文档介绍：第七章湿法冶金浸出、净化和沉积
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一、湿法冶金概述
湿法冶金包括:浸出、净化、沉积三个主要过程。这三个过程是靠控制过程的条件,以控制物质在水溶液中的稳定性而实现的。而反应的自由焓变化决定着水溶液中物质的稳定性。现一般采用电位-PH图进行分析。
二、计算反应的标准自由焓的原则
,凝聚相为定组成,气相为
10125Pa。
。
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例:
三、影响物质稳定性的主要因素
物质在水溶液中的稳定程度主要取决于溶液的PH值,电位及反应物的活度。
,以硅酸钠分解为例;
,以Zn置换H2为例;
。
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四、PH、ε及物质活度对反应作用的热力学计算
+参加,但无电子得失的酸碱中和反应:
①求反应的
②列平衡常数关系式
③列等温方程式
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④将n、R、T、值代入上式,求平衡时PH值。
例:求(298K) 时,
反应的平衡PH值,并判断不使Fe3+沉淀的条件。
解:
,但无氢离子参加的简单氧化还原反应
①式子的推导过程
由能斯特公式:
即:
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②计算步骤:
a:计算或查表求标准电极电位
b:将R、T、Z、F、值代入上式求ε
R= F=96500
例:求反应在298K。时的平
衡电极电位,并说明要做Zn2+以Zn的形式沉将析出,需
要电极电位多少?
解:①求反应
③
④
+参加,也有电子得失的氧化还原反应
②求
Zn2+能以Zn析出
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根据能斯特方程:
得:
例:
①求反应
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②求
③将Z、F、n、T代入
作业:求下列反应在298K、1atm时的ε-PH关系式。
①
②
③
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§2. 水的热力学稳定区分析
一、水的稳定区对生产的意义
(水)发生相互作用的可
能性。
-H2O系的ε-PH图的一个组成部分
二、水在过程中有可能发生的反应及ε-PH关系式
,溶液中有电极电位比氢更负的还原剂存
在,对于下二反应,其都属于有电子得失,也有H+参加
的氧化还原反应。
2H+ + 2e = H2 (酸性)
2H2O + 2e = H2 + 2OH- (碱性)
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2. 在给定条件下,溶液中有电极电位比氢更正的氧化剂存
在。以下两反应亦属于有电子得失,也有H+参加的氧化
还原反应。
O2 + 4H+ + 4e = 2H2O (酸性)
O2 + 2H2O + 4e = 4OH- (碱性)
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三、水的热力学稳定区
Ⅰ区:位于区域Ⅰ中,其电极
电位高于氧的电极电位的氧化
剂都会使水分解而析出氢气。
Ⅱ区:水的热力学稳定区
Ⅲ区:位于区域Ⅲ中,其电极
电位低于氢的电极电位的还原
剂,在酸性溶液中能使氢离子
还原而析出氢气。
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