9化学平衡的研究重点详解.ppt

2004-10-9 第9章 化学平衡的研究 第九章 化学平衡的研究 化学平衡相关概念- （1）可逆反应 化学平衡相关概念- （2）化学平衡 在可逆反应中，正反应和逆反应的速率相等时反应物和生成物的浓度不再随时间而改变的状态称为化学平衡。如： CO(g)+H2O(g) ≒ CO2(g)+H2(g) 正逆反应达到动态平衡，即： v正 ＝ v逆 就可以说该反应已经达到化学平衡了。 化学平衡相关概念- （3）平衡常数 化学平衡概念-平衡移动原理 章节目录 第一节 概述 第二节 化学平衡实验技术 第一节 概述 第一节 概述 第二节 化学平衡实验技术 2.1炉子 如果用感应炉来研究渣－金－气三相平衡反应，就要采用辅助加热渣的方法，使得渣相和金属相的温度尽可能接近； 2.1炉子-关于气体时的恒温带 在有气体流动的条件下，炉内温度分布和没有气流时的大不同，由于气体的导热作用，炉子的恒温带向着有气流的方向移动。所以如果实验时需要有保护气氛，测定恒温带时也要同样的保护条件。 什么是化学位 以用吉布斯函数为例加以说明。对于一个多组分的物系，吉氏函数可用温度、压力和组成物系各组分的物质的量来描述。 即：G=f（T，P，n1,n2…nk） 2.2 建立所需要的化学位 在研究气相和凝聚相之间的化学平衡时，气相和熔体中元素的化学位可以由适当的气体混合物来控制。 2.2 建立所需要的化学位 通过气体化学位控制熔体化学位的原因： 第一 高温冶金反应条件下，气体混合物压力接近1atm，接近理想气体，计算简便； 第二 气体混合物配制容易 2.2 建立所需要的化学位 2.3氧位的建立和控制方法 ~ 化学位的特例 2.4平衡时间的确定 2.4平衡时间的确定 2.4平衡时间的确定 确定平衡的方法： 对大坩埚，间隔一定时间（从几十分钟到几个小时）进行取样分析组成，组成不变时表示已经达到平衡； 对小坩埚，可依次加热到不同时间，样品全部淬火分析组成 2.4平衡时间的确定 2.5取样方法 2.6坩埚的选择 避免坩埚材料参与反应或者高温溶解，坩埚材料的选择对实验结果有很大的影响. 一般钢铁熔体实验选用刚玉坩埚或MgO坩埚。 旋转坩埚 悬浮熔炼法 应用： 利用电磁悬浮技术可以在地面模拟太空条件，研究微重力条件下的金属凝固和材料制备。 该方法综合运用电磁场对金属材料的加热升温功能和悬浮功能，通过电磁力抵消金属受到的重力，使得金属在失重状态下被加热熔化. 有趣的悬浮 1勺盐+1.5明矾+3勺啤酒花酵母+0.5高果糖糖浆+ 三杯水 有趣的悬浮 早在1867就由俄国医生Vladamir Kalinknikov发现了这些混合物加热会生成高密度气体的现象 。 根据传记，当时他正在研究治疗疟疾的药物，他把最后一种原料-苹果-放到这些混合物当中时，苹果像火箭般得飞窜出来。 有趣的悬浮 那为什么要用苹果呢？因为几乎所有的水果表皮都包含一种叫果胶的物质。当加热的时候，果胶会发生化学变化，产生密度极低的氦气。不幸的是大多数水果的表皮多孔，使得这些氦气立刻就散发到空气中了，但是苹果的表皮不同，它会锁住这些气体，就像锁住许多细微的气球一样，而只有借助这股浮力，才可以在“Kalinknikov fluid”中轻松得漂浮起来。 有趣的悬浮-磁悬浮列车 利用“同名磁极相斥，异名磁极相吸”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，腾空行驶，创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。??? 有趣的悬浮-磁悬浮列车350km/h 有趣的悬浮-磁悬浮列车 一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车(德国技术，上海是这样的），它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行的铁路； 另一种则是利用磁铁异性相吸原理（日本技术），它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10—15毫米的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。 磁悬浮床 磁悬浮床 　　日益快捷的生活节奏使身处都市里的人们疲劳不堪，因此一个良好的睡眠环境就显得很重要。你有没有想过如果能够睡在一张漂浮在空中的床上会是什么感觉？ 　　这是由荷兰设计师历时六年开发出来的磁悬浮床，它通过底部的磁悬浮作用来实现“睡在半空”中。它外表看上去很酷，不知道真正睡上去感觉会怎样？不过，这张床的市场价格竟然高达120万欧元。 实验时，样品在坩埚中熔化后，使得坩埚旋转，由于离心力的作用，熔融金属表面呈现抛物面形，渣样放入后就平铺于熔融金属表面，避免了渣与坩埚的直接接触。 一方面解决了坩埚材质问