ЗАДАНИЕ 4

Тема: Термодинамика реакций восстановления оксидов металлов газами СО и Н₂

Газы СО и Н₂ , а также смеси СО - СО₂ (Н₂ - Н₂О) широко используются при восстановлении мало- и среднепрочных оксидов. При выборе состава восстановительной газовой смеси необходимо знать состав равновесной. Например, в случае среднепрочных оксидов равновесная кривая реакции:

МеО + СО = Ме + СО₂ (1)

имеет вид

Точки 1 и 2 соответствуют равновесным газовым смесям при температурах Т₁ и Т₂. Рассчитываются составы равновесных газовых смесей из уравнений:

(2)

(3)

В случае одинаковости стехиометрических коэффициентов перед СО и СО₂:

(4)

Величину находим одним из следующих методов: как разность энтальпий и энтропий веществ участников реакции при заданной температуре; энтропийным методом: на основе уравнений с использованием первого, второго приведенных потенциалов или с использованием полной энтальпии; на основе графика зависимости реакций образования оксидов или с помощью табличных данных о значениях для разных температур.

Вычислив константу равновесия определяем %СО и %СО₂ (или %Н₂ и %Н₂О) в равновесной газовой фазе. Имеем при этом ввиду, что :

(%СО + %СО₂) = 100%

(%Н₂ + %Н₂О) = 100%

Варианты заданий

Для заданного варианта:

1. Выбрать самостоятельно метод расчета величины для заданной реакции и температуры;

2. Рассчитать константу равновесия и равновесные концентрации;

3. Выбрать состав восстановительной газовой смеси и рассчитать количество восстановленного оксида и полученного металла. Объем восстановительной газовой смеси 1м³, общее давление Р_å = 1атм.