第2章吉布斯自由能变化.ppt

Physical Chemistry of Metallurgy 冶金物理化学 第三章 吉布斯自由能变化 冶金热力学及动力学 3.2 化学反应等温方程式 3.6 △Gθ的实验测定 3.6 △Gθ的实验测定 3.6 △Gθ的实验测定 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 3.分配平衡法 3.6 活度的实验测定 一定温度下，溶质i能溶于互不相溶的A、B两相并达平衡， 若标态选择相同： 若标态选择不同： 分配常数： 4.电动势法 3.6 活度的实验测定 将待测组元参加的反应构成原电池或浓差电池： (Pt)Pb(l)|PbO-SiO2|O2(100kPa),(Pt) Pt(l)+1/2O2=(PbO) (Pt)Pb(l)|PbO(l)|O2(100kpa),(Pt) 1.化学平衡法 3.6△Gθ的实验测定 测不同T时的K，回归: （1）直接法 例：Si（s）+SiO2（s）=2SiO（g） 测得不同温度下的pSiO（Pa） A和B是待定常数，由不同温度下的pSiO回归求得： 1.化学平衡法 3.6 △Gθ的实验测定 （2）间接法 前：Si（s）+SiO2（s）=2SiO（g） (3) 由式3、2可得1， 可根据△G3、△G2求△G1 Si（s）+1/2O2= SiO（g） (1) 反应难控制，难免产生SiO2 Si（s）+O2（g）=SiO2（s） (2) 1.化学平衡法 3.6 △Gθ的实验测定 （2）间接法 直接测量困难。 1000K，平衡 FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO2（g） (2) CO（g）+1/2O2 （g） =CO2（g） (3) 由2、3式可求得 1式： Fe（s）+1/2O2=FeO（s） (1) 采用CO2~CO或H2O~H2平衡（定组成气体）来实现。 2.电化学法 3.6 △Gθ的实验测定 (Pt)，Pb(l) |PbO(l)| O2(P?)，(Pt) Pb(l)+1/2O2=PbO(l) 将化学反应设计成原电池，参加反应的物质处标准状态： （Pt）Fe,FeO(s)|ZrO2+CaO|Ni,NiO(s)(Pt) 正极 NiO→Ni+O2- 负极 O2-+Fe→FeO+2e 2.电化学法 电池反应 NiO（s）+Fe（s）→Ni（s）+FeO（s） 测FeO的标准生成吉布斯自由能 (Pt)Fe,TiO2,FeO·TiO2(s)|ZrO2+CaO|Ni,NiO(s)(Pt) 参比极(＋)：NiO+2e→Ni+O2- 待测极(－)：O2-+Fe+TiO2→FeO·TiO2 +2e 电池反应：NiO2+ Fe+TiO2→Ni+FeO·TiO2 2.电化学法 FeO (s) +TiO = FeOTiO2 (s) Fe(s)+1/2O2+TiO2 (s) = FeOTiO2 (s) Fe (s) + Ti (s)+3/2O2 = FeOTiO2 (s) 2.电化学法 注意：此处求得的 对应下面哪个反应？ 1923-2007 褐铁矿 烧结中的问题。 有没有块矿入炉的问题？ 3. 复杂体系热力学分析 3.4 等温方程式的应用 （1）确定化合物稳定性 单种化合物： A 将A与环境气氛构成化学反应：A→B＋C 通过反应的△Gθ判断稳定性。 注意：环境气氛的影响。 3. 复杂体系热力学分析 3.4 等温方程式的应用 （1）确定化合物稳定性 Ag2CO3（s）＝Ag2O（s）＋CO2（g） 110℃，空气气氛： △Gθ＝14824 J/mol pCO2=0.028%pθ，△G＝－11.23kJ/mol 若使其稳定存在，则需改变 ？？？？ pCO2/pθ≥0.0095，△G≥0 3. 复杂体系热力学分析 3.4 等温方程式的应用 （1）确定化合物稳定性 两种化合物的稳定性： A，B 构建化学反应：A+C→B 通过反应的△Gθ判断稳定性。 注