文档介绍：第八章热力学平衡图在冶金中的应用第八章第八章热力学平衡图在冶金中的应用热力学平衡图在冶金中的应用 基本概念基本概念 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础 热力学平衡图的绘制与应用(一) 热力学平衡图的绘制与应用(一) 热力学平衡图的绘制与应用(二) 热力学平衡图的绘制与应用(二) 热力学平衡图的叠加热力学平衡图的叠加 电势电势––pH pH图及其在湿法冶金中的应用图及其在湿法冶金中的应用?热力学平衡图(优势区域图、稳定区域图) 以图的形式表示系统中物质稳定存在的形态与热力学参数之间的关系。?例: Me-O 系热力学平衡图(图 7-7 ) ?例: 1100K 时 Zn-S-O 系热力学平衡图 基本概念基本概念图 8-1 Zn-S-O 系热力学平衡图( 1100K ) 1050 -5 -10 -15 应应用用??指明指明 Zn-S-O Zn-S-O 系中各种化合物稳定存在的区域和为获得系中各种化合物稳定存在的区域和为获得相应的化合物所应控制的条件; 相应的化合物所应控制的条件; ??例如:只有将工艺条件分别控制在例如:只有将工艺条件分别控制在ⅠⅠ、、ⅡⅡ、、ⅢⅢ区区域内,才能分别获得域内,才能分别获得 ZnS ZnS 、、 ZnSO ZnSO 4 4和和 ZnO ZnO ; ; ??为得到为得到 ZnSO ZnSO 4 4 ,应同时控制高,应同时控制高 P P O2 O2和和P P SO2 SO2 值;为得值;为得到到 ZnO ZnO ,应控制高,应控制高 P P O2 O2值、低值、低 P P SO2 SO2 值。值。??指明各种化合物之间平衡的条件指明各种化合物之间平衡的条件??例如:在例如:在 ab ab 线所表征的条件下线所表征的条件下 ZnS ZnS 与与 ZnO ZnO 保持平保持平衡; 衡; ??系统中不存在系统中不存在 ZnSO ZnSO 4 4与与 ZnO ZnO 的平衡反应。的平衡反应。【例1】已知 Nb-C-O 系中有 Nb、 NbO 、 NbO 2、 NbC 、 Nb 2 C 等多种形态化合物, 且 1500K 时它们都是固态,现用 C 还原 Nb 2O 5 ,同时已知系统中的化学反应及其?PK lg 值如下: CO 2NbO CO Nb 2(s) (s) 5(s) 2???( 反应 8- 1) 42 99 9922 lg 1)- (8. / θP??? CO NbO 3 2CO Nb 3 1 (s) (s) 5(s) 2???(反应 8-2) 03 9 12250 lg 2)- (8. /T K θP??? CO C Nb 5 1C5 11O Nb 5 1 (s) 2 (s) 5(s) 2???(反应 8-3) 167 8 lg 19 02 11665 lg 3)- (. / θP???? CO NbC 5 1C5 21O Nb 5 1 (s) (s) 5(s) 2???(反应 8-4) 289 7 lg 493 0 10546 lg 4)- (. /T K θP???? CO Nb 5 2CO Nb 5 1 (s) (s) 5(s) 2???(反应 8-5) 945 .8/ 13410 lg )58(????TK P ?试求在 P CO/P θ=1 及温度为 1500K 的条件下得到的还原产物的形态。??计算表明,系统中计算表明,系统中 P P CO CO/ /P P θθ值小于诸反应的平衡常数值值小于诸反应的平衡常数值??这些反应应当都能自发进行这些反应应当都能自发进行??上述反应的产物上述反应的产物 Nb Nb 、、 NbO NbO 、、 NbO NbO 2 2、、 NbC NbC 、、 NB NB 2 2C C等等都能存在。都能存在。??实际上最终产品只可能是两种凝聚态化合物,即实际上最终产品只可能是两种凝聚态化合物,即 NbO NbO 2 2 +NbC +NbC 。。??对于复杂体系(多组元、多种价态体系),单纯用热对于复杂体系(多组元、多种价态体系),单纯用热力学计算的方法往往不可能得到正确答案。力学计算的方法往往不可能得到正确答案。表8- 1 Nb-C-O系某些反应的θPK lg 值( 1500K ) 反应编号 8-18-28-38-48-5 1500K 时θPK lg 值2. 80 0. 86 . 820. 005 绘制热力学平衡图的理论基础绘制热力学平衡图的理论基础一、有关的热力学计算方法与物质的热力学性质一、有关的热力学计算方法与物质的热力学性质◆◆平衡图的计算平衡图的计算————主要是