冶金原理1-冶金热力学基础

1冶金热力学基础，HebeiPolytechnicUniversity ityschoolofmetallgyandenergy，内容概述，1.1化学反应和1.2溶液的热力学性质1.3溶液的热力学关系1.4活性测定和计算方法1.5，以及溶液中化学反应的标准吉布斯自由能，hebeipoponergy，1.1化学反应的总和，热力学研究的内容和目的，g物理化学意义，1.1化学反应的总和，-g是反应的推动力，1.1化学反应的总和，g是如何解决的，“标准摩尔吉布斯自由能”的全称，通常给定的标准吉布斯自由能是以1毫升为单位测量的，因此也称为标准吉布斯自由能。样式：=f (t)是非常重要的热力学参数。G吉布斯自由能，1.1化学反应的和，物理化学中吉布斯自由能是状态函数，是系统的性质。吉布斯自由能的变化可以作为恒温恒压过程的自发和平衡的基础。1.1.1以上气体B(g)的Gm，B，1.1化学反应的总和，1.1.1以上气体B(g)的Gm，B，表达式的中间：标准石膏的自身能量；PB是理想气体b的分压，尺寸为pa。P=105Pa。如果pB尺寸为p :1.1化学反应之和，1.1.1以上气体B(g)的Gm，B，其使用范围：适合理想气体，1.1化学反应之和，1.1.1以上气体B(g)的Gm， 1)判断反应方向，在rhm 0(热反应)中，lnk /t0说明随着温度上升，k 会减少，即均衡反向运动；当rhm =0(无系统热交换)时，lnk /t=0表示k 与温度无关，或者温度不能改变平衡状态。提高温度，平衡向吸热方向移动。1.1化学反应之和，1.1.2.2范特霍夫方程(等压方程)，的应用，2)反应吸热判断，MO(s) CO=M(s) CO2，1.1化学反应之和，1.1.3标准是吉布斯自由能RGM 和t的关系，RGM 和t的关系，为了精确计算，需要使用多项式拟合关系，1.1化学反应的总和，1.1.3标准是吉布斯自由能RGM 和t的关系，RGM 和t的关系，二项式RGM，1.1化学反应之和，1.1.3标准是吉布斯自由能RGM 和t的关系，1 . 1 . 3 . 1RGM和t的多项式，1)无限积分解决方案，(I)表达式中的rHm和t的关系，根据Gibbs-Helmholtz方程，即：(I)，1.1化学反应的和，1 . 1 . 3 . 1-710；RGM和t的多项式，以及，根据jihoff定律：可以要求：(II)和热容量差：jihoff定律积分：1.1化学反应的和，1 . 1 . 3 . 1RGM和T的多项式，1.1化学反应之和，1 . 1 . 3 . 1RGM和t的多项式，1)无限积分解决方案，补充练习，FH 298，FeO=-272.04 kj mmjFh 298，Fe=0 kj mol-1；Fh 298，O2=0 kj mol-1；S 298，FeO=60.75 jmol-1k-1；S 298，Fe=27.15 jmol-1k-1；ss298，O2=205.04Jmol-1K-1。找出反应2Fe(s) O2(g)=2FeO(s)的rGm和t之间的关系。已知：(298 1650k)，(298 3000k)，(273 103k)，1.1化学反应的和，1.1.3.1 RGM 和t的多项式， 1.1.3.1 RGM 和t的多项式，积分常数h0=-5556060 jmol-1和I=375 jmol-1k-1的(1-14)表达式：(1 1 . 1 . 3 . 1；RGM和t的多项式，2)定积分解决方案，(1-15)，(I)物质在积分的上下温度区间没有发生相变3354直接积分(II)物质2)明确的积分解决方案，(II)如果物质在积分上下区间发生相变，(1-15)，两个相变点是三段积分，1.1化学反应的和，1.1.3.2 ，RGM =rhm -trsm 为：1.1化学反应之和，1.1.3.2 RGM 和t的二项式，RGM =a Bt，1) a值的正负判断，1.1 1.1.4冶金反应的RGM 的解，RGM 的解，1.1化学反应的和，1.1.4冶金反应的RGM 的解，反应：3354物质的化学测量数，产物取正，反应物取负。，1.1.4 . 1 Gibbs自由能FGM 查找反应的RGM ，1.1化学反应的和，1 . 1 . 4冶金反应的RGM 的解，对于反应：1.1.4.1生成Gibbs自由能FGM 的RGM ，1.1化学反应的和使用Gibbs自由能FGM 获取响应的RGM ，示例2(教材P11):标准Gibbs自身能量，3C(石头)TiO2(s)=TiC(s) 2CO(g)(2)，获取以下响应RGM =-rt lnk =-19.147tlnk ，因此：Lnk=-527400/(19.147t)336.56/(19.147t)=(-2757t 1.1.4.2反应，例如，反应：MO(s) CO=M(s) CO2，k =p CO2/pCO，通过测量平衡时间的CO2和CO分压，计算k ，得出反应的标准吉布斯自能量。1.1化学反应之和，1.1.4冶金反应的RGM 的解，1.1.4.2平衡常数k 来求出反应的RGM:lnk与1/T成正比。RGM =-rt lnk ，关系：lnk =RGM /(-rt)=(a Bt)/(-rt)，1.1化学反应之和，1.1，不同温度的碳酸钙平衡常数ks，1.1.4化学反应之和，1.1.4冶金反应的RGM 的解，使用1.1.4.2平衡常数K的反应的RGM ，解：lnK和1/T计算，下表：使用、1.1化学反应的和、1.1.4冶金反应的RGM 的解、1.1.4.2平衡常数k 查找反应的RGM 温度表达式为lnK=a/T b，相关系数：倾斜：截断：1.1化学反应之和， 固体电解质储存在大量氧离子腔中，两极产生的氧离子(O2-)通过ZrO2介质扩散到阴极，从阴极发射电子，两极失去电子，阴极得到电子。，1.1化学反应之和，1.1.4冶金反应的RGM 的解，使用1.1.4.3电动势e 的反应的RGM ，电化学反应：，(1)，即，1.1化学反应之和，1.1.4冶金反应的RGM 的解决方案，使用1.1.4.3 em，反应的RGM ，根据常识在特定温度下，类型：n是电化学反应的电子传递数。e表示电池的电动势，v；f是法拉第常数，96500Cmol-1，1.1化学反应之和，1.1.4冶金反应的RGM 的解，1.1.4.3电动势e ，利用反应的RGM ，已知：固体电解质电池：固体电解质电池在95