O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi s. A. Rasulov, V. A. Grachev

Elementlarning energetik parametrlari 
Element 
χ 
Element 
χ 
Element 
χ 
Element 
χ 
O 
300 
A1 
30 
S 
189 
Fe 
80 
F 
369 
Si 
41 
Ca 
25 
Cu 
100 
Mg 
35 
P 
49 
Mn 
60 
Zn 
58 

---

106 
2.5. Fazalar o‘zaro ta’sir jarayonlarining mexanizmi 
Suyuqlantirish 
vaqtida 
quyma 
qotishma 
tarkibining 
shakllanishi 
suyuqlantirishda qatnashadigan turli fazalar komponentlarining qator ketma-ket 
yoki parallel o‗tadigan geterogen o‗zaro ta‘sirlari natijasida sodir bodadi.
Geterogen o‗zaro ta‘sir quyidagi bosqichlardan iborat: 
—
dastlabki komponentlarning ajralish sirtida diffuziyalanishi; 
—
ajralish sirtida adsorbsiyalanish; 
—
kimyoviy akt (yoki komponentlarning erishi); 
—
reaksiya mahsulotlarining desorbsiyasi; 
—
reaksiya mahsulotlarining bitta yoki ikkita fazaga diffuziyalanishi. 
Har qaysi bosqich mexanizmini ketma-ket kо‗rib chiqamiz. 
Diffuziya — bir-biriga tegib turgan moddalar zarrachalarining issiqlik 
harakati natijasida o‗zaro bir-birining ichiga kirishidan iborat. Diffuziya modda 
konsentratsiyasining kamayish yo‗nalishida sodir bo‗ladi va uning butun hajm 
bo‗ylab bir tekis taqsimlanishiga (kimyoviy potensialning to‗g‗rilanishiga) olib 
keladi . 
Jismlarda bo‗lgan begona moddalarning zarrachalari ham, xususiy zarrachalari 
ham diffuziyalanishi mumkin (o‗z-o‗zidan diffuziyalanish). Diffuziya gazlarda juda 
tez sodir bo‗ladi. Gazda zarrachalarning harakati tartibsiz bo‗lishi tufayli, haqiqiy 
yo‗l uzunligi konsentratsiya kamayadigan yo‗nalishdagi to‗g‗ri yo‗l uzunligidan 
sezilarli kattadir. A.Eynshteyn istalgan diffuzion jarayonlar uchun to‗g‗ri bo‗lgan 
quyidagi munosabatni olgan: 
̅
, 
bu yerda: 
̅
— zarrachaning o‗rtacha siljishi; D — proporsionallik koeffitsiyenti;
t — diffuziya vaqti. 
Suyuqliklarda diffuziya molekulalarning bitta turg‗un holatdan boshqasiga 

---

107 
sakrab o‗tishi natijasida amalga oshadi. Energetik jihatdan foydali bo‗lgan yangi 
holatga har bir sakrash molekulalar orasidagi masofadan katta bo‗lmaydi. 
Suyuqlikdagi diffuziyaga ishqalanish bilan bo‗ladigan harakat deb qaraladi va unga 
Eynshteynning ikkinchi munosabatini qo‗llash mumkin: 
D ~ UkT 
bu yerda: U — diffuziyalanuvchi zarrachalarning harakatlanuvchanligi; k — 
Bolsman doimiysi. 
Qattiq jismlarda ham diffuziya sodir bo‗ladi, lekin uning tezligi juda kichik 
bo‗ladi. Qattiq jismlardagi diffuziyaning bir nechta sababi bo‗lishi mumkin: 
atomlarning vakansiyalar bilan o‗rin almashishlari, atomlarning tugunlar orasida 
siljishi, bir nechta atomning bir yo‗la siklik siljishi, ikkita qo‗shni atomning o‗rin 
almashishi. Masalan, qattiq eritmalar hosil bo‗lganda o‗rin egallash atomlar bilan 
vakansiyaiar orasidagi o‗rin almashtirishdan ustunlik qiladi. Joriy etiladigan qattiq 
eritmalarning hosil bo‗lishida atomlarning tugunlararo siljishi ustunlik qiladi. Qattiq 
jismlarda diffuziya koeffitsiyenti D kristall panjara nuqsonlariga nihoyatda 
ta‘sirchan bo‗ladi. Nuqsonlar sonining ortishi diffuziyaning o‗sishiga olib keladi. 
Temperatura ortganda D ning qiymati juda ortadi. Masalan, misning ruxga 
diffuziyalanishi temperatura 20 dan 300 °C gacha ortganda kuzatiladi, ya‘ni D 
kattalik 10
14
marta ortadi. 
Diffuziya massa uzatish usullaridan biri hisoblanadi. Uning kinetikasi quyida 
kо‗rib o‗tiladi. Diffuzivani harakatlantiruvchi kuch konsentratsiyadan tashqari 
temperatura (termodiffuziya), bosim (barodiffuziya), elektr maydon (elektr 
diffuziya) bo‗lishi mumkin. Qattiq jismlarda diffuziya faza hajmida sodir bo‗ladi. 
Fazalarning ajralish chegarasidan o‗tish esa sirtiy hodisalar va kimyoviy akt 
mexanizmi yoki erishga bog‗liq. 
Quyma qotishmalarni suyuqlantirish jarayonida sirtiy hodisalar juda katta rol 
o‗ynaydi. Fazalarning ajralish chegarasidagi sirtiy hodisalar bilan po‗lat 
qaynayotganda va metallmas qo‗shilmalarning degazatsiyalanishida murtak hosil 

---

108 
bo‗lish jarayonlari, shuningdek, ularning yiriklanishi, chiqarib yuborilishi va boshqa 
ko‗p hodisalar bog‗liq. 
Moddaning sirtqi qatlamlaridagi xossalari uning hajmidagi xossa- laridan juda 
farq qiladi. Parchalanish darajasi ortganda sirtning ta‘siri ancha sezilarli bo‗ladi. 
Masalan, agar qirrasining uzunligi 1 sm bo‗lgan kubni olsak, uning sirti 6 sm
2
ga 
teng bo‗ladi. Agar uni qirrasining uzunligini
10 
Å
ga teng kubchalarga «ajratsak», unda sirt 6000 m
2 
ga teng bo‗ladi. Hajm ichida 
zarrachalarga ta‘sir qiladigan zarrachalararo kuchlar muvozanatlashgan, sirtda esa 
muvozanatlashmagan bo‗ladi. Natijada suyuqlik sirti o‗z yuzasini eng kichik 
o‗lchamgacha qisqartirishga intiladi. Bu hodisa sirt taranglik deb ataladi. Ma‘lum 
shakldagi tomchilarning hosil bo‗lishi, suyuqlikning kapillarlarda ko‗tarilishi, 
ularning g‗ovak qattiq jismga kirishi sirt taranglik kuchlarining ta‘siri natijasida 
sodir bo‗ladi. 
Sirt taranglik koeffitsiyenti σ uzunlik birligiga ta‘sir qiladigan kuch (N/m) yoki 
yuza birligining hosil bo‗lishiga sarflangan ish (J/m
2
) sifatida aniqlanadi. Oxirgi 
holat adgezjya kattaligini, ya‘ni ikkita suyuq fazani (masalan, metall va shlakni) 
ajratishga sarflangan ishni aniqlashga imkon beradi: 
, 
bu yerda: 
— suyuqlik 1 ning sirt tarangligi; 
— suyuqliklarning gaz fazasi 
bilan chegarasida 2 suyuqlik uchun sirt taranglik; 
— ajralish yuzasi 1—2 dagi 
fazalararo taranglik. 
Kogeziya, ya‘ni bir jinsli muhitni buzish uchun sarflangan ish adgeziyaning 
xususiy holi hisoblanadi. Bu ish ikkita yangi ajralish sirtlari suyuqlik — gazning 
hosil bo‗lishi uchun sarflangan ishga teng: 
, 
bu yerda: 
—suyuqlik 1 ning gaz fazasi bilan chegarasidagi sirt taranglik. 

---

109 
Reaksiyaga kiradigan fazalar sirt qatlamining tarkibi ularning hajmdagi 
tarkibidan 
tafovutlanadi, 
bu 
esa 
adsorbsiya 
hodisalariga 
bog‗liq. 
Kondensatsiyalangan faza yuzasi gaz bilan kontaktlashganda bo‗ladigan adsorbsiya 
natijasida uning ozroq miqdori qattiq modda sirtida ushlab qolinadi. Adsorbsiyaning 
ikkita turi mavjud: fizik adsorbsiya va xemosorbsiya. 
Fizik adsorbsiya barcha qattiq moddalarda kuzatiladi. Uning ta‘siri natijasida 
gaz molekulalari sirtda ushlab qolinadi. Jarayon biror miqdorda (adsorbsiyalangan 
gazning 40 J/mol igacha) issiqlik ajralib chiqish bilan sodir bo‗ladi. Gaz bosimi 
ortishi bilan empirik tenglamaga muvofiq adsorbsiyalanish darajasi ortadi: 
ω = k ∙ p
n
bu yerda: ω — adsorbentning birlik massasi bilan adsorbsiyalangan gaz miqdori;
k va n — konstantalar (n < 1). 
Temperatura ortishi bilan adsorbsiya darajasi kamayadi. Shu sababli, 
adsorbsiyaning bu turi past va o‗rtacha past temperaturalarda, ayniqsa, muhimdir. 
Sirtda adsorbsiyalangan gaz bir nechta molekular qatlamlarni hosil qiladi, deb 
hisoblanadi, chunki Van-der-Vaals kuchlari molekulalarning bitta qatlamidan 
boshqasiga tarqalishi mumkin. 
Xemosorbsiya elektron juftlarning hosil bo‗lishida yoki gaz molekulalari bilan 
adsorbent orasidagi kimyoviy bog‗lanish natijasida elektronlarning almashinishida 
sodir bo‗ladi. Elektronlar gaz molekulalaridan qattiq moddaga va aksincha, qattiq 
moddadan gaz molekulalariga o‗tishi mumkin. Bunda qattiq moddaning elektron 
xossalari o‗zgaradi. 
Eritma sirtidagi adsorbsiya Gibbs formulasi yordamida tavsiflanadi: 
bu yerda: 
— adsorbsiyalangan modda miqdori, mol/m
2
; 
— konsentratsiya, 

---

110 
mol/m
3
; σ — sirt taranglik, J/m
2
; R — universal gaz doimiysi, J/mol ∙ K. 
Metallurgik jarayonlar uchim eritmalar jumlasiga kiritish mumkin bo‗lgan 
suyuqlanmalar sirtidagi adsorbsiya juda katta ahamiyatga ega, 
Erish jarayoni termodinamik muvozanatdagi sistema hosil qiluvchi ikkita yoki 
undan ortiq komponentlarning makroskopik bir jinsli aralashmalarining hosil 
bo‗lish jarayonidan iboratdir. 
Eritmada barcha komponentlar molekular-dispers holatda bo‗ladi. Ular alohida 
atomlar, molekulalar, ionlar yoki bu zarrachalarning uncha katta bo‗lmagan sonidan 
iborat guruhlar ko‗rinishida bir tekis taqsimlangan. Eritmalar gazsimon, suyuq va 
qattiq bo‗lishi mumkin. Suyuqlantirish jarayonlari uchim suyuq metalli va shlakli 
eritmalarning hosil bo‗lishi muhim ahamiyatga ega. 
Erish mexanizmi eritgich va eritiladigan komponentlarning xusu- siyatiga 
bog‗liq. Erish kimyoviy, solvatatsion va dispers erish turlari bilan farqlanadi. 
Kimyoviy erish turida eritgich va eriydigan modda reaksiyaga kirishadi, buning 
natijasida uning komponentlaridan biri eritmada qoladi. Masalan, rux xlorovodorod 
kislotasida o‗zining H
+
ionlarini elektroneytral vodorodgacha qaytara olish 
qobiliyati hisobiga eriydi. Bunda rux eritmaga ionlar ko‗rinishida o‗tadi. Tarkibida 
o‗zgaruvchan valentli ionlari bo‗lgan shlak suyuqlanmasida kislorodning erishi shu 
mexanizmning o‗ziga asoslangan: 
Eriydigan modda va eritgich zarrachalarning assotsiatsiyalangan guruhlarmi 
tashkil etadigan holdagi jarayon solvatatsiya (suvli eritmalarda gidrotatsiya) deb 
ataladi. Bunda eriydigan modda zarra- chalari bamisoli eritgichning zarrachalari 
bilan o‗rab olinadi va kompleks hosil qiladi. Masalan, ohak kislotali shlaklarda 
eritilganda Ca
2+
ion 
ionlarning qurshoviga tushib qoladi. Natijada 
komplekslar hosil bo‗ladi. 

---

111 
Uchinchi erish mexanizmiga dispersion effekt sabab bo‗ladi. Ba‘zi bir gazlar, 
suyuqliklar va hatto qattiq jismlarda molekulalar bir-biri bilan molekulalararo ta‘sir 
kuchlari bilan shunchalik bo‗sh bog‗langanki, o‗rinlarini o‗ziga o‗xshash 
moddalarning molekulalari bilan almashtirib siljishlari mumkin. Bunda energetik 
o‗zgarishlar juda kam bo‗ladi. 
Ajralish sirtidagi kimyoviy akt — fazalarning o‗zaro ta‘sir mexa- nizmida 
markaziy momentdir. Ko‗pchilik geterogen reaksiyalar o‗zining tabiati bo‗yicha 
elektrokimyoviy hisoblanadi. Masalan, temirning oksidlanish reaksiyasi 
(2.52) 
katod (2.53) va anod (2.54) bosqichlardan iborat: 
2
3 ( 
)
(2.53) 
, - (
)
(2.54) 
Shlakda Fe
2+
ionlarning bo‗lishi C, Si, Mn kuyindining ion almashinuv 
reaksiyasining rivojlanishiga imkon beradi. Bunda katod bosqichi endi temirning 
qaytarilishi hisoblanadi: 
(Fe
2+
) + 2e = Fe, 
(2.55) 
anod bosqichi esa mazkur temperaturada tarkibidagi ΔG ning qiymati kichik 
bo‗lgan aralashmaning oksidlanishidan iborat: 
, - ( 
) * +
(2.56) 
, - (
) (
)
(2.57) 
, - (
)
(2.58) 

---

112 
Har bir Me — ze → Me
z+
elektrod jarayoni uchun elektrod potensialining 
ma‘lum qiymati mavjud: 
(2.59) 
bu yerda: 
— berilgan metall uchun standart elektrod potensiali; F — Faradey 
soni; 
va 
— mos ravishda shlak va metalldagi metall ionlari va 
atomlarining aktivligi. 
Elektrod potensiallarining qiymati erkin energiya kattaligi bilan quyidagi ifoda 
vositasida bog‗langan: 
( 
)
(2.60) 
bu yerda: 
— kislorodning elektrod potensiali (amaliy maqsadlar uchun 
qabul qilinadi va unga nisbatan 
shkalasi beriladi). 
Konkret suyuqlantirish sharoitlari uchim 
kattalik elementning shlakdan 
metallga va aksincha, metalldan shlakka o‗tishi bilan bog‗liq. Shu sababli, Me → 
[Me] jarayon uchun, ya‘ni elementlarning suyuq- lanmaga o‗tishi uchun oksiddan 
tashqari, ΔG kattalik hisobga olinishi kerak. 
Elektrokimyoviy muvozanat holatida, ya‘ni [Fe] - 2e = (Fe
2+
) reaksiya uchun i
Fe
nolga teng bo‗lganda fazalarning ajralish chegarasida elektr potensial sakrashi 
paydo bo‗ladi. Natijada metallning chegaradagi qatlami musbat zaryadlanadi, 
shlakning ionli suyuqlanmasida esa qo‗sh elektr qatlami hosil bo‗ladi. Ionlar 
orasidagi tortishish birinchi qatlamdan keyin qarama- qarshi belgili ortiqcha 
zaryadlarning paydo bo‗lishiga olib keladi. Bu hodisa elektrostatik kuchlar 
bo‗'shashgan sari sekin-asta so‗nuvchi manzarani yaratgan holda yana bir necha bor 
suyuqlanma ichkarisi tomon takrorlanib boradi. 
Diffuziya, erish, kimyoviy akt ma‘lum tezlikda odadi. Ularni o‗rganish bilan 
kinetika shug‗ullanadi. 

---

113