По равновесию химической реакции с газовой фазой
Стр 1 из 3Следующая ⇒ Реальные растворы. Метод активностей. Определение активности по давлению пара. Реальными называются р-ры, кот. не подчиняются законам ид. р-ров. Обычно они составлены из компонентов с различными св-вами, строением молекул и силами взаимодействия между молекулами компонентов. Образование таких р-ров сопровождается изменением объема и тепловыми эффектами. С уменьшением концентрации реального раствора его свойства приближаются к свойствам идеального раствора. Методы определения активности Экспериментальные методы определения активности компонентов в растворе основаны на изучении какого-либо гетерогенного равновесия в системе. При рассмотрении этих методов следует помнить, что в условиях равновесия химические потенциалы i-го компонента в разных фазах (I и II) равны: Это соотношение является исходной точкой для вывода расчетных уравнений в некоторых из методов определения активности. Кроме того, активности компонентов в некоторой фазе связаны между собой уравнением: По равновесному давлению пара В основе этого метода лежит соотношение: где — парциальное давление пара компонента над раствором, а — давление пара этого компонента для стандартного состояния (см. выше). Соответственно, если за стандартное состояние принято состояние чистого компонента, то . Эксериментальные методы определения давления пара компонентов над раствором весьма разнообразны; выбор того или иного из них определяется, в частности, исследуемой системой (водный раствор или иная низкотемпературная система, либо расплавленный металл, шлак, штейн и т. п.). По повышению температуры кипения раствора Т кипения раствора выше Т кипения чистого р-ля . Данные об изменении Т кипения р-ра могут быть использованы для расчета активности р-ля, в соответствии с ур-ем:
, где — теплота испарения р-ля, в интервале от Т кипения чистого р-ля до Т кипения р-ра принимаемая постоянной. Индексом «1» обычно обозначается р-ль. По понижению температуры замерзания раствора Т замерзания р-ра ниже Т замерзания чистого растворителя . Соответственно, активность р-ля можно рассчитать, используя зависимость: , где — теплота плавления р-ля. По осмотическому давлению раствора Величина осмотического давления раствора может быть использована для определения активности растворителя в соответствии с соотношением: где — осмотическое давление, — парциальный молярный объём р-ля. По распределению компонента между конденсированными фазами Активность компонента раствора можно определить, изучая равновесное распределение его между двумя контактирующими конденсированными фазами (различными растворителями, сплавом и шлаком, шлаком и штейном и т. п.), одна из которых — исследуемый раствор, а для другой активность или коэфф. активности уже известны. В общем случае: В частности, если выбор стандартного состояния компонента для фаз таков, что , это выражение принимает более простой вид: Экспериментально в этом методе определяют равновесные концентрации компонента или коэффициент распределения компонента между р-рами. По равновесию химической реакции с газовой фазой При исслед. оксидных р-вов активность компонентов часто определяют, использ. следующие хим. р-ции: MeO + H2 = Me + H2O MeO + CO = Me + CO2 Для первой из приведенных реакций константа равновесия имеет вид: Если оксидный и металлический расплавы взаимно нерастворимы и восстанавливается индивидуальный оксид, то , и тогда: Если металл выделяется в виде сплава с другими компонентами или растворяется в фазе-коллекторе, его активность не равна единице и формула принимает вид:
Активность металла в сплаве здесь должна быть известна из независимых измерений. Опытным путем в данном методе определяют отношение .
или Тогда можно показать, что Для сульфидных расплавов используют реакцию: или (значительно реже):
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|