冶金原理第一章 课件.ppt

溶液的热力学性质－活度及活度系数 1.3 1.3.1 常用溶液组分浓度单位及其换算关系变化 %i—重量百分浓度 ni—组分i的摩尔数 xi—组分i的摩尔分数 ci—体积摩尔浓度（mol/m3溶液） p—标准总压数 pi—i的标准分压数 1.3.2 溶液的基本物理化学定律 分配定律： ●拉乌尔（Raoult）定律 ●亨利(Henry)定律 ●西华特（Sivert）定律 1/2i2=[i] ★ 若组元在全部浓度范围内都服从亨利定律，则必然也服从拉乌尔定律。 1.3.3 活度及活度系数 1.3.3.1 活度及活度系数的概念 定义：活度是校正的浓度（或称有效浓度）。 ◆同拉乌尔定律比较对浓度进行校正 活度 活度系数 表达式：活度表达式有两种： ◆同亨利定律比较，对浓度进行校正 活度 活度系数 活度 活度系数 1.3.3.2 化学位与活度的标准态的关系 ●以纯物质作为标准态 ●以假想纯物质为标准态 ●以服从亨利定律1%溶液为标准态 1.3.4 活度标准态的选择与转换 1.3.4.1 处理冶金反应时标准态的选择 依据：使组分在溶液中表现的性质与其作为基准的拉乌尔定律或亨利定律所得的值尽可能相近。 ●铁 ●形成饱和溶液的组分B以纯物质为标准态 ●溶液属于稀溶液，KH标准态 ●熔渣中组分的活度一般选用纯物质标准态 ●纯物质标准态与假想纯物质标准态 活度之间的转换关系 1.3.4.2 标准态的转换 ●假想纯物质标准态与重量１％浓度标准态 活度之间的转换关系 ●纯物质标准态与重量１％浓度标准态 活度之间的转换关系 1.3.4.3　 的物理意义 ●表示溶液中组元i在浓溶液中服从拉乌尔定律和在 稀溶液中服从亨利定律两定律间的差别。 ●是组元i在在服从亨利定律浓度段内以纯物质i为 标准态的活度系数。 ●是不同标准态的活度及活度系数相互转换的 转换系数。 ●是计算元素标准溶解吉布斯能的计算参数。 溶液的热力学关系式 1.3 1.3.5 溶液的偏摩尔量 1.3.5.1 偏摩尔量定义 偏摩尔量三个重要公式 ●微分式 ●集合式 ●吉—杜方程（Gibbs—Duhem） 吉—杜方程说明在恒温恒压下，各组分的化学势随浓度的变化不是彼此独立的，而是互为补偿的。 ★ 1.3.5.2 理想溶液 ◇ 定义 理想溶液：在一定温度下，溶液中所有组元都服从拉乌尔定律。完美溶液：所有组元在全部浓度范围内都服从拉乌尔定律。 ◇ 关系式 一 教材基础：高等数学、冶金物理化学 二 本课程教学基本要求 三 内容包括： A：冶金原理基础部分 B：钢铁冶金部分 炼铁和炼钢 C：有色冶金部分 重、贵、轻、稀 注意：1、从教材结构可以看出，冶金原理主体分为基础和应用两部分。 2、其中：①热力学：研究化学反应的可能性以及方向性。 ②动力学：研究化学反应的速率、机理以及限制性环节。 ③金属熔体和炉渣：研究二者的物理、化学性质以及之间的联系。 3、从教材结构中，可以看出，炼铁的基本原理属于还原反应，炼钢的基本原理属于氧化反应。 4、冶金原理是后续课程：炼铁学、炼钢学、炉外精炼和连续铸钢的基础课程。 四、学习方法 认真预习、做好课堂笔记、注意听讲、间歇性复习。 绪 论 1、什么叫冶金？ ----从矿石中提取金属以及金属化合物的过程。 2、冶金的分类 A：按提取金属的不同：冶金分为钢铁冶金和有色冶金； 钢铁冶金主体研究：铁铬锰 B：按工艺过程的不同：冶金分为火法、湿法和电冶金。 ----火法冶金：物理化学原理在高温化学反应中的应用； ----湿法冶金：水溶液化学以及电化学原理的应用； ---- 电冶金：电炉冶炼、熔盐以及水溶液的电解。 3、冶金过程物理化学 -----用物理化学的原理来研究冶金过程。包括热力学、动力学、金属熔体和炉渣。 绪 论 4、冶金模型 冶金熔体的分类： A：熔渣 B：金属熔体 C：熔盐 D：熔锍---多种金属硫化物的共熔体 注意：1、钢铁和有色对熔体的研究范围； 2、以下授课内容，若没有特别强调，都以钢铁冶金为主。 对于炼钢、精炼炉一般都可以简化成如图的模型，上面的一层是炉渣，下面的一层是钢液。如果一种物质存在于炉渣中，用（）表示，若存在于钢、铁液中，用[ ]表示。 比如：（CaO）表示CaO存在于炉渣中，[O]表示氧存在于钢液中 绪 论 5、现代钢铁生产工艺流程： 长流程： 矿