I bob. Fizikaviy kimyo laboratoriyasida ishlash qoidalari

Termokimyo. Gess va Kirxgoff qonunlaridan reaksiyaning issiqlik effektini aniqlash. Kalorimetrik o‘lchashlar uchun Bekman termometrini sozlash

Fizik kimyo fanining ximiyaviy jarayonlar issiqlik effektini va uning turli faktorlar bilan qay darajada bog‘langanligini o‘rganadigan qismini termoximiya fani deyiladi.

Termoximiya fanining asosiy qonuni G.I.Gess tomonidan yaratilgan bo‘lib, u quyidagicha ta‘riflanadi: dastlabki moddalardan oxirgi moddalar turli yo‘l bilan olinishi mumkin bo‘lsa, bu yo‘llarda qanday oraliq reaksiyalar bo‘lishidan qat‘iy nazar, umumiy issiqlik effekti har bir yo‘l uchun bir xil qiymatga ega va oraliq reaksiyalar issiqlik effektlarining yig‘indisiga teng bo‘ladi yoki ximiyaviy reaksiyalarining issiqlik effekti dastlabki va oxirgi moddalar holati va tarkibiga bog‘liq bo‘lib, reaksiya olib borilgan yo‘lga bog‘liq emas.
Bu holni biz quyidagi misolda ko‘rib chiqaylik: masalan, A moddasidan B moddasini olish kerak bo‘lsin. Reaksiyani uch xil yo‘l bilan olib borish mumkin (2-rasm). Birinchi yo‘l A moddasidan to‘g‘ridan-to‘g‘ri B moddasi olinsin:

2-rasm
Bunda issiqlik effekti bo‘lsin, ikkinchi yo‘l bo‘yicha, dastlab oraliq C moddasi, so‘ngra C moddasidan B moddasi hosil bo‘lsin deylik. Bu reaksiyalar issiqlik effektlarini va bilan belgilaydi. Uchinchi yo‘l orqali dastlab E, so‘ngra D va nihoyat В moddalari hosil bo‘lsin, bundagi issiqlik effektlarini va lar orqali belgilaylik, Gess qonuniga binoan bo‘ladi. Masalan, ugrelod va vodoroddan metan olish reaksiyasini ko‘rib chiqaylik:

Bu reaksiyaning issiqlik effektini kalorimetr yordamida aniqlab bo‘lmaydi. Chunki bu reaksiya faqat yuqori haroratda sodir bo‘lib, bilan birga qo‘shimcha moddalar sifatida va boshqalar hosil bo‘ladi. Shuning uchun metan, uglerod va vodorod-larning yonish issiqliklaridan foydanilgan holda boshlang‘ich va oxirgi holatlar qonuniyatidan foydalanib, metanning hosil bo‘lish issiqligini hisoblab topishimiz mumkin:
Boshlang‘ich holat:
Oxirgi holat:
1.

2.

Natijada: Х= -94 -137 + 213=18 kkal.
Endi Gess qonunini termodinamik ifodalar bilan bog‘la-nishini ko‘rib chiqamiz.
Termoximiyaviy jarayonlarni o‘rganish asosini termodina-mikaning birinchi qonuni tashkil etadi.
(2)
bunda – sistemaga berilgan issiqlik;
- ichki energiyaning o‘zgarishi;
–sistema tomonidan bajarilgan ish.
Ko‘p hollarda sistema orqali bajarilgan ish, bu tashqi bosimga qarshi bajarilgan ishdir:
(3)
bunda va - sistemaning boshlang‘ich va oxirgi hajmi. Jarayon doimiy hajmda (izoxorik jarayon) olib borilayotgan bo‘lsa, ya\ni bo‘lsa, u holda
(4)
bo‘ladi. Demak, sistemaga berilgan issiqlik ichki energiyaning oshishiga olib keladi. Jarayon doimiy bosimda (izobarik jarayon) olib borilayotgan bo‘lsa (3), tenglamani quyidagicha yozish mumkin:

yoki

Agarda biz deb belgilasak, u holda
(5)
bo‘ladi.
funksiyasi entalpiya deb ataladi. Yuqoridagi tenglama-dan ko‘rinib turibdiki, sistemaga berilgan issiqlik uning entalpiyasi oshishiga teng bo‘ladi.
Ximiyaviy reaksiya doimiy bosimda yoki doimiy hajmda ro‘y berayotgan bo‘lsa, (4) va (5) tenglamalardan ko‘rinib turibdiki, uning issiqlik effekti sistemaning boshlang‘ich va oxirgi holatlariga bog‘liq bo‘lib, bosib o‘tilgan yo‘lga bog‘liq emas.