Тәжірибелік мәліметтер бойынша металды балқымалар компоненттерінің белсенділігін есептеу

Жұмыстың мақсаты: Генри бойынша күкірттің белсенділігі мен белсенділік коэффициентін анықтау. График тұрғызып қорытынды жазу.

Жұмыстың жоспары:

1. Теориялық бөлім

2. Есептеу мысалы

3. Өз бетімен шығаруға арналған нұсқалар

Теориялық бөлiм

Көп жағдайда металл қорытпалардағы компоненттердің белсенділігін анықтау қорытпа үстіндегі газды фаза компоненттерінің қаныққан бу қысымының өзгерісі, жоғары температураларда металл қорытпаларының қатысуымен жүретін химиялық реакциялар тепе – теңдігінің физикалық шартын анықтау, жоғары температуралы гальваникалық элементтердің ЭҚК өлшеулердің электрхимиялық мәліметтері, Гиббс – Дюгем теңдігін интегралдау арқылы металл қорытпасы компонеттері бірінің белсенділігін басқа компонент белсенділігіне қайта есептеуден шығатын мәліметтер негізінде жүзеге асырылады.

а. Қаныққан бу қысымы мәліметін пайдалана отырып металл қорытпадағы компонент белсенділігін анықтау

х_i компоненттің концентрациясы белгілі жағдайда, қорытпа үстіндегі оның қаныққан бу қысымы мәндері бойынша компонент белсенділігі есебі үшін, қорытпаның стандартты күйі үшін осы компоненттің қаныққан бу қысымын білу қажет, яғни таза компонент үстіндегі немесе гипотетикалық күйі жағдайында. Онда таза компоненттің стандартты күйі үшін берілген температурада ерітіндідегі концентрациясы х_i болғандағы компоненттің белсенділігі тең болады

(5.16)

Стандартты гипотетикалық күй үшін

(5.17)

1% ерітіндінің стандартты күйі үшін:

(4.18)

мұндағы, еріген I компоненттің атомдық массасы; j еріткіштің атомдық массасы.

Мысал. Ерітінді үстіндегі темірдің қаныққан буы қысымының көміртегі құрамынан тәуелділігі эксперименттік мәліметтер негізінде алынған келесі теңдіктермен жазылады, ( Па - мен):

(1635 температурасында);

(1800 температурасында).

Fe-C қорытпасындағы көміртегі концентрациясының интервалында х_С =0,01 – ден х_С =0,15 – ке дейін 1635°С және 1800°С температуралары үшін белсенділік коэффициенттері мен таза темір- стандартты күйге қатысты темір белсенділігінің мәнін анықтау.

Шешуі. 1635°С және 1800°С (1908 және 2073 К) температураларда Fe-C қорытпасындағы темір белсенділігін анықтау үшін (5.16) теңдігін қолданамыз.

Берілген температураларда таза темір үстіндегі қаныққан бу қысымын -ң х_С =0 мәнінің қорытпа құрамынан тәуелділік теңдігіне қою арқылы анықтаймыз:

мәнін х_С –ң алты мәндері үшін жүргіземіз: 0,01; 0,02; 0,05; 0,10; 0,12; 0,15.

мәндерінің қорытындысы 13- кестеде келтірілген. Сонымен қатар мен мәндері келтірілген.

Есеп қорытындысынан көрініп тұрғандай, көміртегінің салыстырмалы концентрациялары (х_С =0,05 және 1%-ға дейін) кезінде темірдің белсенділігі мольдік үлеске және белсенділік коэффициентіне тең.

Қорытпаның жоғары температурасы кезінде көміртегінің анағұрлым жоғары концентрацияларға (х_С =0,1 немесе 2,3%) дейін жететінін айта кету қажет.

13- кесте

Fe-C қорытпасы үстіндегі темірдің қаныққан буының қысымы және қорытпадағы темір белсенділігі

хС		T=1908 К			Т=2073 К
0,01 0,02 0,05 0,10 0,12 0,15	0,99 0,98 0,95 0,90 0,88 0,85	20,35 20,08 19,29 17,42 16,49 14,76	0,99 0,98 0,94 0,85 0,81 0,72	1,00 1,00 0,99 0,94 0,92 0,85		103,47 103,08 100,68 93,23 89,11 81,53	1,00 0,99 0,97 0,90 0,86 0,79	1,01 1,01 1,02 1,00 0,98 0,93