Файл: ФIленко О.Г. ЗбIрник задач з фIзичноI химII навчальний посiбник для студентiв металлургiйних спецiальностей вузiв.pdf

Відповідь:

3,445.

53.

Визначити вміст сірки і фосфору

в металі, що перебуває в рів­

новазі з шлаком, який містить

у 100 кг (у кіломолях): Si02 — 0,241,

FeO —0,164,

Fe2 03 — 0,019,

А12 03 — 0,083, СаО — 0,776, MgO —

0,265, MnO — 0,099, Р 2 0 5

— 0,009 і сірки — 0,01. Коефіцієнт розпо­

ділу фосфору між шлаком і металом дорівнює 45.

Відповідь:

0,0124 мас.%; 0,063 мас.%.

54. Визначити вміст сірки в металі після одноразового екстрагу­

вання

шлаком

такого складу

(в мас.%): Si02

— 14,5,

FeO— 11,8,

Fe2 03

— 3,0,

А12 03 — 8,5,

СаО — 43,5,

MgO -

10,5, MnO — 7,0 і

Р 2 0 5 — 1,2.

Початковий вміст

сірки в

металі — 0,15

мас.%,

маса

металу — 150 т, маса шлаку — 10 т.

Відповідь:

0,112 мас.%.

І Д Е А Л Ь НІ РОЗЧИНИ

Ідеальним називається розчин, для якого виконуються закони

Рау­

ля і

Генрі.

До ідеальних розчинів

належать розбавлені

розчини

і ті, в

яких

Ідеальні розчини утворюються

без зміни об'єму системи

(AV = 0)

і теплового ефекту процесу (АН = 0).

Об'єм бінарного розчину можна записати такою формулою:

V — п-УІ + n2Vl,

(V.38)

де

«! — число кіломолів першого

компонента;

п2

— число

кіломолів

другого компонента; У? — мольний об'єм першого

компонента; V% —

мольний об'єм другого компонента.

Ентальпія бінарного розчину визначається рівнянням

АН = п^Н0,

+ п2АН°2,

(у,39)

де

Д # і — мольна теплота утворення

першого

компонента; АН°2 —

мольна теплота утворення другого компонента.

Ентропія бінарного розчину

S° = nxS? +

n2S°2 + AS0 ,

(V,40)

де

S°i — мольна ентропія першого

компонента; S° — мольна

ентропія

другого компонента; AS0 — ентропія утворення

бінарного

розчину.

Ентропію утворення бінарного розчину можна записати

рівнянням

AS0 = — R (п, In N x

+ л 2 In N2 ),

(V,41)

Число

кілоатомів кобальту:

„

_

"со _

UJ86

g

~

~Асо" ~~

58,93 _

U , Z -

Атомна

частка

заліза:

\т

п р е

0,2

n г

F e =

"Fe+"Co

=

0,2+0,2 =

° ' 5 -

Атомна

частка

кобальту:

Nco= 1 — N F

e

=

1—0,5

= 0,5.

Ентропія утворення

розплаву

Fe — Co:

AS0 = — R (rtj In N, +

n 2

In N2 ) =

— 8,314 • 10s

• 2,303 (0,2 lg 0,5 +

+ 0,2 lg0,5) = 2,305 кДж • К - 1 .

и

"

—JhL

-

3 ' 2 0 4 -

о і

~ М„

32,04 ~

' •

те

9,214

0,2.

е

Me

46,07

АЯ = пыАНы + пе АЯе

= 0,1 (— 201,2 • 10е) + 0,2 (— 277,6 • 10е) =

= — 75,64 МДж.

Задача. Обчислити ентропію

утворення 1 кг регулярного розчину

Hg — Sn, що містить 70 мас.% Sn, при 598 К-

Р о з в ' я з а н н я .

Число кілоатомів олова:

= - й г = w

= 5 : 8 9 7

• 1 0 - 3 •

Число кілоатомів ртуті:

^ = - А ^ = - 2 0 0 Ж = 1 ' 4 9 5 - 1 0

Атомна частка олова:

N s n = —— ~ -— =

W S T l H f

= 0 ) 7 9 8 >

"Sn + nHg

5,897 • 10 + 1,495 • 10"3

Атомна частка ртуті:

N„ g

=

1 — N S n = 1 — 0,798 = 0,202.

Ентропію утворення

1 кг регулярного розчину Hg — Sn записує­

мо рівнянням

Д5° =

- R (nsn In N S n +

nHg lg N H g ) ,

AS0 = —8,314 • 103

• 2,303(5,897 . 10~3

• lg0,798 + 1,495 • 10~3 x

X lg 0,202) =

— 19,15 • 103 [5,897 . 10~3(—0,0980) +

Відповідь:

3,08 кДж • К _ І ; 12,75 кДж • К -

1 .

59. Цинк

і кадмій утворюють регулярний розчин.

Визначити

ентропію утворення 10 кмолів

розчину Zn — Cd, що

містить 40 ат.% Zn.

Відповідь:

55,96 кДж • К - 1 .

60. Обчислити ентропію

утворення 1 кмоля

і 1 кг ідеального роз­

чину Co — Fe, що містить

10 мас.% Co.

Відповідь:

2,613 кДж • кмоль- 1 • К - 1 ; 46,49 Дж • к г - 1 • К _ 1 .