【2017年整理】2高温冶金实验.ppt

2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2;2.5 冶金热力学研究方法; 化学反应平衡研究的中心问题就是求反应的平衡常数或平衡时反应物质的活度（如为气相则为分压），从而计算其它有关热力学数据。 本节简介几种冶金反应平衡和有关组元活度的测定方法。 2.5.1.1建立化学位和确定平衡时间 (1) 建立所需要的化学位 研究有气相参与反应的化学平衡时，需要建立所需要的化学位（如氧位等），它可由适当的气体混合物来控制。 例如，用H2还原金属氧化物的反应 （2-1） 气相中水蒸气和氢气的分压比控制反应的方向，也就是控制着下列反应的方向。; （2-2） 如果大于平衡值，金属被氧化；反之，金属氧化物被还原。 H2-H2O气体混合物所以能控制反应的方向是由于气相中H2、H2O之间存在 着下列平衡 = （2-3） 平衡常数为： = 所以 = （2-4） 因此，用H2-H2O混合气体可建立一定的氧位 。 同样，用CO和CO2混合气体也可建立一定的氧位 = 类似氧位的建立，还可以用H2-H2S混合气体控制气相硫位，用H2-NH3混合气体控制气相的氮位，用H2-CH4混合气体控制气相的碳位等等。; (2)平衡时间的确定 在进行冶金反应平衡研究时，首先要做预备试验确定平衡时间，以保证体系真正达到平衡。 确定的方法，对大坩埚一般是相隔一定时间（从几十分钟到几小时）进行取样分析（或用定氧探头测定金属液中a[0]），至组成（或a[0]）不变表示已达平衡；对小坩埚可依次加热至不同时间，样品全部淬火分析组成。 在正式实验时，为了确保平衡真正达到，实验时间应比确定的时间长。 2.5.1.2 冶金反应平衡的测定 (1)气相一固相反应平衡的测定 下面以CO还原FeO的反应为例说明气一固反应平衡的测定方法。 ; 固体FeO被CO还原时，因为纯物质的活度为１，所以平衡常数只取决于气相成分，反应式如下： ＦeO（s）+ CO（g）= Ｆe（s） +CO2（g） 标准自由能变化 平衡常数 K=PＣＯ2 /PＣＯ　　　　　　　　 为研究以上反应的平衡，可以使一定组成的CO-CO2混合气体(PＣＯ2 /PＣＯ值一定)连续送