Тема 1. Теорія утворення й дисоціації складних хімічних сполук

Питання навчальної програми

Сутність процесів дисоціації карбонатів, оксидів, сульфідів, фізико-хімічні особливості цих процесів. Поняття пружності дисоціації. Критерії міцності сполук – пружність дисоціації сполук, зміна вільної енергії Гіббса - D G ⁰. Ряд хімічної спорідненості металів до кисню, його аналіз із погляду поводження їх в умовах металургійних агрегатів (відновлювальні й окислювальні плавки). Принцип ступінчастості перетворень у системі метал-кисень. Система залізо-кисень, діаграма стану цієї системи. Механізм й основи кінетики дисоціації карбонатів й оксидів. Послідовно сполучені ланки в складному гетерогенному процесі. Сутність і роль кожної ланки. Залежність спостережуваної швидкості процесу від швидкостей окремих її ланок.

Література: [1, С. 5-46; 2, С. 70-122; 3, С. 12-54; 4, С. 111-169; 5, С. 10-37].

Питання для самоперевірки

1. Які величини можуть служити мірою міцності карбонатів, оксидів?

2. Який фізичний вміст пружності дисоціації карбонатів, оксидів?

3. Як визначається величина пружності дисоціації і від яких факторів вона залежить?

4. Накреслить діаграму, що ілюструє залежність пружності дисоціації карбонату, оксиду від температури. Визначте напрямок реакції в кожній області, виявіть умови утворення й дисоціації хімічної сполуки.

5. Який зв'язок між величиною пружності дисоціації й міцністю сполуки, між величиною пружності дисоціації й величиною D G ⁰ реакції утворення хімічної сполуки?

6. Напишіть реакції дисоціації карбонатів кальцію, магнію й заліза.

7. Які особливості процесу дисоціації карбонату заліза, доломіту? Область їхнього застосування.

8. Які оксиди утворюються в системі Fe-O? Напишіть реакції утворення оксидів, охарактеризуйте кожен оксид. Користуючись графіком залежності пружності дисоціації оксидів від температури, порівняйте їх міцність. Розгляньте можливі реакції в кожній області графіка, стійкі фази.

9. Розгляньте діаграму стану системи залізо-кисень і дайте фазову характеристику різних областей діаграми.

10. Як побудований ряд металів по спорідненості до кисню? На які питання можна одержати відповідь при аналізі ряду металів по спорідненості до кисню?

11. Як змінюється хімічна спорідненість вуглецю до кисню з підвищенням температури, чому вуглець є універсальним відновлювачем?

12. Користуючись графіком D G ⁰ = f (t) для реакцій окислювання елементів, що використовуються в металургії, наведіть ряд елементів по спорідненості до кисню.

13. Розгляньте поводження елемента залежно від спорідненості до кисню в умовах доменної плавки, в умовах сталеплавильного агрегату.

14. З яких ланок складається процес дисоціації - утворення карбонатів, оксидів? Які ланки лімітують швидкість процесу при низьких і високих температурах?

15. Як структура, щільність і міцність оксидної плівки впливають на швидкість процесу окислювання?