Pirometallurgiya fanidan ma'ruza mashg’ulotlari

Moddalarni ajralish jarayonini haroratga bog’liqligi
Aniq berilgan haroratda oksidning ajralish jarayonida chiqayotgan kislorodning muvozanat bosimi ajralish tarangligi deb aytiladi. Sulfid va xloridlar ham har bir aniq, haroratda o’ziga xos Rs₂, Rs1₂ga egadir. Bu qiymatlar moddaning muhim tavsifi bo’lib xizmat qiladi. U moddaning mustahkamlik o’lchami bo’ladi va uning turg’unlik mintaqasini aniqlaydi. Birikma mustahkamligini baholash uchun ajralishning tarangligi haqidagi tushunchani qo’llasa bo’ladi. Masalan: oksidning ajralish tarangligining haroratga bog’liqligidan shu ma’lumki, havo atmosferasida Ro₂ = 0,21x10⁵Pa (0,21 atm) eng turg’un oksid -bu Fe₃O₄ (5-rasm).
Oksidlarni ajralish davrida kislorodni parsial bosimi atrof muhitdagi Ro₂ ni normal qiymatiga teng bo’lgan (po₂ = 0,21^.10⁵Pa (0,21 atm)) sharoitlarida, oksidlarning ajralish jarayoni o’z o’rniga ega bo’ladi. Bu davr Ag₂O uchun 450°C keladi, CuO uchun 1030°C da, Fe₃O₄ uchun esa -2100°C da bo’ladi.
Adabiyotda oksid, sulfid va xloridlar birikmalarining ajralish tarangligining haroratga bog’liqligi mavjud. Bu bog’liqliklar metallni erkin holat yoki birikma turlarida mavjudlik ehtimolligini baholashga imkon yaratadi. Nodir metallarda birikmalarning ajralish tarangligi past haroratlarda katta bir o’lchamni tashkil etadi, shuning uchun ular tabiatda erkin holatda uchraydilar.



Pa

t,⁰C

0,2*10² Pa


2.2-rasm. Oksidlarninng ajralish tarangligining haroratga bog’liqligi.

Metallni kislorod, oltingugurt va xlorga standart sharoitda elementlardan paydo bo’lish kuchini o’lchash uchun izobar-izotermik potensiali (ΔG) dan foydalanish maqsadga muvofiq desak bo’ladi. Oksid paydo bo’lishida izobar-izotermik potensiali (yoki Gibbs energiyasi) quyidagi tenglama orqali aniqlanishi mumkin:

ΔG = RT(ln Kp¹ - RTlnKp)

bunda Kp¹ - sistemaning boshlang’ich holatini tasvirlovchi o’lcham.
Sistemaning standart boshlang’ich holatiga ΔG o’lchamlarini taqqoslash uchun sistemada kislorod yoki oltingugurt bug’larining 1,01-10⁵Pa (I_at) bosimi qabul qilinadi. Agarda metall va oksid kondensatsiyalangan fazalarda bo’lsa, metallning oksidlanish reaksiyasining muvozanat o’zgarmas doimiyligi quyidagicha yoziladi:

Kp = 1/po₂

Bunda metallning kislorodga tortilish kuchini quyidagi tenglama orqali aniqlasa bo’ladi:
ΔG = RT ln (1/po₂)
Moddalarning bir-biriga kimyoviy o’xshashligini taqqoslash uchun ΔG ning qiymatini har doim O₂ yoki S₂ 1 mol soniga keltirish kerak.
Kislorodning metallarga bog’lanishi oltingugurtga nisbatan ancha yuqori. Shuning uchun reaksiya:

Me¹O + Me¹¹S = Me¹S + Me¹¹O

ketishi metalni kislorod va oltingugurtga tortilish kuchini farqligiga asos bo’ladi.

Oliy oksid, sulfid yoki galogenidlar ajralishda birinchi navbatda ularning past valentli birikmalarga bo’linishi amalga oshadi. Oliy birikmalarning ajralishida qanday fazalar paydo bo’lishi haqidagi ma’lumotlarni holat diagrammasidan olish mumkin.