Suyuqliklarning to'yingan bug' bosimi mundarija kirish I bob. Adabiyotlar sharhi

Klapeyron-klauzius tenglamasi — 1-tur fazaviy oʻtish (bugʻlanish, sublimatsiya, erish va \.k.) holatidagi toza moddaning bosimi r bilan mutlaq temperatura 7~si orasidagi bogʻlanishni ifodalaydigan differensial tenglama. K. — Klapeyron-klauzius tenglamasi 1-tur fazaviy oʻtishning egri chizigʻini aniqlab beradi. Tenglamani B. Klapeyron ishlab chiqqan (1834) va R. Klauzius asoslab bergan va takomillashtirgan (1850). Tenglama faqat toza moddalargagina emas, balki eritmalarga va ularning ayrim komponentlariga ham tatbiq etiladi.

1.2 Komponentning eritma ustidagi to’yingan bug’ bosimi
Agar suvda uchuvchan bo’lmagan, qattiq moddalarni eritilsa, (glyukoza, saxaroza, mochevina) eritma ustidagi to’yingan bug’ bosimi toza erituvchi ustidagi to’yingan bug’ bosimidan har doim kichik bo’ladi. 1887 yilda fransuz olimi Raul quyidagi qonunlarni kashf etdi.
I - qonun: Suyultirilgan eritmalarda eritma to’yingan bug’ bosimining nisbiy pasayishi erigan modda molyar ulushiga teng.
P_o > P D P = P_o - P
P_o - P P _o - erituvchining to’yingan bug’ bosimi
-------- = N ₁
P_o P- eritmaning to’yingan bug’ bosimi
n ₁
N ₁ = ------- N ₁ - erigan moddaning molyar ulushi
n _o  + n ₁
Ma’lumki eritmaning muzlash harorati toza erituvchinikidan
yuqori bo’ladi.
_II - qonun: . Eritma muzlash haroratining pasayishi erigan modda
molyal kontsentrasiyasiga to’g’ri proportsional.
D t _muz = k •C _m  D t _muz = t ^o _muz  - t _muz
t _o muz  - toza erituvchining muzlash harorati
t _muz - eritmaning muzlash harorati
D t _muz  - muzlash haroratining pasayishi
C _m - molyal kontsentrasiya, mol/kg
k - krioskopik doimiylik, grad.kg/mol.
k ning fizik ma’nosi shundaki, u kontsentrasiyasi 1 mol/kg bo’lgan eritma muzlash haroratining pasayishini ko’rsatadi.
Har qanday suyuqlik uning to’yingan bug’ bosimi tashqi bosimga teng bo’lganda qaynaydi.
Eritma qaynash haroratining ortishi erigan modda molyal kontsenratsiyasiga to’g’ri proportsionaldir.
D t _qay = E_* C_m  D t _qay = t _qay - t ^o _qay
t _qay - eritmaning qaynash harorati
t_o qay - toza erituvchining qaynash harorati
D t _qay - qaynash haroratining ortishi
E - ebulioskopik doimiylik, grad.kg/mol.
Krioskopik va ebulioskopik doimiylar faqat erituvchi tabiatigagina bog’liq kattaliklardir. Suv uchun K = 1,86; E = 0,52.
benzol uchun K = 5,12 ; E = 2,57.
Eritma muzlash haroratining pasayishini yoki qaynash haroratining ortishini o’lchab, noma’lum erigan moddaning molekulyar massasini aniqlash mumkin.
K n 
D t _muz = K _* C_m ; D t _muz  = ---------
M 
K_* m_* 1000 E _*m_*1000
M = ---------- ; M = ----------
D t _muz* q D t _qay*q 
Eritmaning eritmadagi zarrachalar soniga bog’liq xossalari ya’ni osmotik bosimi, muzlash va qaynash haroratlarining o’zgarishi uning kolligativ xossalari deyiladi.
Vant-Goff va Raul qonunlari faqat noelektrolit moddalarning eritmalarigagina qo’llaniladi. Agar eritma elektrolit moddaniki bo’lsa, elektrolitning dissotsialanishi natijasida zarrachalarning soni ortadi. Shu sababli elektrolit eritmasining osmotik bosimi, muzlash va qaynash haroratlarining o’zgarishi shunday kontsentrasiyali noelektrolit modda eritmasinikidan yuqori bo’ladi. Yqoridagi formulalarni elektrolitlar eritmasiga qo’llash uchun Vant-Goff izotonik koeffitsientnikiritdi.
P = iCRT D t_muz = i K C_m Dt _qay  = i E C_m
Izotonik koeffitsient elektrolit eritmasining osmotik bosimi, muzlash va qaynash haroratlarining o’zgarishi teng kontsentrasiyali noelektrolitnikidan necha marta katta ekanligini ko’rsatadi.
DP _taj  Dt _{muz taj} Dt_{qay taj}
i = ------ = ----- = ----------
DP_naz  Dt _muz naz  Dt_{qay naz}
I= 1+a(m - 1) a -disotsilanish darajasi;
m- har bir molekuladan ionlarning hosil bo’lish

1. 
   Molekulalararo ta’sir kuchi ham, itarish kuchi ham tortishish kuchi bo`la oladi. Bu itarish va tortishish kuchlari bir vaqtning o`zida ro`y berib, atomlar orasidagi masofaga qarab turlicha o`zgarish mumkinligiga o`quvchilarning diqqatini jalb qilish kerak. Shunisi xarakterliki, o`rtach masofa dan kichik masofalarda tortishish kuchiga nisbatan itarish kuchlari ustunlik qilsa, atomlar orasidagi masofa itarish kuchlariga nisbatan tortishish kuchlari ustunlik qiladi.
   
2. 
   Molekulalararo masofa oshishi bilan (molekula diametridan bir necha marta ortganda) o`zaro ta’sir kuchi amalda juda kamayib ketadi va nolga teng bo`lib qoladi.
   
3. 
   Atomlar orasidagi o`zaro itarish kuchi (ular orasidagi masofa dan kichik bo`lganda) atomlar (molekulalar) yaqinlashganda juda keskin ortib ketad, undan kichik masofaga yana yaqinlashtirish amalda mumkin bo`lmaydi.
   
4. 
   Molekulalar orasidagi o`zaro ta’sir kuchi elektromagnit xarakterda bo`lib, molekulalar orasidagi gravitatsion kuchdan (taxminan marta) ortiq bo`lishini ko`rsatish lozim. Buni Kulon va Butun olam tortishish qonuni asosida hisoblab ko`rsatish katta amaliy-ilmiy ahamiyatga ega.
   
5. 
   Molekulyar o`zaro ta’sir bevosita elektromagnit maydon vositasida namoyon bo`lib, molekula yoki atom tabiatiga kiruvchi zaryadli zarralar bilan bog`langan.[3]
   

Molekulyar o`zaro ta’sirning yuqorida sanab o`tilgan xususiyatlari bilan o`quvchilarni tanishtirganda modda agregat holatining o`zgarish hodisasini chuqurroq tushunib yetadigan bo`ladilar. Shu asosda moddaning qattiq, suyuq va gaz holatida bo`lishi sabablarini ilmiy tushunadigan bo`ladilar. Elekti hodisalari bilan issiqlik hodisalari orasida o`zaro bog`lanish borligini tushunib yetadilar.
Molekulalar orasidagi masofaning o`zgarishiga qarab ular orasidagi o`zaro ta’sir kuchi yoki potesial energiyasining o`zgarishini keltirilgan rasmdagi grafikdan tahlil qilib ko`rsatiladi.
Ma’lumki, qattiq jismlarda atom, molekulalar fazoviy panjarasi tugunlarida joylashgan bo`lib, bir-biridan o`rtacha masofada turib o`rtach vaziyat atrofida uzluksiz tebranma (hamma yo`nalishlarda) harakat qilib turadi. Atomlar orasidagi masofa bo`lganda itarish kuchi ustunlik qiladi, bo`lganda esa tortishish kuchlari ustunlik qiladi.
Molekulalar orasidagi o`zaro itarish kuchining katta bo`lishligi qattiq, suyuq jismlarning siqilmasligi bilan xarakterlanish aytub o`tiladi.
Tajribalarning ko`rsatishich faqat o`ta yuqori bosimlar (50-100 ming atmosfera) dagina po`latni zo`rg`a 1/100, qo`rg`oshinni 1:7 hajmiga qadar siqish mumkin bo`lar ekan.


F









r










2-rasm

Bunga 2-rasmdagi grafik yordam beradi, unda: -qattiq jism molekulalari orasidagi masofa, -suyuqlik molekulalari orasidagi masofa, -bug` molekulalari orasidagi masofa.

Suyuqliklarni qizdirganda molekulalarning tezliklari oshganidan barcha molekulalarining o`rtach kinetik energiyasi ortadi, ma’lum bir haroratda (qaynash nuqtasida) molekulalarning kinetik energiyasi ular orasidagi bog`lanish (tortishish) energiyasiga tenglashadi, ana shundan boshlab suyuqlikning tuzilishida buzilish ro`y berib, bug`lanish boshlanadi. Molekulalar orasidagi tortishish energiyasini yengib butun hajm bo`ylab suyuqlikdan molekula otilib (qaynab) chiqa boshlaydi.
Bug` holatining xossasi suyuq holatidan farq qilib, bug` molekulalari orasidagi o`rtacha (molekula diametridan o`n marta katta bo`ladi). Masofa suyuqlik molekulalari orasidagi masofadan katta ( ) bo`ladi.
Gaz molekulalarining bir-biri bilan tortishish kuchi molekulalarning harakatida sezilmaydi, faqat molekulalar bir-birlari bilan to`qnashgasnlarida seziladi. Gaz molekulalari o`rtacha vaziyat oralig`idan kichik masofaga yaqinlashganda ( ) itarish kuchlari keskin oshib ketadi, natijada bu molekulalar tartibsiz ravishda har tomonga harakatlanadi.
Gaz molekulalarining xarakterli xususiyati shundaki, ularning kinetik energiyasi katta bo`lgandan ular suyuqlik molekulalariga nisbatan katta masofalarda o`rin almashadilar (2-rasm). Kritik haroratdan yuqori haroratda gaz molekulasining issiqlik harakatidagi kinetik energiyasi suyuq holatidagi modda molekulalari o`rtacha kinetik energiyasidan juda yuqori bo`lganidan hech qanday bosim bilan gazni suyuqlikka aylantirib bo`lmaydi.
Molekulalar orasidagi o`zaro ta’sirni aniq holler uchun tahlil qilib, shunday xulosaga kelish mumkin:

• 
  Moddalarning agregat holatlari orasidagi farq molekulalar issiqlik harakati darajasiga bog`liq bo`lib, bu xossalar orasida o`tib bo`lmaydigan g`ov yo`q, bu holatlarning biridan ikkinchisigas u yoki bu ta’sir vositasida o`tish mumkin.
  
• 
  Modda agregat holatining bir-biriga aylana olishligi molekulalar issiqlik harakatining elektromagnit tabiatidan kelib chiqadi. Shuning uchun ham moddaning molekulyar o`zaro ta’sirlashuvida (materiya harakatining barcha shakllari bir-biriga bog `liq bo`lganidan) molekulyar, elektr, magnit va optic xossalari bir-biriga bog`liq bo`ladi.
  

Shundan keyin o`quvchilarda molekulyar o`zaro ta’sirning mazmunida elektromagnit o`zaro ta’sir yotishini o`quvchilar ongli tushunadilar. Chunki atomning tuzilish, elektr va magnit maydon bilan tanishganlaridan so`ng o`quvchilarning oldindan bilganlariga tayanib molekulyar o`zaro ta’sirning elektromagnit tabiatiga ega ekanligini umumlashtirib tushuntirish mumkin bo`ladi.
Bunda o`qituvchi o`quvchilarga oldin o`tilganlarni eslariga solib, umumlashgan xulosa chiqarishi zarur bo`ladi. Molekulyar o`zaro ta’sir asosida qarama-qarshlilk birligi va kurashi qonuni haqida boshlang`ich tushunchalarni o`quvchilarda shakllantirish muhim ahamiyat kasb etadi[4]