Ii боб Кимёда даврий қонун ва Д. И. Менделеевнинг элементлар

4.4 Mavzu: Kimyoviy muvozanat va unda ta’sir etuvchi omillar mavzusiga doir masalalar yechish.
Reja:

1. 
   Kimyoviy muvozanat haqida ma’lumot
   
2. 
   Kimyoviy muvozanatga ta’sir etuvchi omillar.
   
3. 
   Mustahkamlash uchun savollar va testlar
   

Umuman barcha kimyoviy reaktsiyalarni 2 turga: qaytar va qaytmas reaktsiyalarga bo’lish mumkin. Reaktsiyaga kirishuvchi moddalar to’liq reaktsiya mahsulotlariga aylanadigan jarayonlar qaytmas reaktsiyalardeyiladi.
M: C + O₂  CO₂ Zn + 2HCl  ZnCl₂ + H₂  2KclO₃  2 KCl + 3O₂
Qaytmas reaktsiyalar faqat bir yo’nlishda boradi va bular boradigan reaktsoyalardir.
Agar dastlabki moddalar stexiometrik nisbatda olingan bo’lsa, reaktsiya mahsulotlari dastlabki moddalar bilan ifloslanmagan, ya’ni deyarli toza moddalar hosil bo’ladi. Aksariyat kimyoviy reaksiyalar qaytardir.
Reaksiyaga kirishuvchi moddalarning bir qismi reaksiya mahsulotlariga ayni vaqtda reaksiya mahsulotlari qaytadan dastlabki moddalarga aylanib, turadigan kimyoviy jarayonlar qautar reaktsiyalar deyiladi.
M: 2SO₂ + O₂  2 SO₃ H₂ + J₂  2HJ 3H₂ 3H₂ + N₂  2NH₃
NH₃ + H₂O NH₄ OH NH₄ OH  NH₄ + OH
H₄ Cl + H₂O  NH₄OH + HCl
Bu misollardan ko’rinib turibdiki, qaytar reaktsiyalar ikki qarama-qarshi. Yo’nalishga boruvchi reaktsiyalardan iborat.
Qaytar reaktsiyalarning o’ziga xos xususiyati, ularda kimyoviy muvozanat holatining yuzaga kelishidir.
1 mol N₂ gazi bilan 3 mol H₂ gazi aralashtirib tegishli sharoit yaratilsa, bu moddalar o’zaro ta’sirlashadi.
N₂ + 3H₂ 2NH₃
Ma’lum vaqt davomida reaktsiya boradi, bir ozdan so’ng reaktsiya to’xtab qolgndek tuyuladi. Shu paytda reaktsion aralashmani analiz qilib ko’rilsa, unda dastlabki moddalar N₂, H₂, va mahsulot NH₃ – ammiak moddasi borligini ko’rish mumkin.
Buning sababi quyidagicha:
Moddalar aralashtirilganda reaktsiya boshlanib, ammiak hosil bo’la boshlaydi.
N₂ + 3H₂  2NH₃ ∙ (I) reaktsiya tezligi: V₁ = K₁ [N₂] [H₂]³
Vaqt o’tishi bilan hosil bo’lgan mahsulot – NH₃ ning bir qismi parchalanib, qaytadan dastlabki moddani hosil qiladi.
2NH₃  N₂ + 3H₂ (II) teskari reaktsiya tezligi:
V₂ = K₂ [NH₃]² bo’ladi.
Vaqt o’tishi bilan reaktsiya tezligi kamayib boradi. Chunki massalar ta’siri qonuniga asosan, N₂ va H₂ kontsentatsiyalari. Kamayib borishi bilan V₁ ning qiymati kamaya boshlaydi. II reaktsiya tezligi orta boshlaydi. Chunki vaqt o’tishi bilan NH₃ ning kontsentatsiyasi ortib boradi va V₂ qiymati ortishiga olib keladi. Sistemada shunday holat yuzaga keladiki, bu paytda I va II reaktsiyalarning tezliklari o’zaro teng bo’lib qoladi. Bunda vaqt birligi ichida N₂ va H₂ dan qancha NH₃ hosil bo’lsa, shu vaqt ichida ana shuncha miqdordagi ammiak qayta parchalanib N₂ va H₂ hosil qiladi, ya’ni to’g’ri va teskari reaktsiyalarning tezliklari teng bo’lib qoladi. Bunda sistemaning kimyoviy muvozanat holati deyiladi. Kimyoviy muvozanat vaqti va reaktsiya to’xtab qolmaydi. Shu sababli buni dinamik muvozanat deyiladi.
Muvozanat doimiysi:
Yuqorida ko’rib chiqilgan reaktsiyalar uchun to’g’ri reaktsiya tezligi
V₁ = K₁ [N₂] [H₂]^B
Teskari reaktsiya tezligi:
V₂ = K₂ [NH₃]²
Kimyoviy muvozanat sharti:
V₁ = V₂ ga ko’ra:
K₁ [N₂] [H₂]³ = K₂ [NH₃]² bo’ladi.
Bu tengliklardagi doimiylarni bir tomonga, moddalar kontsentratsiyasini ikkinchi tomonga yozsak:
K _muv = K₁/ K₂ = [NH₃]² / [N₂] [H₂]³ tenglamaga kelamiz.
K₁/ K_2­ = K_muv. Buning ma’nosi shuki, - kimyoviy muvozanatda tuzgan sistemada muvozanatda reaktsiyada hosil bo’lgan moddalar kontsentratsiyalari ko’paytmasining muvozanatda turgan dastlabki moddalar ko’paytmasiga nisbati ayni tenperaturada doimiy sondir.
Gazsimon moddalar ishtirok etadigan sistemalar uchun K_muv – ifodasida kontsentratsiya o’ziga gazsimon moddaning parsial bo’limi yoziladi.
M: aA + bB → cC + dD uchun
K_muv = Pc^c ∙ Pd^d
P_A^a ∙ P_B^b
Har qanday reaktsiya muvozanat doimiysining qiymati reaktsiyada ishtirok etuvchi moddalar tarkibiga va temperaturaga bog’liq bo’lib, moddalar kontsentratsiyasiga bog’liq emas.
Le- Shatelye printsipi: Agar muvozanatda tuzgan sistemaga tashqi ta’sir ko’rsatilsa, sistema o’z muvozanatini shu ta’sir kamayadigan tarafga shu ta’sir kamayadigan tarafga siljiydi.
Kimyoviy muvozanatning siljishiga uch omil ta’sir ko’rsatadi. Kontsentratsiya bo’lim, temperatura.
Agar muvozanatda turgan sistenada reaktsiyaga kirishuvchi dastlabki moddalar kontsentratsiyasini oshirsak, muvozanat mahsulot hosil bo’lish tomonga, agar mahsulotning kontsentratsiyasini oshirsak, dastlabki moddalar tarafga siljiydi.
Agar muvozanatda turgan sistemada bosimni oshirsak, muvozanat gaz molekulalari ko’p tarafdan kam tarafga. Kamaytirsak, aksincha, siljiydi.
Har qanday muvozanatda turgan sistemada temperaturaning ortishi endotermik reaktsiya tezligining ortishiga, temperaturaning pasayishi – ekzotermik reaktsiya tezligining ortishiga olib keladi.
Masalalar:
1. 850◦ C da CO + H₂O CO₂ + H₂ reaktsiyaning muvozanat konstantasi 1 ga teng. CO va H₂O larning dastlabki kontsentratsiyasi 3 va 4 moll bo’lganda, muvozanat holatidagi har bir moddaning kontsentratsiyalarini aniqlang.
Yechish:
Bir muvozanat vaqtigacha sarflangan CO va H₂O larning kontsentratsiyalarini X mol/l deb belgilaymiz. U holda hosil bo’ladigan CO₂ va H₂ larning muvozanat vaqtidagi kontsentratsiyasi: [CO]_H = 3₁ – X [H₂O]_H = 4 – X bo’ladi:
Muvozanat doimiysi tenglamasidan foydalanamiz.

x ² = 12 – 4x + x² –3 x;
-7x +12 = 0; -7x = - 12; x = 1,7
Demak, muvozanat vaqtidagi CO₂ va H₂ larning kontsentraysiyalari 1,7 mol/l dan ekan.
Cm [CO] = 3 – 1,7 = 1,3 mol/l
Cm [H₂O] = 4 –1,7 = 2,3 mol/l
2- masala 3H₂ + N₂ → 2NH₃ reaktsiyasida vodorod va azotning dastlabki kontsientratsiyalari 0,3 va 0,2 mol/l ga teng 0,24 mol/l H₂ sarf bo’lgandan so’ng qaror topgan holatning muvozanat konstantasi hisoblangan.
Yechish:
3H₂ + N₂ → 2NH₃
Cg [H₂] = 0,3 Cg [N₂] = 0,2 mol/l
Reaktsiyada muvozanat vaqtincha 0,24 mol/l H_{2 sarflangan} bo’lsa, sarflangan azotning miqdori quyidagicha topiladi.
3 mol H₂ ― 1 N₂ bilan reaktisyaga kirishadi.
0,24 mol H₂ ― x N₂ sarflanadi.
x = 0,08 mol N₂
Endi muvozanat vaqtiga hosil bo’ladigan ammikning kontsentratsiyasini hisobga olmaymiz.
3 mol H₂ ― 2 mol NH₃
0,24 H₂ ― x mol NH₃ hosil bo’ladi.
Demak, 0,16 mol/l NH₃ hosil bo’lar ekan.
Formulalardan foydalanib, nuvozanat doimiysini topamiz.
C_H [H₂] = 0,3 – 0,24 = 0,06 mol/l
C_H [N₂] = 0,2 – 0,08 = 0,12 mol/l
; ;
3-masala. Quyidagi geterogen sistemaning FeO + CO → Fe + CO₂ muvozanat konstantasi 0,5 ga teng. Reaktsiya boshlanishidan ma’lum vaqt o’tgach Co va CO₂ larning kontsentratsiyalari 0,05 va 0,01 mol/l ga teng bo’ldi. Ularning muvozanat holatidagi kontsentratsiyalarini hisoblang.
Yechish: Muvozanat doimiysi formulasidan foydalanamiz.
C_H [CO] = 0,05 – x; C_H [CO₂] = 0,01 + x:
; ;
0,025 – 0,5 x = 0,01 + x; 0,015 = 1,5 x
0,025 – 0,01 = x + 0,5;
Demak, C_M [CO₂] = 0,05 – 0,01 = 0,04 mol/l
C_M [CO] = 0,01 + 0,01 = 0,02 mol/l
4-masala. Quyidagi sistemada 2SO₂ + O₂ → 2SO₃ SO₂ ning 70% miqdori reaktsiyada tirishib, 0,42 mol SO₃ hosil bo’lganda muvozanat qaror topdi. SO₂ ning boshlang’ich kontsentratsiyasini hisoblang.
Yechish: 0,42 mol SO₃ hosil bo’lishi uchun 0,42 mol SO₂ sarflangan. Bu esa reaktsiya uchun olingan SO₂ miqdorining 70% ini tashkil qiladi. SO₂ ning dastlabki kontsentratsiyasini quyidagi proportsiyadan foydalanamiz.
0,42 ― 70% x = 0,6 mol/l
x – 100%
5-masala:
Quyidagi reaktsiyada N₂ + 3H₂ → 2NH₃ azot va vodorodning dastlabki kontsentratsiyalari 2 va 7 moll/l ga teng. Azotning 10% i reaktsiyaga kirishgandan so’ng sistemada muvozanat qaror topdi. Sistemadagi N₂, H₂, NH₃ ning muvozanat kontsentratsiyalari va muvozanat konstanalarini hisoblang.
Yechish:
2 mol/l N₂ – 100% x = 0,2 mol/l gan azot
x - 10%
1 mol/l N₁ – 3 mol/l H₂ x = 0,6 mol/l
0,2 mol N₂ – x mol/l H₂ sarflangan
H₂
Hosil bo’lgan NH₃ ning miqdorini hisoblaymiz.
1 mol N₂ – 2 NH₃ x = 0,4 mol/l NH₃
0,2 – x NH_3­
C_M [N₂] = 2 – 0,2 = 1,8 mol/l
C_M [H₂] = 7 – 0,6 = 6,4 mol/l
C_M [NH₃] = 0,4 mol/l
;
yoki 3,4 ∙ 10 ^–4

2. 
   Фойдаланилган адабиётлар
   

1. «Анорганик Кимё» Ш.С. Исхоков
2. «Кимё» Абдулхаева
3. «Кимё» Хомченко. Г.П
4. «Умумий кимё» Стругацкий. М.К
5. «Кимё» Машарипов. С
6. «Анорганик кимёдан машқ ва масалалар тўплами» Исмоилов. И. И
7. «Умумий кимё» Рахимов
8. «Умумий кимё» Глинка
9. «Анорганик кимёдан маъруза матнлари» Фозилов С. Ф
10. «Кимёдан машқ ва масалалар ечиш» Хомченко
11. «Умумий кимёдан масалалар ечиш» Исҳоқов