Atom-molekulyar ta’limot nuqtai nazaridan kimyoning asosiy qonunlariga moddalar massasining saqlanish qonuni, tarkibning doimiylik qonuni, ekvivalentlar qonuni, karrali nisbatlar qonuni, hajmiy nisbatlar qonuni, Avogadro qonuni kiradi. Ular stexiometrik qonunlar deyiladi. Stexiometriya —kimyoning alohida bo‘limi bo'lib, unda reaksiyaga kirishuvchi moddalar orasidagi massa va hajmiy nisbatlar ko'rib chiqiladi. Stexiometrik miqdorlar — moddaning reaksiya tenglamasiga ko'ra yoki formulaga muvofiq keladigan miqdorini bildiradi. Asosiy miqdoriy qonunlami alohida-alohida ko'rib chiqamiz.

Moddalar massasining saqlanish qonuni

Ma’lumki, kimyoviy jarayonlar moddalar molekulalari, atomlari va ionlari o'rtasida ro'y berib, ular o'zaro ma’lum miqdor yoki og'irlik nisbatlarida ta’sirlashadilar. Reaksiya davomida moddalaming shakli, rangi, tarkibi o‘zgarsa-da, ularning umumiy miqdori o'zgarmay qoladi. Shu og'irlik miqdori bilan bog'liq munosabatlami o'rganuvchi asosiy qonun moddalar massasining saqlanish qonunidir.

Reaksiyaga kirishayotgan moddalar massalarining yig'indisi reaksiya natijasida hosil bo'lgan moddalar massalari yig'indisiga tengdir.

Ta’rifning qanchalik to'g'ri ekanligini quyidagi tenglama misolida tekshirib ko'raylik:

H₂SO₄ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O

∑m_dast.modda = ∑m_{hosil bo'lgan modda}

Tenglamada H₂SO₄, KOH — dastlabki moddalar, hosil bo'lgan moddalar K₂SO₄ va H₂O ekanligini bilgan holda:

∑m_dast.modda = M_H2SO4 + 2M_KOH =98+(2 *56)=210 g

∑m_{hosil bo'lgan modda} = M_K2SO4 + 2M_H2O=174+(2 *18)=210 g
bundan

∑m_dast.modda = ∑m_{hosil bo'lgan modda} yani 210 = 210 g ekanligi kelib chiqadi.

Bu qonun asosida har qanday kimyoviy reaksiyalar bilan bog'liq miqdoriy hisoblashlar amalga oshiriladi. Yirik ishlab chiqarish jarayonlari (kimyo sanoati) uchun qo'llanilganda esa, har bir texnologik jarayonning moddiy balansi (xomashyo sarfi, mahsulot ishlab chiqarish unumijni hisoblashni o'rgatadi. Yadro reaksiyalarida moddalar massasining saqlanish qonuniga amal qilmaydi. Chunki bunday reaksiyalardabir element yadrosidan boshqa elementlar yadrolari hosil bo'lishida massa o'zgarishi ro'y berib, dastlabki yadrolar massalari yig'indisi bilan hosil bo'lgan yadrolar massalari yig'indisi о ‘rtasida Δm — qiymatga teng farq yuzaga keladi. Bu massa farqi “massa defekti” deyiladi. Tinchlik massasi m₀ quyidagi E= Δm₀•c² formulasiga binoan E ga to‘g‘rikelgan qiymatga proporsional ravishda о‘zgaradi.

Bu formula A.Eynshteyn tomonidan taklifetilgan bo'lib, E-moddaning tinch holatdagi energiyasi, m-modda massasi, c-yorug'likning vakuum sharoitidagi tezligi bo'lib, 3 •10⁸ m/sek ga teng. E=8,9 •10¹¹ kJ/mol bo'ladi. Kimyoviy jarayonlarda ajralib chiquvchi energiya massaning 10^-7% iga proporsionaldir. Yadro reaksiyalarida juda katta energiya ajralgani uchun massa kamayadi, shu sababli bu yerda massaning saqlanish qonuni amal qilmaydi. Moddalar massasining saqlanish qonuni barcha kimyoviy hisoblashlarda qo‘llaniladi. Uni qo‘llash bilan bog‘liq bo'lgan ayrim hisoblashlar bilan tanishib chiqamiz.

1-masala. Tarkibida 10% qo'shimchasi bo'lgan 10 g texnik temir namunasi bilan reaksiyaga kirishishi uchun necha gramm HCl moddasi kerak?

Yechish: a) 10 g texnik temir namunasidagi sof Fe moddasining og'irligini hisoblaymiz:

10 g namuna -» 100 % bo'lsa,
m_qo'shimcha -» 10 % bo'ladi.
m_qo'shimcha = 10*10/100=1g
Endi m_Fe = mn_amuna - m_qo'shimcha =
=10 — 1 = 9g.
Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂ tenglamaga ko'ra:

m_HCl = 9*73/56=11.73g HCl kerak.

Moddaning massasining saqlanish qonuniga misol sifatida kislorodda uglerodning yonishi natijasida karbonat angidrid (karbonat angidrid) hosil bo'lish reaksiyasida ko'rsatilishi mumkin.

Reaksiya:

C _(uglerod) + O_{2 (kislorod)} -> CO_{2 (karbonat angidrid)}

Masaning saqlanish qonuni tenglamasi:

Uglerodning massasi (C) + Kislorodning massasi (O₂) = Karbonat angidridning massasi (CO₂)

Dastlabki reaktivlarda 12 gramm uglerod (C) va 32 gramm kislorod (O2) bo'lsin.

Yechim:

1. Uglerodning massasi (C) = 12 g.
2. Kislorodning massasi (O2) = 32 g.
3. Reaksiya natijasida hosil bo'lgan karbonat angidrid (CO2) massasini ko'rib chiqing. Reaksiyada har bir uglerod atomi ikkita kislorod atomi bilan birlashadi: Bir CO₂ molekulasining massasi = C atomining massasi + 2 * O atomining massasi Bir CO₂ molekulasining massasi = 12 g / mol (C atomi) + 2 * 16 g / mol (O atomi) Bir CO₂ molekulasining massasi = 44 g/mol
4. Endi hosil bo'lgan CO₂ molekulalari sonini topamiz: CO₂ molekulalari soni = CO2 massasi / bitta CO₂ molekulasining massasi CO₂ molekulalari soni = (12 g + 32 g) / 44 g / mol ≈ 44/44 mol = 1 mol CO₂
5. Standart sharoitda bir mol gaz (0°C va 1 atmosfera bosimi) taxminan 22,4 litr hajmga ega.
6. Shunday qilib, 1 mol CO₂ taxminan 22,4 litr hajmni egallaydi.
7. Reaksiya natijasida 1 mol CO₂ hosil bo'ladi, ya'ni karbonat angidridning hajmi taxminan 22,4 litrni tashkil qiladi.

Bu misol shuni ko'rsatadiki, moddaning massasining saqlanish qonuni ushbu reaksiyada kuzatiladi: boshlang'ich reaktivlarda uglerod va kislorod massasi mahsulotlardagi karbonat angidrid massasiga teng.