Ə. A.ƏLBƏndov
Cədvəl 5.1. Bəzi bəsit və mürəkkəb maddələrin standart
Yüklə 6,87 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
Cədvəl 5.1. Bəzi bəsit və mürəkkəb maddələrin standart əmələgəlmə entalpiyaları Maddə Halı ∆ f H 298 0 C/mol.K Maddə Halı ∆ f H 298 0 C/mol.K Ag AgCl Al Al 2 O 3 Br 2 Br 2 C C CO CO 2 CH 4 C 2 H 2 C 2 H 4 CH 3 OH C 6 H 6 C 6 H 6 Cl 2 H 2 k k k korund m q almaz qrafit q q q q q m m q q q 0 -126,80 0 1675,0 0 30,92 1,90 0 -110,50 -393,5 -74,85 226,75 52.28 -238,70 49,04 82,93 0 0 H 2 O H 2 O H 2 O 2 HCl H 2 SO 4 HNO 3 NO 2 N 2 O 4 Na 2 O NaOH NaCl O 2 Cu 2 O CuO MnO 2 FeSO 4 PtCl 2 PtCl 4 q m m q m m q q k k k q k k k k k k -241,84 -285,84 -187,00 -92,30 -811,30 -133,00 33,90 940 -430,60 -426,60 -410,90 0 -167,40 -165,30 -519,65 -922,57 -118,00 -226,00 175
2. Adi cəbri tənliklər üzrə aparılan əməliyyatları eyni ilə ter- mokimyəvi tənliklər üzrə də aparmaq olar.Yəni termokimyəvi tənlikləri toplamaq, çıxmaq, onların bütün hədlərini eyni bir ədədə vurmaq və bölmək kimi riyazi əməliyyatlar aparmaq mümkündür. 3.Birləşmənin müəyyən məhsullara parçalanma istiliyi əks işarə ilə götürülmüş bu birləşmənin verilmiş məhsullardan əmələgəlmə istiliyinə bərabərdir.
1→2 = -∆H 2→1 Məsələn:
S (rombik) + O 2 (q) =SO
2 (q); ∆H = - 297 kC/mol
SO 2 (q) = S (rombik) + O 2 (q); ∆H = 297 kC/mol
4.Đki müxtəlif sistemin (1;2) eyni reaksiya məhsuluna çevril- məsinin istilik effektləri (∆H 1 ; ∆H 2 ) arasındakı fərq sistemin bir haldan digərinə keçməsinin istilik effektinə bərabərdir. Məsələn:
1. C (qrafit) + O 2 (q) = CO
2 (q); ∆H 1 = -393,5 kC.
2. C (almaz) + O 2 (q) = CO
2 (q); ∆H 2 = -395,4 kC
C (qrafit) = C (almaz); ∆H 1 - ∆H 2 = 1,9 kC/mol 5. Eyni başlanğıc maddələrdən müxtəlif reaksiya məhsul- larının alınması ilə gedən reaksiyların istilik effektləri (∆H 1 ; ∆H 2 ) arasındakı fərq bir reaksiya məhsullarının digərinə çev- rilmə reaksiyasının istilik effektinə bərabərdir. 176
Məsələn:
C (qrafit) + O 2 (q) = CO
2 (q); ∆H 1 = -393,5 kC/mol
C (qrafit) + 1/2O 2 (q) = CO (q); ∆H 2 = - 110,5 kC/mol Bu tənlikləri tərəf-tərəfə çıxsaq alarıq:
CO (q) + 1/2O 2 (q) = CO
2 (q); ∆H 1 - ∆H 2 = - 283,0 kC/mol
Əgər reaksiyaya girən maddələrin əmələ- gəlmə istilikləri məlum olarsa rabitə enerjisinin qiymətindən is- tifadə edərək reaksiyanın istilik effektini təyin etmək olar. Digər tərəfdən isə əmələgəlmə, süblümə, dissosiasiya istiliklərindən və s. istifadə edərək atomlar və molekullararası rabitə enerjisini he- sablamaq mümkündür. Məsələn, HCl-un əmələgəlmə istiliyin- dən (∆ f H HCl = -92 kC/mol), H 2 və Cl
2 -nin dissosiasiya ener- jisindən (435 kC/mol; 243 kC/mol) istifadə edərək H–Cl rabitə enerjisini (∆H HCl ) hesablamaq olar:
1/2H 2 (q) = H (q) ∆H 1 = 217,5 kC/mol 1/2Cl 2 (q) = Cl (q) ∆H 2 = 121,5 kC,mol
H (q) + Cl (q) = HCl (q) ∆ rab. H HCl =?
Bu tənlikləri toplasaq alarıq: 1/2H
2 (q) + 1/2Cl 2 (q) = HCl (q); ∆ f H HC =∆H 1 + ∆H 2 + ∆ rab. H HCl
Buradan da alınar:
∆ rab.
H HCl = ∆ f H HCl – (∆H 1 + ∆H 2 ) = - 431 kC/mol 177
Kristal qəfəs enerjisi . Đon tipli kristal maddələrin kristal qə- fəs enerjisini təcrübi təyin etmək mümkün deyildir. Lakin Hess qanununa əsaslanaraq termokimyəvi hesablamalar aparmaqla kristal qəfəs enerjisini təyin etmək olar. Bunu NaCl-in kristal qəfəs enerjisinin hesablanması misalında göstərək. 1 mol NaCl- in əmələ gəlməsini iki yolla təsvir etmək mümkündür:
Na (q)+1/2Cl 2 (q) = NaCl (q); ∆ f H NaCl
1 mol NaCl-in yuxardakı tənlik üzrə əmələ gəlməsini aşağı- dakı mərhələlərə ayırmaq olar:
1. Na-un atomlaşması:
Na (k) = Na (q); ∆H atom.Na
2. Cl 2 -nin atomlaşması:
1/2Cl 2 (q) = Cl (q); ∆H atom.Cl
3. Qazvari Na atomlarının ionlaşması:
Na (q) = Na + (q); ∆H ion.Na(q)
4. Qazvari xlor atomlarının ionlaşması:
Cl (q) = Cl - (q); ∆H ion.Cl
5. Qazvari Na + və Cl - ionlarının eyni zamanda kondens- ləşməsi ilə baş verən qarşılıqlı təsir:
Na + (q) + Cl - (q) = NaCl (q); ∆H k.NaCl
178
Hess qanunu əsasında yaza bilərik: ∆ f H NaCl = ∆H atom.Na +∆H atom. Cl + ∆H ion.Na(q) + ∆H ion.Cl + ∆H k.NaCl Buradan da yaza bilərik: ∆H k.NaCl = ∆ f H NaCl - (∆H atom.Na + ∆H atom.Cl + ∆H ion.Na(q) + ∆H ion.Cl )
Burada ∆H k.NaCl NaCl-in kristal qəfəs enerjisini göstərir. Born-Qaber (Almaniya) tsikli adlanan göstərilən sxem üzrə aparılan hesablamaların qeyr-üzvi kimya üçün böyük əhəmiyyəti vardır. Belə ki, bu yolla bərk maddələrin rabıtə enerjilərini və onların digər energetik xarakteristikalarını müəyyən etmək mümkündür.
Termodinanikanın birinci qanunu və ondan çıxan nəticələr reaksiyaların istilik effektlərini müəyyən etməyə imkan verdiyi halda prosesin öz-özünə, yəni xarici qüvvələrin təsiri olmadan hansı istiqamətə gedəcəyi ba- rədə heç bir təsəvvür yaratmır. ∆U və ∆H funksiyaları göstərir ki, izoləedilmiş sistemlərdə enerji sabitdir. Tarazlıqda olmayan ixtiyari sistem halını özü üşün xarakter olan müəyyən istiqamətdə dəyişməyə meyl göstərir. Məsələn, müəyyən hündürlükdən buraxılan daşın yerə düşməsi, istiliyin isti cisimdən soyuq cismə keçməsi, qazın təzyiq böyük olan ob- lastdan kiçik olan oblasta diffuziyası, kristal maddələrin suda həll olması, havada qalmış dəmirin paslanması və s. öz-özünə gedən proseslərdir. Bu proseslərin hər birinin baş verməşi üçün kənardan heç bir enerji sərf olunmur. Bir istiqamətdə gedən pro- seslər əks istiqamətdə öz-özünə gedə bilməz. Göstərilən misal- larda daş parçasının yerin səthindən öz-özünə əvvəlki hündür-
179
lüyə qalxmasına, istiliyin soyuq cisimdən isti cismə keçməsinə, qazın az təzyiq olan oblastdan çöx təzyiq olan obıasta diffuziya- sına, həllolan maddənin məhluldan öz-özünə kristallaşmasına və pasın parlaq dəmirə öz-özünə çevrilməsinə heç kim inana bilməz. Müəyyən proseslərin öz-özünə baş verməsi sistemin öz po- tensial enerjisinin minimumlaşdırmağa meyl göstərməsi ilə bağ- lıdır. Məsələn, daşın yerə düşməsi, ekzotermik proses olan də- mirin paslanması sistemin öz potensial enerjisini minimumlaş- dırmağa göstərdiyi meyllə əlaqədardır. Bu tipli prosesləri əsas tutaraq Bertlo (Fransa) proseslərin istiqamətini müəyyən etməyə cəhd göstərmişdir (Bertlo prinsipi). Bu prinsipə görə kimyəvi reaksiyalar öz-özünə istiliyin ayrılması istiqamətində baş verir (H∆< 0). Bir sıra hallar üçün bu qayda prosesin istıqamətini müəy- yən etməyə imkan verir. Lakin müəyyən edilmişdir ki, bir çox endotermik reaksiyalar öz-özünə getmə qabiliyyətinə malikdir.
Təbiətdə real proseslə- rin öz-özünə müəyyən istiqamətdə baş verməsinin qanunauy- ğunluqları termodinamikanın ikinci qanunu əsacında müəyyən olunur. Bu qanun bir neçə cür ifadə olunur. Bunlar içərisində aşağıdakı ifadə ilə tanış olaq. Đstilik az qızdırılmış cisimdən çox qızdırılmış cismə keçə bil- məz. Termodinamikanın ikinci qanunundan çıxan nəticəyə görə istiliyi tamamilə işə çevirmək mümkün deyildir. Bu hal istilik enerjisinin digər enerji növləri ilə müqayisədə meydana çıxan səciyəviliyi ilə əlaqədardır. Əgər mexaniki, elektrik, işıq enerji- ləri hiccəciklərin müəyyən istiqamətdə nizamlı hərəkəti ilə əla- qədardırsa, istilik enerjisi isə sistemi təskil edən hissəciklərin ni- zamsız hərəkətlərinin ölçüsü kimi meydana çıxır. Enerjinin bü- tün növləri tamamilə istiliyə çevrilə bilər. Belə çevrilməni hissə- ciklərin nizamlı hərəkətinin ölçüsü kimi meydana çıxan enerji növlərinin, hissəciklərin nizamsız hərəkətinin ölçüsü kimi mey- dana çıxan istiliyə çevrilməsi kimi yadda saxlamaq daha faydalı olar.
180
Hissəciklərin nizamlı hərəkətindən onların nizamsız hərəkə- tinə keçmək sistemin daha az ehtimal olunan termodinamik hal- dan daha çox ehtimal olunan termodinamik hala keçməsi demək olardı. Đstilik isə tamamilə enerjinin digər formalarına çevrilə bilməz, çünki bu proses sistemdə hissəciklərin nizamsız hərə- kətlərinin öz-özünə nizamlı hərəkətə çevrilməsi demək olardı ki, bu isə mümkün deyildir. Göründüyü kimi termodinamikanın ikinci qanunu sistemin bu və ya digər halının ehtimallığı ilə bağlıdır. Sistemin nizamsız (xaotik) halı onun ən çox ehtimal olunan halı olduğundan ter- modinamikanın ikinci qanununu həmçinin enerjinin bütün növ- lərinin tədricən istilik enerjisinə çevrilməsi hesabına enerjinin səpələnməsı qanunu da adlandırırlar.
Proseslərin öz-özünə baş verməsini və ya qeyri- dönərliyini xarakterizə etmək üçün sistemin nizamsızlıq ölçüsü kimi elmə entropiya anlayışı daxil edilmişdir. Entropiya S siste- min makroskopik halını reallaşdıran eyni ehtimallı mikrohalların sayı (W) ilə aşağıdakı asılılığa malikdir:
= R lnW 5.18
Burada R - universal qaz sabitidir. Mikrohalların sayı ayrı- ayrı hissəciklərin parametrləri ilə ölçülürsə, sistemin makrohalı isə onu təşkil edən bütün hissəciklərin ortaqlaşdırılmış parametr- ləri ilə ölçülür. Sistemin makrohalını təmin edən hissəciklərin mikrokombinasiyaları sayı 10 23 tərtibində olur. Buxarlanma, süblümasiya, kristal maddələrin həllolması, qa- zın və məhlulların həcm genişlənməsi, reaksiya zamanı sistemdə qaz molekullarının sayının artması və s. entropiyanın, yəni sis- temin nizamsızlıq dərəcəsinin artmasına səbəb olan öz-özünə baş verən proseslərdir. Ən kiçik entropiyaya mütləq sıfır temperaturunda ideal quruluşlu kristal malikdir. Odur ki, mütləq sıfırda ideal kristalın makrohalını ancaq bir yolla reallaşdırmaq mümkün olduğundan 181
(W = 1) mütləq sıfır üçün kristal maddələrin entropiyası sıfır qəbul edilir. Deməli, W= 1 olarsa
S = R ln1 = 0 - olar.
1911-ci ildə M.Plankın irəli sürdüyi «mütləq temperaturda ideal kristalın entropiyası sıfıra bərabərdir» postulatı termodi- namikanın üçüncü qanunu adını almışdır. Kristalın quruluşunda bu və ya digər qüsurların (defektlərin) olması onun entropiyasını artırmış olur. Entropiya C/mol.K-lə olçülür. Maddənin standart şəraitdə standart halının entropiyası standart entropiya adlanır (S
). Cəd.5.2-də bəzi bəsit və mürəkkəb maddələrin standart entropiyası verilmişdir. Cədvəl 5.2. Bəzi bəsit və mürəkkəb maddələrin standart entropiyaları Maddə Halı S 298 0 , C/mol.K Maddə Halı S 298 0 , C/mol.K Ag AgCl Al Al 2 O 3 Br 2 Br 2 C C CO CO 2 CH 4 C 2 H 2 C 2 H 4 CH 3 OH C 6 H 6 C 6 H 6 Cl 2 H 2 k k k korund m q almaz qrafit q q q q q m m q q q 49,69 96,07 28,31 50,94 152,30 245,35 2,38 5,74 197,40 213,60 186,19 200,80 219,40 126,70 173,20 269,20 223,00 130,60 H 2 O H 2 O H 2 O 2 HCl H 2 SO 4 HNO 3 NO 2 N 2 O 4 Na 2 O NaOH NaCl Yüklə 6,87 Mb. Dostları ilə paylaş:
|