Qattiq jismlar faol holatining xususiyatlari

164
Qattiq va suyuq jismlarning sirtlarining xususiyatlari sistema hajmi
xususiyatlaridan farq qiladi, shuning uchun ajralish sirti o‘ziga xos xususiyatlarga ega
bo‘ladi. Reaksiya amalga oshishi uchun bir-biriga tutash zarrachalar reaksiya
zonasiga tushishi zarur. Ba’zi holatlarda reaksiya zonasining o‘zgarishi
ajralish
sirtida moddaning olib o‘tilishisiz, (masalan erishda va qotishda) oddiy ko‘chishida
ham sodir bo‘lishi mumkin. Qolgan barcha holatlarda reaksiya diffuziya bilan boradi.
SHunday qilib, geterogen reaksiyalar bir tomondan reaksiya zonasi chegaralarida
yoki reaksion ajralish sirtida sodir bo‘luvchi kimyoviy o‘zgarish jarayoni bilan,
ikkinchi tomondan moddaning olib o‘tilishi yoki ko‘chib o‘tishiga oid turlicha
jarayonlari bilan tavsiflanadi. Geterogen o‘zgarishlarning umumiy tezligi doimo ikki
jarayon: kimyoviy reaksiya va diffuziya tezliklari funksiyasi bo‘ladi. Ajralish sirtida
sodir
bo‘luvchi
reaksiyalar
ustidagi
izlanishlar
murakkab
masaladir.
Qiyinchiliklardan biri qattiq jismlar sirtlari xossalariga ta’sir etuvchi, birinchi
navbatda ularning reaksion qobiliyatlariga ta’sir
etuvchi omillarning etarli
o‘rganilmaganligidadir. Ikkinchi qiyinchilik ajralish sirtida sodir bo‘luvchi
jarayonlarning murakkabligi bilan bog‘liqdir.
Qattiq jismlarning o‘ziga xos xususiyatlaridan biri, ularning reaksion
qobiliyatlari bir xildagi kimyoviy va faza tarkiblari bilan aniqlanmasligidadir.Qattiq
jismni, struktura hosil qiluvchi zarrachalarning navbatma-navbat, ketma-ket tartibda
bo‘lishi rioya qilinuvchi ideal kristall panjara sifatida qarab chiqish mumkin emas.
Bu tartib turli nuqsonlar orqali buziladi.
Kristall nuqsonlar ikki ko‘rinishda mavjud bo‘lishi mumkin:
bir-ikki struktura
tugunini qamrovchi nuqtaviy nuqsonlar (1 tur nuqsonlar), hamda cho‘zilib davom
etuvchi (2 nuqsonlar) dislokatsiyalar, yoriqlar, mikroo‘yiqliklar. Alohida guruhga
yuzaki nuqsonlar kiradi. Nuqtaviy nuqsonlar aralashmalar
atomlarini dastlabki
moddaning atomlari bilan tutash joylarda singishi, atomlarning tugunlararo surilishi
yoki kristall panjara tugunlarida atomlarning mavjud emasligi bilan shartlanadi. 2 tur
nuqsonlar guruhiga dislokatsiyalar kiradi. Dislokatsiyalarning asosiy turlariga
165
chekkadagi vintsimon nuqsonlar kirib, qolgan barcha
dislokatsiyalar ularning
kombinatsiyasidan iborat.
Chekka dislokatsiyasi ideal kristall panjarada to‘lmay qolgan atomli tekisligining
paydo bo‘lishi hisobiga hosil bo‘ladi.Vintsimon dislokatsiyani ideal kristall
panjaraning dislokatsiya chizig‘iga parallel yo‘nalishda surilishi natijasi kabi tasavvur
qilish mumkin. Hozirgi vaqtda, qattiq fazalarning faolligidagi farqlar ma’lum
darajada ularning kristall panjarasida turli ko‘rinishdagi nuqsonlar paydo bo‘lishi
natijasidan deb qarash hech qanday shubha uyg‘otmaydi. Kristall panjaraning
nuqsonlik darajasi va xususiyatiga moddani olish usuli va uning kelib chiqishi katta
ta’sir ko‘rsatadi. Masalan, uzoq vaqt davomidagi termik ta’sir yoki yuqori harorat
kristall panjaraning nuqsonlik darajasini kamaytiradi va
moddaning passivlashishiga
olib keladi. Misol tariqasida shuni ko‘rsatish mumkinki, kalsiy karbonatni 900 °C
haroratda parchalash orqali olingan kalsiy oksidi yuqori reaksion xususiyatga ega.
Shu haroratda saqlash vaqtini uzaytirilishi CaO ni suv bilan o‘zaro ta’sirlashishini
sekinlashtiradi, parchalanish haroratining 1500 °C gacha ko‘tarishda esa hosil
bo‘lgan kalsiy oksidining reaksiyaga kirish qobiliyatini juda pasaytiradi.
Qattiq jismlarning normal va faol holati mavjud bo‘lib, bunda birinchisida
nuqsonlilik panjaraning o‘zini notartibligi bilan,
ikkinchisida esa muvozanat
nuqsonlarining mavjudligi bilan tavsiflanadi. Qattiq fazaning faollik o‘lchami sifatida
ushbu fazaning Gibbs energiyasining normal holatdagi xudi shunday tarkibli boshqa
fazaga nisbatan ortiqli olinadi.
Bog‘lovchi materiallar kimyosi va texnologiyasining oxirgi uslublarini qo‘llash
ma’lum eksperimental qiyinchiliklar va olingan natijalarni izohlash, tushuntirishni
murakkabligi bilan bog‘liqdir. Xom ashyo shixtalari komponentlarining reaksion
qobiliyatlarini shuningdek turlicha termik jarayonlar va reaksiyalar natijasida olingan
materiallarni solishtirma tarzda baholashning oddiy va ishonchli usullari mavjud
emasligi
texnologik
jarayonlarni
optimizatsiyalash
masalalarini
echishni
qiyinlashtiradi. Faollikni baholashning fizik-kimyoviy
usullaridan foydalanishning
eng qulay yo‘li sifatida oksidlar yuzasidagi faol asosiy markazlar sonini aniqlash
166
usuli xizmat qiladi. Shunday qilib, masalan, oksidning ma’lum reaksion qobiliyatini
ta’minlovchi (CaO, MgO va h.k.) termoishlov berish harorati va davomiyligini aniq
tarzda aniqlash mumkin.