Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Металлов





Основы термодинамики процессов коррозии

Термодинамика и кинетика газовой коррозии.

Многие реакции, протекающие при коррозии, являются обрати­мыми. Законы термодинамики дают возможность определить веро­ятность образования соединения в тех или иных условиях.

На целенаправленном смещении равновесия основан один из ме­тодов защиты металлов от газовой коррозии — создание защитных атмосфер.

Для определения состояния вещества в термодинамике исполь­зуют такие понятия, как внутренняя энергия (U), энтальпия (Н), эн­тропия (S), изобарно-изотермический потенциал (G), химический потенциал (/i).

Изменение внутренней энергии в процессе связано с количеством выделяемой теплоты (Q) и величиной совершаемой системой рабо­ты (А):

ΔU = Q - А. (2.2)

В случае химической реакции, протекающей при постоянном объеме системы, изменение внутренней энергии равно взятому с обратным знаком тепловому эффекту реакции.

Энергия вещества при постоянном давлении характеризуется эн­тальпией (Н). Последняя больше внутренней энергии на величину работы, которую может совершить система при постоянном давлении:

H = U + PV. (2.3)

При постоянном давлении и при условии, что в ходе процесса совершается только работа расширения А = PΔ AV или (2.4)

АН = AU + PAV. (2.5)

Сравнивая уравнение (2.2) с уравнением (2.3) видим, что

ΔНР = -Q, (2.6)

где ΔНР — энтальпия при постоянном давлении.

Равновесие связано не только с различием в энергии молекул, но и с вероятностью состояний исходных веществ и продуктов реакции, с возможностью протекания реакций.

Величина, которая позволяет количественно определить вероят­ность состояния, называется энтропией, ее изменение обозначает­ся ΔS, а размерность — Дж/(моль-град.)

В химических реакциях, идущих при постоянном давлении, од­новременно изменяются и энтальпия и энтропия, а процесс протека­ет в направлении, при котором уменьшается общая движущая сила реакции.

Движущая сила называется свободной энергией или изобарным потенциалом (ΔG). По международному соглашению 1961 г. изо­барный потенциал назван «свободной энергией Гиббса». Его раз­мерность — Дж/моль. Изобарный потенциал является свойством ве­щества, выражающим одновременно как его энтальпию (энергию), так и присущую ему энтропию (степень беспорядка).

Основное уравнение термодинамики, связывающее эти величи­ны, имеет вид:

ΔG =ΔH- TΔS. (2.7)

Изобарный потенциал связан с константой равновесия простым со­отношением:

ΔG = -RTlnK. (2.8)

Рассмотрим реакцию окисления металла:

Me + О2 ↔ МеО2

В газовой атмосфере, содержащей кислород, уравнение для изобар-но-изотермического потенциала будет иметь вид:



ΔG = -RTlnK -RT ln aO2. (2.9)

Выражая изменение энергии Гиббса через величины равновесного P`O2 и парциального PO2 давлений кислорода, получим:

ΔG = -RTln(1/ P`O2)-RTlnP02 = = -RTln(PO2/ P`O2) (2.10)

 

Уравнение позволяет оценить возможность протекания процесса окисления. Если PO2 > P`O2, то процесс окисления возможен, так как в этих условиях ΔG < 0. В противном случае, окисление невозможно, ибо при этом ΔG > 0.

Этот принцип используют для предотвращения газовой коррозии в ряде технологических операций, например, в металлургии. Снижая парциальное давление Ро2 в газовой среде, предохраняют металл от окисления при высоких температурах.





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 238; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.001 сек.