ENTROPIYA. IZOBARIK-IZOTERMIK POTENSIAL

---

 Mikrozarrachalarga betartib harakat xosdir.  Faraz  qilaylik,biriga  azot  ikkinchisiga  kislorod to’latilgan ikki idish bir-biri bilan tutashtirilgan bo’lsin. Kran ochilsa, gazlar bir-biri bilan  aralasha boshlaydi.  Aralashish  azot  va  kislorod ikkala idishda bir tekis taqsimlanguncha davom etadi. Bu jarayon hech qanday energiya o’zgarishisiz o’z  o’zidan sodir bo’ladi. Lekin teskari  jarayon ya’ni gazlarning qaytatdan kislorod va azotga ajralishi o’z-o’zidan sodir bo’lmaydi. Chunki gazlar aralashib ketganda ularning  betartibligi katta bo’ladi,  ajralgan holat esa tartibli holatdir.

     Har qanday sistema o’zining betartibligini oshirishga intiladi. Tartibsizlikning miqdor o’lchovini  belgilaydigan  holat  funktsiyasi entropiya deyiladi  va  S bilan belgilanadi.  Moddaning entropiyasi moddaning shu holatda turish ehtimolligining logarifmiga to’g’ri proportsionaldir.

                                                  DS = k lnW

Bu tenglama Bolsman tenglamasi deyiladi. k - Bolsman doimiysi.W - shu holatning ehtimolligi.

     Entropiyaning mutloq qiymatini o’lchab bo’lmaydi.  Faqat sistema bir holatdan ikkinchi holatga o’tgandagi entropiya o’zgarishini  o’lchash mumkin. Izolirlangan sistemada entropiyaning o’zgarishi DS  quyidagi formula bilan ifodalanadi.

                                           

                          DS = R ln   2 holatdagi tartibsizlik/ 1 holatdagi tartibsizlik

                                  

 

     Entropiyaning o’lchov birligi  -  j/mol_*K.

     Modda qattiq holatdan suyuq holatga, suyuq holatdan gaz holatga o’tganda uning entropiyasi ortadi. Bunda entropiya o’zgarishini:

                        DS =  DQ/T   formula bilan hisoblanadi.

                       DQ –issiqlik miqdori o’zgarishi; 

                       T-absolyut temperatura.

          Misol: 1 mol muzning erishida entropiya o’zgarishini aniqlang.  Q - muzning erish issiqligi, 6016,432 j/mol

                      DS =    6016,432/273,15= 22 j/mol  

                          T = 273,15

     Sistema hajmi ortsa, uning entropiyasi ortadi.

     1) C(k)  + CO₂(g)   =  2CO (g)

           1v          1v            2v

                 DS₁                DS₂           DS₂ > DS₁        demak, DS  > 0

     2) N ₂ + 3H₂ = 2NH₃

         1v       3v         2v

         4v            =    2v

        Sistemaning hajmi kamayyapti, ya’ni entropiyasi kamayayapti          DS  < 0

     3) Agar reaktsiyada sistemaning hajmi o’zgarmasa,  uning entropiyasi ham o’zgarmaydi.

                                    H₂  + Cl₂ = 2HCl

                                    1v      1v        2v                 DS  = 0

 

     Kimyoviy jarayonlarning  o’z-o’zidan  sodir  bo’lishiga ikki narsa ta’sir qiladi. 1-dan sistema o’zining energiyasini kamaytirishga intiladi. Zarrachalar  o’zaro  birikib yirik zarrachalar hosil qilishga intiladi. Chunki ko’p birikish reaktsiyalari ekzotermik reaktsiyalardir.

                  2H₂ + O₂ = 2H₂O + Q

                   CaO + H₂O = Ca(OH)₂ + Q

     Bu reaksiyalar  to’g’ri yo’nalishda boradi,  chunki bunda sistemaning entalpiyasi kamayadi  DS  < 0.

     2-dan yirik  zarrachalar  parchalanishga intiladi,  chunki bunda ularning entropiyasi ortadi.

                   2NH₃  = N ₂ + 3H₂

                    2v        1v       3v

 

     Har ikkala faktorni reaksiya yo’nalishiga ta’sirini o’zida mujassamlashtirgan holat funksiyasi Gibbs energiyasi  deb  ataladi  va   D G harfi bilan belgilanadi. U entalpiya va entropiya bilan quyidagicha bog’langan:

                                   D G = D H - T DS

     Izobar-izotermik jarayonlarda Gibbs energiyasining o’zgarishi DG

(izobar-izotermik potentsial)    

                                    DG = DH - T DS              G =   H - T S 

 formula bilan aniqlanadi.

     P = const, T = const bo’lganda kimyoviy reaksiyalar Gibbs energiyasi kamayadigan tarafga o’z-o’zidan boradi.

     1)  DG < 0 bo’lsa, reaksiya to’g’ri yo’nalishda boradi.

     2)  DG > 0 bo’lsa, reaksiya to’g’ri yo’nalishda o’z-o’zidan bormaydi.

     3) DG = 0 bo’lsa, reaksiya kimyoviy muvozanat holatida bo’ladi.

       Kimyoviy jarayonlarning o’z-o’zicha borishi quyidagi holatlarda sodir bo’lishi mumkin:a) agar jarayon ekzotermik bo’lsa

     DH <0 bunda    DG =  - DH - T DS<  0   chunki    T DS doim 0 dan katta bo’ladi.

1. b) agar jarayon endotermik bo’lsa    DH  >0, lekin |DH|< T DS  bo’lganda

     DG = DH - T DS  <0 Entalpiyaning ortishi temperatura o’zgarishi bilan boshqariladi.Odatda bu jara’yon gazlar ishtirokida  amalga oshadi.

             Agar  DH    >  0, lekin     |DH|  > T DS   DG =  - DH - T DS   >  0   izobar –izotermik potensial qiymati noldan katta bunda jara’yon o’z-ozicha amalga oshmaydi.

           Standart sharoitda I mol moddani oddiy moddalardan hosil bo’lish standart Gibbs energiyasi DG^o_h/b bilan belgilanadi.Ayni jarayon uchun standart Gibbs energiyasini o’zgarishi mahsulotlarning standart Gibss energiyalari yig’indisidan dastlabki moddalarning Gibbs energiyalari yig’indisini ayirmasiga teng bo’ladi.

             DG^o _h/b =    DG_{oh/b mahsulotlar yug’indi} - DGo _{h/b dastlabki moddalar yig’indi}

                        

 Masalan       CO_(g)+       H₂O_(g)    =    CO_2(g)   +    H_2(g)

                      -137,176   -228,66        -394,47        O

 

DG^o _h/b= |(-394,47+0)-(-137,16+(-228,66)|= -28,634kJ/mol

       DG^o _h/b ning qiymati jarayonning o’z-o’zicha borish ehtimolligini ko’rsatadi. Lekin jarayonning tez yoki sekin borishini baholashga imkon bermaydi.