химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

тавлении значений энергии Гиббса образования соответствующих соединений. На рис. 130* приведены графики зависимости AGf некоторых оксидов от температуры в соответствии с уравнением AG — АН - TAS.

Для твердых оксидов линии AG с повышением температуры идут вверх, поскольку присоединение газообразного кислорода простым веществом сопровождается уменьшением объема и соответственно уменьшением энтропии:

Такой же характер изменения AG наблюдается для Н20

2Н2(г) + 02(г) = 2Н20(ж)

поскольку в этом случае объем системы также уменьшается. Энергия Гиббса образования газообразного СО, наоборот, с повышением температуры уменьшается, так как окисление графита до СО сопровождается увеличением энтропии (увеличивается объем системы):

2С(графит) + 02(г) = 2СО(г), Д5°9В = 184 Дж/К

'Зависимость AG от температуры на рис. 130 представлена в упрощенном виде. Здесь не учтены фазовые превращения — плавление и кипение простых веществ и оксидов. 266

Последовательность расположения линий на рис. 130 соответствует повышению устойчивости оксидов по мере увеличения отрицательных значений их энергий Гиббса образования. Простое вещество, которое образует более устойчивый оксид, является поэтому потенциальным восстановителем для менее устойчивого оксида. Иначе говоря, оксид

будет восстанавливаться простым веществом, для которого линия AG образования оксида расположена ниже. Из рассматриваемых оксидов наиболее отрицательное значение AG имеет А120з. Следовательно, алюминий может выступать в качестве восстановителя любого из этих оксидов. Восстановительная способность водорода более ограничена. Он может быть применен для восстановления Cu20 и HgO.

. Р и с.

Восстановительная способность углерода с увеличением температуры резко возрастает (линия AG идет вниз). Поэтому углерод при соответствующих высоких темпера-

вое становителем почти всех дов. Так, его восстановительная ратуры способность по отношению к ТЮ2 и Н20 может проявиться при температурах выше 1600 и 750 К соответственно, т.е. когда вследствие усиления энтропийного фактора значение AG для СО становится более отрицательным, чем для Ti02 и Н20.

Как видно из рис. 130, энергия Гиббса образования HgO при низких температурах имеет отрицательное значение, а при высоких — положительное. Следовательно, этот оксид может образоваться только при низких температурах, а при нагревании он распадается на простые вещества. Поэтому, в частности, 'при обжиге сульфидных руд оксид ртути не образуется, а металл выделяется в свободном состоянии, например:

HgS + 02 = Hg + S02

Аналогичным образом можно сравнить значение AG для процессов окисления простых веществ серой, хлором и пр. и найти необходимые условия получения простых веществ восстановлением соответствующих хлоридов, сульфидов и пр. Ниже приведены реакции получения ванадия восстановлением его оксида и дихлорида с помощью водорода:

VO(K) + Н2(г) = V(K) + Н20(г), АЩт = 190 кДж; ASJEE = 54 Дж/К

267

VC12(K) + Н2(г) = V(K) + 2НС1(г), AG°2g8 = 270 кДж; AS"2gs = 185 Дж/К.

Оба процесса эндотермические. При повышении температуры энтропийный фактор для второй реакции становится благоприятнее (образуются 2 моль газа). Поэтому восстановление водородом галогенида ванадия (III) протекает значительно легче, чем восстановление его оксида.

Для окончательного выбора способа и условий получения простых веществ восстановлением соединений необходимо учесть влияние температуры на скорость реакции.

При промышленном производстве в выборе метода получения веществ решающим является его экономическая обоснованность. Так, несмотря на то что углерод (в виде кокса) может быть потенциальным восстановителем оксидов почти всех металлов, имеется ряд причин, препятствующих еще более широкому его использованию. Такими причинами являются высокая стоимость необходимого для протекания реакции нагрева, термическая неустойчивость футеровки печей, трудность подавления побочных реакций и пр. Если к веществу предъявляются повышенные требования по чистоте, дорогостоящей операцией оказывается часто последующая очистка полученного вещества.

Электрохимические методы получения простых веществ. Процессы электрохимического окисления и восстановления осуществляются на электродах при электролизе расплавов или растворов соединений. Электрохимическим (анодным) окислением получают фтор, хлор и кислород. Электрохимическим (катодным) восстановлением расплавов соответствующих соединений получают щелочные и щелочно-земель-ные металлы, алюминий и некоторые другие.

Электролизом растворов соединений можно получить водород и большинство ^-металлов, таких, как Zn, Си, Ni, Со и др. Электрохимическое восстановление используется также для рафинирования (очистки) "сырых" металлов (Сг, Ni, Zn, Ag, Sn), полученных другими способами. При электролитическом рафинировании в качестве анода используется "сырой" металл, в качестве электролита берется соответствующее соединение данного элемента.

Выбор режима электролиза производится исходя из значений электродного потенциала соответст

страница 77
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
экран для проектора в аренду в мытищах
Компания Ренессанс готовые винтовые лестницы цена - качественно, оперативно, надежно!
кресло престиж с подлокотниками
Вся техника в KNSneva.ru lenovo tiny m53 - КНС СПБ - мы дорожим каждым клиентом!

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)