O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta ta’lim vazirligi

7.2.8. Gaz moddalar tabiatini oʻrganish
XIX asr oxirlarida, fizikaviy kimyo rivojlangan davrga kelib olimlar tomonidan yana gazlarning tabiati va xossalarini oʻrganish boshlandi. Fransuz kimyogari Anri Viktor Reno (1810-1878 yy.) uzoq muddat davomida gazlarning bosimi va hajmini oʻlchab, 300 yil ilgari R. Boyl tomonidan aniqlangan maʻlum miqdordagi gazning hajmi va bosimi orasidagi uzviyliklarda baʻzi noaniqliklar borligini isbotladi. R. Boyl qonunidan chekinish yuqori bosim sharoitida yoki harorat keskin pasayganda kuzatiladi.
Shotland fizigi Jeyms Klark Maksvell (1831-1879 yy.) bilan avstriyalik fizik Lyudvig Bolsman (1844-1906 yy.) ilmiy-tadqiqot ishlari davomida quyidagilarni isbotladilar: Agar gazlar tartibsiz harakat qiluvchi juda koʻp zarrachalar (gazlarning kinetik nazariyasi) yigʻindisidan iborat va ular juda kichik oʻlchamli zarracha boʻlib oʻzaro tortishish kuchiga ega boʻlmaydi deb tasavvur qilaylik. Bu talablarga javob beradigan gazlarni ideal gaz shartlariga mos keluvchi gaz mavjud emas, faqatgina vodorod va geliy gazlari ularga yaqinroqdir.
I.D. Van der-Vaals (1837-1923 yy.) – mashhur golland fizigi, 1873-yilda Leyden universiteti talabasi boʻlgan davridayoq gazlarning tezlik, bosim va haroratlari orasidagi bogʻliqlikni ifodalovchi tenglama tuzib, unga gaz molekulalari oʻlchami va oʻzaro tortishuvini hisobga oluvchi “a” va “b” konstantalarini kiritdi. Bir mol gaz uchun I.D. Van der-Vaals tenglamasining koʻrinishi:
(P + _{ })(V_m – b) = RT
bunda, “a” va “b” kattaliklar gazlarning oʻzaro tortishuvi va molekulalar hajmini inobatga oladigan va doimiy qiymatga ega kattaliklar. I.D. Van-der-Vaals “gazlar va suyuqliklar holatini oʻrganish” yoʻnalishi boʻyicha Nobel mukofotiga sazovor boʻldi. Qayd etish lozimki, gazlar xossalarini oʻrganish ularni suyultirish masalasini hal etdi. 1799-yilda suyuq ammiak olindi, uni suyuqlantirish uchun ammiak gazi bosim ostida sovutildi.
1845-yilda M. Faradey bir qator gazlarni, jumladan, xlor va sulfit angidridini ham suyuq holda oldi. Yuqori bosim sekinlik bilan normal holatgacha pasaytirilganda suyuqlantirilgan gaz tezda bugʻlanadi va katta miqdordagi issiqlikni yutadi, natijada qolgan suyuq gazning harorati keskin pasayadi. Bu sharoitda karbonat angidridi suyuqlanmasdan, quruq muzga aylanadi. M. Faradey qattiq holdagi CO₂ bilan efirni aralashtirish natijasida sistema haroratini -78°C gacha pasaytirdi. Ammo kislorod, azot, vodorod, is gazi va metan kabi gazlar yuqori bosim ostida ham suyuqlikka aylanmadi va ularni doimiy gazlar deb atash qabul qilindi.
D.I.Mendeleyev 1860-yilda moddalarning kritik holatini (muvozanatda boʻlgan fazalar (gaz-suyuqlik) orasidagi farqlarning yoʻqolishini) oʻrganish boʻyicha olgan nazariy natijalarini eʻlon qildi. Bu gʻoyalarni tajribada irlandiyalik kimyogar Tomas Endryus (1813-1885 yy.) tekshirdi va 1869-yilda faqatgina bosimni oʻzgartirish bilan is gazini suyuqlantirishga erishdi. Uning aniqlanishicha, 31°C haroratda har qanday bosim qiymatidan qatʻiy nazar suyuq va gaz fazadagi is gazi ajralmas boʻlib, uni muvozanatda ushlab turish mumkin ekan. T. Endryus har qaysi gazlar uchun uning kritik harorati borligini aniqladi va shu kritik nuqtadan yuqori haroratda juda yuqori bosim ostida ham gazlarni suyuqlantirib boʻlmaydi degan xulosaga keldi.
Issiqlik hodisasini chuqur oʻrgangan J.P. Joul va J.J. Tomsonning aniqlashlaricha, gazning haroratini kritik nuqtadan pasaytirish oqibatida bosimni oshirib, uni oson suyuqlantirish mumkin boʻladi. 1877-yilda bu usuldan unumli foydalangan fransuz fizigi Lui Pol Kayete (1832-1913 yy.) va shveytsariyalik kimyogar Raul Pikte (1846-1929 yy.) O₂, N₂, CO kabi doimiy gazlarni suyuqlantirishga erishdilar. Ammo ular vodorodni suyuqlantirishga erisha olmadilar. Y. Van-der-Vaals ishlari shuni aniq koʻrsatdiki, vodorod gazini suyuqlantirish uchun haroratni maʻlum chegaradan past nuqtaga tushirish, yaʻni kengaytirishdan oldin uni yaxshigina sovutish lozim.
1892-yilda shotland kimyogari Jeyms Dyuar (1842-1923 yy.) bu muammoni hal qilish uchun oʻzi qurgan sovutish mashinasida koʻp miqdorda suyuq kislorod oldi va oʻzi yaratgan Dyuar idishida saqlashga erishdi. J. Dyuar 1891-yilda suyultirilgan kislorod va ozonning magnitlanish xossasini ochdi va oʻta past haroratdagi moddalarning elektr oʻtkazuvchanligini tadqiq etdi. Vodorod gazini suyuq kislorod ichiga tushirib, quyi haroratgacha sovutish va Joul-Tomson effekti yordamida uni suyuqlantirdi. 1898-yilda J. Dyuar birinchi boʻlib suyuq vodorodni ham oldi va bu harorat 20°K ekanligini aniqladi. 1848-yilda J.J. Tomson (lord Kelvin) aniqlagan “Absolyut nol” – eng past harorat Kelvin shkalasining boshlangʻich nuqtasi deb qabul qilingan.
Gazlarni suyultirish texnikasi va bu sohada erishilgan yutuqlar suyultirilgan havo tarkibidan bir nechta inert gazlarni kashf qilish imkonini berdi. 1908-yilda golland fizigi Xeyke Kamerling-Onnesga (1853-1926 yy.) emg qiyin muammo boʻlgan suyultirilgan geliy olish nasib etdi. U geliyni suyuq vodorod solingan vannada sovutdi va Joul-Tomson effektidan foydalanib, 4 K haroratda suyuqlantirdi va uning ajoyib xossalarini (masalan, oʻta oquvchanligi) oʻrganishga yoʻl ochdi.
Oʻzbekistonda fizikaviy kimyo fani va taʻlimi 1927-yilda Oʻrta Osiyo davlat universitetida (hozirda OʻzMU) va 1932-yilda Samarqand davlat universitetida fizikaviy kimyo kafedralari tashkil etilishi bilan boshlandi: prof. N.A. Kolosovskiy, prof. M.I. Usanovich, prof. A.M.Murtazoyev, prof. V.V. Udovenko, prof. E.I. Pozner, prof. B.G. Zaprometov, akad. H.U. Usmonov, akad. H.R. Rustamov va ularning shogirdlari eritmalar termodinamikasi, elektrokimyo, fizik-kimyoviy analiz yoʻnalishlari boʻyicha sermahsul ilmiy-tadqiqot ishlarini olib bordilar.