|
4.3.Termokimyo. Lavuaze-Laplas va Gess qonunlari
Har qanday reaksiya issiqlik koʻrinishida energiya ajralib chiqishi yoki energiyaning yutilishi bilan sodir boʻladi. Boshlangʻich moddalarda kimyoviy bogʻlar uziladi, buning uchun energiya sarflanadi, reaksiya mahsulotlarida esa aksincha kimyoviy bogʻlar hosil boʻladi, bu vaqtda energiya ajralib chiqadi. Sarflangan va ajralib chiqqan energiyalar orasidagi farq kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti deyiladi.
A2+B2=2AB
EA – A2 molekulasidagi atomlar orasidagi bogʻni uzish uchun sarflangan (yutilgan) energiya;
EA – B2 molekulasidagi atomlar orasidagi bogʻni uzish uchun yutilgan (sarflangan) energiya;
EAB – AB molekula hosil boʻlganida ajralib chiqadigan energiya.
• Agar 2∙ EAB>(EA+EB) boʻlsa reaksiya natijasida energiya ajralib chiqadi. Boshlangʻich moddalar energiya zahiralari reaksiya mahsulotlarining energiya zahiralaridan katta boʻladi. Ichki energiyaning ortiqcha miqdori reaksiya vaqtida issiqlik koʻrinishida ajralib chiqadi.
• Agar 2∙EAB<(EA+EB) boʻlsa, reaksiya natijasida energiya yutiladi. Boshlangʻich moddalar energiya zahiralari reaksiya mahsulotlarining energiya zahiralaridan kichik boʻladi. Bu vaqtda yangi modda hosil boʻlishi uchun zarur boʻlgan energiya issiqlik koʻrinishida yutiladi.
• Agar sarflangan energiya ajralib chiqqan energiyadan katta boʻlsa issiqlik effekti manfiy yoki endo-effekt (-Q yoki + H ) aksincha boʻlsa munosabat ekzo-effekt (+Q yoki - H) boʻladi.
Issiqlik effektlariga koʻra barcha reaksiyalar ekzotermik va endotermik reaksiyalarga boʻlinadi.
Issiqlik chiqishi bilan sodir boʻladigan reaksiyalar ekzotermik reaksiyalar deyiladi. Masalan;
C+O2 CO2; H=-393,5 kJ yoki Q=393,5 kJ;
H2+Cl2=2HCl; H=-184,6 kJ yoki Q=184,6 kJ.
Issiqlik yutilishi bilan boradigan reaksiyalar endotermik reaksiyalar deyiladi. Masalan;
CaCO3 CaO+CO2 ; H=180 kJ yoki Q = -180 kj;
N2+O2=2NO; H=180,8 kJ yoki Q=-180,8 kJ.
Koʻpchilik birikish reaksiyalari ekzotermik boʻlsa, koʻpchilik ajralish reaksiyalari endotermik boʻladi. Reaksiya natijasida chiqqan yoki yutilgan issiqlik miqdori jarayonning issiqlik effekti deyiladi.
Kimyoning turli jarayonlardagi issiqlik effektlarini oʻrganadigan boʻlimi termokimyo deyiladi.
Issiqlik yutilishi yoki chiqishi bilan boradigan reaksiyalar termokimyoviy reaksiyalar deyiladi.
Reaksiyaning issiqlik effektlari ham yozilgan tenglamalari termokimyoviy tenglamalar deyiladi.
Reaksiyaning issiqlik effekti temperatura va bosimga bogʻliq boʻlganligi sababli, uni standart sharoitga keltirish shartlashib olingan: standart sharoit uchun t=25°C, (T=298,15°K) va P=101325 Pa=101,325 kPa.
Oddiy moddalardan 1 mol birikma hosil boʻlganda ajralib chiqadigan yoki yutiladigan issiqlik miqdori shu birikmaning hosil boʻlish issiqligi deyiladi.
Masalan; suvning hosil boʻlish issiqligi 285,8 kJ ga teng. Demak, 2 g H2 16 g O2 bilan birikib, 18 g suv hosil qilganda, 285,8 kJ issiqlik ajralib chiqadi.
Har bir kimyoviy reaksiyaning issiqlik effekti qat’iy aniq kattalikka teng. Ammo bu kattalik reaksiya uchun olingan va reaksiya natijasida hosil boʻlgan moddalarning agregat holatiga bogʻliq. Masalan;
H2(gaz)+ O2 (gaz)=H2O(suyuq)+285,8 kJ
H2(gaz)+ O2(gaz)=H2O(gaz)+241,8 kJ
Bu yerda kuzatilgan ayirma (285,8–241,8=44 kJ) 1 mol gaz holidagi suvning 1 mol suyuq suvga aylanish vaqtida ajralib chiqadigan issiqlik miqdoriga teng.
Hisoblashlarda shuni unutmaslik kerakki, standart sharoitda oddiy moddalarning hosil boʻlish issiqligi 0 ga teng deb qabul qilinadi.
Agar reaksiya mahsulotlarining hammasi va boshlangʻich moddalar standart sharoitda (T=298 °K, P=101,325 kPa) boʻlsa u holda H jarayonning standart entalpiyasi deyiladi va yoki H° kabi belgilanadi. Masalan;
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) =-184,6 kJ;
yoki (g)+ (g)=HCl(g) =-92,3 kJ/mol;
va N2(g)+O2(g)=2NO =180,8 kJ;
yoki N2(g)+O2(g)=NO =90,4 kJ/mol;
Endotermik jarayonlarda (issiqlik yutiladi, H>0) issiqlik effektlarining ishorasi musbat va ekzotermik jarayonlarda (issiqlik chiqadi, H<0) manfiy boʻladi.
Ba’zi moddalarning 298 К dagi standart hosil bolish entalpiyasi, entropiyasi va izobar-izotermik potensiali.
№
|
Modda
|
Н0h.b., kJ/mol
|
S0, J/mol K
|
G0, kJ/mol
|
1.
|
С (grafit)
|
0
|
5,7
|
0
|
2.
|
СО (g)
|
- 110,5
|
197,5
|
- 137,1
|
3.
|
СО2 (g)
|
- 393,5
|
213,7
|
- 394,4
|
4.
|
СН4 (g)
|
- 74,9
|
186,2
|
- 50,3
|
5.
|
С2Н2 (g)
|
226,8
|
200,8
|
209,2
|
6.
|
С6Н6 (s)
|
49,1
|
173,2
|
124,4
|
7.
|
С2Н5ОН (s)
|
- 277,6
|
160,7
|
- 174,5
|
8.
|
Н2 (g)
|
0
|
130,5
|
0
|
9.
|
СаСО3 (q)
|
-1207,0
|
88,7
|
-1127,7
|
10.
|
СаС2 (q)
|
- 62,8
|
70,2
|
- 67,8
|
11.
|
Н2О (g)
|
- 241,8
|
188,7
|
- 228,6
|
12.
|
Н2О (s)
|
- 285,8
|
70,1
|
- 237,3
|
13.
|
О2 (g)
|
0
|
205,0
|
0
|
14.
|
SO2 (g)
|
- 296,9
|
248,5
|
- 300,4
|
15.
|
N2 (g)
|
0
|
191,5
|
0
|
Do'stlaringiz bilan baham: |
