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 .. 56 57 58 59 60 61 < 62 > 63 64 65 66 67 68 .. 103 >> Следующая

Такая обработка результатов расчетов выполнена только для преобладающих компонентов газовой фазы.
Как следует из табл. 5.2, основное содержание газовой фазы, кроме O2 и О, составляют Fe и FeO. Их появление можно объяснить протеканием
реакций
2Fe2O3(K) =4FeO(r) +O2, 1600-1750 К, (5.1)
2Fe304(K) =6FeO(r) +O2, 1750-3200 К, (5.2)
FeO(K) = FeO(r), 3200-3300 К, (5.3)
FeO(r) =Fe(r) +0,5O2, 1600-3500 К. (5.4)
Химические превращения в конденсированной фазе при 1750 и 3200 К могут проходить по реакциям
6Fe2O3 (к) = 4Fe304(K) +O2, (5.5)
2Fe3O4(K) = 6FeO(K) +O2. (5.6)
Влияние газовой среды. В табл. 5.1 для сравнения приведены характеристики завершения равновесных превращений, полученные при исследовании нагрева исходного Fe2O3 в аргоне и кислороде. Видно, что изменение состава газовой фазы существенно влияет на параметры превращений Fe2O3 (тв)-^Fe3O4 (тв); Fe3O4 (ж)->FeO(^.). Их завершение в среде аргона возможно при температурах на —150 меньших, чем при нагревании в кислороде; теплоты превращений в аргоне значительно ниже, чем в кислороде. Причиной этого, по-видимому, являются различные значения суммарного парциального давления кислорода Sp(O), равные р(03) + + P(O2) +р(0) + р(0*2) +р(02) +р(0+) +р(О-) (табл. 5.3).
Чем больше Sp (О), тем выше температура завершения превращений и больше затраты энергии на их осуществление. Поскольку имеем дело с химическими реакциями, которые происходят при постоянной температуре, то на них можно распространить правило Ле-Шателье. Следовательно, для реакций (5.5) и (5.6), которые описывают рассматриваемые превращения, увеличение парциального давления кислорода в системе должно приводить к уменьшению интенсивности термического разложения высшего оксида. Если в атмосфере аргона рассматриваемая реакция будет сдвинута в сторону выхода магнетита при температуре Tx, то введение в сис-
144
Табли ца 5. 2
Парциальные давления компонентов при нагреве оксидов железа в кислороде (1600-3200 К)
Компонен- Ig pi = A-BjT Pv Л а
ты А В Т,К 1600 к 3200 K
FeO 15,409 14,011 12,640 32427 29980 27373 1600-1750 1750-1900 1900-3200 1,4 - Ю-7 1,22 • 104
Fe 17,938 16,783 15,665 41019 38998 36873 1600-1750 1750-1900 1900-3200 2-Ю-10 1,39 Л04
O2 5,0 4,428 1088 1600-1900 1900-3200 -9,8 • 104 5,85 • 104
О 8,467 9,105 8,227 13269 13333 12808 1600-1750 1750-1900 1900-3200 1,48 • Ю-1 1,68 • 104
Таблица 5.3 Влияние Sp(O) на характеристики химических превращений в оксидах железа
Характеристика Fe203 (тв) -* РЄ3°4 (ТВ) Fe3O4 (ж) -* РеО(ж)
1 2 1 2
Sp (О), МПа Д Я, к Дж/моль Г, К 0,0981 81 1750 0,01195 55 1600 0,0729 577 3200 0,03014 493 3050
Примечание. Исходная атмосфера: 1 - O2, 2 - Ar.
іему кислорода создает условия для прохождения обратной реакции, и для возобновления прямой реакции необходимо нагреть систему до T2 > T1.
Рассмотрим влияние состава газовой фазы на характеристики превращений "ж—г" однотипных оксидов, нагреваемых в различной исходной атмосфере. Так же как в исходной среде кислорода, конечным продуктом нагревания оксидов в среде аргона является монооксид железа. В табл. 5.4 приведены характеристики кипения FeO с разной "предысторией" при нагревании в аргоне.
Средние значения характеристик перехода FeO в газовую фазу при нагревании оксидов железа в O2 и Ar (табл. 5.1 и 5.5) различаются в пределах ошибок их определения. Рассматриваемый переход при нагревании оксидов в кислороде наблюдается при более высоких температурах, чем при нагревании в аргоне. Поскольку средние значения суммарного давления паров железа Sp(Fe) = р (FeO) + p(Fe) в обоих случаях близки по величине (0,04382 и 0,04256 МПа), то вероятной причиной различия температур кипения являются разные значения суммарного давления кислорода Sp (О).
10. Зак. 1554 ІЛс
Таблица 5.4
Параметры кипения FeO при нагревании в Ar
Параметр • Исходный оксид железа Среднее значение
FeO Fe2O3 I Fe3O4
Г, К 3200 3250 I 3250 3233
АН, кДж/моль 526 567 508 534
Xp (Fe), МПа 0,0357 0,0434 0,0461 0,0418
A Vy м3 /кг 4,24 4,08 4,16 4,16
Рпар* МПа 0,0581 0,07597 0,07644 -
^Давление паров конденсированной фазы.
Таблица 5.5
Характеристики превращений при нагревании оксидов ниобия в O2 и Ar
Характеристика Превращение Nb2O5 в среде O2 Нагрев Nb2O5 в Ar
из Nb2O5 из NbO из NbO2 среднее значение
Nb2O5 (тв) - * Nb2O5 (Ж)
Г, К 1800 1800 1800 1800 1800
AHy кДж/моль 109 104 110 108 108
Nb2O5 (ж)"* газ
Ту К 3625 3650 3600 3625 3575
АН, кДж/моль 1224 1277 1138 1213 1184
A Vy м3/кг 7,83 8,98 9,43 8,75 7,41
Ip (Nb)*, МПа 0,05337 0,054 0,040 0,04915 0,05495
* Xp (Nb) = р (NbO2 ) + р (NbO) + р (Nb) + р (Nb+).
В исходной среде кислорода Zp(O)= 0,0549 МПа, в среде аргона — 0,03172 МПа. Качественное объяснение этого обстоятельства достаточно просто и также связано с известным принципом Ле-Шателье. Сделанный анализ показывает, что, как и следовало ожидать, увеличение суммарного давления кислорода над оксидом приводит к значительному изменению характеристик химических превращений (диссоциации) конденсированного вещества (росту АН и увеличению температуры завершения перехода "ж-г").
Предыдущая << 1 .. 56 57 58 59 60 61 < 62 > 63 64 65 66 67 68 .. 103 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.