Mavzu geterogen sistemalar uchun fazalar qoidasi

MAVZU Geterogen sistemalar uchun fazalar qoidasi.
REJA
1Holat diagrammalari va ularning amaliy qo’llanilishi
2.Fazalar qoidasidagi erkinlik darajasi, komponent soni, fazalar soni, parametr soni, Genri, Raul va Konovalov taqsimlanish qonunlari to’g’risida.
3.Erish harorati. qaynash harorati, xolat diagrammalarining texnologiyadagi ahamiyati. 4.Eruvchanlik diagrammasi.
5.Ikki, uch va to’rt komponentli sistemalar uchun holat diagrammalari.
Mineral o’g’itlar va tuzlar texnologiyasini ko’pgina muammolarni hal qilishda, ishlov berilayotgan sistemani tarkibi, xossasi va holati o’rtasidagi bog’liqlikni o’rganish juda muxim.
Bunday bog’lanishni o’rganuvchi fan Fizik-kimyoviy taxlil nomi bilan nomlangan. Bu fanning asoschisi rus olimi N.S.Kurnakovdir. Sistemalarning tarkibi, xossasi va xolati o’rtasidagi bog’liqlik, sistemani muvozanat xolat diagrammalarida yaqqol ko’rinadi.
Fizik-kimyoviy tahlilning asosiy tushunchalari.
Fizik-kimyoviy taxlilni vazifasi kimyoviy muvozanatdagi sistemaning o’zgarishini fizik va geometrik usullar bilan o’rganishdan iborat.
Quyida fizik-kimyoviy tahlilda qabul qilingan tushunchalar keltirilgan:
Sistema – o’zaro ta’sir etish imkoniyatiga ega bo’lgan modda (yoki jism)lar majmuasi;
Moddalar o’zaro issiqlik almashinish va hech bo’lmaganda birortasi diffuziyalanish imkoniga ega bo’ladi; Agarda sharoit doimiy bo’lsa, sistema muvozanatda bo’ladi va uni xolati o’zgarmaydi.
Sistema xolati – gomogen va geterogen bo’lishi mumkin. Gomogen sistema bitta fazadan iborat bo’ladi (masalan, gazlar aralashmasi, eritma va h). Geterogen sistema bir qancha fazadan iborat bo’ladi (masalan, muz va suv aralashmasi, muvazanat xolatdagi to’yingan tuz eritmasi va tuz kristallari; suyuqlik va bug’dan iborat bo’lishi mumkin).
Faza – tarkibi va xossalari bir xil bo’lgan sistemaning gomogen qismi. Muvozanatda turgan sistema holati fazalar soni, kimyoviy tarkibi va termodinamik xossalari bilan xarakterlanadi.
Sistemaning tarkibi – komponentlar soni, termodinamik xossalari esa – erkinlik darajalari soni bilan xarakterlanadi.
Sistemadan ajratib olinganda mustaqil mavjud bo’la oladigan moddalar- komponentlar yoki tarkibiy qismlar deyiladi.
Masalan: Na₂SiF₆ ning suvdagi eritmasida N₂O va Na₂SiF₆dan tashqari, Na⁺, SiF₆^-, H⁺ va OH^- ham mavjud bo’ladi. Lekin ionlar sistemadan tashqari erkin xolda mavjud bo’lmaydi.H₂O va Na₂SiF₆ esa mavjud bo’la oladi, shuning uchun bu sistema ikki komponentli deyiladi.
Sistemadagi har qaysi fazaning kimyoviy tarkibini aniqlash uchun zarur bo’lgan komponentlarning eng kichik soni sistemaning komponentlar soni deyiladi. Masalan, oddiy sharoitda N₂,O₂ aralashmasi bo’lsin. Bularning kontsentratsiyasi bir-biriga bog’lanmagan chunki bular orasida kimyoviy reaktsiya bormaydi; shunga ko’ra fazalar kontsentratsiyasini aniqlash uchun ikkala komponentning tarkibini bilish kerak bo’ladi – sistema komponentlar soni ikkiga teng.
Agar kimyoviy reaktsiya sodir bo’lib, suv hosil bo’lsa, sistema N₂,O₂, N₂O tarkibiy qismga ega bo’ladi. Lekin komponentlar soni 3-1=2 bo’ladi.
CHunki muvozanat xolatda komponentlar orasida kimyoviy reaktsiya borsa, komponentlar sonini topish uchun tarkibiy qismlar sonidan kimyoviy reaktsiyalar soni ayriladi. Demak, qoidaga binoan fazalar tarkibini aniqlash uchun hohlagan ikki komponent N₂, O₂ yoki N₂, N₂O yoki N₂O,O₂ larning kontsentratsiyasini bilish kifoya.
Ikki komponent miqdori va muvozanat konstantasi mahlum bo’lsa, uchinchi komponent miqdorini ham aniqlash mumkin. SHuningdek MgCO₃, MgO,CO₂ sistemasida (MgCO₃ = MgO + CO₂) uchta komponent bo’lsa ham bog’lanmagan komponentlar soni 2ga teng.
Sistema xolatini uning xossalari majmuasi bilan aniqlash mumkin. Urganilayotgan sistemani qaysidir makroskopik xossasini xarakterlovchi barcha kattaliklar termodinamik omillar deb ataladi.
Ko’pincha bir-biriga bog’liq bo’lgan omil sifatida o’lchash mumkin bo’lgan omillar tanlanadi. Masalan, xarorat, bosim, molyar yoki solishtirma hajm, kontsentratsiya va b.
Sistemaning termodinamik xossasi -harorat (T), hajm(V),bosim(R), kontsentratsiya (S) bilan xarakterlanadi.
Sistemaning termodinamik xossasini aniqlash uchun zarur bo’lgan omillarning eng kichik soni – erkinlik darajalari soni deyiladi. Masalan, gaz xoldagi moddalarni (N₂, NH₃, O₂,…) termodinamik xossasini bitta T bilan aniqlay olmaymiz, chunki bir xil haroratga V va P larni birqancha qiymatlari to’g’ri kelishi mumkin. SHuning uchun kamida ikkita parametr (V₁P; V₁T; T₁P) aniq bo’lishi kerak, demak bu sistemaning erkinlik darajasi ikkiga teng.

Erkinlik darajasi soni – muvozanatda turgan sistemani fazalar sonini o’zgartirmasdan turib, mahlum chegarada o’zgartirilishi mumkin bo’lgan mustaqil omillar sonidir (T-temperatura, R-bosim va komponentlar kontsentratsiyasi).

Fazalar qoidasi G’– muvozanatda turgan geterogen sistemani xarakterlovchi uch kattalik: fazalar soni F, komponentlar soni K, erkinlik darajalar soni F ni bir-biri bilan bog’laydi.
Bu qoidaga binoan ikki omil (bosim, harorat) ta’sirida muvozanatda turgan sistema erkinlik darajasi F sistema komponentlar sonidan – fazalari sonini ayirmasidan,ikki birlikka katta, yahni erkinlik darajalar soni:
F = K – F + 2 (1)
Omillardan biri (bosim yoki xarorat) doimiy bo’lsa erkinlik darajasini shartli soni bir birlikka kamayadi;
F_shartli = K- F + 1 (2)
Faraz qilaylik : K=1,2 yoki K=3, bunda (1) tenglamaga muvofiq :

	K = 1	K=2	K=3
F=1