Диссоциация оксидов железа

Термодинамика процессов диссоциации оксидов аналогична процессу диссоциации карбонатов, особенности связаны лишь с наличием у некоторых металлов различной степени валентности – в частности, у оксидов железа.

В соответствии с принципом Байкова, диссоциация оксидов железа происходит последовательно, от высшего к низшему вплоть до образования металла. Реакции диссоциации имеют следующий вид:

6Fe₂O₃ = 4Fe₃O₄ + O₂, DG°_Т = 428 300 - 281,3 Т Дж; (3.2)

2Fe₃O₄ = 6FeO + O₂, DG°_Т = 624 400 - 250,2 Т Дж; (3.3)

2FeO = Fe + O₂, DG°_Т = 529 800 - 130,7 Т Дж; (3.4)

1/2Fe₃O₄ = 3/2Fe + O₂, DG°_Т = 553 440 - 160,2 Т Дж. (3.5)

Указанные оксиды существуют в определенных температурных интервалах. На рис. 3.3 представлены графики зависимостей DG°_Т от температуры реакций (1)–(4).

Рис. 3.3. Стандартная энергия Гиббса реакций диссоциации оксидов железа

По рассчитанным величинам упругостей диссоциации построены зависимости представленные на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Области устойчивого существования

железа и его оксидов

На данной диаграмме указаны области устойчивого существования чистого железа и его оксидов в широком температурном интервале. Точка O соответствует нонвариантному равновесию с параметрами Т = 575°С и » - 26 (в равновесии находятся четыре фазы – твердые Fe, FeO, Fe₃O₄ и О_2­). На остальных линиях реализуется нонвариантное равновесие. Любая точка между линиями отвечает фиксированному состоянию бивариантной системы, что позволяет определить условия устойчивого существования данной конденсированной фазы.