6-маъруза Термодинамика ва кимёвий термодинамика Мавзу: Тошкент – 2021 й. Режа: 1. Солиштирма иссиқлик сиғими. Энергия турлари. 2. Метаболизм ва энергия ўртасида ўзаро боғлиқлик. 3. Термодинамиканинг биринчи қонуни. Термодинамиканинг иккинчи қонуни. Кимёвий термодинамика. МАВЗУНИНГ МАҚСАДИ Термодинамика жонли ва жонсиз табиат учун универсалдир. Одам организмида энергиянинг турли хиллари бўлади ва улар бир-бирига ўтиб туриб, модда алмашинувини таъминловчи асосий омилларидан бири хисобланади. Энергия алмашинувининг бузилиши турли хил касалликларни сабабчиси бўлади. Бу сабабларини тушиниб етиш учун термодинамиканинг қонунларига асосланиш мақсадга мувофиқ. Кўриладиган масалалар Термодинамика фани ва унинг вазифа-лари Термодинамик қонунларини тиббиётда қўлланиши Термодинамик системалар ва термодинамик омиллар И чки энергия Термодинамиканинг биринчи қонуни Изобар ва изохор иссиқлик самарадорликлари Энтальпия Кўриладиган масалалар Кимёвий термодинамика. Иссиқлик самарадорлиги Гесс қонуни ва ундан келиб чиқадиган хулосалар Термодинамиканинг иккинчи қонуни Энтропия ва Гиббс энергияси Мувозанатнинг термодинамик шартлари Ўз-ўзидан борадиган термодинамик жараёнлар ва уларнинг йўналиш шартлари Tермодинамика фани ва уни ўрганишда ишлатиладиган тушунчалар Термодинамика -организм, молекула, ион ва атомларда содир бўладиган турли кимёвий ва физикавий жараёнларнинг энергиясини ўрганадиган ва бу энергияни бир туридан иккинчи турга ўтишини ўрганувчи фандир . Унинг асосий ўрганиш объектлари - система СИСТЕМА ВА УНИНГ ТУРЛАРИ Ташқи мухитдан реал ёки шартли равишда маълум сирт чегараси билан ажратиладиган хар қандай жисм ёки жисмлар тўпламига система дейилади. Очиқ система - хам модда, хам энергия билан алмашинади Ёпиқ система - фақат энергия билан алмашинади Ажратилган система - модда билан хам, энергия билан хам алмашинмайди Термодинамик система Термодинамик система - масса, хажм, босим, харорат, таркиби, ички энергия, энтальпия - U, энтропия - Н каби термодинамик параметрлар билан характерланади. ИЧКИ ЭНЕРГИЯ Термодинамик системанинг энергияси ички, кинетик ва потенциал энергияларнинг йиғиндисидан иборат. U = ∆U кин + ∆U пот + ∆U ички ∆U = U2 - U1 Термодинамика биринчи қонунининг математик ифодаси Q = U + A U = Q - A Бу ерда Q - системанинг иссиқлиги U – ички энергияни ортиши: A – ташқи таъсирлар остида бажариладиган иш миқдори Термодинамиканинг биринчи қонуни Хар қандай жараён давомида энергия йўқ бўлмайди ва йўқдан бор бўлмайди, у фақат бир кўринишдан иккинчи кўринишга эквивалент миқдорда ўтиш мумкин. Организмда модда алмашинувини бошқарувчи жараёнда кимёвий энергия, энергиянинг бошқа турларига ўтиб, организмнинг ҳаёт фаолиятини таъминлайди. ГЕСС ҚОНУНИ «Реакциянинг иссиқлик самарадорлиги (энтальпияси) дастлабки модда ва маҳсулотларининг табиати ва ҳолатига боғлиқ бўлиб, реакция босиб ўтадиган йўлига боғлиқ эмас.» Q = Q 1 + Q 2 = Q3 + Q4 + Q 5 Q1 Q3 Q Q4 Q2 Q5 ГЕСС ҚОНУНИ Pb + S + 2O2 PbSO4 + 919.7 кДж 1. Pb + S PbS + 2. PbS + O2 PbSO4 + 94.5 кДж 825.2 кДж ---------------919,7 кДж ИЗОТЕРМИК ЖАРАЁНИНИНГ ИССИҚЛИК САМАРАДОРЛИГИ Изотермик жараёнда (t = const) иссиқлик бир жисмдан иккинчи жисмга температура ўзгармаган ҳолда узатилади, яъни Qт = рV ИЗОХОРИК ЖАРАЁНИНИНГ ИССИҚЛИК САМАРАДОРЛИГИ Изохор жараёнда хажм ўзгармас(V = const) бўлади. Ҳажм ўзгармаса: V = 0 иш бажарилмайди: рV = 0 Бундай шароитда, термодинамиканинг биринчи қонунига биноан, системага бериладиган бор иссиқлик унинг ички энергиясини ошишига сарфланади: QV = U ИЗОБАР ЖАРАЁНИНИНГ ИССИҚЛИК САМАРАДОРЛИГИ Изобар жараёнда системанинг босимини ўзгариши бўлмайди: P = const Бундай холат учун термодинамиканинг 1-чи қонуни Q = U + р V қуйидагича бўлади: Qр = (U2 –U1 ) + р(V2 -V1 ) = U2 - U 1 + рV2 –рV1 Qр = (U2 + рV2 ) - (U1 - рV1 ) U + рV = H Qр = H2 – H1 = H, яъни системага берилган иссиқлик энтальпияни кўпайишига сарфланади. Системанинг ўзгармас босимдаги иссиқлик самарадорлиги энтальпия дейилади Термодинамиканинг иккинчи қонуни Иссиқлик ўз-ўзидан совуқ жисмдан иссиқ жисмга ўта олмайди, яъни иссиқлик ҳарорати паст бўлган жисмдан ҳарорати юқори бўлган жисмга ўз-ўзидан ўта олмайди. Энтропия Энтропия бу - реакция бориш натижасида ҳосил бўлаётган иссиқлик эффектининг абсолют температурага бўлган нисбати: Q S T Термодинамик эҳтимолликнинг логарифланган қиймати энтропия дейилади: S = k lgW Бу ерда: S - энтропия - системанинг тартибсизлиги функцияси k - Больцман дойимиси W -термодинамик эҳтимоллик Стандарт энтропия Энтропияни стандарт шароитдаги (T=2980К ва P=101.3 кПа) қиймати стандарт энтропияси дейилади ва S0298 деб белгиланади. ∆S0298 = ∑ ( S0298 ) р-я махсул. - ∑ ( S0298 ) бош.модда Стандарт энтропияни ҳисоблаш С (графит) + СO2 → 2CO 5,7 213,7 197,5 Стандарт энтропия тенг бўлади: S0298 = 2(S0298)CO - [ (S0298) C + (S0298) CO2 ] = = 2*197.5 - (5.7 + 213.7) = 175.6 кДж/моль Гиббс энергияси Системанинг ички энергияси: 1. ишга айланиши мумкин бўлган эркин энергия 2. ишга айланиши мумкин бўлмаган энергия, яъни боғланган энергиядан иборат G = H - TS ёки ΔG = ΔH – TΔS G - Гиббс энергияси ΔH - энтальпия омили ΔS - энтропия омили Реакция йўналишини олдиндан билиш учун ҳисобланадиган катталиклар: ΔG < 0 - жараён ўз-ўзидан боради ва бошлангич холатдан охирги холатга утади ΔG = 0 - система мувозанат ҳолатида ΔG > 0 – охирги холатдан бошлангич холатга утади ТАВСИЯ ЭТИЛАДИГАН АДАБИЁТЛАР РЎЙХАТИ Асосий адабиётлар: •Masharipov S.M., Tadjiyeva X.S., Masharipova Sh.S. Tibbiy kimyo. O’quv qo’llanma. Тошкент. 2018 й. •Alimxodjayeva N.T., Tadjiyeva X.S., Ikramova Z.A., Suleymanova G.G., Tibbiy kimyo, Darslik. 1-2 qism. Тошкент. 2019 й. •Машарипов С.М. Кулманова М.У. Медицинская химия. Учебник. Ташкент. 2020 г. •Машарипов С.М. Медицинская химия. Учебное пособие. Ташкент. 2020 г. •Masharipov S.M., Tadjiyeva X.S., Tibbiy kimyodan amaliy mashg’ulotlar. O’quv qo’llanma. Тошкент. 2020 й. Қўшимча адабиётлар: •Djurayev A.Dj., Baltabayev U.A. Tibbiy kimyo. Darslik.1-2 qism. 2018 й. •Олимхужаева Н.Т., Жураев А.Ж.и другие. Руководство по обшей химии. Учебник. Ташкент. 2005 г.Ташкент. •S.S.Qosimova, S.M.Masharipov. Umumiy va bioorganik kimyodan amaliy mashg`ulotlar. Darslik. Тошкент. 2005 й.