ний режим, і лімітуючим етапом стає дифузія молекул CO 2 із зони реакції. При значній пористості і порівняно невеликих розмірах диссоциирующих фази збережеться кінетичний режим процесу (сповільненість кристаллохимического перетворення).
Дисоціація оксидів
Найважливіші процеси в металургійних агрегатах зводяться, як уже зазначалося, до реакцій відновлення або окислення, тобто до різним перетворенням окислів. Тому міцність окислів, обумовлена ​​спорідненістю речовин до кисню, грає першорядну роль в термодинаміки металургійних процесів. p align="justify"> Для з'ясування загальних закономірностей розглянемо реакцію дисоціації оксиду двовалентного металу
Мео = Ме + 1/2О 2 (4)
Рівноважний парціальний тиск кисню в реакції утворення або дисоціації оксиду називається пружністю дисоціації оксиду Ро 2 . При відсутності розчинів вона безпосередньо пов'язана з константою рівноваги і є, отже, функцією тільки температури
(5)
Реакція окислення екзотермічну, і константа рівноваги убуває, а
пружність дисоціації збільшується з температурою (рис. 2). Іншими словами, із зростанням температури спорідненість речовин, що окисляються до кисню і міцність окислів зменшуються. br/>
В
Рис.2. Залежність логарифма пружності дисоціації оксиду від температури
Задача № 1. Взаємодія вуглецю з кисневмісною газовою фазою
Розрахуйте значення рівноважного тиску кисню і кисневих потенціалів в рівноважної газової суміші, що утворюється при взаємодії збагаченого киснем повітря (N 2 - O 2 ) з твердим вуглецем для шести заданих температур.
Вихідні дані для розрахунку:
складу збагаченого повітря,% Температура, 0 С Тиск, Па В· 10 -5 N 2 O < span align = "justify"> 2 12345667337167668168669169661,7
Рішення:
Для визначення рівноважного складу газової суміші, знаходимо співвідношення між азотом і киснем у збагаченому повітрі:
? = 2,0303
С + О2 = 2СО (1)
С + О2 = СО2 (2)
С + СО2 = 2СО (3)
Константа рівноваги для реакції (1) дорівнює:
В
Користуючись рівнянням
В
знаходимо значення для шести заданих температур:
T, К98910391089113911891239 1,514,13910,34223,84851,259103,579
Знаходимо рівноважний склад газової суміші:
СО,% =, (4)
де - кількість молей N2 внесених в суміш одним молем О2;
- константа рівноваги реакції (1);
Р - загальний тиск в газовій суміші
СО2,% = (5)
N2,% = 100 - (СО,% + СО2,%) (6)
(7)
(8)
(9)
Результати розрахунків зведені в таблицю 1.
Таблиця 1
№ № п.п.t, 0СТ, Ксостав рівноважної газової суміші,% відносний вміст,%, Паlg,
ДжСОСО 2 N 2 Сосо 2 171698932,13717,55750,30764,6735,335,5 В· 10 -22 -21,26-4027552766103939,82526,96533,20959,62340,3722,32 В· 10 -20 -19,63-3907763816108944,68533,94921,36356,82843,1725,91 В· 10 -19 -18,23-3802414866113947,2337,92614,84255,46444,5351,03 В· 10 -17 -16,99-3706475916118948,4539,91111,63654,83345,1671,33 В· 10 -16 < span align = "justify"> -15,87-3615526966122949,02840,86810,10154,5445,461,38 В· 10 -15 -14,86-352696
За даними таблиці 1 будуємо графік залежності складу рівноважної газової суміші для реакції газифікації вуглецю від температури.
В
Рисунок 1 - графік залежності складу рівноважної газової суміші вуглецю від температури
Виснов...
