Розрахунки

Перед початком роботи варто підготувати відповідну таблицю, а при проведенні дослідів її заповнювати і представити у звіті.

Таблиця 5.1 - Дослідження впливу температури металу на розчинність кисню

[С] = … %
№ з/п	Температура Т, оС	Активність кисню aO	[О]

Після таблиці у звіті необхідно побудувати графік залежності і представити висновок про вплив температури на розчинність кисню в металі.

Таблиця 5.2 - Дослідження впливу вмісту вуглецю в металі на розчинність кисню

Т = … оС
№ з/п	[С]	Активність кисню aO	[О]

Після таблиці у звіті необхідно побудувати графік залежності і представити висновок про вплив вмісту вуглецю на розчинність кисню в металі.

Контрольні питання

1. Кисень в металі: джерела надходження, вплив на якість металу.

2. Призначення процесу розкислення металу.

3. Що таке розкислювальна здатність елемента? Які матеріали застосовують для розкислення металу?

4. Опишіть механізм реакції окислення вуглецю при виплавці сталі.

5. Як впливає на розчинність кисню в металі температура? вміст вуглецю?

Лабораторна робота № 6

ТЕРМОДИНАМІКА РЕАКЦІЙ БЕЛЛА-БУДУАРА

Ціль роботи: вивчення термодинамічних характеристик реакції газифікації твердого вуглецю.

Теоретичні відомості

Взаємодія вуглецю з вуглекислим газом протікає по реакції:

C + CO₂ = 2CO. (1)

Згідно правилу фаз Гіббса число ступенів свободи системи буде с=2. Це означає, що рівноважні концентрації СО і СО₂ є функціями температури і тиску.

При температурі близько 1000 К (700 ⁰С) константа рівноваги реакції близька до одиниці. Це означає, що в області помірних температур реакція (1) практично повністю оборотна. При високих температурах реакція необоротно протікає у напрямі утворення СO, а при низьких температурах – у зворотному напрямі.

При аналізі температурної залежності для реакції (1) можна виділити наступні три температурні області:

1 – область низьких температур (до 400 ⁰С). При низьких температурах вміст СО₂ у складі рівноважної суміші газів наближається до 100%. Тому при низьких температурах існують термодинамічні передумови для необоротного протікання реакції у напрямі розпаду СО (у реальних умовах розпад СО може не спостерігатися по причинах кінетичного характеру);

2 – область помірних температур (400 ÷ 1000 ⁰С). У цій області рівноважний газ містить сумірні кількості СО і СО_2, а реакція є практично повністю оборотною;

3 – область високих температур (більше 1000 ⁰С). У цій області вміст СО в рівноважному газі наближається до 100%. Це означає, що у присутності твердого вуглецю СО₂ не стійкий і повинен повністю перетворюватися на СО.