钢铁冶金原理PPT.ppt

　　　　 （Ⅰ）　　 （Ⅱ）　　　　 （Ⅲ） ● 化学平衡法 5 5.4 有溶液参加的反应标准吉布斯能变化计算 5 线性组合 　　　　　　　 在不同温度下测得碳酸钙的分解反应（CaCO3=CaO+CO2）的平衡常数如表所示。分别用图解法及回归分析法计算反应的平衡常数、标准吉布斯能变化与温度的关系式。 ——————————————————————— 对于反应：mM (s) + nN (g) = MmNn (s) M(s), MmNn(s)在298K-TK温度内发生相变，其焓、熵的计算式为： N(g)为气态物质，无相变。则 ： ★ 计算下列反应的标准吉布斯能变化及平衡常数的温度关系式。　TiO2(S)+3C(石)=TiC+2CO 解：查取反应中各化合物的标准生成吉布斯能 对于有溶解态物质参加的反应，还应加上标准溶解吉布斯能。 ★ ————————————————— m M (s) + n N (g) = MmNn (s) M(s), MmNn(s)在298K-TK温度内发生相变， 其焓、熵的计算式为： N(g)为气态物质，无相变。则： —————————————————————————— 分配定律：在一定温度下，不相混合的两相 达到平衡时，组分i在两相中的浓 度比为常数。 第一章 冶金热力学基础 化学反应的标准吉布斯能变化及平衡常数 溶液的热力学性质－活度及活度系数 溶液的热力学关系式 活度的测定及计算方法 标准溶解吉布斯能与 溶液中反应的标准吉布斯能的计算 1 2 3 4 5 化学反应的吉布斯能变化 1.1 理想气体的吉布斯能变化 对于1 mol的理想气体，吉布斯能变化的基本式为： 恒温下： 理想气体状态方程： G0—气体在TK及P=1atm的标准吉布斯能； G—气体在TK及P的吉布斯能。 ★ 1 1.2 化学反应的吉布斯能变化 aA+bB = cC+dD ★ 1 1.3 化学反应的判据 ★ 1 1.4 平衡常数K及的ΔGO计算法 1.4.1 实验法 1.4.2 计算法 例题： ⑴ 纯化合物的标准生成自由能可由绝对熵法求出。 (由单质生成的化合物称为纯化合物) 例题： ⑵利用物质的热力学数据计算ΔGO，计算平衡常数。 例题： 1 溶液的热力学性质－活度及活度系数 2 2.1 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 2.2 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。 2 2.3 活度及活度系数 2.3.1 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： 2 ◆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 2 2.3.2 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 2 2.4 活度标准态的选择与转换 2.4.1 处理冶金反应时标准态的选择 2 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 2 2.4.2 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 2 ●纯物质标准态与重量１％浓度标准态 活度之间的转换关系 2 2.4.3　 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。 2 溶液的热力学关系式 3 3.1 溶液的偏摩尔量 3.4.1 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