熔盐电化学详解学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:47 大小:2.3MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学熔融盐溶液的密度(mìdù)通常用流体静力称量法(阿基米德法)和最大气泡压力法来测定。纯熔融盐的密度(mìdù)与温度的关系一般可用下式表示:8-1式中—熔融盐在某一温度t时的密度(mìdù);—熔点时的密度(mìdù);—与熔融盐性质无关的系数对大部分纯熔融盐来说,上式在其沸点以前都是正确的,只有一部分盐类的密度(mìdù)与温度的关系不是呈直线,而是平方关系,如K2WO4及K2MoO4熔融盐。二蒸汽压蒸汽压是物质的一种特征常数,它是当相变过程达到平衡时物质的蒸汽压力,称为饱和(bǎohé)蒸汽压。对于单组分的相变过程,根据相律:不同物质的蒸汽压不仅各不相同,而且有时甚至是相差极大,对于(duìyú)熔融盐溶液,因为各组分挥发性的不同,测定中很难长时间地维持成分稳定,因此,蒸汽压测定时常采用多种测定方法,以保证测量的准确。由于大多数熔融盐的蒸汽压较低,通常采用沸点法、相变法和气流携带法测定。图8-1列出一些氯化物的蒸汽压与温度的关系。在图上看到,晶格中离子键部分占优势的盐,如NiCl2、FeCl2、MnCl2、MgCl2、CaCl2等,它们的蒸汽压甚至在600~700℃时也是很低的,在800~900℃时才变得显著些。而具有分子晶格的盐类,如SiCl4、TiCl4、AlCl3、BeCl2等,其蒸汽压在50~300℃就很高了,至于UF6、ZrCl4、ZrI4等盐类则不经液态就直接升华。图8-1某些(mǒuxiē)氯化物的蒸汽压与温度的关系熔融盐体系(tǐxì)蒸汽压随液相组成的变化,一般说来表现为:增加液相中某组元的相对含量,会引起蒸气中该组元的相对含量的增加。此外,在蒸汽压曲线上具有最高点的体系(tǐxì),它在沸点曲线上具有最低点,反之亦然。熔融盐体系(tǐxì)一定组成时的逸度(蒸汽压)可以由各组元的蒸气压根据加和规则计算出来,但这只有当体系(tǐxì)中各组元在固态时不形成化合物时才是正确的。熔体的组成相当于固态化合物的组成时,熔体结构具有较大的规律性,因此,键的强度也较大,这就使熔体的蒸气压比由加和规则计算出来的数值低些。若体系(tǐxì)在固态时形成化合物,则它的熔体的蒸气压要比按照各组元的蒸汽压用加和规则计算出来的蒸汽压要低。例如,氟化铝在固态时与氟化钠形成具有离子晶格的化合物-冰晶石。冰晶石的蒸汽压就比NaF-AlF3混合物的蒸汽压低,尽管混合物中氟化铝的含量比冰晶石中氟化铝的含量高。三粘度(zhāndù)液体流动时所表现(biǎoxiàn)出的粘滞性是流体各部分质点间流动时所产生内摩擦力的结果。若两层液体,其间的接触面积是S,两液层间的速度梯度为dV/dx,则两液层间的内摩擦力f可用下式表示:水(20℃)1.0005cP有机化合物0.3~30cP熔融盐0.01~104P液态金属(jīnshǔ)0.5~5cP炉渣0.05~105P纯铁(1600℃)4.5cP熔融盐的粘度除与自身的本性(běnxìng)有关外,还与温度有密切的关系,图8-2是NaCl-AlCl3混合熔体的粘度随温度的变化。粘度与温度的关系一般可表示为:图8-2熔盐的粘度(zhāndù)与温度的关系四表面张力(biǎomiànzhānglì)在金属的冶炼过程中,金属和炉渣的界面、电解质与金属的界面、电解质与电极的界面等,在许多情况下都起着非常重要的作用。几乎所有的冶炼反应都是多相反应,界面性质对界面上进行的发应以及物质通过界面的扩散和迁移都有明显的影响。要了解反应机理,对界面性质的研究是作用力、熔融盐结构,特别是熔融盐表面结构的重要信息。因此,对熔融盐表面张力(biǎomiànzhānglì)及性质的研究,在理论和实践上都有重要的意义。液体表面层的质点受到一个指向液体内部的合力的作用,若要增大液体的表面积,就要反抗这个指向液体内部的合力而做功。可见,液体表面层的质点比内部的质点具有较多的能量,这个多余的能量称为表面能。因此,增大液体表面积时,为了克服离子(lízǐ)间的吸引力,需做一定的功A,产生1㎝2新表面积S时所做的功即是表面张力σ:表8-1中列出几种液体的表面张力。由表中可见,金属液体的表面张力最大,分子(fēnzǐ)液体的表面张力最小,而离子液体的表面张力介乎其中,表明了表面张力与液体质点间的结合状态有关。一般说来,熔融盐的表面张力(biǎomiànzhānglì)是随着温度的上升而逐渐减小,两者的关系通常可以相当精确地用直线表示,可由下式得到:表8-2某些熔融(róngróng)盐的系数K值图8-3熔盐的表面张力(biǎomiànzhānglì)与温度的关系表面张力(biǎomiànzhānglì)除了与晶格中键的性质、晶体结构有关外,还与盐类的晶格能有关,晶格能越大,表面张力(biǎomiànzhān