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用表 6.1 的數(shù)據(jù),以△Gθ(T)為縱坐標,溫度 T 為橫坐標作圖,可得到 一些單質與氧氣反應的標準吉布斯函數(shù)變與溫度的關系線, 6.5 所示。 從圖 6.5 中可以看出,反應的△Gθ(T)-T 線位置越低,△Gθ(T)代數(shù)值 越小,反應自發(fā)進行的可能性越大,單質與氧氣的結合能力也越大,而氧化物的熱穩(wěn)定性越大。因此處于圖下方的單質可將其上方的氧化物還原。例如, 鈣、鎂、鋁、鈦、硅、錳等都可以還原鐵的氧化物,所以在鑄鋼熔煉過程中 可用作脫氧劑。 由于這些直線的斜率不同,某些直線還互有交錯。這樣,在不同溫度范 圍內,某些單質與氧氣結合能力的強弱順序可以發(fā)生改變。例如,在圖 6.5 中的虛線所示溫度(873K)下,可得到前述 873K 時一些單質與氧氣結合能力的強弱順序。 值得注意,圖中一般直線都向上傾斜,而 2C+O2=2CO 反應的直線卻向下傾斜,這表明溫度越高,碳的還原能力越強,可將大多數(shù)金屬的氧化物還原。 溫度不僅會影響金屬與氧的結合能力,而且還會影響金屬與氧氣反應的產物。對于氧化值可變的金屬來說,高溫下生成低氧化值的金屬氧化物的傾 向較大,而常溫下生成高氧化值的金屬氧化物的傾向較大。例如,從圖 6.5 中可以看出(若綜合 Fe 和 FeO 分別與氧氣反應),鐵在高溫時以生成 FeO 為主,常溫時則以 Fe2O 為主。 |