ифодаланса:

KP=

• Кр – парциал босимлар билан ифодаланган мувозанат константаси.
• PA,PB,PC,PD – мувозанат босимлари.

• Кимёвий термодинамик мувозанат - реакцион аралашмадаги моддаларнинг концентрацияларини олдиндан айтиб бериш, уларнинг ўзгаришига ташқи шароитни таъсирини ва керакли бўлган маҳсулотнинг максимал чиқишини олдиндан башорат қилиш имконини беради. Булар кимёвий техналогияда катта амалий аҳамият касб этади.
• Мисол:

• Мувозанат константасининг қиймати бирдан катта бўлса, тўғри реакция ўз-ўзидан содир бўлади, яъни реакция С ва Д моддалар ҳосил бўлиш тарафига силжийди.

• Бу мисолда эфир ҳосил бўлиш реакцияси эҳтимоллиги 4 марта кўпроқ экан, яъни реакция тўғри томонга силжийди.

• Кимёвий реакциялар қайтар ва қайтмас бўлишининг мезони Гиббс энергияси ҳисобланади.
• Гиббс энергиясининг қиймати
• ΔG≤10 кЖ/моль бўлса реакция қайтар, яъни мувозанат қарор топади;
• ΔG ≥10 кЖ/моль бўлса, реакция қайтмас бўлади.

• Берилган шароитда 1моль моддага тўғри келадиган Гиббс энергияси (қиймати) миқдори кимёвий потенциал деб аталади, μ билан белгиланади:

• Мувозанат константасини термодинамик усулида чиқариш учун (кимёвий потенциаллар орқали ифодаланган) мувозанатнинг умумий шартидан фойдаланамиз.
• Масалан, системада қуйидаги кимёвий реакция мобайнида (Рconst, Tconst)

• Гиббс энергияси ўзгаришининг умумий кўриниши қуйидагича бўлади:
• dGp,T=(idni)p,T=DdnD+EdnE-AdnA-BdnB
• Дастлабки моддалaр камайиб боради, шунинг учун (dnA ва dnB лар манфий ишоралар билан олинган) мувозанат ҳолатида dG(p,T) =(idni)p,T=0 ни ҳисобга олиб ва А,В,Д,Е ларни идеал газлар деб қараб, уларнинг кимёвий потенциаллари тенгламаларидан
• (i oi RTlnPi) фойдаланиб, гуруҳласак

• aA+bB dD+eE

• ёки

• Бу тенгламанинг ўнг томонидаги ифода ўзгармас ҳароратда ўзгармас катталиклардир. Уни lnKp билан белгиласак

• Бу ерда Кр – парциал босимлар билан ифодаланган мувозанат константаси.

• ёки

• Кс ва Кр орасидаги муносабат Менделеев-Клапейрон тенгламасидан фойдаланиб топилади:
• PV=nRT

• Р = CRTлигини хисобга олсак ва (конкрет А модда учун)
•   ·RT) ҳар бир компонент учун парциал босим қийматини қўйиб чиқилса:
• KP=

• KP =

• Δn - ўнг ва чап томонлар даражалари йиғиндисининг айирмаси.
• Бу тенглама орқали Кс маълум бўлса, КР ни топиш мумкин. Аксинча, КР қийматига қараб Кс ни ҳам топиш мумкин.

• Кс ва Кр боғлиқлиги

• Аниқ мисол:
• 1).

• 1v + 3v 2v бундан

• ёки

• 2). Агарда c+d=a+b қийматлари тенг бўлиб қолса, унда

• бўлади, яъни Kp = Kc

• Демак, агар реакция маҳсулотлари ҳажми билан реакцияга олинган моддалар ҳажми тенг бўлса Kp = Kc бўлади.

• демак,

• келиб чиқади

• мисол:

• Мувозанат константасини моляр қисм орқали ифодалаш мумкин:

• Кр нинг қийматлари умумий босимга боғлиқ эмас, КN қиймати эса боғлиқ

• Бу тенгламадан кўриниб турибдики n=0 бўлса Кр=Кс=KN бўлади. Яъни, реакция мобайнида молекулалар сони ўзгармаса бу уччала константалар қиймати бир хил бўлади.
• Агарда газлар реал газлар бўладиган бўлса, босим ўрнига учувчанликни қўллаш лозим. Худди шунингдек, реал эритма ва аралашмаларда концентрация ўрнига активликни қўллаш лозим.
• Яъни

• Мувозанат константаси реакция махсулотларининг унумини (реакция чиқимини) яъни, мувозанат қарор топганда дастлабки моддаларнинг қанчаси маҳсулотга айланганлигини кўрсатади. Шунинг учун ҳам бу катталик кимёвий технологияда катта аҳамиятга эга.

• KP =KC(RT)n=KN(RT)n