ЛР - Упругость диссоциации карбоната (1093931)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

С О Д Е Р Ж А Н И Е О Т Ч Е Т А

1. Теоретическая часть

2. Цель работы

3. Методика и аппаратура

4. Порядок выполнения работы

5. Обработка результатов опыта

6. Схема лабораторной установки

7. Используемая литература

Теоретическая часть

В металлургии широко применяются карбонаты ряда элемен­тов (кальция, магния, железа, марганца). Углекислый кальций является главной составляющей известняка, мрамора, мела, при обжиге которых образуется известь - наиболее распространенный флюс, применяемый в различных металлургических процессах.

Углекислый магний образует минерал магнезит (MgCO ), а также входит в состав двойного соединения CaMg(CO ) , образ­ующего минерал доломит. Эти минералы в обожженом виде приме­няются для производства основных огнеупорных материалов. До­ломит иногда используется также в качестве флюса. Карбонаты железа и марганца содержатся в некоторых железных и марган­цевых рудах.

Выявнение условия разложения (диссоциации) карбонатов имеет существенное значение для анализа процессов, протекаю­щих в металлургических агрегатах.

Карбонаты различных металлов разлагаются при нагревании по обратимой гетерогенной реакции общего вида:

MeCO --- MeO + CO H>0

(Для CaCO H = 178020 Дж)

Условия равновесия рассматриваемой системы можно устано­вить с помощью правила фаз Гиббса: С=К-Ф+2; К=3-1=2; Ф=3; С=1.

Одновариантностьсистемы означает, что равновесное давле­ние диоксида углерода зависит только от температуры, т.е. каждой температуре при равновесии соответствует строго опре­деленное давление диоксида углерода.

Выражение закона действия масс имеет вид:

Kp = P a / a = P N / N

Принимая активности чистых твердых веществ равными еди­нице (если твердые оксид и карбонит не образуют твердые раст­воры), получим:

Кр = Р (1)

Равновесное парциальное давление диоксида углерода в ре­акции образования или диссоциации соединения, называется уп­ругостью диссоциации карбоната и является количественной ха­рактеристикой прочности карбоната. С увеличением прочности карбоната величина упругости диссоциации уменьшается. Чем меньше значение величины, тем прочнее данный карбонат.

Для оценки сравнительной прочности различных карбонатов можно пользоваться также величиной нормального сродства окси­да к СО , которое измеряется изменением стандартной свободной энергией Гиббса реакции образования карбоната: G = - RTlnKp В сочетании с уравнением (1) получим: G = - RTlnP (MeCO )

В соответствии с принципом смещения равновесий упругость диссоциации должна возрастать с повышением температуры. Уравнение изобары реакции имеет вид:

lg Kp = - H/19,15T + B или lg Kp = A/T + B

В данном случае _ Н (Дж) является средним значением теп­лового эффекта реакции: A = - H/19,15

Таким образом, если растворы в системе не образуются,

lg P (MeCO ) = A/T + B

Для карбоната кальция С.Т.Ростовцев предлагает следующую зависимость:

lg P (MeCO ) = A/T + B = -8920/T + 7,54

Приведенное уравнение справедливо только тогда, когда в системе не образуются растворы.

Температура начала разложения карбоната - Тнр есть тем­пература, выше которой возможна диссоциация, при этом упру­гость диссоциации должна быть больше ______ в окружающем га­зе. Упругость диссоциации карбонатов при низких температурах ничтожно мала; с повышением температуры она растет и в зави­симости от прочности карбоната достигает величины, равной давлению СО в окружающей среде. Интенсивное разложение карбо­натов начинается при температуре химического кипения, когда упругость диссоциации карбоната достигает величины общего давления газов окружаюшей среды.

Цель работы

1) установление количественной зависимости упругости диссоциации карбоната от температуры в виде эмпирического уравнения типа lg P (CaCO ) = A/T + B.

2) определение температуры начала разложения карбоната на воздух;

3) определение температуры химического кипения карбоната при давлении 1 атм;

4) опытное определение среднего значения теплового эф­фекта реакции диссоциации карбоната.

Методика и аппаратура

Карбонат кальция нагервают в реакционной трубке, из ко­торой при помощи форвакуумного насоса удален воздух.

Давление диоксида углерода фиксируется по показаниям ва­кууметра, соединенного с реакционной трубкой.

Порядок выполнения работы

Перед началом опыта из установки тщательно удаляют воз­дух при помощи форвауумного насоса (в течение 20 минут). Для этого кран 3 ставят в положение, при котором реакционная трубка соединяется с насосом. После этого краном 3 реакцион­ную трубку отключают от насоса, включают в сеть печь и посте­пенно повышают температуру, регулируя ее автотранстформатором или реостатом.

По достижении 700 С и выдержке при этой температуре до установления показания вакууметраизмеряют равномерное давле­ние диоксида углерода, образовавшегося при диссоциации карбо­ната.

В дальнейшем давление СО измеряют при различных, задан­ных преподавателем температурах.

Обработка результатов опыта

Схема лабораторной установки

Установка для проведения опыта состоит из фарфоровой трубки 1 с двумя шлифами, соединенной с вакууметром 2. Другой конец трубки через кран 3 присоединен к форвакуумному насосу.

В середину реакционной трубки, нагреваемой печью сопро­тивления 5, помещают кусочки карбоната кальция с добавкой окиси кальция. Температуру печи регулируют автотранстформато­ром или реостатом с гальванометром 4.

Используемая литература

1. Методическое пособие по курсу "ТМП", составители: Морозов А.С., Некрасов Н.К., Москва, 1985г.

2. Б.В.Линчевский "Теория металлургических процессов",

Москва, Металлургия, 1995г.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы