第2章节高温冶金实验幻灯片.pptVIP

（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)连续送入炉管内，在实验过程中用热天平称量FeO和Fe混合物质量的变化。 在恒温下用 不同组成的PＣＯ2 /PＣＯ气体 进行试验，找出固相质量不改变时的气相组成，此时的气相组成即为此温度下的平衡气相的组成。 (2)气相一液相反应平衡的测定 以氢为例，它在铁液中的溶解反应为：H2(g)=2[H] 如实验使用纯铁，又因为氢在铁液中溶解度很小，可忽略元素之间的相互作用，所以aH=[%H]，则反应的溶解平衡常数为： K=[%H]2/PH2 或 [%H]= 测定H2在铁液中的溶解度时，可将高纯铁在感应炉中一个事先抽成真空的密封系统的坩埚内熔化，然后将一定量的H2气通入，铁液从气相中吸收H2，直到饱和为止，这可由气相的压力稳定不变来判断。 (3)液相一液相反应平衡的测定 以下举例说明液一液反应平衡的测定方法。 用分配定律方法测定炉渣中ＦeO的活度时，可利用如下反应：