Iroliz jarayoni natijasida etilen olishning termodinamik kattaliklarini optimallash

Reaksiya issiqlik effekti. Reaksiya issiqlik effekti ΔHp ishorasi bilan belgilanib ma’lum reaksiyada ajralgan (yo yutilgan) issiqlik miqdori bilan ifodalanadi, masalan,
SO₃(г) + H₂O(с) = H₂SO₄(с) – ΔHp
Bu yerda, g – gaz, s – suyuq holatdir.
Molekulaning hosil bo‘lish issiqlik effekti. Hosil bo‘lish issiqligi ΔHh.b. ishorasi bilan belgilanib, quyidagicha ta’rifga ega, ya’ni 1 mol molekula oddiy moddalardan hosil bo‘lganda ajralgan (yoki yutilgan) issiqlik miqdoridir.
Masalan, H₂ + S + 2O₂ = H₂SO₄ – ΔH₁.
S + 1,5O_2­ = SO₃ – ΔH₂.
H₂ + 1/2O₂ = H₂O – ΔH₃.
Bu yerda ΔH₁, ΔH₂, ΔH₃ – sulfat kislota, oltingugurt (VI) – oksid va Н₂О ning hosil bo‘lish issiqlik effektidir.
Oddiy modda molekula (H₂, O₂, N₂ va hokazo) larining hosil bo‘lish effekti nolga teng deb qabul qilingan. Oddiy modda standart sharoitda ( Т = 293⁰Қ Р = 1 atm) barqaror agregat holatda olinadi[12].
Yonish issiqligi. Yonish issiqligi ΔH_ё ishorasi bilan belgilanib, 1 mol modda to‘la yonganda (yuqori oksidlar hosil qilish bilan) ajralgan issiqlikdir. Masalan,
C₂H₅OH + 3O₂ = 2CO₂ + 3H₂O – ΔH_ё
Reaksiyaning issiqlik effektini (ΔH ni) – kimyoviy reaksiyalarda ajralgan (yoki yutilgan) issiqlikni va umuman, turli jarayonlar – erish , bug‘lanish, kristallanish va hokazolarning issiqlik effektini muayyan ma’lumotlar asosida Gess qonuniga muvofiq hisoblab topish mumkin. Yuqorida bayon etilgan issiqlik effektlari orasida reaksiyaning issiqlik effekti amaliy ahamiyatga egadir. Yonish issiqligi esa yoqilg‘i moddalar (neft mahsulotlari, ko‘mir va hokazo) uchun ahamiyatlidir. Hamma reaksiyalarning issiqlik effektini ma’lumotnomalarda keltirish juda katta hajmni oladi, ba’zi reaksiyalarning issiqlik effektini tajribada aniq o‘lchash juda qiyin yoki o‘lchash mumkin bo‘lmaydi. Shunga ko‘ra, reaksiyaning issiqlik effektini molekulaning hosil bo‘lish issiqlik effekti yoki yonish issiqlik effektlaridan foydalanib Gess qonuni asosida hisoblash mumkin. Ko‘p moddalar uchun molekulaning hosil bo‘lish va yonish issiqlik effekti qiymatlari standart sharoitda ma’lumotnoma jadvallarida berilgan.
SO^-3 + H₂O = H₂SO₄ reaksiyaning issiqlik effektini hosil bo‘lish issiqligidan foydalanib hisoblash mumkin, u quyidagicha amalga oshiriladi:
SO₃ + H₂O = H₂SO₄ = ΔHp (а)
S + 1,5O₂ = SO₃ – ΔH₁ (b)
H₂ + 0,5O₂ = H₂O = ΔH₂ (v)
H₂ + S + 2O₂ = H₂SO₄ – ΔH₃ (g)
Bu yerda ΔH₁, ΔH₂, ΔH₃ – hosil bo‘lish issiqligi.
Agar g tenglamadan (b + v) tenglamalarni ayirilsa, a tenglama kelib chiqadi, demak:
ΔHр = ΔH₃ – (ΔH₁ + ΔH₂),
Ya’ni ΔH =  ΔH_h.b.
Bu yerda H_h.b. – hosil bo‘lish issiqliklari.
Demak kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effekti, mahsulotlar hosil bo‘lish issiqliklari yig‘indisidan dastlabki moddalarning hosil bo‘lish issiqliklarining yig‘indisini ayirib tashlanganiga teng:
ΔHр =  (n ΔH_h.b.)_маh. –  (n ΔH_h.b.)_dаst.
bu yerda nΔH_h.b. mahsulot va dastlabki moddalarning stexiometrik koeffitsiyenti va hosil bo‘lish issiqliklaridir[13].
Reaksiyaning issiqlik effektini yonish issiqlik effektidan ham hisoblab chiqarish mumkin.
Reaksiya issiqlik effektining jarayon bosib o‘tgan yo‘liga bog‘liq emasligini 1836 yilda Rossiya akademigi Gess tajribada aniqladi. Gess qonuniga ko‘ra, kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effekti reaksiyada ishtirok etadigan moddalarning boshlang‘ich va oxirgi holatlarigagina bog‘liq. Lekin boshlang‘ich holatdan oxirgi holatga qanday yo‘l bilan o‘tganligiga bog‘liq emas.
Moddalar o‘zaro reaksiyaga kirishib boshqa moddalarga aylanishida qancha issiqlik chiqishi yoki yutilishini aniqlash uchun Gess qonuniga ko‘ra, boshlang‘ich va oxirgi moddalarning hosil bo‘lish issiqligini bilish kerak. Masalan:
CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O + Q
reaksiyada moddalarning elementlardan hosil bo‘lish issiqliklari quyidagicha:
C + 2H₂ = CH­₄ + 74,6 kJ
C + O₂ = CO₂ + 394 kJ
2H₂ + O₂ = 2H₂O + 2 · 286 kJ
Reaksiyaning issiqlik effekti:
Gess qonuniga ko‘ra, reaksiyaning issiqlik effekti reaksiya mahsulotlarining hosil bo‘lish issiqliklari yig‘indisi bilan dastlabki mahsulotlarning hosil bo‘lish issiqliklari yig‘indisi orasidagi ayirmaga teng[14].
Gess qonuni fiziologiyada katta ahamiyatga ega: organizmda ovqat mahsulotlar oksidlanganda qancha energiya chiqishi shu qonun asosida hisoblab topiladi.
Reaksiya olib borilayotgan temperatura o‘zgarishi bilan issiqlik effektining qiymati ham o‘zgaradi, ya’ni ΔH = (Т⁰). Bu qonun shu o‘zgarishni miqdoriy jihatdan ifodalaydi. Masalan, o‘zgarmas bosimda quyidagi reaksiya borayotgan bo‘lsin:
аА + вВ + ... = dD + gG + ...
а, в, d, g – stexiometrik koeffitsentlar. Bu reaksiyada entalpiyaning o‘zgarshi:
ΔH=ΔH_маh–ΔH_dast.=(dHD+gHG)...–(_aH_a+vH_v+...) (3.11.)
bo‘ladi. ΔH = (Т) ifodasini topish uchun tenglama T bo‘yicha diferensiallanadi:

Ma‘lumki:

Demak:
bo’ladi.
Bu yerda ΔСp – mahsulotlar issiqlik sig‘imining yig‘indisi bilan dastlab moddalarning issiqlik sig‘imi yig‘indisi farqi[14,15].

ва
(3.12.)
(3.13.)
bunda, ΔH₂, ΔH₁ lar Т₁ va Т₂ dagi entalpiya o‘zgarishlaridir[16].
Agar kimyoviy jarayon izoxorik sharoitda bo‘lsa:
va umuman.
(3.14.)