Оценка энергетических показателей электроплавки медно-никелевого сырья при переходе на брикетированную шихту
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?единений, если входящие в них элементы образуют несколько соединений. Если известны температуры плавления соединений, относящихся к данной бинарной системе, то можно ожидать, что соединение с наиболее высокой температурой плавления будет характеризоваться наибольшей теплотой образования. Если температуры плавления других соединений значительно ниже, их теплоты образования можно рассматривать как аддитивные и вычислять по пропорции, iитая соединения состоящими из компонента с высокой температурой плавления и свободного элемента. Если же температуры плавления этих соединений различаются незначительно, то для теплоты образования соединения с более низкой температурой плавления упомянутый аддитивный раiет приведет к заниженному значению.
На рис. 4.2 приведена кривая теплоты образования для системы, состоящей из ряда соединений. И в данном случае соединение с наибольшей температурой плавления (Li7Sn2) имеет наибольшую теплоту образования. Соединения Li4Sn и LiSn2, оба с максимумами на кривых ликвидуса, характеризуются заметными изгибами кривых теплот образования. Другие соединения этой системы образуются перитектически, поэтому их образование практически не заметно на кривой . Такие диаграммы очень характерны для систем данного типа.
Рис.4.2. Теплоты образования в системе Li - Sn; a - Li4Sn (765 0C); б - Li7Sn2 (7930C); в - Li3Sn2; г - разложение Li2Sn; д - (485 0C) LiSn; е - LiSn2
Если несколько соединений в интерметаллической системе имеют близкие температуры плавления, то наибольшей теплоты образования можно ожидать для соединения, в котором соотношение атомов наиболее близко к единице.
Нередко возникает необходимость найти средние значения для соединений одной и той же системы по данным разных авторов. Рис. 4.3. дает представление о том, как это может быть сделано.
Рис.4.3. Эксперементальнын (1) и раiетные (2) теплоты образования в системе V-O. a - VO; б - V2O3; в - VO2; г - V2O5
Крестиками обозначены полученные Биховским и Россини данные. Пунктирная линия, соединяющая эти точки, имеет два экстремума, соответствующие оксидам VO и VO2. Это означает, что указанные соединения должны образовываться из двух соседних с ними фаз с поглощением тепла. Хотя такое явление принципиально возможно для устойчивых соединений, оно представляется маловероятным и редко встречается на практике. Сплошная линия соответствует наиболее вероятным средним значениям рассматриваемых величин. В более позднем издании своей работы Россини исправил возможные ошибки.
Этот пример показывает, насколько важно, критически оценивая термохимические данные, рассматривать систему в целом, не ограничиваясь рассмотрением отдельных соединений, из которых она состоит.
Если теплота образования одного из соединений бинарной системы известна, то может быть применен тот же самый принцип. Значения температур плавления других соединений и любые литературные данные о стабильности этих соединений (определенные эмпирически) можно использовать для характеристики относительной стабильности различных фаз системы
Гомологические ряды. Имеется определенная зависимость между теплотой образования соединений металлов и их атомным номером для соединений с одинаковым стехиометрическим соотношением и одинаковым общим радикалом. На нее указывал, например Рот. Некоторые из приведенных им диаграмм с очень незначительными изменениями воспроизведены на рис. 4.4. и 4.5..
Рис. 4.4. Теплоты образования соединений элементов первой группы (Z - порядковый номер элемента) с кислородом и хлором
Рис.4.5. Теплоты образования соединений элементов третьей группы (Z - порядковый номер элемента) с кислородом и хлором
Эти диаграммы не свидетельствуют о наличии линейной зависимости, которую иногда предполагают, однако определенная закономерность очевидна. Кривые иногда могут иметь максимумы или минимумы, и пользуясь ими, часто можно оценить неизвестные теплоты образования. Правильность вычисления Ротом некоторых величин была впоследствии подтверждена им экспериментально. Аналогичные зависимости были отмечены также и для нитридов металлов. [2]
4.5 Определение тепловых эффектов реакций
При составлении теплового баланса электроплавки в расходной части главным является тепло, уносимое продуктами плавки: шлаком, штейном, газами, а также тепло на расплавление и перегрев штейна и шлака. Определение зависимости теплового эффекта большинства реакций, вносящих заметный вклад в энергетику плавки, проводилось по общепринятой методике описанной выше (Приложение 3).
Теплоты образования были расiитаны для следующих реакций:
реакция №1:
реакция №2:
реакция №3:
реакция №4:
реакция №5:
реакция №6:
реакция №7:
реакция №8:
реакция №9:
реакция №10:
реакция №11:
реакция №12:
Для реакций № 1 - №4 были расiитаны только теплоты образования, так как в справочных материалах отсутствовали данные о теплоемкостях участвующих в реакциях веществ.(Приложение 2).
Для реакций № 5-№12 были получены зависимости тепловых эффектов от температуры.
По полученным уравнениям тепловых эффектов для каждой реакции были построены графики (Приложение 4).
Так, например, для реакции № 9 зависимость теплового эффекта от температуры определялась в следующей последовательности:
определим сумму теплоемкостей продуктов реакции и сумму теплоемкостей реагирующих веществ в ?/p>