Kimyodan masalalar

e

«


D


Vaqt


Vaql


4 2-rum Uchuvchanlik xossasiga cga bo'lmagan moddaning sovish dia- granunasi.


4.3-ram. Tarkibida 8% surma bor qotishmaning sovish diagrammasi.


KNO3 + NaCl S NaN0₃ + KC1.



Eritmada KN0₃, NaCI molekulalari , KNO3 kristallari va suv bug'i bo'lgan sistemaning erkinlik darajasini aniqlang.

Javobi: F = 3.


4.3. BIR KOMPONENTLI SISTEMAIARDA FAZALAR MUVOZANATI

Bir komponentli sistemalarda fazalar muvozanalining qanday omil- larga bog'liqligi Klapeyron- Klauzius tengiamasi asosida o'rganiladi:

d-P

Д Hf _u = T —— Д V (4.3)

d ■T

bunda, AHf_u - muvozanat sharoitdagi fazalar o'zgarishi (bug'lanish suyuqlanish, sublimatlanish, allotropik shakl o'zgarish) entalpiyasi; T- harorati; d P

• 
  — - bug¹ bosimining haroratga bog'liqlik ifodasi;
  

AV — muvozanat holatidagi fazalaming molar hajmlari orasidagi ayirma.

Bug'lanish va sublimatlanish jarayonlari uchun bu tenglamadagi U o'rniga molar hajmlar ayirmasi qo'yilsa, 4.3 formula quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi:

AH_b = (V_e-V_suywq)T j~ (4.4)

RT

krilik haroratdan yuqori haroratda V_b = V_s Voki V₀ = —j~ bo'igani

uchun V„ — V_S(iyuq = V„ kabi yoziladi.

Masalan, J mol suv kritik qnyna.sh haroratidan yuqori haroratda 22400 ml hajmni egallaydi. Shuning uchun V_b = V_b — Vs « 22400 — 18 = 22382 - 22400 ml deb olinadi.

Shuni hisobga olib, (4.4) formula quyidagicha ifodalanadi:

AH_b=~j^-RT² (4.5)

Agar ДН_Ь haroratga bog'liq bo'lmaydi dcb, (4.5) intcgrallansa, AHß ning R va T bilan bog‘liqligini ifodalovchi quyidagi formula hosil bo'ladi:



_kl.£!L.L=S. ,4.6,

/>, 2.3R T,T,

Sublimatlanish, suyuqlanish va bugianish issiqliklari fa2alar dia- grammasining uchala nuqtasida quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:

A H_sub = A H_b + A Hsuyuq. (4.7)

Ko'pgina moddalaming normal qaynash haroralidagi bugianish is- siqligi Truton formulasidan taqriban hisoblanadi:

AH_k AH,

^h- =21.3 kai yoki ^b- = 89.12 J (4.8)

_g A _{t h}

Bunda T_n th. ⁼ moddalaming normal qaynash harorati.

Yoki aniqroq qilib, Kistakovskiy tenglamasi asosida hisoblanishi mumkin:

^ = 8,75 + 4,571 Ig T_qay (4.9)

bunda. T_qay ^— normal bosimdagi qaynash harorati (K bo‘yicha).

Bug'lanish issiqligining haroratga bog'liqligi Kirxgof tenglamasi aso-

sida (AH_T = AH_T< + JAC_pdT) hisoblanadi.

h

AH_b(T₂) » AH_b(T,) + J ACpdT

t,

yoki

AH_b(T₂) = AH„ + AC_pdT, (4.10)

bunda, AC_p — muvozanat holatidagi fazalaming issiqlik sig'imi orasidagi ayirma; aHo — integrallanish doimiysi.

AC_p = C„ — Csuyuq ¹¹ const deb faraz qilinsa, (4.5) va (4.10) formu- lalarini integrallab quyidagi tenglama hosil qilinadi.

AIL AC’ „

lg R = ²— + C- T +const (4.11)

2,303 • RT RT

10. 
    formuladagi AC_p va AH^ qiymatlari berilganda integralla­nish doimiysi (AH)₀ ni aniqlash mumkin. So'ngra R va AC_p maium bo'lsa, (4.11) formuladan const qiymatini ham hisoblash mumkin.
    

MASALAIAR YECH1MLARÍDAN NAMUNALAR

1. 
   misol. Normal atmosfera bosimida simobning qaynash harorati 357°C, uning bugianish harorati 283,2 J/g ga teng. Normal atmosfera bosimida simobning qaynash haroratiga yaqin haroratni 1°C o‘zgar- tirilganda boiadigan simob bug'i bosimi o'zgarishini aniqlang.
   

Yechish. Buning uchun 4.5 formula qo'llaniladi, ya’ni

dp/dT = AH_b P/RT²; T = 357 + 273 = 630 K; àHf._u -AHb M * 283,2 . 200,6 J/mol

_/jrr 283,2 -200,6 101325

dp/dT = = 1744 Pa

8,314-630

Demak, harorat 1°C ga o‘zgartirilganda simob bug’i bosimi 1744 Pa bo‘ladi.

2. 
   misol Uchlamchi nuqta haroratida (234,3 K) suyuq va qattiq holatdagi simobning suyuqlanish issiqligi 11,792 J/g, zichligi 13690 kg/m³ va 14193 kg/m³ boisa, suyuqlanish harorati 235,33 K da sistema qanday bosimga ega boiadi?
   

Berilgan: T, = 234,3 K; T₂ » 235,33 K;

A H_suyuq = 11,792 J/g *= 11,792 200,59 - 2365, 36 J/mol.

P«*^ = 13960 kg/m³ va p**^ = 14193 kg/m³

Nomaium: R — ?

Yechish:

1. 
   AV = î ! dan AV hisoblanadi.
   

P H»^ _AV=—- — = 2,59-10"⁶ m³ 13960 14193

2. 
   dP/dT =* AHsuyuq/T • AV dan R hisoblanadi.
   

AR = ⁷-² = -⁴-¹ - ²-⁵’-³- =9,313-10⁴ Pa

r.A V 234^3 - 2,59 * 10"

3. 
   misol. Klau/ius- Klapeyron tenglamasining intégral shakli yorda- mida Truton va Kistyakovskiy formulalari asosida simobning bogianish issiqligini hisoblab, 629,8 K qaynash harorati uchun aniqlangan 58,12 kJ/moI bugianish issiqligi qiymati bilan taqqoslang.
   

Berilgan: T = 629.8 K; R = 101325 Pa; AH_b « 58.12 kJ/mol.

Yechish 1) Truton formulasi asosida:

AH,

-r-⁵-= 21,3 . 4,184 * 89,12 J.

n.k h

AH_b = 89.12 629,8= 56127,776 J = 56,13 kJ/mol.

Kistyakovskiy fomiulasi asosida:

A H

i- = 8,75 + 4.57 Ig T_qay Ml. ₌ 8,75 + 4,57 Ig 629.8

T.^, 629,8

AH_b = 629,8 (8,75 + 4,57 lg 629,8) = 58,095 kJ/ mol.

Klapeyron-Klauzius tenglamasi asosida:

AH_b = RT² = ^2,30j> ‘¹⁰¹³²⁵ • 8.3₁₄ • (629.8)2 = 60,53 kJ/mol.

dT 629.8

Demak. har uchala formula asosida hisoblangan bug'lanish issiqligi qiymatlaridan Kistyakovskiy formulasi bo'yicha hisoblangan bug'lanish issiqligi (58,095 kJ/mol) 629,8 K uchun aniqlangan nazariy bug'lanish issiqligi 58,116 kJ/mol ga yaqin keladi: 58,12=58,1.

Truton formulasi yordamida keltirib chiqarilgan bug'lanish issiqligiga taxminan yaqin keladi: 58,12 = 56,2.

Klapeyron-Klauzius tenglamasi bo'yicha keltirib chiqarilgan bug'la- msh issiqligi kattaroqligi bilan ajralib turadi: 60,54 > 58,2.

4. 
   misol Vismut metalining suyuqlanish harorati 544 K bo'lib, suyuq va qattiq holatdagi vismut metalining hajmlari orasidagi farq AV = =7,2T0‘⁷ m³/ mol ga teng. Vismutning suyuqlanish solishtirma issiqligi
   

47. 
    j/g bo'lsa, normal bosimda vismut necha gradusda suyuqlanadi?
    

Berilgan:

T = 544 K; AV=7,2 * 10*⁷ m³ / mol; B = 54,47 J/g;

Z = 54,47- 208. 95 = 11381, 51 J/mol; R = 101325 Pa.

Noma’lum? Tj — ?

Yechish:

\)^d-L- = L^L (4.10 ) dan hisoblanadi:

dPùJi dP

dT

2. 
   haroratlar orasidagi farqni aniqlash uchun —- qiymati berilgan
   

dP

bosimga ko'paytiriladi:

T= 3, 442 ■ ¡O'⁵ ■ 101325 * 3.49 K.

2. 
   bosim ta’sirida vismutning suyuqlanish harorati necha gradusga pasayishi hisoblanadi:
   

T₂ = 544 - 3,49 = 540,51 K.

MUSTAQIL ISHLASH UCHUN \1IS0L VA MASALALAR

1. 
   Qatliq fenolning zichligi 1,072 10³ kg/m³, suyuq fenolniki esa 1,056 10³ kg/m³, suyuqlanish issiqligi 104.4 J/g, qotish harorati 314 K.
   

ga teng. — va fenolning 5,056i0⁷ Pa bosimdagi suyuqlanish haro- dT

ratini aniqlang.

Javobi: 316,15 K.

2. 
   Normal atmosfera bosimida suvning qaynash haroratida uning bug'lanish issiqligi 2258, 4 Jí/g ga teng, qaynash haroratjga yaqin, suvning 1°C haroratga o'zgargandagi uning bug' bosimi o'zgarishini aniqlang.
   

Javobi: 3653 Pa/K.

3. 
   95 va 97°C da suv bug'larining bosimi 84513 va 90920 Pa ga teng. Suvning bug'lanish issiqligini (J/mol da) Klauzius-Klapeyron formulasi yordamida aniqlang va 100 kg suvning bug'lanishi uchun kerak bo‘la- digan issiqlik miqdorini hisoblang. Bunda, kuchli assotsialangan suv uchun Truton formulasini qo‘llab ko'rsating.
   

Javobi: 41320 J/mol; 2,293-10* kJ.

4. 
   307,9 K normal qaynash haroratida dietil efirning to‘yingan bug' bosimi (dP/dl) ning qiymati 3530 Pa ga teng bo'lsa, Klapeyron- Klauzius va Truton formulalari asosida dietil efirning bug'lanish is- siqligini aniqlang.
   

Javobi: 27,28 kJ/mol.

T. K	88,2	92,2	98,2	104,2	112,2
R, Pa	80,0	13,3	26,6	53,3	101,3

Javobi: 8,87kJ/mol.