Kimyodan masalalar

OZBEKISTON RESPUBLIKASI OLI У VA 0‘RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRUGI


G‘. RAIÏMONBERDIYEV, T. DO‘STMURODOV, A. SIDIQOV


FIZ1K VA KOLLOID KIMYODAN MASALALAR

0‘zbekiston Respubükasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi tomonidan o‘quv qo‘llanma sifatida tavsiya etjlgan


Toshkent — 2006





G‘. Rahinonbcrdiyev, T. Do'stmurodov, A.S. Sidiqov. Fizik va kol­loid kimyodan masalalar. 1'., «Pan va texnologiya», 2006, 192 bet.


Ushbu o'quv qo'llanma namunaviy dastur asosida yozilgan. Unda fizik va kolloid kimyoning asosiy mavzulari yuzasidan misol va masalalar yechishga doir uslubiy ko'rsatmalar hamda mustaqil ishlash uchun misol va masalalar to'plami keltiriIgan.

O'quv qo'llanma fizik va kolloid kimyo fanlarini o'rganadigan bakalavriatning barcha yo'nalishlari talabalariga moMjallab yozilgan.


Taqrizchi: R.S.Tillayev — O'zbekiston Milliy

Universitetining «Fizik va kalloid kimyo* kafedrasi mudiri, professor


ISB N 978-9943-10-013-8


© «Fan va texnologiya* nashriyoti, 2006 y.



soⁱz ßosm

Misol va masalalar yechish ‘‘Fizik va kolloid kimyo” fanini o'rganish jarayonida va talabalaming musiaqil ishlarmi lashkil qilishda muhim amaliy mashg'ulot hisoblanadi. Fanning har bir bo'limini o'rgangandan so'ng, shu boMimga oid misol va masalalar ycchilsa, olingan nazariy bilim musiahkamlanadi, talabanmg musiaqil mulohaza yuritish va fikr- lash qobiliyati o‘sadi.

Ushbti uslubiy qo'llanma bakalavrlar tayyorlash uchun o‘quv reja va dasturlar asosida yoziJgan bo'lib, fizjk va kolloid kimyo fanini o‘rga- nadigan yo'nalishlar talabalari bilimlarini oshirishga va mustahkam- lashga, iqtidorli talabalar bilan auditoriyadan tashqari mashg‘ulot o'tka- zish hamda kimyo olimpiadalariga ularni tayyorJashga mo'lyallangan

Qo'llanmada, namunaviy dasturga muvofiq fizik va kolloid kimyo- mng muhim mavzulari yuzasidan misol va masalalar tanlangan harnda tuzilgan. Talabalaming misol va masalalami qiyinchiliksiz ycchishlarim ta’minlash maqsadida, har bir mavzu yuzasidan qisqacha nazariy ma’lumot. masalalar yechish uslublari ko'rsatilgan, misollardan na- munalar va mustaqil ishlash uchun misol va masalatar to'plami kelriril- gan.

1. 
   bob. ASOS1Y GAZ QONUNLARI
   

Gaining holati uning harorati (T), bostmi (R) va hajmi (V) bilan ifodalanadi. Agar gazning harorati 273°K ga. bosimi esa normal atmos­fera (101,325 kPa yoki 760 mm. sim. ust.) bosimiga teng bo‘lsa. gazning bunday sharoitiga — normal sharoit deyiladi. Shu sharoitdagi hajm V_ft, bosim P<) va harorat T« bilan bclgilanadi.

Haroratning xalqaro o'lchov birligi sifatida SI sistemasida I kelvin (K.) qabul qilingan. Harorat ni amalda oMchashda Selsiy (°C) darajalari- dan foydalaniladi:

1 Selsiy daraja =» }° t.

Kelvin shkalasi bilan Selsiy shkalasi orasida: 1=273,15+1 boglamsh mavjud.

Gazning bosimi SI sistemada Paskal bilan ifodalanadi.

1. 
   paskal (Pa) I m² sirtga 1 Nyuton (1 H) kuch ta’sir etgani'da namoyon boiadigan bosimni ko’rsatadi:
   

R = 1N/1 m² = N/m² » I Pa. 1000 Pa * 1 kilopaskal (kPa).

Hajmni oichash uchun SI sistemasida m³ qabul qilingan. Amalda litr (1 dm³), millilitr (1 sm ³) lardan, m³ lardan foydalaniladi:

11. 
    1 d;n ' - I 10 ~³ m³ dan foydalanish mumkin. 1 ml — 10~⁶ m³ yoki 1 ml = 1 sm³.
    

Ishlab chiqarish sharoitida va aniq hisoblashlar kerak bo'lmaganda, gazlar bilan olib boriladigan hisoblashlarda ideal gaz qonunlaridan foy­dalanish mumkin. Ideal gaz deganda, molekulalari bir-biridan birmuncha uzoq masofada bo’lib, niolekulalararo tortishish kuchlari juda kichik boMgan gaz holatini tushunish kerak Real gazlar normal sharoitda ideal gaz holatida bo'la olmavdi, faqat yuqori harorat va past bosimda real gazlar ideal gazlar holatiga erishadi Ishlab chiqarishdagi kimyoviy jarayonlarda gazlar past bosim va yuqori haroralda ishlaganda ideal gaz qonunlaridan foydalaniladi. Boyl-Mariott qonuniga muvoftq, o’zgarmas gaz massasining o'zgarmas haroratdagi hajmi uning bosimiga teskari mutanosib bo'ladi:

PV = const yoki Pi / P2 =* Vj/V'i

(V=const , m = const) (1.1)



O'zgarmas harorat da berilgan gazning zichhgi (p) va konsentratsiyasi (S) bostm (R) ga mutanosib:

P,/P₃=P|/P2 d.2>

C,/C₂= P,/P₂ (1.3)

1. 
   Gcy-Lyussak va Shari qonunlariga muvofiq, ga? massasining o'/garmas bosimdagi hajmi gazning mutlaq haroratiga to'g'ri mutanosib bo'ladi:
   

V₍/Vi- T,/T₂ (P - const, m = const) (1.4)

O'zgarmas bosimda berilgan gaz massasining hajmi mutlaq haroratga to'g'ri mutanosib bo'ladi:

v,/ T, - Vj/ T₂ - Vj/ T₃ - ... =v_k / T_k (1.5)

Shuningdek, ozgarmas hajmda berilgan gaz massasining bosimi muflaq haroratga to'g'ri proporsional bo'ladi:

Pi/ T| - Pa/ T₂ = Pj / T₃ = Rk / T_k (1.6)

O'zgarmas bosimda gazning zichligi va konsentratsiyasi mutlaq haroratga teskari mutanosib bo'ladi:

C,/C₂ = T₂/T, va Pi / p₂ " 12/ T| (1.7)

C,/C₂-T₂/T, (1.8)

2. 
   Shuningdek, Gcy-Lyussak qonuniga muvofiq o'zgarmas gaz massasining o'zgarmas hajmdagi bosimi gazning mutlaq haroratiga to'g'ri mutanosib bo'ladi:
   

Pi/ P₂ — Ti/T₂ (V = const, m = const) (1.9)

Ideal gaz qonunlaridan foydalanib: 1) hajm va harorat o'zgarganda bostm; 2) bosim va harorat o'zgarganda hajm; 3) bosim va hajm o'zgarganda zichlik hamda konscntratsiyalarm aniqlash mumkin.

3. 
   Agar o'zgarmas gaz massasining hajmi, bosimi va harorati ozgarsa, bu uch xossa orasidagi bog'lanish Klapeyron tenglamasi bilan ifodalaniladi:
   

P,V|/ T/ = P₂ V2/J2 * ^c°^ns0 (1 ^,0>

bu yerda: P,V| I'! — gazning dastlabki bosimi, hajmi va harorati; Pj Vi

IS - ga/ning boshqa holatdagi bosimi, hajmi va harorati.

Klapcyron tcnglamasidan foydalanib, gazning normal sharoitdagi ( lo= 273 K, Fn⁼ 101325 Pa) hajmini hisoblash mumkin:

fdi = — bundan Vo - I'!- ?- K. yok, 5d5. = R r„ T r,T T.

K - universal gaz doimiysi.

4. 
   Avogadro qonuniga muvofiq bir xil sharoitda (bir xil harorat va bir xil bosimda) va barobar hajmda olingan turli gazlarning molekulalari soni barobar boMadi.
   

Avogadro qonunidan uchta xulosa kelib chiqadi:

1. 
   oddiy gazlarning (kislorod, vodorod. azot, xlor) molekulalari ik- ki atomdan iborat;
   
2. 
   normal sharoitda (273K va 101. 325 kPa) Imol gaz 22,4 1 haimni egallaydi.
   
3. 
   bir xil sharoitda barobar hajmda olingan ikki gaz massalari ora- sidagi msbat shu gazlarning molekular massalari orasidagi nisbatga teng.
   

Ayrim gaz va gazlar aralashmasiga oid hisoblashlar olib borilganda

1. 
   umumlashgan formula va Avogadro qonuni asosida keltirib chiqa- rilgan Mendeleyev-Klapeyron tenglamasidan foydalaniladi:
   

PV = RT (III)

bu yerda: V — Imol ideal gazning hajmi (litr bilan); R — gaz tabiatiga bog’liq boMmagan o‘zgarmas son.

1. 
   tenglamani n mol gaz uchun quyidagicha yozish mumkin:
   

PV - nRT. (1.12)

bu yerda: V~nV bo'lib, berilgan bosim va haroratdagi n mol gaz hajmi, n = 1 ga teng; m - gaz massasi; M — gazning molar massasi.

1. 
   formuladan normal sharoitdagi 1 kmol ideal gaz uchun R ning qiymatmi hisoblash mumkin:
   

yoki R-8,314 (J/mol.K) R ning turli o’lchov birliklaridagi qiymati quyi- dagicha ifodalanadi:


_R= ^_m.22AW _{= b} , _{a(m/ ol} . _K> \mol -21X2SK


R ~ 1,987 kal/ (mo! • K);

R - ²? H⁴:⁷1⁰ - o?',₆₀mm ml/ (mol K) - 8,314 ■ 10 ⁷ crg/(mol K) 273,15A"

Gaining hajmi ma'lum bosim va haroratda o‘lchangan bo'lsa. uning norma! sharoildagi (n.sh.) hajmini aniqlash mumkin. Buning uchun Boy! Marion, Shar! va Gey-Lyussak qonunlarining umumlashiirilgan (JO.I) formulasidan f'oydalaniiadi:

(i.i3)