Маъруза o’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi

Ma’ruza №2.
Termokimyo. Gess qonuni. Entalpiya.
REJA:
1. Termokimyo.
2. Gess qonuni.
3. Entalpiya.
Gess qonuni va xulosalari. Termokimyo. Yuqoridagi oxirgi ikki tenglamalardan foydalanib termokimyoning asosiy qonuni-Gess qonunini quyidagicha ta’riflash mumkin:
Kimyoviy reakstiyalarning turg’un xajm va turg’un bosimdagi issiqlik effekti sistemaning boshlang’ich va oxirgi xolatiga bog’lib bo’lib, jarayonning borish yo’liga, (qanday oraliq bosqichlar orqali borganligiga) bog’lik emas.
Misol tariqasida uglerod yonib SO₂ ni xosil qilishini ko’raylik. Grafit va olmos yonib, bir xil modda SO₂ xosil qiladi.
S_(grafit) S_(olmos) Q N₂
Bu issiqlik effektini bevosita o’lchash mumkin emas. Gess qonunidan foydalanib, grafitning olmosga o’tish issiqligini xisoblash mumkin:
H₂ q H₁ – H₃ q - 93,997 – (94,450) q 0,453 kkalG’mol.
Bu erda: -93,997 grafitning yonish issiqligi –94,450 olmosning yonishi issiqligi.
Demak grafitning olmosga o’tish issiqlik yutilishi bilan boradigan jarayondir. Gess qonunidan foydalanib, issiqlik effekti noma’lum bo’lgan yoki o’lchash qiyin bo’lgan jarayonlarning issiqlik effektini xisoblab topish mumkin.
Termokimyoda moddalarning xosil bo’lish yoki yonish issiqliklaridan foydalanib kimyoviy reakstiyalarning issiqlik effektlarini aniqlash katta amaliy axamiyatga ega.
Xosil bo’lish issiqligi deb 1 mol birikmani oddiy moddalardan xosil bo’lishidagi issiqlik effektiga aytiladi. Bu qiymatlar ma’lumotnomalarda (spravochniklarda) berilgan.
Gess qonunidan kelib chiqadigan xulosalardan biri: kimyoviy reakstiya issiqlik effekti reakstiya natijasida xosil bo’lgan moddalarning xosil bo’lish issiqliklarini ayirmasiga teng. Matematik ko’rinishda bu qoidani quyidagicha yozish mumkin:
H q  _maxs N_f^maxs -  _dast N_f^dast
bu erda H – reakstiyaning issiqlik effekti
 _maxs N_f^maxs – reakstiya maxsulotlarining xosil bo’lish issiqliklarini yiqindisi.
 _dast N_f^dast – dastlabki moddalarning xosil bo’lish issiqliklarining yiqindisi.
_maxs , _dast – mos ravishda reakstiya maxsulotlari va dastlabki moddalarning stexiometrik koeffistientlari.
Organik moddalar ishtirokida boradigan kimyoviy reakstiyalarning issiqlik effektlarini Gess qonunidan kelib chiqadigan ikkinchi xulosadan foydalanib hisoblash mumkin. Bunda yonish issiqliklaridan foydalaniladi. Yonish issiqligi deb 1 mol birikmani kislorod oqimida (p q const) yuqori oksidlarni xosil qilguncha oksidlangandagi issiqlik effektiga aytiladi. Bunda C, H , N, S va Cl larning yongandagi maxsulotlari
SO₂(g), H₂O (s), N₂(g), SO₂ (g) va HCl (g) lar deb qaraladi.
Gess qonunida kelib chiqadigan 2-xulosaga binoan kimyoviy reakstiya issiqlik effekti dastlabki moddalar yonish issiqliklari yig’indisidan maxsulot moddalar yonish issiqliklari yig’indisini ayirganiga teng.
Matematik ko’rinishi quyidagicha:
H q  _dast H^yonish_dast -  _maxs H^yonish_maks
Misol: Anilinning (suyuq) yonish issiqligi quyidagi reakstiyaning issiqlik effektiga teng.
C₆H₅NH_2(s) q 7* 3G’4 O_2(g) 6CO_{2 (g)}Q 3 *1G’2 H₂O_(s) Q 1G’2 N₂;
H^en q - 3396 kdjG’mol.
Issiqlik siqimi, turlari
Termodinamik va termokimyoviy hisoblarda gaz, suyuq va qattiq moddalarning issiqlik sig’imlaridan foydalaniladi.
Issiqlik sig’imi deb, 1 massa birligidagi moddani 1 K ga isitish uchun ketgan issiqlikga aytiladi; solishtirma va molyar issiqlik sig’imlari qo’llaniladi. Solishtirma issiqlik sig’imi –yuqorida keltirilgan. 1 mol moddani 1 K ga isitish uchun ketgan issiqlik miqdoriga molyar issiqlik sig’imi deyiladi. Ko’pincha molyar issiqlik sig’imi qo’llaniladi. Sharoitga qarab o’zgarmas xajmdagi issiqlik sig’imi (Cv) va o’zgarmas bosimdagi issiqlik sig’imi (Cp) larga bo’linadi.
Bundan tashqari chin va o’rtacha issiqlik sig’imlari mavjud. Chin issiqlik sig’imi deb, sistemaning tempreraturasini cheksiz kam o’zgarishi uchun kerak bo’lgan issiqlik miqdorining shu temperatura miqdoriga nisbatiga aytiladi.
bundan
Modda T₁ dan T₂ gacha isitilganda sarflangan issiqlik (Q) miqdorining temperatura o’zgarishiga nisbati o’rtacha nisbati issiqlik sig’imi deb ataladi.
Ya’ni C q QG’m(t₂ -t₁) m – modda massasi
bu erdan Q q m c (t₂ –t₁)
Yuqoridagilarni inobatga olib

Bundan
Bu tenglamadan foydalanib biri orqali ikkinchisini topish mumkin. Shu erda aytib o’tish kerak- termodinamik ifodalarda odatda chin issiqlik sig’imi nazarda tutiladi.
Ko’pgina termodinamik hisoblashlarda moddalarning issiqlik sig’imlari va ularning temperaturadagi bog’likligini bilish zarur. Xar xil temperaturadagi issiqlik sig’imlari tajribadan yoki nazariy xisoblar orqali topiladi.
Issiqlik sig’imlarining xar xil temperaturalardagi qiymatlarini odatda interpolyastion tenglamalar orqali topiladi:
C_p q a Q bt Q c¹G’T² yoki
C_p q aQ bt Q cT² Q dT³
Bu yerda a, b, c, c¹, d koeffistientlarni, ma’lumotnomalardan olish mumkin (ular berilgan temperaturalar oralig’i uchungina o’rinlidir).