Kimyodan masalalar

C_v¡ -3C„, 4-2 32

2. 
   Azotning dastlabki konsentratsiyasi:
   

C_N, = C_muv h, + ^- = 4 + — = 4+8 - 112 mol/1 bo'ladi.

2 2

2. 
   Vodorodning dastlabki konsentratsiyasi quyidagicha bo'ladi:
   

3. 
   3
   

Ch₂ ~ C_raUv n₂ ⁺ "T “ 2 + — -16-26 mol/1 boiadi.

6. 
   misol 850°C da C0₂ + H₂ ^ SO + H₂0 reaksiyaning muvo­zanat doimiysi 1 ga tcng. Agar l mol C0₂ va 5 mol H₂ aralashtirilsa, C0₂ ning necha foizi SO ga aylanadi?
   

Yccbish. 1. Agar hosil bo'lgan SO va H₂0 larning mollar soni x hi­lan ishoralansa, unda C0₂ + H₂ S SO + H₂0 bo'ladi.

1. 
   x 5-x x x
   

K = —— 1; x ² = 5 - 6 x + x ²; 6x = 5

(1 — -*•)* (5 — x)

x ~ ~ ~ 0,83 mol.

6

2. 
   C0₂ ning dastlabki miqdori 1 mol bo'lgani uchun:
   

1 : 0,83 = 100 : x, x = WH_IOO₌ 83%, _ya’ni C0₂ mng 83 foizi

I

SO ga aylanadi.


MUSTAQIL IS HI AS H UCHUN MISOL VA MAS ALA LAR

1. 
   Agar gazlar aralashmasi siqilsa, quyidagi sistemada muvozanat holati o'zgaradimi?
   

H₂ + J₂ = 2HJ

2. 
   Agar normal sharoitda hajmlari bir xil bo‘!gan xlor bilan vodorod aralashtirilib, ultrabinafsha nur bilan ta’sir ettirilsa, berk sistcmadagi bosim o'zgaradimi? Javobingizni izohlab bering.
   
3. 
   Horarat oshirilganda quyidagi sistemalarda muvozanat qaysi to- monga siljiydi:
   

J₂ + H₂ 5 2HJ + Q

2HBr U H₂ + Br₂ - Q

4. 
   Mis(II) - oKCMAHHHr vodorod ta’sirida qaytarilishini muvozanat- dagi reaksiya sifatida qarash mumkinmi? Javobingizni izohlab bering.
   
5. 
   Ushbu sistemalarda bosim oshirilganda muvozanat qaysi tomonga siljiydi:
   

1. 
   3N₂ + N₂ 5 2NH₃; 2) 2N0₂ ü N₂0₄
   

6. 
   Sistemada: a) bosimni oshirilishi; b) haroratni oshirilishi; d) kis- lorod konsentratsiyasining oshirilishi, quyidagi sistemaning muvo- zanatiga qanday ta’sir qiladi:
   

SO + 0₂ s 2C0₂ + 0

7. 
   Adsorbsiya jarayoniga va unga teskari bo'lgan desorbsiya jara- yoniga harorat qanday ta’sir qiladi? Adsorbsiya ekzotermik jarayonmi yoki endotcrmikmi?
   
8. 
   Muayyan haroratda H^ + Br₂(_g) — 2HBrj reaksiya uchun K=l. Dastlabki aralashma 3 mol H₂ va 2_mo| Br₂ dan iborat bo'lgan mu­vozanat holatdagi reaksiya aralashmaning tarkibi (hajm bo'yicha %) ni aniqlang.
   

Javobi. 49,6% H₂; 29,6% Br₂; 20,8% HBr.

N₂(jj) + 3H₂(g) S 2NHi(g) AH° = - 92,4 kJ sistemada muvozanat qaror topganda, rcaksiyada ishtirok etuvchi moddalaming konsenlratsiya- lari:

Cn₂ = 3 mol/1; Ch₂= 9 mol/1;



Qmh₃ ⁼ 4mol/l bo'ladi. Berilgan maiumotlardan foydalanib: a) H? va N2 laming dastlabki konsentratsiyalarini aniqlang; b) harorat ko'tarlishi bilan muvozanat qaysi tomonga siljiydi? d) idish hajmi ka- maytirilsa, muvozanat qaysi yo'nalish tomon siljiydi?

Javobi: a) Cn₂ — 5 mol/l; Ch₂ ⁼ 15 mol/1;

b) chapga; d) o ngga.

Muayyan haroratda FeO,_k> + CO_(gi ^ Fe<_k) +■ C02(_g> reaksiyasining muvozanat konst ant asi 0,5 leng. CO va COj larning dastlabki konsen- tratsiyalari Cco ⁼ 0.05 mol/1 va Cço2 ⁼ 0,02 mol/l bo'lsa, ulaming muvozanat konsentratsiyalari qanday bo'ladi?

Javobi: Cco ~ 0 04 mol/l; 0,02 mol/l

11. 
    2CO + Oii: 2C0₂ sistema muvozanatida kislorodning konsen­tratsiyasi ortirilganda muvozanat qaysi tarafga siljiydi?
    
12. 
    2SOi₍g) + 02(g) s 2S0₃₍,), H° = -284,2 kJ. Qaysi omillarni o'zgartirish bilan muvozanatni S0₃ hosil boiish tomonga siljitish mum- kin?
    
13. 
    N2 + 3H2 ** 2NH₃ dan iborat muvozanat sistemada, mod- dalarning konsentratsiyalari. Cn₂ = 0,3 mol/l; Ch₂ ⁼ 0.9 mol/I va Cnh₃ ⁼ 0,4 mol/l boisa, rcaksiyaning muvozanat doimiysini toping.
    

Javobi. 0,73.

11. 
    Quyidagi reaksiyalaming muvozanatiga: a) bosimning oshirilish; b) haroratning oshirilishi qanday ta’sir qiladi?
    

2H2(g) + 0_{2 (6)} ^ 2H₂0_(g), A H° * - 483,6 kJ,

CaC0_{3 (k)} a SaO<_k) + C0₂,_k). AH⁰ = 179 kJ.

11. 
    a) harorat pasaytirilganda va b) bosim oshirilganda quyidagi sis- temalaming muvozanati qaysi yo'nalishda siljiydi?
    

2CO(_K) + 0_{2 U)} =; 2C0₂₍g). A H° = 566 kJ,

ⁿ2(í) + °2(i) - 2NO_w, A H° = 180 kJ.

11. 
    A + B í C + D reaksiyaning muvozanat doimiysi 1 ga teng. A moddaning dastlabki konsentratsiyasi Ca * 0,02 mol/l. Agar B modda- ning dastlabki konsentratsiyasi Cb ~ 0,02, 0,1 va 0,2 mol/l boiganida necha foiz A moddasi 0‘zgarishga uchraydi?
    

Javobi: 50%, 83,3%, 90,9%.

11. 
    Yopiq idishda AB(g> ^ Ava B moddaning muvo­zanat doimiysi 0,02 mol/I ni tashkil etadi. AB moddaning boshlang’ich konsentratsiyasini toping. Bunda necha % AB moddasi parchalangan?
    

Javobi: C/vB ⁼ 0,03 mol/l, 66.7%.

11. 
    N₂0₄ ning boshlang'ich konsentratsiyasi C_N2q₄ ⁼ 0.08 mol/1 bo'lsa, muvozanat holat boshlanish oldida 50% Nj0₄ dissotsialangan bo'lsa, N304 S 2N0₂ reaksiyaning muvozanat doimiysini toping.
    

Javobi: 0,16

11. 
    Quyidagi konsentratsiyalarda: Cb = 0,05 mol/1 va Cc = 0,02 mol/1 \_g) + B_(g) J3 C(_g) + D,_g) sistemada A va B gazlari aralashtirilgan- dan so'ng muvozanat qaror topadi. Reaksiyaning muvozanat doimiysi bu vaqtda 4 10"* boiadi. A va B moddalaming dastlabki konsentratsiya- larini toping
    

Javobi: C_A = 0,22 mol/1, Cb ⁼ 0,07 mol/1.

11. 
    C + reaksiyasining muvozanat doimiysi birga teng. 3 mol A modda va 5 mo! B modda aralashtirilsa, necha foiz A modda o'zgarishga uchraydi?
    

Javobi: 62,5%.



IVbob. FAZAIAR MÜVOZANATI

Ba'zan kimyoviy jarayonlar anchagina murakkab tarzda boradi — jarayon davomida moddalaming holati va allotropik shakllari o'zgaradi, ya'ni yangi sohalar (fazalar) hosil bo'ladi yoki yo'qoladi.

1. 
   BIR KOMPONENTL1 SISTEMALAR
   

Geterogen sistemaning boshqa qismlandan chcgara sirtlar bilan ajralgan. ulardan o‘z termodinamik xossalari va kimyoviy tarkibi bilan farq qiladigan gomogen qismi faza deyiladi. Fazaning hamma tomonlari bir xil tarkib va bir xil fizik-kimyoviy xossalarga ega bo'ladi. Bir fazadan iborat sistema gomogen sistema va bir necha fazadan iborat sistema gete­rogen sistema deyiladi. Suynq va qattiq fazalar quyuqlashgan (kondensat- langan) fazalar deyiladi. Muvozanatda turgan sistemaning holati fazalar soni, kimyoviy tarkibi va termodinamik xossalari bilan xususiyatlanadi. Agar bu uch xususiyat ma’lum bolsa, sistemaning holati aniqlangan hisoblanadi. Sistema tarkibi-komponentlar soni, termodinamik xossalari esa, erkinlik darajalari soni bilan xarakterlanadi.

Sistemadan ajratib olingandan so‘ng mavjud bo‘la oladigan modda- lar komponentlar yoki tarkibiy qismlar deyiladi.

Masalan, NaCl ning suvdagi eritmasi H₂0 va NaCl dan tashqari, Na⁺, CI^-, H⁺„ 0H~ ionlar ham mavjud. Bu ionlar sistemadan tash- qarida mavjud bo'la olmaydi. Shunga ko'ra, ular komponent bo‘la ol- maydi, H2O va NaCl ni esa komponent deb hisoblash mumkin. Demak, NaCl ning suvdagi eritmasida ikkita komponent bor.

Sistemadagi har qaysi fazaning kimyoviy tarkibini aniqlash uchun zarur bo'lgan modda xillarining (komponentlarining) eng kichik soni sistemaning komponentlar soni deb ataladi.

Sistemaning termodinamik xossasi harorat, hajm, bosim va konsen- tratsiya bilan tasniflanadi. Sistemaning termodinamik xossasini aniqlash uchun zarur bo'lgan parametrlarining eng kichik soni erkinlik darajalari soni deyiladi. Masalan. sistema gaz holatdagi bir komponentdan iborat boMsin. Bu sistemaning termodinamik holatini aniqlash uchun kamida nechta parametr ma’lum bo'lishi kerak? Faraz qilaylik, bir parametr, masalan, sistemada harorat ma’lum bo'lsin. Ma’lumki, bu haroratda V





va R lar Boyl-Mariott qonuni chegarasida (agar gaz ideal gaz deb qabul qilinsa); bir qancha qiymalga ega bo'lishi mumkin: ya’ni V. R lar qiy- matini aniqlash uchun shuning o'zi kifoya cmas. Ikki parametr, ma- salan, T, R ma'lum bo'lsa, ma’lum T, R qiymatida V bitta qiymatga ega bo'lishi mumkin. Bu qiymatni RV = n RT tenglamasidan foydalanib hisoblash mumkin. Demak, sistemani lermodinamik xossasini aniqlash uchun kamida 2 parametr qiymati ma’lum bo'lishi kerak. Demak, ushbu misolda sistemadagi erkinlik darajalari soni 2 ga teng.

2. 
   FAZAIAR QOIDASI. SISTEMALARNING HOLAT D1AGRAMMALARI ASOSIDA HISOBLASHLAR
   

Bu qoida ba’zan Gibbsning fazalar qoidasi deb ham yuritiladi. Fazalar qoidasi muvozanatdagi geterogen sistemalarda qo‘llaniladi.

Muvozanat holatidagi geterogen sistemalarda: faza (F). komponcnt- lar soni (K) va erkinlik darajasi (F) orasidagi o'zaro bog’liqlik quyidagi formula bilan ifodalanadi:

F= K - F +2 (4.1)

bunda, 2 — sistemadagi parametrlar soni (R va T).

Bu formula fazalar qoidasining mohiyati nomi bilan atalib, bir necha faza va bir necha komponentlardan íborat bo'lgan sistcmalardagi muvo­zanat holatlarini ifodalaydi. Masalan, bir komponentdan iborat uch fazali sistema (suv) muvozanatda bo'lganda: muz S suv 5 bug‘ ko'rinishida yoziladi.

Uchala faza ustidagi bug‘ bosimi teng va harorat +0,01°C bo'lgan- dagina sistema muvozanat holatida bo'ladi. Bosim yoki harorat qisman o'zgarsa. bir komponentdan iborat uch fazali sistema bir komponentli ikki fazali sistemaga aylanadi.

Fazalar qoidasi yordamida (muvozanat holatidagi) sistemadagi faza­lar va o‘zgaruvchan parametrlar (R, T, S) ning sonini aniqlash mumkin. 0‘zgarmas bosimda, ya'ni qattiq va suyuq fazalardan iborat sistemalar uchun o'zgaruvchan parametrlar soni bittaga kamayganida. fazalar qoi- dasining formulasi quyidagicha bo'ladi:

F = K - F + 1 (4.2)

Sistemalar xossasiga ko'ra ikki xil bo'ladi: a) agar sistemada kompo- nentlar o'zaro ta'sirlashmasa, bunday sistemalar fizik sistema; b) agar komponentlari o'zaro ta’sirlashsa, bunday sistema kimyoviy sistema deyiladi.

Fizik sistemalarda barcha komponentlar soni o'zaro ta sirlash- maydigan Komponentlar soniga teng.





Kimyoviy sistemadagi kornponentlaming umumiy sonidan o'zaro ta- sirlashadigan komponentlar soni ayirib tashlansa, ta’sirlashadigan soni ma’lum bo'ladi.

Fazalar muvozanatini o'rganishda fizik-kimyoviy tahlil uslublaridan foydalaniladi. Buning uchun tajribada sistemadagi kornponentlaming kimyoviy tarkibi, fizik xossalarining (tc. t_K, P ^va boshqalar) bir-biriga bogiiqligi o'rganiladi. Tajribadan olingan ma'lumotlar asosida larkib - xossa diagramma tuziladi. Diagramma yordamida fazalar soni, tarkibi va xossalan aniqlanadi.

MASALALAR YECHIMLARIDAN NAM UN ALAR

50. 
    misol Sb — Pb ning holat diagrammasidan (4.1-rasm) fovdalanib, tarkibida 40% qo'rg’oshin boigan 3 kg suyuq qotishma 430°C gacha sovitilganda qancha miqdorda surma kristallga tushadi?