Әдебиеттер тізімі
Теория металлургических процессов: учебник для вузов. Рыжонков Д.И., Арсентьев П.П., Яковлев В.В. и др. - М.: Металлургия, 1989, 392 с.
Теория металлургических процессов: учебное пособие для вузов. Попель С.И., Сотников А.И., Бороненков В.И. М.: Металлургия, 1986. с.483
Теория металлургических процессов. С.И. Филиппов.
М: Металлургия, 1967 – 279 с
Казачков Е.А. Расчеты по теории металлургических процессов, Ю М., «Металлургия», 1986, 288 с.
Симбинова К.Ж., Байсанов С.О., Никитин Г.Н. Физико-химия металлургических систем и процессов. Алматы 1993 г.
Симбинов Р.Д., Симбинова К.Ж. Исследование вязкости жидкостей и оксидных расплавов. Актобе 2005 год
Термодинамика и кинетика процессов диссоциации карбонатов и оксидов: лабораторный практикум. Симбинов Р.Д., Симбинова К.Ж. Актобе 2005
Симбинова К.Ж. Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ. Алма-Ата, 1990, 75 с.
Егер
де құрылған ертінділер системасында
беріктілік оксидінің сипаттамасы
өзгеріледі. Кейбір жағдайларда, егер
метал ерітіндісі құрылса металдық
фазада, ал оксид ерітінді оксид фазасында
теңдеу реакциясы құрылғанда оксид түр
қабылдайды (II валентті метал үшін )
(1)
Константа тепе –теңдігі бұл реакцияда белсенділігі арқылы әрекет ету ертінділігіндегі заттар, түр қабылдайды
(2)
Бұл есептен көретіндігіміз
(3)
Сонымен
жоғарылау белсенділігі оксидтің
(концентрация ерітіндісінің жоғарлауы)
шамасына
төмендейді,
яғни термодинамикалық оксид беріктілігі
шоғырлайды, неғұрлым берік болады.
Металл ертіндісі оның белсенділігін төмендетеді [Ме] кішірейтуі (PO2)МеО мағынасын жоғарлатады, яғни термодинамикалық оксид беріктігін төмендетуге әкеледі. Санының есебі үшін құрылған ертіндіге термодинамикалық оксид беріктігін, оттегі потенциалының оксид мағынасын анықтау ынғайлы.
Жалпы жағдайда:
(4)
Үшін аламыз:
Сондықтан,
яғни
теңдеудегі
бірінші
қосылғыш
тең
болады
стандарттың
өзгеріс
Гиббса
энергиясының
құрылған
оксид
реакциясы
үшін,
сонғы
қортынды
алдық.
(6)
Кейбір
жағыдайлардағы
құрылған
оксид
металының
әр
түрлі
валенттілігі,
құрылған
оксид
реакциясы,
1 моль
ретінде
O2
жазылатын
түрлері.
стехмометрияның
коэффициентіне тең
және
Сонда
теңдеу кислородтың потенциалының оксид
ортақ түрі
түрін алады.
(7)
Өзіндік жұмысқа арналған нұсқа
№ |
Реакция |
|
Белсенділік а(МеО) |
Температура интервалы Т, К |
||||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Т1 |
Т2 |
Т3 |
||
1 |
Cr+1/2O2=CrO |
-334442 |
63.85 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.05 |
700 |
1200 |
2000 |
2 |
Ba+1/2O2=BaO |
-557933 |
94.83 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
0.07 |
800 |
1500 |
2100 |
3 |
Be+1/2O2=BeO |
-606249 |
101.7 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.05 |
700 |
1000 |
2150 |
4 |
Ca+1/2O2=СаО |
-641836 |
110.20 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
0.07 |
800 |
1300 |
2100 |
5 |
Cd+1/2O2=CdO |
-278841 |
114.72 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.05 |
700 |
1000 |
2000 |
6 |
Co+1/2O2=CoO |
-261884 |
85.83 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
0.07 |
800 |
1200 |
2100 |
7 |
2Li+1/2O2=Li2O |
-578825 |
135.86 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.05 |
900 |
1400 |
2150 |
8 |
Mg+1/2O2=MgO |
-728085 |
202.35 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
0.07 |
800 |
1200 |
2100 |
9 |
Mn+1/2O2=MnO |
-385186 |
73.73 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.05 |
900 |
1500 |
2000 |
10 |
Mo+1/2O2=MoO2 |
-545435 |
142.14 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
0.07 |
900 |
1700 |
2100 |
11 |
2Na+1/2O2=Na2O |
-421401 |
147.12 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.05 |
800 |
1600 |
2150 |
12 |
Nb+1/2O2=NbO |
-402067 |
81.10 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
0.07 |
800 |
1000 |
2100 |
13 |
Pb+1/2O2=PbO |
-184931 |
69.08 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.05 |
900 |
1100 |
2000 |
14 |
2Rb+1/2O2=Rb2O |
-336116 |
145.07 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
0.07 |
700 |
1300 |
2100 |
15 |
Ce+O2=CeO2 |
-1078101 |
217.71 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.05 |
900 |
1700 |
2150 |
16 |
Si+1/2O2=SiO2 |
-912237 |
180.74 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
0.07 |
800 |
900 |
2100 |
17 |
Sn+O2=SnO2 |
-581756 |
204.82 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.05 |
900 |
1200 |
2000 |
18 |
Sr+1/2O2=SrO |
-596347 |
103.46 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
0.07 |
900 |
1400 |
2100 |
19 |
Ta+O2=TaO2 |
-209340 |
-20.52 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.05 |
800 |
1000 |
2150 |
20 |
Ti+O2=TiO2 |
-939535 |
175.76 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
0.07 |
900 |
1800 |
2100 |
21 |
Zn+1/2O2=ZnO |
-493666 |
203.98 |
1.0 |
0.7 |
0.4 |
0.05 |
700 |
1000 |
2000 |
22 |
Zr+O2=ZrO2 |
-1092754 |
183.8 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
0.07 |
800 |
1600 |
2100 |
Қорытынды есебі:
Берілген газдың құрамымен әр түрлі интервалдың температурасымен есеп шығару.
Тәуелді графикті туғызу.
Физикалық газдың тотықтандыру құрылысының мағынасына қорытынды бер.
№ |
Бастапқы материал |
Химиялық құрам, (салм.%) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ППП |
||
1 |
Хром кені (Рай-Из) |
36,42 |
8,73 |
2,68 |
6,62 |
26,57 |
12,25 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
6,73 |
2 |
Хромкенді шекемтастар |
50,59 |
13,16 |
6,52 |
7,39 |
17,45 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
0,32 |
– |
– |
4,57 |
3 |
Ванадий концентраты |
1,7 |
35,3 |
– |
– |
1,54 |
20,22 |
– |
– |
5,4 |
6,22 |
– |
2,87 |
14,60 |
– |
12,15 |
4 |
Титан концентраты (Сатпаев) |
0,06 |
– |
34,5 |
5,78 |
– |
0,94 |
0,12 |
0,46 |
50,9 |
– |
– |
– |
– |
– |
7,24 |
5 |
Никель кені |
– |
20,0 |
– |
6,42 |
4,5 |
44 |
– |
– |
– |
– |
– |
2,19 |
– |
4,0 |
18,89 |
6 |
Хром кені (Кемпірсай) |
50,20 |
12,10 |
– |
– |
19,35 |
7,35 |
– |
– |
– |
– |
– |
0,34 |
– |
– |
10,66 |
7 |
Хромкенді брикет |
50,59 |
13,16 |
– |
7,69 |
18,58 |
6,88 |
– |
– |
– |
– |
– |
0,43 |
– |
– |
2,67 |
8 |
Хромкенді шекемтастар |
51,22 |
12,79 |
7,65 |
7,27 |
18,5 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
0,37 |
– |
– |
2,2 |
9 |
Хром кені (Рай-Из) |
41,94 |
9,55 |
3,30 |
7,58 |
23,55 |
10,26 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
3,82 |
10 |
Хром брикеті |
51,22 |
12,79 |
– |
7,82 |
18,39 |
7,01 |
– |
– |
– |
– |
– |
0,48 |
– |
– |
2,29 |
11 |
Титан концентраты (Шоқаш) |
2,36 |
– |
27,3 |
2,34 |
– |
3,59 |
0,15 |
0,12 |
55,8 |
– |
– |
– |
– |
– |
8,34 |
12 |
Хромкенді шекемтастар |
50,73 |
13,05 |
6,78 |
7,17 |
18,58 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
0,37 |
– |
– |
3,32 |
13 |
Вольфрам концентраты |
– |
– |
– |
– |
– |
4,5 |
– |
– |
– |
16,12 |
66,0 |
1,70 |
– |
– |
11,68 |
14 |
Хром кені (Кемпірсай) |
49,68 |
10,95 |
2,99 |
7,0 |
20,38 |
7,06 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
1,94 |
15 |
Вольфрам концентраты |
– |
– |
– |
– |
– |
5,1 |
– |
– |
– |
18,0 |
60,12 |
2,5 |
– |
– |
14,28 |
16 |
Хром кені (Рай-Из) |
36,42 |
8,73 |
2,68 |
6,62 |
26,57 |
12,25 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
6,73 |
17 |
Никель кені |
– |
32,41 |
– |
4,41 |
4,5 |
33,87 |
– |
– |
– |
– |
– |
2,1 |
– |
3,41 |
19,3 |
18 |
Хромкенді брикет |
51,41 |
12,3 |
– |
6,69 |
18,45 |
7,35 |
– |
– |
– |
– |
– |
0,36 |
– |
– |
3,44 |
19 |
Хромкенді шекемтастар |
51,41 |
12,3 |
7,07 |
7,39 |
18,49 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
0,42 |
– |
– |
2,92 |
20 |
Вольфрам концентраты |
– |
– |
– |
– |
– |
4,98 |
– |
– |
– |
17,65 |
55,36 |
1,8 |
– |
– |
20,21 |
21 |
Хром кені (Рай-Из) |
42,0 |
9,73 |
1,74 |
6,12 |
24,57 |
9,35 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
6,49 |
22 |
Хром кені (ЮАР) |
45,0 |
10,6 |
3,14 |
8,30 |
28,45 |
14,11 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
-9,6 |
23 |
Никель кені |
– |
22,45 |
– |
7,45 |
4,50 |
35,12 |
– |
– |
– |
– |
– |
1,51 |
– |
2,0 |
26,97 |
24 |
Хром брикеті |
50,73 |
13,05 |
– |
7,48 |
17,93 |
6,94 |
– |
– |
– |
– |
– |
0,64 |
– |
– |
3,23 |
25 |
Хром шекемтастары (Кемпірсай) |
51,73 |
11,05 |
4,77 |
8,17 |
15,51 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
0,37 |
– |
– |
8,4 |
26 |
Хром кені (Рай-Из) |
34,23 |
10,45 |
2,68 |
6,32 |
24,57 |
11,25 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
10,5 |
27 |
Хром шекемтастары |
49,08 |
13,39 |
– |
8,12 |
18,47 |
7,66 |
– |
– |
– |
– |
– |
0,65 |
– |
– |
2,63 |
Сульфид беріктігінің термодинамикалық сипаттамасының сапасы ретінде тепе-теңдік жүйесіндегі күкірт буының қысымы қызмет етуі мүмкін Ме-МеS, аналогиялық шамы ментепе-теңдік қысым оттегісінің жүйесі үшін Ме-МеО серпінділік диссоциациясы деп аталады.
700-120
температурада күкірт фазалық газ Са
үстемдік екі атомдық молекула түрінде
табылады. Сондықтан сульфид реакциясының
құрылымы II валенттік металдың көмегімен
мынадай түрге ие болады:
Тепе-теңдік констанциясының реакциясы:
фазалық
газдың күкірттік тепе-теңдік қысымы,
сульфид серпенділік диссосациясы деп
атайды.
Сандық бағалау сульфидтің беріктілігі үшін кең қолданыста стандарттық шама өзгерісінің Гиббс энергиясының сульфидтің құрылымы, тепе-теңдік қысымының күкірт жүйесіне байланысты:
Бірінші суретте көрсетілген стандарттың өзгерістің Гиббс энергиясының тәуелділігі температурадан реакция үшін құрылған сульфидтік х қатар. Беріктік сульфидке теріс көп мағына жауап береді. Температура жоғарылыған сайын сульфид беріктілігі төмендейді және теріс мағынада реакция ұшін сульфид құрылымы төмендейді.
Аналогия бойынша сульфид беріктілігі оксидпен сонымен қатар стандарттық емес шарттар үшін сульфид күкіртінің потенциалы шама бойынша бағалауға болады, фазалық газдың күкірттік потенциалына тең болса, сульфид пен металдық фазаның тепе-теңдігінде табылады:
Стандарт шарты үшін
Ерітіндінің құрылымы және фазалық ауысымдар сульфид күкіртінің потенциалының шамасына әсер етеді.
және
белсенділік
және
Ме
жүйеде;
фазалық
аусымдағы түзетулер (балқыту,булану )
Сурет 1. Стандарттық өзгерістер Гиббс энергиясының тәуелділігі температурадан сульфид реакциясының құрылымы:
Фазалық
газдың сутегідегі бары
реакцияның дамуына әкеліп соғады:
Фазалық газдың күкірттік потенциалы
Сульфид ыдыратуының шарты және күкірттің фазалық газга ауысуы теңсіздікпен анықталады
Сульфидтің құрылымы металдың күкірттік фазалық газдың арақатынасы есебінен шарт бойынша өтеді.
Диаграммада
(сурет 1)
үшін қосымша шкала берілген және
арақатынасы,
графикалық әдіспен есеп шешуге болады,
байланыстырылған анықтама бағытталған
реакция металдың арақатынасымен және
фазалық газдың сульфидтік ұқсастығымен,
күкірт құрамды.
Өзіндік жұмыс нұсқасы
№ |
Реакция |
|
Интервал температур Т,К |
|||||
М,Дж |
|
|
|
|
Состав смеси |
|||
в% |
|
|||||||
1 |
Cr+1/2 =CrS |
-202641 |
56,10 |
700 |
1200 |
2000 |
5 |
95 |
2 |
Ba+1/2 |
-544284 |
123,51 |
800 |
1500 |
2100 |
10 |
90 |
3 |
Be+1/2 BeS |
-297263 |
86,67 |
700 |
1000 |
2150 |
85 |
15 |
4 |
Ca+1/2 CaS |
-548471 |
103,93 |
800 |
1300 |
2100 |
75 |
25 |
5 |
Cd+1/2 CdS |
-215620 |
97,26 |
700 |
1000 |
2000 |
65 |
35 |
6 |
Ce+1/2 CeS |
-535241 |
91,02 |
800 |
1200 |
2100 |
55 |
45 |
7 |
La+1/2 LaS |
-527537 |
104,25 |
900 |
1400 |
2150 |
45 |
55 |
8 |
Mg+1/2 MgS |
-409888 |
94,45 |
800 |
1200 |
2100 |
35 |
65 |
9 |
Mn+1/2 MnS |
-296719 |
76,69 |
900 |
1500 |
2000 |
25 |
75 |
10 |
Mo+ Mo |
-397746 |
182,13 |
900 |
1700 |
2100 |
20 |
80 |
11 |
2Na+1/2 |
-439614 |
144,03 |
800 |
1600 |
2150 |
15 |
85 |
12 |
Ni+1/2 NiS |
-146454 |
72,01 |
800 |
1000 |
2100 |
10 |
90 |
13 |
Pd+1/2 PdS |
-163285 |
88,09 |
900 |
1100 |
2000 |
95 |
5 |
14 |
2K+1/2 |
-481482 |
143,61 |
700 |
1300 |
2100 |
45 |
55 |
15 |
Ga+1/2 GaS |
-276329 |
110,95 |
700 |
1700 |
2150 |
40 |
60 |
16 |
Si+ Si |
-326570 |
-139,04 |
800 |
900 |
2100 |
35 |
65 |
17 |
Sn+ Sn |
-284702 |
195,94 |
900 |
1200 |
2000 |
30 |
70 |
18 |
Th+1/2 ThS |
-463060 |
94,71 |
900 |
1400 |
2100 |
70 |
30 |
19 |
U+1/2 US |
-392722 |
103,92 |
800 |
1000 |
2150 |
65 |
35 |
20 |
Cu+1/2 CuS |
-115681 |
76,12 |
900 |
1800 |
2100 |
60 |
40 |
21 |
Zn+ Zn |
-699196 |
178,36 |
700 |
1000 |
2000 |
55 |
45 |
,Дж
%
BaS
Есептеудiң қорытындысы:
1. Газды қоспалардың байланысының тап қалған күйiнделерi есептеу температуралардың әр түрлi интервалдарында жасау.
2. Тәуелдiлiктiң
графикасы құрастырсын және
,
3. Газды фазаның тотықтырғыш қасиеттерiнiң мәнi қорытынды жасау.
Бақылау сұрақтары:
Металлдың оксидiнiң сульфид потенциалы деген не және факторлар неткен оның шамаларына ықпал етедi?
Металлдың оксидi және газды фазаның сульфид потенциалдарының байланыстарының неткен күйiнделер соңғы металл қарағанда тотықтырғыш сипаты болады, қай осы сульфидпен тепе-тең күйде болады?
Әдебиеттер:
Теория металлургических процессов: учебник для вузов. Рыжонков Д.И., Арсентьев П.П., Яковлев В.В. и др. - М.: Металлургия, 1989, 392 с.
Теория металлургических процессов: учебное пособие для вузов.
Попель С.И., Сотников А.И., Бороненков В.И. М.: Металлургия, 1986. с.483
Теория металлургических процессов. С.И. Филиппов.
М: Металлургия, 1967, 279 с
Казачков Е.А. Расчеты по теории металлургических процессов, Ю М., «Металлургия», 1986, 288 с.
Талдау: Сутегiнi металлдың оксидiнiң қалпына келтiруiнiң реакциялары үшiн, температураның нақтылы күйiндесiнiң тепе-теңдiктiң тұрақтысының мәнiн анықталсын және тепе-теңдiк газды сутегiнiң мазмұныды араластыр
Сутегiнi металлдың оксидiнiң қалпына келтiруiн реакция екi реакцияның комбинациясымен алына алады:
Сутегiнi металлдың қалпына келтiруiн реакция үшiн тепе-теңдiктiң тұрақтысының мәнi табамыз:
Құрам тепе-теңдiк газды есептеушимiз араластыр. Қаралатын реакция үшiн тепе-теңдiктiң тұрақтысы түр қабылдайды:
Белгiлеймiз:
Өзiндiк жұмыс үшiн варианттар
№ |
Реакция |
|
|
Т1 |
Т2 |
Т3 |
1 |
Cr+1/2O2=CrO |
-334442 |
63.85 |
700 |
1200 |
2000 |
2 |
Ba+1/2O2=BaO |
-557933 |
94.83 |
800 |
1500 |
2100 |
3 |
Be+1/2O2=BeO |
-606249 |
101.7 |
700 |
1000 |
2150 |
4 |
Ca+1/2O2=СаО |
-641836 |
110.20 |
800 |
1300 |
2100 |
5 |
Cd+1/2O2=CdO |
-278841 |
114.72 |
700 |
1000 |
2000 |
6 |
Co+1/2O2=CoO |
-261884 |
85.83 |
800 |
1200 |
2100 |
7 |
2Li+1/2O2=Li2O |
-578825 |
135.86 |
900 |
1400 |
2150 |
8 |
Mg+1/2O2=MgO |
-728085 |
202.35 |
800 |
1200 |
2100 |
9 |
Mn+1/2O2=MnO |
-385186 |
73.73 |
900 |
1500 |
2000 |
10 |
Mo+1/2O2=MoO2 |
-545435 |
142.14 |
900 |
1700 |
2100 |
11 |
2Na+1/2O2=Na2O |
-421401 |
147.12 |
800 |
1600 |
2150 |
12 |
Nb+1/2O2=NbO |
-402067 |
81.10 |
800 |
1000 |
2100 |
13 |
Pb+1/2O2=PbO |
-184931 |
69.08 |
900 |
1100 |
2000 |
14 |
2Rb+1/2O2=Rb2O |
-336116 |
145.07 |
700 |
1300 |
2100 |
15 |
Ce+O2=CeO2 |
-1078101 |
217.71 |
900 |
1700 |
2150 |
16 |
Si+1/2O2=SiO2 |
-912237 |
180.74 |
800 |
900 |
2100 |
17 |
Sn+O2=SnO2 |
-581756 |
204.82 |
900 |
1200 |
2000 |
18 |
Sr+1/2O2=SrO |
-596347 |
103.46 |
900 |
1400 |
2100 |
19 |
Ta+O2=TaO2 |
-209340 |
-20.52 |
800 |
1000 |
2150 |
20 |
Ti+O2=TiO2 |
-939535 |
175.76 |
900 |
1800 |
2100 |
21 |
Zn+1/2O2=ZnO |
-493666 |
203.98 |
700 |
1000 |
2000 |
22 |
Zr+O2=ZrO2 |
-1092754 |
183.8 |
800 |
1600 |
2100 |