Навчальний посібник містить 2 розділи: “Розчини” та
“Фазові рівноваги”, вивчення яких має важливе значення для
теорії і практики металургійного виробництва .
Процеси плавлення металургійної шихти у печах, віднов-
лення її компонентів, розчинення різних додатків, газів, взає-
модія металевих розплавів з вогнетривами, шлаками відбува-
ються у високотемпературних розчинах. Тому вивчення осно-
вних законів, які дозволяють розрахувати властивості метале-
вих і неметалевих високотемпературних розчинів залежно від
їхнього складу, є дуже важливим для інженерів-металургів.
У посібнику наведені основні закони ідеальних розчинів,
розглянуті причини відхилення властивостей реальних розчи-
нів від ідеальних, подані характеристики, які дозволяють за-
стосувати закони ідеальних розчинів до реальних, а також
приклади використання певних законів для окремих операцій
металургійного виробництва .
Більшість металевих сплавів, шлаків, вогнетривів являють
собою багатокомпонентні системи, але з певними допущення -
ми їх можна розглядати як дво- або трикомпонентні системи і
використовувати відомі для них закономірності для реальних
систем і технологічних процесів. Розділ “Фазові рівноваги”
містить відомості про загальні закономірності щодо фазових
рівноваг у основних типах одно-, дво- і трикомпонентних сис-
темах. Вивчення цього матеріалу необхідно для розуміння
процесів, які відбуваються в металевих та неметалевих розп-
лавах при їхньому охолодженні та нагріванні, а також для ви-
значення температур фазових перетворень сплавів, кількості
фаз і ступенів вільності, хімічного складу фаз і масового вмі-
сту в них компонентів за певних умов у сплавах різного скла-
ду та відомої загальної маси.
Необхідність видання такого посібника обумовлена браком
підручників з фізичної хімії, більшість з яких була видана 15-
20 років тому. До того ж практично відсутні підручники, ви-
дані українською мовою. При складанні посібника були вико-
ристані матеріали з найпоширеніших підручників , моногра-
фій, довідників .
Матеріал викладений у доступній формі, деякі теоретичні
положення проілюстровані прикладами розрахунків і практи-
чного застосування у металургійному виробництві.
Дано:
m(смеси) = 8,9 гр
V(H₂) = 4,48 л
Найти:
ω(Zn) - ?
1) Для начала мы запишем уравнений реакций то что известно по условию задачи:
Zn + 2HCl(изб.) → ZnCl₂ + H₂↑ (1)
Mg + 2HCl(изб.) → MgCl₂ + H₂↑ (2)
2) Далее находим количества вещества у водорода:
Vm = 22,4 л/моль
n(H₂) = V(H₂)/Vm = 4,48 л / 22,4 л/моль = 0,2 моль
3) Теперь находим количества веществ у цинка и у меди, а потом водорода по их реакциям:
Пусть m(Zn) = x гр, тогда m(Mg) = (8,9 - x) гр, следовательно:
M(Zn) = 65 гр/моль M(Mg) = 24 гр/моль
n(Zn) = m(Zn)/M(Zn) = x гр / 65 гр/моль = x/65 моль ⇒ n₁(H₂) = n(Zn) = x/65 моль - из (1) уравнений реакций
n(Mg) = m(Mg)/M(Mg) = (8,9 - x) гр / 24 гр/моль = (8,9 - x)/24 моль ⇒ n₂(H₂) = n(Mg) = (8,9 - x)/24 моль - из (2) уравнений реакций
4) Теперь решаем уравнение:
n₁(H₂) + n₂(H₂) = n(H₂)
x/65 + (8,9 - x)/24 = 0,2 моль | × 1560
24x + 65(8,9 - x) = 312
24x + 578,5 - 65x = 312
24x - 65x = 312 - 578,5
-41x = -266,5 | : (-41)
x = 6,5 гр ⇒ m(Zn) = 6,5 гр
5) Теперь находим массовую долю цинка:
ω(Zn) = m(Zn)/m(смеси) × 100% = 6,5 гр / 8,9 гр × 100% ≈ 0,73 × 100% ≈ 73%
ответ: ω(Zn) = 73%
