Кимё фани, унинг ривожланиши тарихи ва халқ хўжалигидаги ахамияти. Кимёнинг асосий қонунлари Режа

Aim.uz

Кимё фани, унинг ривожланиши тарихи ва халқ хўжалигидаги ахамияти. Кимёнинг асосий қонунлари
Режа:
1. Кимё фани асослари.
2. Кимёнинг ахамияти ва халқ хўжалигидаги роли.
3. Кимё фанининг тарихи.
4. Кимёнинг асосий қонунлари.


Кимё фани. Кимё табиатни ўргатувчи фанлардан биридир. Табиатдаги жисм ва ходисалар жуда хилма хиллигига қарамай, улар орасида бирлик мавжуд, бу бирлик оламнинг моддийлигидан иборат. Бизни ўраб турган олам, борлиқ киши онгига боҚлиқ бўлмаган холда мавжуддир.
Жисмлар турли моддалардан тузилгандир. Моддалар - ўз хоссалари жихатидан бир-бирларидан фарқ қилади. Моддаларнинг хоссаларини энг сезги органларимиз ва тафаккуримиз орқали биламиз. Масалан: қант, тош, сув ва хоказо.
Моддаларнинг ички боҚланишларини (қонуниятларини) фикр юритиш ва тажриба ўтказиш йўли билан биламиз.
Моддаларни хоссаларига қараб бир неча синфларга бўлинади.
1. Элементлар заррачалар (электрон, протон, нейтрон, позитрон, мезон ва хоказо) бўлиб, уларнинг сони 100 дан ортиқ.
2. Оддий моддалар. Кимёвий элементларни эркин холатда мавжуд бўладиган тури. Хар қайси оддий модда бир элементдан иборат уларнинг сони 400 дан ортиқ (кимёвий элементларни изотоплари билан хисобланганда).
3. Мураккаб моддалар. Кимёвий бирикмалар буни ўз навбатида органик ва анорганик бирикмаларга бўлинади.
4. Аралашмалар.
Кимё фани-шу моддаларни таркиби тузилиши ва хоссаларини, шунингдек, уларнинг бир турдан иккинчи турга ўтишидаги содир бўладиган ходисаларни ўргатадиган фандир.
Шуларга мисол тариқасида бир қанча тажрибаларни кўриб чиқамиз.
1. Бирикиш реакцияси: NH₃ + HCl NH₄Cl
2. Ажралиш реакцияси: (NH₄)₂Cr₂O₇ ^t Cr₂O₃ + 4H₂O + N₂
Вулқон пайдо бўлади.
3. Алмашиниш реакцияси: FeCl₃+3KCNS Fe(CNS)₃+3KCl
Јон рангли бирикма хосил бўлади. ^{сариқ қизил}
4. KMnO₄+H₂SO₄ K₂SO₄+H₂O+Mn₂O₇
Mn₂O₇+3C₂H₅OH 2MnO₂+6CO₂+9H₂O
Гугуртсиз аланга хосил бўлади.
5. “Фараон илони” хосил қилиш:
4Hg(CNS)₂+15O₂ 2HgS+2HgO+6SO₂+2N₂
6. Рангли фонтан хосил қилиш:
Ca(OH)₂+2NH₄Cl CaCl₂+2H₂O+NH₃ (фенофталин)
7. ўчирувчи газ (СО₂) хосил қилиш:
CaCO₃+2HCl CaCl₂+2H₂O+CO₂
Биз кимёвий жараёнларни маълум мақсад билан амалга оширишимиз ва уларни ўзимиз учун керакли томонга йўналтириб, исталган физикавий, кимёвий, биологик ва хоказо хоссаларга эга бўлган моддалар хосил қилишимиз мумкин. Кимёгарлар моддаларнинг айрим хоссаларини ўрганишда физика, математика, биология ва бошқа фанларнинг усулларидан фойдаланади.
Хозирги даврда хамма сохаларнинг ўзаро боҚлиқлиги, бир фаннинг ривожланишида иккинчи фаннинг роли анча каттадир. Жумладан кимё махсулотлари асосан хамма сохаларда ишлатилиниб келинилади. Шунинг учун хам кимё фани ва саноатини янада ривожланиши,кўплаб турли хил кимёвий моддаларни ишлаб чиқарилиши халқ хўжалигининг хамма сохасини юксак даражада ривожланишига катта хисса қўшган бўлади. Шу боисдан хам кимё фанини чуқир ва мустахкам эгаллашимиз, фан-техника сохасида, қолаверса бутун кундалик турмушимизда керак бўлади.
Кимёнинг ахамияти ва халқ хўжалигидаги роли. Хозирги вақтда кимё хилқ хўжалигида катта ахамиятга эга, ишлаб чиқаришнинг кимё қўлланмайдиган бирорта хам тармоҚи йўқ деса бўлади. М.В.Ломоносов 1751 йилдаёқ “Кимё инсоннинг барча ишларига ўз қўлларини чўзмоқда, қаёққа қарамайлик хамма жойда кимё туфайли эришилган муваффақиятлар кўз ўнгимизда намоён бўлмоқда” деган эди.
Табиат бизга ёҚоч, туз, тошкўмир, нефть, табиий газ ва хоказо хом ашёларни беради. Бу моддалардан завод ва фабрикаларда зарур махсулотлар тайёрланади. Масалан, темир табиатда руда холида учрайди, уни кимёвий йўл билан қайта ишлаб тоза темир олинади. Темир эса ўз навбатида чўян ва пўлатга айлантирилади. Пўлатдан турли хил станоклар, уй-рўзҚор буюмлари ва хоказолар тайёрланади.
Саноатимиз кимёнинг ютуқларидан фойдаланиб, юқори сифатли махсус пўлат, қаттиқ қотишмалар, синтетик каучук, пластмассалар, сунъий толалар, минерал ўҚитлар, мотор ёқилҚилари, дори-дармон моддалар, бўёқлар ва хоказолар ишлаб чиқарилмоқда.
Јишлоқ хўжалигида минерал ўҚитлар ва ўсимликларнинг зараркунандалар ва касалликларга, бегона ўтларга қарши кураш учун ишлатиладиган кимёвий воситалардан кенг фойдаланилмоқда.
1931 йилдан бошлаб Чирчиқ электрокимё комбинатини қуришга киришилди. 1946 йилда Јўқон шахрида фосфат ўҚитлари заводи, сульфат кислотаси заводи ташкил қилинди. Бухорода табиий газнинг битмас-туганмас запаси топилганлиги ўзбекистон кимё саноатини ривожлантиришда зўр омил бўлди.
ФарҚона ва Навоий шахарларида газ билан ишлайдиган азот ўҚитлари синтетик толалар ишлаб чиқарувчи комбинатлар қурилди. Хозирда ўзбекистон дехқонларининг азот ўҚитларига бўлган эхтиёжи шу тариқа узил-кесил хал қилинди.
Навқирон Олмалиқ шахри кимёгарлар масканига айланиб аммофос ўҚити ишлаб чиқарувчи йирик корхонага айланди. Эндиликда серқуёш ўзбекистон кимё фани ва саноати юксак тараққий этган республикага айланади.
Кимё фанининг тарихи. Јадим замонларда кимё фани Хиндистонда, Хитойда, Мисрда пайдо бўлган. Эрамиздан 5-6 минг йил илгари кишилар олтин, кумуш, мисни билган 3-4 минг йил илгари кишилар рудадаги мисни ажратиб олиш ва бронза тайёрлашни билганлар, 2 минг йил илгари рудадан темир ажратиб олишни ўрганган, 4-5 минг йил илгари кишилар шиша тайёрлашни, вино, сирка, дори-дармон, тери ошлашни, кулолчиликни билганлар.
Назарий кимё эса эрамиздан олдинги VII асрдан бошлаб юзага кела бошлади.
Масалан: Эмпидокл деган олим: хамма модда тўрт элементдан: сув, хаво, тупроқ ва оловдан ташкил топган дейди.
Демокрит биринчи бўлиб: хамма моддалар кўзга кўринмайдиган заррачалардан (атомлардан) ташкил топган - дейди.
VIII-асрдан бошлаб олимлар кимё амалиёти устида кўп ишлар қилдилар. ўша даврда ва хозирда хам машхур бўлган олимлар: араб Жобр Ибн Хайён, ўрта Осиё олими: Фаробий (950), Абу Райхон Беруний (973-1048), Мусо Хоразмий, Абу Али Ибн Сино (980-1037) ва бошқалар кимё сохасида дунёга маълумдир.
Берунийнинг 150 дан ортиқ асари бўлиб, кўпи минералларга оиддир. У кўп элементларни солиштирма оҚирликларини аниқлаган. Улар: материя абадийдир, материя хар хил формада мавжуд бўла олади, деган фикрни илгари сурганлар.
XVII асрда Ирландиялик олим Роберт Бойль: мураккаб моддаларни парчаланишидан хосил бўлган оддий моддаларни элемент деб атади ва унинг хақиқий маъносини фанга киритди.
Хақиқий илмий кимёни машхур рус олими М.В.Ломоносов “Флагистон” (“олов материяси”) деган назарияни пуч нгазария эканлигини кўрсатди. У 1748 йил ўз қонунини қуйидагича таърифлади: бир жисмдан қанча нарса камайса, бошқа жисмга шунча нарса қўшилади, бнобарин бир ерда қанча материя камайса, бошқа ерда шунча кўпаяди. Табиатнинг бу умумий қонуни харакатга хам тааллуқлидир. Ломоносовнинг бу қонуни хозирги вақтда массанинг сақланиш қонуни дейилади: реакцияга киришувчи моддаларнинг массаси реакциядан хосил бўлган моддаларнинг массасига тенгдир. Француз олими А.Лавуазье, Ломоносов қонунларини тажриба орқали тасдиқлади. В.М.Ломоносов 1781 йилда карбонат ангидрид газини 10 хил усул билан хосил қилди ва газ таркибида углерод билан кислород массалари орасидаги нисбат 3:8 эканлигини аниқлади. Шунга асосан: хар қандай кимёвий тоза бирикма, олиниш усулидан қаътий назар, ўзгармас миқдорий таркибга эга, деган хулоса чиқарилди. Бу таркибнинг доимийлик қонуни деб аталади.
Кимёнинг асосий қонунлари. Даврий қонун. Д.И.Менделеев элементларни нисбий атом оҚирликларининг ортиб бориши тартибида жойлаштириб уларнинг хоссалари даврий равишда ўзгаришини кузатди ва бу кузатишни 1869 йилда даврий қонун тарзида таърифлаб берди: оддий моддаларнинг (элементларнинг) хоссалари атом оҚирликларининг қийматига даврий равишда боҚлиқ бўлади. Хозирги вақтда атом тузилиш нуқтаи назаридан даврий қонун қуйидагича таърифланади: моддаларнинг кимёвий хоссалари ташкил қилувчи атомлар ядроси зарядига даврий равишда боҚлиқ бўлади.
Модда таркибининг доимийлик қонуни. (Н.Л.Пруст 1756). Хар қандай тоза модда қайси усулда олинишидан қатъий назар ўзгармас сифат ва миқдорий таркибга эга.
Масалан: сув қандай йўл билан олинишидан қатъий назар, унинг таркибидаги водород ва кислород 1:8 оҚирлик нисбатда бўлади.
а) 2Н₂ + О₂ = 2Н₂О
б) Н₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ +H₂O
в) Cu(OH)₂ ^t CuO + H₂O
г) Cu₂(OH)₂CO₃ ^t 2CuO + CO₂ + H₂O
Эквивалентлар қонуни. Эквивалентлар қонуни ХVIII асирнинг охирида кашф этилди. Бу қонунга асосан, реакцияга киришувчи моддалар массаси шу моддаларнинг химиявий эквивалентларига пропорционалдир.
Элементнинг I оҚирлик қисм водород 8 оҚирлик қисм кислород билан бирикадиган ёхуд ўрин оладиган оҚирлик миқдори шу элементнинг химиявий эквиваленти дейилади.
Модданинг эквиваленти оҚирлигига сон жихатидан тенг қилиб, грамм хисобида олинган миқдори грамм эквивалент дейилади.
Водороднинг эквивалент оҚирлиги 1 г, кислородники эса 8 г га тенг.
Реакцияга киришаётган моддаларнинг массалари, шу моддаларнинг эквивалентларига пропорционалдир.
m_{1 =} э₁
m₂ э₂
э₁ ва э₂ - реакцияга киришувчи моддаларнинг эквивалентлари
m₁ ва m₂ - уларнинг массалари.
Кислотанинг грамм-эквивалентларини аниқлаш учун грамм-молекуляр оҚирлиги унинг негизига бўлинади. Масалан:
36,5 98
Э_HCL= ------- = 36,5 Э_{H SO}= ------ = 49
1 ^{2 4} 2
Асос ва тузларнинг грамм-эквивалентларини аниқлаш учун уларнинг грамм молекуляр оҚирлиги шу асос ёки туз таркибидаги металл валентлик бирликларининг умумий сонига бўлинади. Масалан:
74 342
Э_Ca(OH) =------- = 37 Э_{AL (SO )} = ------ = 57
² 2 ^{2 3} 2*3
Хамма холларда элементнинг эквивалентини топиш учун унинг эквиваленти маълум бўлган бошқа бир элемент билан хосил қилган бирикмасининг таркибини билиш кифоя.
Атом оҚирликни топиш. Јаттиқ моддаларнинг атом оҚирлигини Дюлонг-Пти қоидасига асосланиб топилади. Модданинг солиштирма иссиқлик сиҚими (с) нинг атом оҚирлиги (А) га кўпайтмаси ўзгармас катталик бўлиб, ўртача температурада 6,3 га тенгдир.
6,3
А * С = 6,3 Бундан А = ------
С
Бу формуладан металларнинг тақрибий атом оҚирликларини топишда фойдаланилади.
Масала: Солиштирма иссиқлик сиҚими 0,9408 бўлган металлнинг тақрибий атом оҚирлигини топинг.
Ечиш: Дюлонг-Пти қоидасига
6,3
А = ----------  6,8
0,9408
Бу металл литий, унинг аниқ атом оҚирлиги 6,92 га тенг.
Атом оҚирлигини аниқроқ топиш учун элементнинг эквивалентини валентлигига кўпайтириш билан хисобланади. Бунинг учун:
а) модданинг эквиваленти топилади
б) Дюлонг-Пти формуласидан тақрибий атом оҚирлигини топилади
в) валентлик топилади
г) эквивалентни валентликка кўпайтириб, аниқ атом оҚирлик топилади.
Масала: Темир (III) оксидда - 69,94 % темир ва 30,06 % кислород бор. Темирнинг солиштирма иссиқлик сиҚими 0,1137 га тенг. Темирнинг аниқ атом оҚирлиги топилсин?
Ечиш: Темир (III) оксидининг процент таркиби асосида темирнинг эквивалентини топамиз:
30,06 ----------- 69,94
8 ------------ х

Бундан 69,94*8

х = --------- = 18,61
30,06
келиб чиқади.
Дюлонг-Пти қоидасидан фойдаланиб, темирнинг тахминий атом оҚирлигини топамиз: 6,3
А = ---------- = 56
0,1137
Элементнинг топилган тахминий атом оҚирлигини унинг эквивалентга бўлиб, темир (III)-оксидидан темирнинг валентлигини топамиз.
Темирнинг валентлиги:
56
В = ---------- = 3
18,61
Энди эквивалентни валентликка кўпайтириб, темирнинг аниқ атом оҚирлигини топамиз:
А = 18,61 * 3 = 55,83
Газ ва буҚларнинг молекуляр оҚирлигини топиш.
1. Бирор хажимдаги газ оҚирлигининг худди шу хажмда ўша температура ва босимда олинган бошқа газ оҚирлигига нисбати биринчи газнинг иккинчи газга нисбатан зичлиги деб аталади.
Газнинг нисбий зичлигини Д харфи билан, биринчи газнинг оҚирлигини q₁ билан ва иккинчи газнинг оҚирлигини q₂ билан белгилаб, қуйидаги математик ифодани ёзиш мумкин:
Д = q₁ / q₂
Газнинг зичлиги билан унинг молекуляр оҚирлиги ўртасида боҚланиш бор. Бир хил шароитда олинган икки газнинг бир-бирига тенг хажмлардаги молекулалар сони тенг бўлганидан, уларнинг оҚирликлари, молекуляр оҚирликлари нисбати каби нисбатда бўлади.
Биринчи газнинг оҚирлигини q₁ молекуляр оҚирлигини М₁ билан ва иккинчи газнинг оҚирлигини q₂ билан молекуляр оҚирлигини М₂ билан белгилаймиз. У холда:
М₁ q₁ q₁ М₁
---- = ----- бу ерда Д = ---- у холда Д = ----- бўлади.
М₂ q₂ q₂ М₂
Мисол. Аммиакнинг хавога нисбатан зичлигини аниқлаш.
Ечиш: Аммиак (NH₃) нинг молекуляр оҚирлиги 17 га, хавонинг ўртача молекуляр оҚирлиги эса 29 га тенг. Демак аммиакнинг хавога нисбатан зичлиги: 17
Д_хаво = ---- = 0,59 бўлади.
29
Газнинг оҚирлиги билан молекуляр оҚирлиги орасидаги боҚланишни ифодаловчи формуладан қуйидаги формула келиб чиқади: М₁ = Д * М₂
Д - зичлиги, г / см³.
Мисол. Газнинг хавога нисбатан зичлиги 1,17 га тенг. Газнинг молекуляр оҚирлигини топинг.
М₁ = Д * М₂ = 1,17 *29 = 34
2. Газ ёки буҚнинг молекуляр оҚирлигини грамм-молекуляр хажми асосида хам топиш мумкин.
Модданинг молекуляр оҚирлигига сон жихатидан тенг бўлиб, грамм хисобида ифодаланган оҚирлиги шу модданинг грамм-молекуласи деб аталади.
Турли моддалар грамм-молекуласининг оҚирлиги хар хил бўлади, хар қандай модданинг грамм молекуласида молекуляр сони бир хил, яъни 6,02 * 10²³ дир (Авогадро сони).
Хар қандай газнинг бир грамм-молекуласи эгаллаган хажми нормал шароитда 22,4 л га тенг.
Хар қандай газнинг бир грамм-молекуласи нормал шароитда 22,4 л хажмни эгаллагани учун маълум хажмдаги газ қанча грамм келишини хисоблаб, унинг сон жихатидан молекуляр оҚирлигига тенг бўлган грамм-молекуласи оҚирлигини биламиз.
Мисол. Ацетилен тортиб кўрилганда унинг 200 мл нормал шароитда 0,232 г келиши аниқланди. Ацетиленнинг молекуляр оҚирлигини топинг.
Ечиш: 200 мл ------- 0,232 г
22400 мл ------ х
22400 * 0,232
х = -------------- = 25,384 г
200
3. Газ холати тенгламаси яъни Менделеев-Клапейрон тенгламасидан фойдаланиб газлар молекуляр оҚирлигини аниқлаш мумкин.
Р V = n R T
бунда n = m / M
бу ерда m - газнинг грамм билан белгиланган оҚирлиги
М - газнинг молекуляр оҚирлиги.
Юқоридаги тенгламалардаги n ўрнига m / М ни қўйсак:
m
P V = ------- R T хосил бўлади.
M
R - нинг сон қиймати хажм ва босимнинг қандай бирликларда ифодаланганига боҚликдир. Агар хажм (V) литр билан, босим (Р) атмосфера билан ифодаланса, R нинг сон қиймати - 0,082 га тенг бўлади.
1 * 22,4
R = ----------- = 0,082 л. ат. / град.
273
Хажм миллилитр билан, босимни эса симоб устунинг мм. хисобидаги баландлиги билан ифодаласак Р учун 62400 қиймат хосил қиламиз.
760 * 22400
R = ----------------- = 62400 мм. мл. / град.
273
Мисол. Бензолнинг 600 мл буги 87⁰ ва 624 мм босимда 1,3 г келади. Бензолнинг молекуляр оҚирлигини топинг.
Ечиш:
Бу тенглама масала шартида берилган қийматларни қўйсак:
1,3 * 62400 * 360
М = ----------------------- = 78
624 * 600
келиб чикади.
Адабиётлар.
1. Тошпўлатов Ю.Т., Исхоқов Ш.С. “Анорганик кимё”. Т. “ўқитувчи”. 1992.
2. Третьяков Ю.Д., Метелин Ю.Г. “Умумий химия асослари”. Т. “ўқитувчи”. 1990.
3. Хомченко Г.П. Кимё. Тайёрлов бўлимлари учун. Т. 1992.