2.5618.57n(MgO)=0.064,n(Fe0)0.2584072n(FeO)0.258= 0. 153Zn,=1.685,x(Fe0)1.685Enn0. 227故= 1. 48YTO0.1531-1-14反应:H,+[S]=H,S在1873K的(PHs/pH,)见表1-11,试计算铁液中硫以质量1%溶液为标准态的活度及活度系数。H,S的(Pas/Pu)比表1-11反应:H,+【S】0.9951.3571. 797≥ [S] /%0. 4550.681(Pws/Pu,)×101.732. 523. 304, 401.18KePsx1解上述反应的平衡常数Ph,"asIxPus,fs=xPus×故as=XKKew[S]Ph.PH,1K°可由反应的平衡商IgK'与[S]的图形求得,K-Pasw[s]PH,表1-12求K及as,fs的表值0.4550.6810.9951.797[S] /%1.357(Pns/Pm) ×1031. 181. 732.523. 304. 40K2. 59 ×10 ~32.45 ×10-32. 54 × 10 -32.53×10-22. 43 ×10 -3lek'2. 602. 6142. 592. 602. 6100. 6921.0081. 321. 76as0.472fs1. 0371.0161. 0130.9720.979由图1-7可得PHSIgk-2.62.5lirrw[S]%PH,2.6K=2.51×10-02.7PHS1故os =2.51×10-PH,0.40.81.21.62.0115=Puxw[Sy%3w[S],2. 51 x 10-3PH.图1-7gK【S】关系各项计算值见表1-12。1-1-15在1873K,CO-CO,混合气体与铁液中[C】反应达平衡时,测得碳不同浓度时的气相组分的浓度如表1-13所示。试计算C】以石墨为标准态的活度及活度系数,°值。.11
Pco86982co,lgk+ 8. 93CO,+C(石)2Pco,表1-13CO,+[C】-2CO反应的平衡气相成分1.00. 20.51.52.0w[C]/%99. 7499. 8999. 94(CO)/%99.0599.9630.110. 060.0379(CO,)/%0.950. 26P1KO解(1)反应的Peo,acPooPco故acKS,YCKePcox[C]Pco.当反应中的【C】以纯石墨为标准态时,上述反应的平衡常数与反应:CO,+C(石)2CO的相同。即8698Igke =+8.93= 4.286,K193251873Φ(CO,)(cO)又由于Pco100p,Pco,100pPoo(co)p故P=J100g(C0,)Pco,9(Co)?Φ(CO)21ac=19325*%c=100g(c0,)x[c]19325100g(C0,)w[C] × Mp55.85w[C],x[C] =w(C] (M,-M)+100M43.85w[C]+1200各【C],的a及c计算值如表1-14所示。表1-14:碳浓度的活度及活度系数0.20.51.01.5w[C]/%2. 099. 0599. 7499. 8999.9499, 963Φ(CO)/%0.950.260.119(CO,)/%0. 060. 037*[C]0.00920.02280.0450.060.0860.005350.01980.0470. 056ac0. 1400.580. 871. 041.311.63Yc(2)求分别以acx【C]及c【C】作图,得= 0. 55(图1-8)8= [c]e = lim, / e/= 0.55(图1-9)1-1-16利用固体电解质电池测定08沸腾钢液的含氧量。电池结构为MoI[0].|ZrO,+(CaO)|Mo,MoO,1Mo,各温度的电动势如表1-15所示。试求钢液的含氧量与温度的关系式(Igu[0]=A/T+B)。已知Mo(s)+2[0]—Mo0,(s):4,G=-343980+172.28TJ·mol*。.12
1.21.11.01.00.80.900.6X0.550.80.40.70.2Xo~0.550.60.50.1030.4050.20.60.7Tt10x[C]x10r2*[C]x10图1-8acx [C] 图图1-9c-x[C]图表1-15各温度测定的电动势T/KT/KE/mVE/mVT/KE/my186314018331721823163解电极及电池反应正极:Mo(s)+202Mo0,(s)+4e=202-——2[0]+4e负极:电池反应:Mo0,(s)Mo(s)+2[0)A,G,=A,c+RTInfow[O]?式中,f。=1。由于A,G,=-4EF,A,Gm=-343980+172.28T故-4EF=-343980+172.28T+38.3071gw[O]343980-4x96500E-172.28TIgw[0]年=38.30T将电池各温度的电动势E(E/V)代人上式,求得各温度的Igw[0]。,如表1-16所示。表1-16各温度的lg%[0]%T/KIgo [0] sE/V(1/T) ×10418630.1400. 4355. 3718330. 1720.5445.4618230.1630.4735.48铁液中氧浓度的温度关系式为lgw[0]+B,用二元回归法处理表1-16中的数据,得- 13
6072Igw[0] =+2.8T1-1-17奥氏体内碳的活度与其浓度的关系式为Inac) = n + 6.6 [品](0≤x[C] ≤[C])x[Fe]x[Fe]试导出铁的活度与其浓度的关系式。标准态:假想纯物质。[C]dlnaca = - [la(1n+6.6])解由Inare(H)=-Jx[Fe]x[Fe] x[Fe]x[Fe]因x[C] =1 -x[Fe],0≤x[C]≤x[C],x[Fe] <1ra [Fel[d(in -a[Fel +6.61-[Fel)]Inara(H)=-x[Fe]x[Fe]x[Fe]rtFe] 1 - x[ Fel [_*[Fe] -×二,[Fe] -(L-[Fe]) +[Fe][i -x[Fe]x[Fe]'6.6-[Fo] [Fe ]d[ Fo]x[Fe]- 6.6(1*[Fel]ds[Fe]-Ix[Fe]'x[Fe]'6.6[)116.6+x[Fe]]x[Fe]2x[Fe]216.61+13.3+3.3+-6.6=x[Fe]x[Fe]x[Fe]5.63.3-2.3x[Fe]x[Fe]?B请用G-D方程证明,稀溶液内溶质服从亨利定律(a(n)=)时,溶剂服从拉1-1-18鸟尔定律(a(R)=%)。xAdlnax+%gdlnag = 0证由G-D方程Bdna=dnex=-dlni -edlne得dlnaXAXAXAdxa=daxadxp=dlnx--XAXBXAXA式中,x,+%=1,而dlny=0。积分上式,得Ina,=Inx+当。=1时,α,=1,而1=0,故由上式得(拉尔定律)GA(R)=%A1-1-19试计算锰及铜溶解于铁液中形成质量1%溶液标准溶解吉布斯自由能。已知%1, %=8.6.·14:
M.55.85解AGM=RTInYm = 19.1471g 100 ×55×100Mmm55.85=19.147 ×18731gl +19.147g05=-38.20T J·mol-1Mr.55.85AGe. -RTn 10.8 = 19. 47 × 18731g8. + 19. 147lg 100x 63.5 5=33513 39.37TJ·mol-1上式中,因为1873K时的值,故该项温度T=1873K。1-1-20固体钒溶于铁液中的标准溶解吉布斯自由能AG=-20710-45.61TJ·mol-。试求1873K的。55.85解由于AGRTIn100x51%在1873KAG=20710-45.61×1873=-10613855.85故106138 =19. 147 × 18731g100 ×51 ++ 19. 147 × 18731g= - 70310 + 358621gy1g% =-106138 + 70310= = 1.0035862v() =0. 11-1-21在不同温度下测得CO-CO,混合气体与铁液中的【C】反应的(pco/pco)值如表1-17所示,试计算碳的标准溶解吉布斯自由能的温度关系式。已知CO,+C(石)=2CO:A,Gm=166550-171TJ·mol~l。表1-17与铁液中[C】平衡的(pco/Pco)# [C]*0.20. 4 0.60.81.0Poo/PcorT/K1833107.4241.2396.6566. 47261933170.2373. 2600876.812922033267.6565.2929.41解铁液中[C】的溶解反应:C(石)=【C]的AG可通过下列反应的组合求得:CO,+C(石)—2COAG(1)=166550-171T(1)[C]+CO,2COA,G(2)(2)c(石)[c]AG=166550-1717-A,G(2)反应式(2)的4,C(2)可由其平衡商的lgK;-w[C]关系作图,外推到w[C]%=0得[C]。作图的相关数据如表1-18 所示。出的求得,而K,Pco,.15