Окислением называется процесс потери электронов с внешней оболочки и соединение металлов с электроно-отрицательными элементами.
|
О + 2е = О2 –
Окислителями также являются сера, фосфор, азот, водород.
Окисление является безусловно вредным процессом. Окислы металлов находятся в сварном шве в виде неметаллических включений, присутствие которых ухудщает механические свойства.
При изучении процессов окисления оценивается химическое средство металлов к окислителям. Например, данные о сродстве металла к кислороду необходимы для оценки воздействия газовой фазы на металл и определение элементов-раскислителей. Сродство металлов к углероду позволяет судить о процессах карбидообразования при сварке.
Для выявления индивидуальных свойств веществ при сравнительной оценке их химического сродства к окислителям исходное состояние системы должно быть стандартным. Стандартному состоянию соответствует:
1. Участники реакции соединения должны быть свободными веществами;
2. Парциальные давления газов – 1 атм.
3. Вещество, относительно которого определяется сродство, берется в количестве 1 моля, если это газ, то он должен быть молекулярным.
Химическое средство, определенное при стандартном состоянии, называется стандартным.
Пример записи реакций для оценки стандартного химического состава:
4/3Al + O2 = 2/3Al2O3; 2Fe + S2 = 2FeS;
Ti + H2 = TiH2; 6Fe + S2 = 2FeS;
Мерой химического сродства служит изменение изобарного потенциала реакции соединения
DG0 = DH0 – TDS0
Чем больше DG0, тем больше средство.
В справочной литературе приводятся графические зависимости стандартного химического сродства.
Из графика следует, что с ростом температуры, сродство к кислороду и другим окислителям уменьшается у металлов и увеличивается у углерода.
Каждый металл, у которого DG0 меньше, является восстановителем для металлов, находящихся в окислах ( нитридах, сульфидах ), у которых степень химического сродства меньше. Углерод при высоких температурах может служить восстановителем из окислов почти любого металла.
| |
| ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
|
Стандартное химическое сродство веществ может оцениваться по знанию упругости диссоциации их химического соединения. Этот способ применим, если соединение разлагается с образованием только одного газообразного вещества 2/3Al2O3 = 4/3Al + O3.
В этом случае константа равновесия
К = Рдис
ln Pдис = –
В этом случае химическое сродство тем больше, чем меньше упругость диссоциации соединения.
Химическое сродство в нестандартных состояниях можно выразить через стандартное химическое сродство с помощью уравнения изобары
ΔG = ΔGТ0 – RTln П
Для реакций взаимодействия газов с веществом П = р
ΔG = ΔGп0 – RT ln p
Если фактическое давления газа меньшем 1, то ΔG > ΔG0 т.е. сродство к газу-окислителю меньше.
Дата добавления: 2016-10-26; просмотров: 1194;