Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов - Синярев Г.Б.
Синярев Г.Б., Ватолин Н.А., Трусов Б.Г., Моисеев Г.К. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов . Под редакцией Щепкин А.А. — М.: Наука, 1982. — 267 c.
Скачать (прямая ссылка): primenenevm1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 55 56 57 58 59 60 < 61 > 62 63 64 65 66 67 .. 103 >> Следующая

105. Новиков Г.И. Проблемы современной химии некоординационных соединений. Л.: Изд-во ЛГУ, 1966. Вып. 1. 56 с.
106. Соединения переменного состава/Под ред. Орманта Б.Ф. Л.: Химия, 1969. 520 с.
107. Нестехиометрические соединения/Под ред. Манделькорна A. M.; Л.: Химия, 1971. 608 с.
108.Меиб A.N., Воробьев Ю.П., Чуфаров Г.И. Физико-химические свойства нестехио-метрических окислов. Л.: Химия, 1973. 233 с.
ГЛАВА 5
НАГРЕВАНИЕ ОКСИДОВ ПЕРЕМЕННОЙ ВАЛЕНТНОСТИ В РАЗЛИЧНОЙ АТМОСФЕРЕ
Поведение веществ, в частности оксидов переменной валентности, при их нагревании до высоких температур в различной исходной газовой среде представляет интерес для физической химии, металлургии, новых областей техники. Особенно важным представляется изучение термической диссоциации оксидов переменной валентности при их нагревании в исходной атмосфере кислорода. Сопоставлением поведения одинаковых исходных оксидов при сравнимых условиях по температуре и общему давлению в системе можно выявить влияние состава газовой фазы на равновесные превращения в конденсированной фазе.
В этой главе приведены результаты расчетов равновесного нагревания в исходной атмосфере кислорода группы оксидов железа, ниобия, титана, ванадия, хрома; проведено сравнение поведения однотипных оксидов, нагреваемых в кислороде и аргоне. Условия, при которых проводились расчеты, и порядок обработки полученных данных подобны описанным в пункте 2 главы 4. Расчеты проведены при 1600-4000 К с шагом по температуре 25—50° и общем давлении 9.81 •IO""2 МПа. Термодинамические свойства компонентов брались из справочной литературы, перечисленной в приложении 3.
1. ОКСИДЫ ЖЕЛЕЗА [1]
В качестве возможных компонентов в конденсированной фазе приняты Fe, Feo, Fe2O3 и Fe3O4, в газовой - FeO, Fe, е, O3, O2, О, O2, O+, O2, О" и Ar.
Нагревание в кислороде. Нагревание FeO, Fe3O4 и Fe2O3 до 1600 К приводит к образованию гематита (или его сохранению в случае, если исходным рабочим телом является Fe2O3), т.е. к 1600 К завершается окисление FeO и Fe3O4 до Fe2O3. Последующий расчет нагрева относится, следовательно, к гематитам, имеющим различную "предысторию"1 своего образования (табл. 5.1).
1 Образование одинаковых оксидов в среде кислорода при его различном исходном содержании в рабочем теле.
142
Таблица 5.1
Характеристики превращений и переходов при нагревании оксидов железа в O2 и гематита в Ar
Характеристика переходов* Образование гематита в среде O2 из оксидов Нагрев Fe2O3 в Ar
FeO Fe2O3 Fe3O4 Средние значения
Fe2O3 (тв) "* ре304(та )
T 1750 1750 1750 1750 1600
АН 79,5 84,9 79,1 81,2 80,0
рез°4 (тв) рез04 (ж)
T 1900 1900 1900 1900 1900
АН 142 146 146 145 146
Fe3O4 (ж) - FeO (ж)
T 3200 3200 3200 3200 3050
АН 693 553 485 574 413
FeO (Ж) - газ
T 3275 3300 3300 3290 3250
АН 522 520 562 535 567
Sp(Fe) 0,03724 0,0432 0,04926 0,04323 0,04425
AV 3,68 4,24 4,11 4,0 4,08
Т,К; AHy кДж/моль; Sp(Fe) = p(FeO) + p(Fe), МПа; AV- изменение объема системы при переходе "ж—г", м3/моль.
При нагревании в кислороде низшего оксида металла переменной валентности возможны как процессы окисления, так и термического разложения. Как показали расчеты, окисление низших оксидов до высших возможно при температуре, когда термическая диссоциация оксида незначительна. Можно условно считать, что эти процессы идут различно в различных областях температуры: до 1600К характерно окисление, выше 1600 К - термическое разложение образованного высшего оксида.
Из табл. 5.1 следует, что возможны химические (1750 и 3200 К) и фазовые превращения (1900 и ^ 3300К). Они характерны как для исходного Fe2O3, так и для конденсированных фаз, полученных окислением из FeO и Fe3O4. Большинство параметров превращений близки по величине: для температуры перехода в газовую фазу монооксида железа с разной "предысторией" имеется некоторое различие.
Литературные сведения об этих превращениях несколько различаются. По данным [2], температура диссоциации Fe2O3 составляет 1735 К; температура и теплота плавления Fe3O4 равны соответственно 1870 К и 138 ± ±8,4 кДж/моль; температура разложения FeO и теплота возгонки равны 3687 К и 508 кДж/моль. В работах [3, 4] для Fe3O4 температура плавления взята равной 1811 К, Ти AS кипения FeO соответственно 2700К и 85,4 Дж/(моль К). По данным, приведенным в [5], Гпл и АНпп Pe3O4 -1867 К и 138 кДж/моль; Гкип FeO - 3687 и 2592 К, А5КИП^ 167Дж/(мольх XК).Полученные нами характеристики ближе к данным [2]. Причинами
143
различия характеристик наряду с методическими ошибками могут быть разные условия по давлению и составу газопаровой фазы, что особенно существенно для превращений "ж-г".
Над конденсированными фазами рассчитаны давления возможных компонентов. Сравнивая величины давлений одинаковых компонентов над оксидами с разной "предысторией" при одинаковых температурах, обнаружили, что разница составляет не более 1-3% при каждой температуре в интервале 1600—3200 К. Следовательно, вне зависимости от состава исходного рабочего тела (Fe(HO2, Fe203+02 или Fe3O4+O2) давление любого компонента, например p(Fe), будет иметь определенное значение, зависящее практически только от температуры. Для компонентов газовой фазы характерны линейные зависимости Ig (р,-) = A-BjT. Коэффициенты Л и В для них приведены в табл. 5.2.
Предыдущая << 1 .. 55 56 57 58 59 60 < 61 > 62 63 64 65 66 67 .. 103 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.