Химия - Диаграмма Эллингема - Особенности

01 марта 2011


Оглавление:
1. Диаграмма Эллингема
2. Особенности
3. Примеры использования диаграмм Эллингема

• Линии в диаграммах Эллингема для оксидов металлов представляют собой прямые линии с положительным углом наклона.
• Чем ниже положение линии металла на диаграмме, тем более стабильным является его оксид. Например, как видно из рисунка, Al₂O₃ стабильнее, чем CO₂, FeO и ZnO.
• Металл, представленный на диаграмме Эллингема, может восстанавливать оксид металла, линия которого расположена на диаграмме выше. Таким образом, Al может вытеснять Cr из его оксида, поскольку линия Cr₂O₃ выше, чем Al₂O₃.
• Чем больше расстояние между двумя линиями, тем более эффективным восстановителем является металл, расположенный ниже.
• Стабильность оксидов металлов уменьшается с увеличением температуры. Наиболее нестабильные оксиды, такие как Ag₂O или HgO, легко поддаются термическому разложению.
• Если при окислении металла могут образовываться несколько оксидов, диаграмма Эллингема позволяет определить доминирующий продукт окисления при любой температуре. Так, изменение энергии Гиббса при образовании диоксида углерода представляет собой практически не зависящую от температуры величину, в то время как линия монооксида углерода имеет отрицательный угол наклона. Например, в реакции Будуара монооксид углерода является доминирующим соединением при высоких температурах, а также чем больше температура, тем более эффективным восстановителем он является.
• Пересечение двух линий означает равновесие между реакциями окисления и восстановления.

Восстановители

В промышленных процессах восстановление металлов из их оксидов зачастую проводят при помощи углерода, который стоит намного дешевле, чем другие восстановители. Кроме того, когда углерод реагирует с кислородом, он образует два газообразных оксида, поэтому динамика его окисления отлична от динамики окисления металлов: с увеличением температуры изменение энергии Гиббса становится более отрицательным. Стало быть, углерод может являться восстановителем как в виде простого вещества, так и в виде оксида, что позволяет проводить восстановление металлов в форме двойной окислительно-восстановительной реакции при сравнительно низкой температуре.

Просмотров: 4486

<<< Доменный газ