Бақылау сұрақтары

1. Күрделі газды фазаның оттекті потенциалы ұғымы.

2. Газды фазаның оттекті потенциалының жалпы сипаттамасы

3. Оттегінің тепе-тең қысымын және тепе-тең газды қоспадағы оттекті потенциалдарды есептеу

4. Қатты көміртегіні тотықтырған кезде газды фазаның өзгеруіне әсер ететін факторлар.

Темір тотығын көміртегі тотығы және сутегі арқылы тотықсыздандыру

А.А. Байковтың сұлбасына сәйкес, темір тотығының тотықсыздануы жоғарғы тотықтан төменгі тотыққа және металға дейін сатылы өтеді. 570 °С (843 К) –ден жоғары температураларда айналымда темірдің барлық тотықтары қатысады, үрдіс сұлбасы бойынша жүреді, 843 К-нен төменгі температурада – сұлба бойынша.

Темір тотығының көміртегі тотығымен тотықсызданудың химиялық реакциясы келесі түрде болады (Т >843 К болғанда):

; (15)

; (16)

. (17)

Т < 843 К болғанда келесі реакция бойынша -тің темірге дейін тікелей тотықсыздануы орын алады

. (18)

Бұл реакциялардың тепе-теңдік константаларын және -ның парциалды қысымдары қатынасы ретінде өрнектейді

(19)

және келесі теңдеу бойынша есептейді

. (20)

Темір тотығының сутегі арқылы тотықсыздану реакциясы және олардың термодинамикалық функцияларының түрі келесідей болады:

; (21)

; (22)

. (23)

843 К-нен төменгі температураларда түзілмейді, бірақ келесі реакция орын алады:

. (24)

(21–24) реакциялар үшін тепе-теңдік константалары келесі түрде болады

және келесі теңдеу бойынша есептеледі

.

Фазалар ережесіне сәйкес үш компонент және үш фаза үшін (екі қатты, бірі газды фаза) С=К+2–Ф=3+2–3=2, яғни газды фазаның тепе-тең құрамын анықтағанда температура және қысымды табу қажет. Жалпы қысым газды компоненттердің тепе-тең қысымдарының қосындысына тең. Келесідей теңдеулер жүйесін құрастырамыз [3]:

немесе . (25)

Бұдан келесі теңдеулер шығады

немесе . (26)

Сәйкесінше:

; (27)

. (28)

Мысал. 1200 °С температурада, Р =1 атм. қысымда темір тотығын сутегімен тотықсыздану реакцияларындағы газды фазаның тепе-тең құрамын есептеңіздер

Шешімі. Т = 1200 °С (1473 К) температурада (21–23) реакциялар бойынша темір тотығының тотықсыздануы кезінде Гиббс энергиясының өзгерісі орын алады:

Дж;

;

Дж;

;

Дж;

.

(21) реакция үшін:

;

.

(22) реакция үшін

;

.

(23) реакция үшін

;

.

Тапсырма. Берілген температурада темір тотығын көміртегі тотығы және сутегі арқылы тотықсыздандыру реакцияларының газды фазаларының тепе-тең құрамын анықтаңыздар. (6-кесте).

6-кесте

Нұсқа №	Т, К	Нұсқа №	Т, К	Нұсқа №	Т, К
1	1620	10	1400	19	1150
2	1600	11	1370	20	1120
3	1570	12	1350	21	1090
4	1550	13	1320	22	1080
5	1520	14	1270	23	1070
6	1490	15	1250	24	1020
7	1470	16	1220	25	970
8	1450	17	1200	26	920
9	1420	18	1170	27	840