Modalar massasining saqlanish qonuni. Tarkibning doimiylik qonuni. Karrali nisbatlar qonuni
Yüklə 0,79 Mb.
|
|
REJA: Modalar massasining saqlanish qonuni. Tarkibning doimiylik qonuni. Karrali nisbatlar qonuni. Ekvivalentlar qonuni. Gey Lyussakning hajmiy nisbatlar qonuni. Ideal gaz qonunlari. .
Moddalar massasining saqlanish qonuni. Bu qonunlar kimyoviy reaksiya vaqtida sodir bo‘ladigan o‘zgarishlarni miqdoriy jihatdan tekshirish natijasida kashf etilgan bo‘lib, ular kimyo fanining nazariy negizini tashkil etadi. Kimyoning birinchi qonuni — moddalar massasining saqlanish qonunidir. Bu qonun dastlab M. V. Lomonosov va keyinchalik A.Lavuazze tomonidan ta’riflangan: kimyoviy reaksiyalarda qatnashuvchi dastlabki moddalar massalarining yig‘indisi reaksiya mahsulotlari massalarining yig‘indisiga tengdir. Katta miqdorda energiya ajralib chiqishi bilan sodir bo‘ladigan jarayonlar moddalar (masalan, radioaktiv moddalarning emirilishi, atom hamda vodorod bombalarining portlashi) massasining saqlanish qonuniga emas, balki materiyaning saqlanish qonuniga bo‘ysunadi. Agar jarayonning issiqlik effekti (Q bo‘lsa, jarayon davomida massasining o‘zgarishi Eynshteyn tenglamasi bilan ifodalanadi; Δm * m = Q/C 2 Uning maxrajidagi C2 nihoyatda katta son (9.10 16 m-s-1) bo‘lganligidan odatdagi reaksiyalarda massa o‘zgarishi nihoyatda kichik bo‘ladi va uni tarozi yordami bilan ham payqash qiyin. 2.2. Tarkibning doimiylik qonuni. A. Lavuaze 1781 yilda karbonat angidrid gazini 10 xil usul bilan hosil qildi va gaz tarkibidagi uglerod bilan kislorod massalari orasidagi nisbat 3:8 ekanligini aniqladi. Shundan keyin: har qanday kimyoviy toza birikmani tashkil ztuvchn elementlarning massalari o‘zgarmas nisbatda bo‘ladi, degan xulosa chiqarildi. Bu xulosa tarkibning doimiylik qonunidir. 20 yil davomida bu qonunning to‘g‘riligi barcha olimlar tomonidan e’tirof etib kelindi. Lekin 1803 yilda francuz olimi Bertolle qaytar reaksiyalarga oid tadqiqotlar asosida, kimyoviy reaksiya vaqtida hosil bo‘ladigan birikmalarning miqdoriy tarkibi reaksiya uchun olingan dastlabki moddalarning massa nisbatlariga bog‘liq bo‘ladi, degan xulosa chiqardi. J. L. Prust (1753-1826) Bertollening yuqoridagi xulosasiga qarshi chiqdi. U kimyoviy toza moddalarni puxta analiz qildi: toza birikmalarning miqdoriy tarkibi bir xil bo‘lishini o‘zining juda ko‘p analizlari bilan isbotladi. Prust bilan Bertolle orasidagi munozara etti yil davom etdi. Bu kurash ikki falsafiy oqim kurashi bo‘ldi. Prust falsafasi — uzluklilik prinsipi, Bertolle falsafasi — uzluksizlik prinsipi nomi bilan yuritiladi. Ko‘pchilik olimlar o‘zlarining amaliy ishlari natijalari bilan Prust prinsipini tasdiqladilar. Natijada Prust g‘olib chiqdi va 1809 yilda kimyoning asosiy qonunlaridan biri tarkibning doimiylik qonuni quyidagicha ta’riflandi: har qanday kimyoviy toza birikma, olinish usulidan qat’iy nazar, o‘zgarmas miqdoriy tarkibga ega. Masalan, toza suv tarkibida 11,11% vodorod va 88,89 % kislorod bo‘lib, suv normal sharoitda 0° C la muzlaydi, 100 0C da qaynaydi; uning 4° C dagi zichligi 1000 kg-m3 yoki I g-sm3 yoxud 1 gml-1 ga teng; u o‘zgarmas elektr o‘tkazuvchanlikka, o‘zgarmas qovushoqlikka ega. Bertollening o‘zgaruvchan tarkibli birikmalar mavjudligi haqidagi ta’limotini XX asrning boshlarida akad. N. S. Kurnakov rivojlantirdi. U qotishma va eritmalarda haqiqatan ham o‘zgaruvchan tarkibli birikmalar bo‘lishini isbotladi va ularni bertollidlar deb, o‘zgarmas tarkibli birikmalarni esa — daltonidlar deb atadi. Tarkibning doimiylik qonuniga faqat molekula holidagi gaz, suyuqlik va oson suyuqlanadigan qattiq moddalar bo‘ysunadi. Atom tuzilishiga ega bo‘lgan kristall modaalar va yuqori molekulyar birikmalar bu qonunga bo‘ysunmasligi mumkin. Masalan, titan (II) - oksidning tarkibi bir namunada Ti1.2O formula bilan, boshqa bir namunada Ti01,2 formula bilan ifodalanishi mumkin. Birinchi holda' 12 ta titan atomiga 10 ta kislorod atomi kelgan bo‘lsa, ikkinchi holda 10 ta titan atomiga 12 ta kislorod atomi to‘g‘ri keladi. Tarkibnnng doimiylik qonunini quyidagicha ta’riflash mumkin. har qanday quyi molekulyar birikma, o‘zining olinish usuli va sharoitidan qat’i nazar o‘zgarmas tarkib bilan ifodalana oladi. 2.3. Karrali nisbatlar qonuni. Ingliz olimi J. Dalton 1804 yilda moddaning tuzilishi haqidagi atomistik tasavvurlarga asoslanib, karrali nisbatlar qonunini ta’rifladi: agar ikki element o‘zaro birikib bir necha kimyoviy birikma hosil qilsa, elementlardan birining shu birikmalardagi ikkinchi elementning bir xil massa miqdorlariga to‘g‘ri keladigan massa miqdorlari o‘zaro kichik butun sonlar nisbatida bo‘ladi. Dalton, metan va etilen gazlarining tarkibiga e’tibor berdi: metan tarkibida 75% uglerod va 25 % vodorod bo‘lib, unda 1 massa qism vodorodga 3 massa qism uglerod to‘g‘ri keladi (ya’ni 3:1). Etilen tarkibida esa 85,71 % uglerod va 14,29% vodorod bor; bu moddada 1 massa qism vodorodga 6 massa qism uglerod to‘g‘ri keladi (ya’ni 6:1). Demak, bu birikmalarda 1 massa qism vodorodga to‘g‘ri keladigan uglerod miqdorlari o‘zaro 3: 6 yoki 1: 2 nisbatida bo‘ladi. Karrali nisbatlar qonuni juda ko‘p misollar bilan isbotlandi, masalan, suv tarkibida bir massa qism vodorodga 8 massa qism kislorod to‘g‘ri kelsa, vodorod peroksid tarkibida 1 massa qism vodorodga 16 massa qism kislorod to‘g‘ri keladi. Karrali nisbatlar qonunining mavjudligi atomistik nazariya asosida quyidagicha izohlanadi: bir elementning bir atomi ikkinchi elementning bitta, ikkita, uchta va hokazo sondagi atomlari bilan birika oladi va aksincha, birinchi elementning ikkita atomi ikkinchi elementlar bitta, ikkita va hokazo sondagi atomlari bilan birikishi mumkin. 2.4. Ekvivalentlar qonuni. Moddalar o‘zaro ma’lum massa miqdorlarida birikadi. Masalan, 49 g sulfat kislota 32,5 g rux bilan reaksiyaga kirishganida 1g vodorod ajralib chiqadi. Sulfat kislotaning o‘rniga 36,5 g xlorid kislota olinsa ham o‘shancha vodorod ajralib chiqadi. Ruxning o‘rniga alyuminiy olsak, 1 g vodorod ajralib chiqishi uchun 9 g alyuminiy kerak bo‘ladi. Demak, kimyoviy jihatdan qaraganda 49 g sulfat kislotaning «qiymati» 36,5 g xlorid kislota «qiymatiga», 32,5 g ruxning «qiymati» esa 9 g alyuminiy qiymatiga tengdir. Bunday misollarni juda ko‘p keltirish mumkin. Bu holni tasvirlash uchui Vollaston 1814 yilda kimyoga ekvivalent («teng qiymatli») degan tushunchani kiritdi. Vodorodning ekvivalenti 1 ga teng deb qabul qilindi, 1 massa qism vodorod 8 massa kislorod bilan birikkanda 9 massa qism suv hosil bo‘ladi, shuning uchun kislorodning ekvivalenti 8 ga teng. Elementning bir massa qism vodorod, sakkiz massa qism kislorod bilan birika oladigan yoki shularga almashina oladigan miqdori uning kimyoviy ekvivalenti deb ataladi. Masalan, kalsiyning ekvivalenti 20 ga teng, chunki 8 g kislorod 20 g kalsiy bilan qoldiqsiz birikib, 28 g kalsiy oksid hosil qiladi. Murakkab moddaning bir ekvivalent (1 massa qism) vodorod yoki bir ekvivalent (8 massa qism) kislorod bilan yoxud, umuman, boshqa har qanday elementning bir ekvivalenti bilan reaksiyaga kirishadigan massa miqdori shu murakkab moddaning ekvivalenti deb ataladi. Ekvivalentlar qonuni quyidagicha ta’riflanadi: Elementlar bir-biri bilan o‘zining ekvivaaentiga proporcional miqdorda birikadi. Masalan, 8 g kislorod bilan 20 g kalsiy birikadi; 16 g kislorod bilan 40 g kalsiy birikadi. Elementlarning ekvivalenti tajribada analiz, sintez va umuman kimyoviy reaksiya natijalari asosida hisoblab topiladi. Elementning atom massasini valentligiga bo‘lish bilan ham shu elementning ekvivalentini hisoblay olamiz, atom massa ekvivalentning valentlikka ko‘paytmasiga tengdir. Valentligi o‘zgaruvchan elementlarning ekvivalentlari ham o‘zgaruvchan bo‘ladi. Kislota ekvivalentini hisoblash uchun uning molekulyar massasini kislotaning negizligiga bo‘lish kerak: masalan, sulfat kislota H2SO4 ikki negizli bo‘lgani uchun uning ekvivalenti 98/2=49 ga teng. Asos ekvivalentini topish uchun uning molekulyar massasini shu asos tarkibidagi metallning valentligiga bo‘lish kerak. Masalan, Ca(OH)2 ning ekvivalenti – 74/2= 37 ga teng. Tuz ekvivalentini topish uchun uning molekulyar massasini tuz tarkibidagi metallning umumiy valentligiga bo‘lish kerak. Masalan, Al2(SO4)3 ning ekvivalenti 342/6 = 57 dir. Bu qonunni quyidagi tenglama shaklida ifodalash mumkin: mA/mV = EA/EV Moddaning ekvivalentiga teng massasi — uning molyar — ekvivalent massasi deb ataladi va gmol-1 ga teng. Misol. 2,9 g metall gidroksiddan o‘sha metallning 9,2 g bromidi hosil bo‘lgan. Metallning ekvivalentini toping. Echish. Ekvivalentlar qonuniga muvofiq, massalar orasidagi nisbat ekvivalentlar orasidagi nisbatga teng:
Bu qiymatlarni tenglamaga qo‘ysak, 2,9/9,2=Emetall-17/Emetall+79,9 bo‘ladi Bundan Emetall = 11,95gmol-1 kelib chiqadi. 2.5. Gey-Lyussakning hajmiy nisbatlar qonuni Franiuz olimi Gey-Lyussak (1778—1850) ta’riflagan hajmiy nisbatlar qonuni atom massalar haqidagi masalani echishga katta yordam berdi. Bu qonun quyidagicha ta’riflanadi: kimyoviy reaksiyaga kirishuvchi gazlarning hajmlari o‘zaro va reaksiya natijasida hosil bo‘ladigan gazlarning hajmlari bilan oddiy butun sonlar nisbati kabi nisbatda bo‘ladi. Masalan, 2 hajm vodorod 1 hajm kislorod bilan yuqori temperaturada reaksiyaga kirishganda 2 hajm suv bug‘i hosil bo‘ladi. Albatta, bunday reaksiyada ishtirok etgan gazlarning hajmlari bir xil bosim va bir xil temperaturada o‘lchanilishi lozim. Shved olimi Bercelius Gey-Lyussak qonuniga asoslanib, bir xil temperatura va bir xil bosimda baravar hajmda olingan barcha oddiy gazlarning molekulalari emas, atomlar soni o‘zaro teng bo‘ladi degan noto‘g‘ri xulosaga keldi. Berceliusning bu fikri to‘g‘ri bo‘lganda edi, 2 hajm volorod 1 hajm kislorod bilan reaksiyaga kirishganda 1 hajm suv bug‘i hosil bo‘lishi kerak edi. Vaholanki, tajribada 2 hajm suv bug‘i hosil bo‘ldi. Bercelius 1 hajm kislorod 1 hajm vodorodga qaraganda 16 marta og‘irligiga asoslanib, kislorodning atom massasini 16 deb topdi. Bundan tashqari, 1 hajm kislorod bilan 2 hajm vodorod reaksiyaga kirishishidan foydalanib, suvning formulasi H2O ekanligini aniqladi, lekin nima uchun 1 hajm kislorod 2 hajm vodorod bilan reaksiyaga kirishganida 2 hajm suv bug‘i hosil bo‘lishini tushuntira olmadi. Buni Avogadro gipotezasigina izohlay oldi. Italiyalik olim Amedeo Avogadro (1776—1856) hajmiy nisbatlar qonunini tushuntirish uchun 1811 yilda quyidagi gipotezani yaratdi: bir xil sharoitda (bir xil temperatura va bir xil bosimda) va baravar hajmda olingan turli gazlarning molekulalari soni o‘zaro teng bo‘ladi. Oddiy gazlarning molekulalari bir necha atomdan iborat bo‘lishi mumkin. Avogadroning bu gipotezasi xilma-xil faktlar bilan tasdiqlandi va 1860 yildan boshlab A v o g a d r o qo n u n i deb tan olindi. Gey-Lyussakning hajmiy nisbatlar qonuni Avogadro qonuni asosida juda qulay izoxlanadi. Masalan, 2 hajm vodorod va 1 hajm kislorod o‘zaro birikib, 2 hajm suv bug‘i hosil qilishini quyidagicha izoxlash mumkin: kislorod va vodorodning har qaysi molekulasi ikki atomdan iborat; vodorodning ikki molekulasi kislorodning bitta molekulasi bilan birikib, bir molekula suv hosil qiladi; kislorodning ikkinchi atomi qolgan ikkita vodorod atomi bilan birikib, yana bir molekula suv hosil qiladi; shunday qilib, 2H2O + O2 = 2H2O reaksiyasi sodir bo‘ladi. Avogadrodan mustaqil ravishda Amper ham Avogadro xulosasiga o‘xshash xulosaga keldi. Amper o‘z gipotezasini quyidagicha ta’rifladi: bir xil sharoitda molekulalar orasidagi masofa hamma gazlarda ham bir xildir. Avogadro qonunidan uchta xulosa kelib chiqadi: 1) oddiy gazlarning (kislorod, vodorod, azot, xlor) molekulalari ikki atomdan iborat; 2) normal sharoitda bir mol miqdordagi gaz 22,4l hajmni egallaydi 3) bir xil sharoitda baravar hajmda olingan ikki gaz massalari orasidagi nisbat shu gazlarning molekulyar massalari orasidagi nisbatga teng. Avogadro qonuni hozirgi zamon kimyosining asosiy qonunlaridan biridir. Oddiy gaz molekulalarining nechta atomdan iboratligi XIX asrning ikkinchi yarmiga borib aniqlandi. Buni hal qilish uchun issiqlikning kinetik nazariyasidan foydalanildi. Gazning o‘zgarmas bosimdagi issiqlik sig‘imini Cr, o‘zgarmas hajmdagi issiqlik sig‘imini Cv, bilan belgilasak, Cr : Cv nisbatlar qiymati gaz molekulasi necha atomdan iborat ekanligiga bog‘liq bo‘ladi. Bir atomli gaz uchun Cr:Cv nisbati 1,67 ga teng; molekulasi ikki atomli gaz uchun Cr :Cv =1,41, uch atomli gaz uchun Cr :Cv =1,33 bo‘ladi. Masalan, azot uchun Cr :Cv nisbati 1,41 ga teng, demak, azot molekulasi ikki atomlidir. 2.6. Ideal gaz qonunlari 1860 yilda Germaniyaning Karlsrue shahrida chaqirilgan kimyogarlarning Xalqaro s’ezdida «atom», «molekula» va «ekvivalent» tushunchalariga aniq ta’rif berildi. Shundan keyin atom va molekula tushunchalari asosida atom-molekulyar ta’limot yaratildi. Gaz holatidagi moddani tavsiflash faqat ekvivalentlar qonuni bilan cheklanmaydi; Avogadro, Sharl, Gey-Lyussak va Boyl-Mariott qonunlariga ham bo‘ysunadi. Avogadro qonuni: o‘zgarmas bosim va o‘zgarmas temperaturada hamma gazlarning baravar hajmida bir xil miqdorda molekulalar (yoki gazning mol miqdorlari) bo‘ladi. Binobarin, har qanday gazning hajmi uning mol sonlariga proporcionaldir: v=(constn)R,T yoki V1/V2=n1/n2 bunda: n, va n2 — gazning V} va V2 hajmlardagi mol sonlari, R,T indekslari shu fizik kattaliklar doimiy qolgan holatini anglatadi. Sharl — Gey-Lyussak qonuniga muvofiq: a) o‘zgarmas bosimda o‘zgarmas gaz massasidan hajmi gazning absolyut temperaturasiga proporcional bo‘ladi:
bu yerda: T-273.15+t0; uni darajaning Kelvin shkalasi deyiladi (K harfi bilan yoziladi). b) o‘zgarmas hajmda o‘zgarmas gaz massasining bosimi gazning absolyut temperaturasiga proporcional bo‘ladi: R=(constT)V,m yoki Gazning bosimi, hajmi va temperaturasi orasidagi bog‘lanish ideal gazning holat tenglamasi yoki ^ Klapeyron tenglamasi bilan ifodalanadi: Fizikada gazning normal holati deb, uning T=273,15 K va R=101,325 kPa bosimdagi holati qabul qilingan. Gazning hajmini normal sharoitga keltirish uchun formuladan kelib chiqadigan tenglamadan foydalaniladi: Bu formulada V gazning tajriba sharoitidagi bosim R va temperatura T (273,15+t0 dagi) hajmi. Yuqorida keltirilgan tenglamaning chap tomoni bir mol gazga ta’luqli bo‘lib, o‘ng tomoni esa gazning massasiga bog‘liq bo‘ladi. Xaqiqatdan ham R=101,325 kPa, T=273,15 K da V0=22,41410-3 m3 (yoki 22,4 l) bo‘ladi. Bu hajm gazning molyar hajmi (ba’zan K ko‘rinishda belgilanadi) deb ataladi. Tenglamaning chap tomoninini R harfi bilan belgilaymiz. U holda bir mol ideal gaz uchun: PV=RT p mol gaz uchun RV=pRT yoki RV = m/MRT ga ega bo‘lamiz. Bu tenglama Klapeyron-Mendeleev tenglamasi nomi bilan yuritiladi (bu yerda: m - gazning massasi, M— uning mollekulyar massasi. m:M=p—mol soni). Bu tenglamadagi R—gazning unniversal doimiysi deb ataladi. Uying qiymatini hisoblash qiyin emas. 1) I mol gaz standart sharoitda (273,15 K va 1 atm. bosimda) 22,4 l hajmni egallashidan foydalanib, R ning qiymatini hisoblaymiz: 2) 1 atmosfera —Yernnng tortish kuchi tezlanishi g=980,67 sm*s-2 bo‘lgan joyidagi 76 sm simob ustuni bosimiga teng, ya’ni: 1 atm=0,76 m-13,595 *103 kg-m-3*980,67 m*s-2 = 101325 kg*m-1s2=101325Nm-2=101,325kPa. Binobarin,
Universal gaz doimiysining fizik ma’nosi: R ning qiymati o‘zgarmas bosimda 1 mol gaz 10 isitilganda uning kengayishi uchun bajaradigan ishga tengdir. Faraz qilaylik temperaturasi T bo‘lgan 1 mol gaz P bosimda (T+1) temperaturaga qadar isitilsin. U holda gazning dastlabki va oxirgi holatlari uchun Klapeyron tenglamasi quyidagicha yoziladi: RV1=RT; PV2=R(T+1) Agar, RV2 dan RV1 ni ayirib tashlasak, RV2 - RV1 = R(T+1) – RT = R(V2 - V1) = Rv=R kelib chiqadi. Kimyoning asosiy tushunchalari. Atom molekulyar ta’limot XIX asrning o‘rtalarida hamma olimlar tomonidan e’tirof etildi va atom, molekula hamda element tushunchalariga quyidagicha ta’rif berildi: Kimyoviy usul bilan boshqa bir oddiy moddaga aylana olmaydigan oddiy modda element deb ataladi yoki element – ma’lum hossalarga ega bo‘lgan atomlar turidir. Atom oddiy va murakkab moddalar molekulasi tarkibiga kiruvchi kimyoviy elementning eng kichik zarrachasidir. Molekula moddaning mustaqil mavjud bo‘la oladigan va moddaning kimyoviy xossalariga ega bo‘lgan eng kichik zarrachasidir. Oddiy moddalar molekulasi bir xil elementning atomlaridan (N2, 02, N2, Cl2, I2, 03), murakkab moddaning molekulasi esa ikki yoki bir necha xil elementning atomlaridan tarkib topgan bo‘ladi. Masalan, suv (H20) vodorod va kislorod atomlaridan tarkib topadi. Osh tuzi (NaCl) natriy va kislorod atomlaridan tarkib topgan bo‘ladi. Mol – modda miqdrorining o‘lchov birligi. Masalan, H2S04 mol massasi – 98 gr. 1 mol H2S04 98 gr kelar ekan. Molni topish uchun quyidagi formuladan foydalanamiz:
Istisnolarsiz qoidalar yo'q Tarkibning doimiyligi qonunidan kelib chiqadiki, kompleks birikma hosil bo'lganda kimyoviy elementlar bir-biri bilan ma'lum vazn nisbatlarida birlashadi. Ko'p o'tmay, kimyo fanida tayyorlash usuliga bog'liq bo'lgan o'zgaruvchan tarkibga ega bo'lgan moddalar mavjudligi to'g'risida ma'lumotlar paydo bo'ldi. Rus olimi M.Kurnakov bu birikmalarni bertollidlar, masalan, titan oksidi, sirkoniy nitridi deb atashni taklif qildi. Bu moddalar bir elementning 1 vazn qismi uchun boshqa elementning boshqa miqdoriga ega. Shunday qilib, vismutning galliy bilan ikkilik birikmasida galiyning bir og'irlik qismi vismutning 1,24 dan 1,82 gacha qismini tashkil qiladi. Keyinchalik, kimyogarlar metallarning bir-biri bilan birikmasidan tashqari, oksidlar kabi tarkibning doimiyligi qonuniga bo'ysunmaydigan moddalar mavjudligini aniqladilar. Bertollidlar sulfidlar, karbidlar, nitridlar va gidridlarga ham xosdir. Izotoplarning roli O'z ixtiyorida moddaning doimiylik qonuniga ega bo'lgan kimyo kabi aniq fan birikmaning og'irlik xarakteristikasini uni hosil qiluvchi elementlarning izotopik tarkibi bilan bog'lay oldi. Eslatib o'tamiz, bir xil kimyoviy element atomlari bir xil protonga ega, ammo nuklon raqamlari har xil bo'lgan atomlar izotoplar hisoblanadi. Izotoplarning mavjudligini hisobga olsak, ushbu moddaga kiritilgan elementlar doimiy bo'lishi sharti bilan birikmaning og'irlik tarkibi o'zgaruvchan bo'lishi mumkinligi aniq. Agar element har qanday izotop tarkibini oshirsa, u holda moddaning og'irlik tarkibi ham o'zgaradi. Masalan, oddiy suvda 11% vodorod, uning izotopi (deyteriy) bilan hosil boʻlgan ogʻir suvda esa 20% mavjud. Bertollidlarning xususiyatlari Biz ilgari bilib olganimizdek, kimyodagi saqlanish qonunlari atom-molekulyar nazariyaning asosiy qoidalarini tasdiqlaydi va doimiy tarkibli moddalar - daltonidlar uchun mutlaqo to'g'ridir. Bertollidlar esa elementlarning og'irlik qismlarini o'zgartirish mumkin bo'lgan chegaralarga ega. Masalan, tetravalent titan oksidida metallning bir og'irlik qismi kislorodning 0,65 dan 0,67 qismini tashkil qiladi. O'zgaruvchan tarkibli moddalar kristall panjaralaridagi atomlardan iborat emas. Shuning uchun birikmalarning kimyoviy formulalari faqat ularning tarkibi chegaralarini aks ettiradi. Harorat elementlarning og'irlik tarkibidagi o'zgarish intervallariga ham ta'sir qilishi mumkin. Agar ikkita kimyoviy element o'zaro bir nechta moddalar - bertollidlar hosil qilsa, unda ko'p nisbatlar qonuni ularga ham taalluqli emas. Yuqoridagi barcha misollardan xulosa qilamiz: nazariy jihatdan kimyoda moddalarning ikki guruhi mavjud: doimiy va o'zgaruvchan tarkibga ega. Tabiatda bu birikmalarning mavjudligi atom va molekulyar nazariyaning ajoyib tasdig'idir. Ammo tarkibning doimiyligi qonunining o'zi endi kimyo fanida hukmronlik qilmaydi. Ammo u uning rivojlanish tarixini aniq ko'rsatib beradi. 1. Jismning massasi unga bog'liq ichki energiya. Energiya so'rilsa, massa ortadi, energiya chiqarilsa, massa kamayadi. Massaning o'zgarishi, ayniqsa, qachon seziladi yadro reaksiyalari. Kimyoviy reaktsiyalarda massaning o'zgarishi ahamiyatsiz darajada kichik - at termal effekt reaksiya 100 kJ/mol, massaning o'zgarishi ~10 -9 g/mol bo'ladi, temir temir 200 ° ga qizdirilganda uning massasi Dm / m ~ 10 -12 ga ortadi. 2. Massa qo'shimcha miqdor emas, ya'ni tizimning massasi uning tarkibiy qismlarining massalari yig'indisiga teng emas, masalan, elektron va pozitronning annigilyatsiyasi, tinch massaga ega bo'lgan zarralar fotonlarga aylanadi. dam massasi yo'q, deyteriy massasi proton va neytron massalari yig'indisiga teng emas, va hokazo. Yuqoridagilardan kelib chiqadiki, massa saqlanish qonuni energiyaning saqlanish qonuni bilan chambarchas bog'liq bo'lib, u maxsus nisbiylik nazariyasi bilan izohlanadi va xuddi shunday cheklash bilan amalga oshiriladi - almashinuvni hisobga olish kerak. tizim va atrof-muhit o'rtasidagi energiya. Ekvivalentlar qonuni Ekvivalentlar qonunining dastlabki formulasi (“ekvivalent” atamasi 1767 yilda G. Kavendish tomonidan kiritilgan) quyidagicha edi: “Agar bir xil miqdordagi har qanday kislota neytrallashtirilsa. turli miqdorlar ikkita asos, keyin bu miqdorlar ekvivalent bo'ladi va boshqa har qanday kislotaning bir xil miqdori bilan neytrallanadi. Oddiy qilib aytganda, kimyoviy birikmalar o'zboshimchalik bilan emas, balki qat'iy belgilangan miqdoriy nisbatlarda o'zaro ta'sir qiladi. Biroq, bu qonun materiya tarkibining doimiyligi masalasini ochdi. O'sha davrning eng ko'zga ko'ringan olimi Klod Lui Bertolet 1803 yilda jozibador kuchlar yordamida va moddaning zichligi va uning miqdoriga qarab kimyoviy yaqinlik nazariyasini taklif qildi. U moddaning elementar tarkibi uning olingan sharoitga qarab ma'lum chegaralarda o'zgarishi mumkin degan taxminni himoya qildi. Bertoletning fikriga ko'ra, birikmalardagi doimiy munosabatlar faqat bunday birikmalarning hosil bo'lishi paytida zichlikning sezilarli darajada o'zgarishi va natijada birlashtiruvchi kuchlar sodir bo'lgan hollarda sodir bo'lishi mumkin. Shunday qilib, gazsimon vodorod va kislorod doimiy nisbatda suvga birlashadi, chunki suv dastlabki gazlarga qaraganda ancha yuqori zichlikka ega suyuqlikdir. Ammo birikma hosil bo'lishida zichlik va kogeziyaning o'zgarishi ahamiyatsiz bo'lsa, o'zgaruvchan tarkibli moddalar keng nisbatda hosil bo'ladi. tarkibiy qismlar. Bunday birikmalarning hosil bo'lish chegaralari tarkibiy qismlarning o'zaro to'yinganlik holatlaridir. Bertoletning kimyoviy birikmalardagi nisbatlarning doimiyligini inkor etuvchi ta'limoti, Bertoletning yuksak ilmiy nufuziga qaramay, ochiq-oydin ishonchsizlik bilan kutib olindi. Biroq, analitik kimyogarlarning ko'pchiligi, jumladan Klaprot va Voquelin, Bertoletning da'volarini ochiqchasiga rad etishga jur'at eta olmadilar. Faqat bittasi, o‘sha paytda unchalik mashhur bo‘lmagan Madrid kimyogari Prust Bertoletning qarashlarini tanqid qilishdan va uning eksperimental xatolari va noto‘g‘ri xulosalarini ko‘rsatishdan tortinmadi. Prustning birinchi tanqidiy maqolasi (1801) paydo bo'lgandan so'ng, Bertolet o'z pozitsiyasini himoya qilib, ikkinchisiga javob berishni zarur deb hisobladi. Bir necha yil davom etgan (1808 yilgacha) qiziqarli va tarixiy jihatdan juda muhim bahs-munozara yuzaga keldi va Prustning dalillari, aftidan, 1809 yilda o'zgaruvchan tarkibli birikmalar mavjudligini tan olgan Bertoletni unchalik ishontirmagan bo'lsa-da, barcha kimyogarlar. Prust nuqtai nazarini oldi, shuning uchun kompozitsiyaning doimiyligi qonunini eksperimental o'rnatishning xizmati kimga tegishli kimyoviy birikmalar. . Tarkibning doimiyligi qonuniga asoslanib, turli xil hisob-kitoblarni amalga oshirish mumkin. №1 vazifa Kimyoviy formulasi H 2 SO 4 sulfat kislotada kimyoviy elementlar qanday massa nisbatlarida birlashtirilgan? Ar(H)=1, Ar(S)=32, Ar(O)=16. Bu elementlarning massa nisbatlarini H formulada aniqlaymiz 2 SO 4 m(H) : m(S) : m(O) = 2Ar(H) : Ar(S) : 4Ar(O) = 2: 32: 64 = 1: 16: 32 Shunday qilib, 49 g sulfat kislota (1 + 16 + 32 = 49) olish uchun siz 1 g - H, 16 g - S va 32 g - O ni olishingiz kerak. №2
kimyoviy elementlarning nisbiy atom massalarini topamiz: Ar(H)=1, Ar(S)=32. Formuladagi vodorod atomlari sonini - x, oltingugurt esa - y: H deb belgilaymiz x S y m(H) : m(S) = xAr(H) : yAr(S)= x1: y32 = (2*1) : (1*32) = 2:32 = 1:16 Shuning uchun vodorod sulfidining formulasi H 2S №3
kimyoviy elementlarning nisbiy atom massalarini topamiz: Ar(Cu)=64, Ar(S)=32, Ar(O)=16. Formuladagi mis atomlari sonini - x, oltingugurt - y va kislorod - z sonini belgilaymiz: Cu. x S y O z m(Cu) : m(S) : m(O) = xAr(Cu) : yAr(S) : zAr(O) = x64: y32: z16 = (1*64) : (1*32) : (4) *16) = 64:32:64 = 2:1:2 Bertollidlar - doimiy va ko'p nisbat qonunlariga bo'ysunmaydigan o'zgaruvchan tarkibli birikmalar. Bertollidlar tayyorlanish usuliga bog'liq bo'lgan o'zgaruvchan tarkibli stoxiometrik bo'lmagan binar birikmalardir. Bertollidlar paydo bo'lishining ko'plab holatlari aniqlangan metall tizimlar, shuningdek, oksidlar, sulfidlar, karbidlar, gidridlar va boshqalar orasida.Masalan, vanadiy (II) oksidi tayyorlash shartlariga qarab V 0,9 dan V 1,3 gacha bo'lishi mumkin. Temir (II) sulfidni olish uchun biz temir va oltingugurtni 7: 4 nisbatda aralashtiramiz. Agar siz ularni boshqa nisbatda, masalan, 10: 4 nisbatda aralashtirsangiz, u holda kimyoviy reaktsiya sodir bo'ladi, lekin 3 g temir reaktsiyaga kirmaydi. Nega bunday naqsh bor? Ma'lumki, temir (II) sulfidda har bir temir atomiga bitta oltingugurt atomi to'g'ri keladi.(kristal panjaraning namoyishi, 2-rasm). Shuning uchun reaksiya uchun temir va oltingugurt atomlarining nisbati (1:1) saqlanib qoladigan shunday massa nisbatidagi moddalarni olish kerak. Shu darajada raqamli qiymatlar atom massalari Fe, S va ularning nisbiy atom massalari A r(Fe) A r(S) mos kelsa, biz yozishimiz mumkin: A r(Fe): A r(S) = 56:32 = 7:4. 7:4 nisbati o'zgarmas bo'lib qoladi, har qanday massa birliklarida moddalarning massasi ifodalanadi (g, kg, t, amu). Ko'pgina kimyoviy moddalar doimiy tarkibga ega.. Yüklə 0,79 Mb. Dostları ilə paylaş:
|