第1章 冶金熱力學(xué)基礎(chǔ)理論

1、11 引言引言一、冶金熱力學(xué)的性質(zhì)和研究內(nèi)容： 將熱力學(xué)基本原理用于研究冶金過程、化學(xué)變化及相關(guān)的物理現(xiàn)象即為冶金熱力學(xué)。 熱力學(xué)實用于宏觀體系，它的基礎(chǔ)主要是熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律。其中第一定律用于研究這些變化中的能量轉(zhuǎn)化問題，第二定律用于上述變化過程的方向、限度以及化學(xué)平衡和相平衡的理論。概括起來，熱力學(xué)研究的內(nèi)容為：方向和限度問題。概括起來，熱力學(xué)研究的內(nèi)容為：方向和限度問題。二、局限性： 熱力學(xué)不涉及過程的速率和機(jī)理。這一特點決定了它的局限性，即只指出某一變化在一定條件下能否發(fā)生，若能發(fā)生，其方向和限度如何，而無法解釋其發(fā)生的道理，也不可能預(yù)測實際產(chǎn)量。只預(yù)測反應(yīng)發(fā)生的可能性，

2、而不問其現(xiàn)實性；只指出反應(yīng)的方向、變化前后的狀態(tài)，而不能得出變化的速率。四四、熱熱和和功功 熱和功是體系發(fā)生變化時與環(huán)境交換能量的兩種形式。它們都不是體系的性質(zhì)。熱和功都用能量單位，常用焦?fàn)枺↗） ，千焦?fàn)枺╧J）表示。 體系與環(huán)境之間由于溫度的不同而傳遞的能量為熱，以Q表示。 體系 與環(huán)境之間傳遞的其它形式的能量統(tǒng)稱為功，以W表示。 五五、內(nèi)內(nèi)能能 內(nèi)能是體系內(nèi)部儲存的總能量，常用U表示，單位為KJ 或J。 內(nèi)能絕對值的不可知性。當(dāng)體系狀態(tài)改變后，內(nèi)能的變化常以功、能的形式表現(xiàn)出來，而這一部分能量是可測的，所以，常用到內(nèi)能的變化值U。 內(nèi)能是體系的性質(zhì)，是狀態(tài)函數(shù)。 二、熱與焓二、熱與焓 1

3、 焓和熱的關(guān)系 冶金中最常見的的恒壓下，此時有 QP=U+PV 或 QP= dU + PdV =d（U+PV） （1-7） 取 H=U+PV（焓的定義式） ，則有 dH=QP （1-8） H 為狀態(tài)函數(shù)，其熱值只取決于體系的始末態(tài)，與過程的具體途徑無關(guān)。 2幾點說明 （1） 由推導(dǎo)可知，只有在恒壓狀態(tài)，焓變等于過程吸放熱值。 （2） 焓的絕對值的不可知性。和 U 一樣，也無法知道 H 的確定值，但可測得其變化值。通常利用一個取為標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)為參考點，得出過程狀態(tài)變化時的 H。 （3） 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：對一個元素來說，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是在 25C（298K）和壓力為一大氣壓下，它能穩(wěn)定存在的狀態(tài)，此時 H=0，

4、其。如 298K 時為固態(tài)的元素，H298=0。對 298K 時的氣態(tài)元素，在 101325Pa 時，H298=0。 （4） 化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成焓：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成 1mole 某化合物的反應(yīng)的焓變 H。 三、熱容與過程所需熱的計算三、熱容與過程所需熱的計算 1、熱容的定義 熱容是熱力學(xué)計算的重要物理量，它是物質(zhì)在某條件下溫度升高（或降低）一度吸收（或放出）的熱量。單位質(zhì)量的物質(zhì)的熱容為比熱，單位為 kJk-1kg-1。摩爾物質(zhì)的熱容稱為摩爾熱容，單位為 Jk-1mol-1。熱容和比熱與物質(zhì)的性質(zhì)、狀態(tài)、數(shù)量單位、溫度、加熱條件等有關(guān)。 一摩爾體系在等容和等壓過程溫度改變一度所需熱量分

5、別叫作等壓摩爾熱容 CP，m和等容摩爾熱容 CV，m。 PmPmPTHdTQC)(, VmVmVTUdTQC)(, （1-10） 四四、狀態(tài)改變時過程的熱焓狀態(tài)改變時過程的熱焓 1、變溫過程的應(yīng)用 過程無相變時，熱焓變化為21,TTmPdTCH。 由于相變過程的焓變?yōu)橐怀?shù)，對相變和溫度變化同時存在的過程，可分段進(jìn)行計算。 2、當(dāng)物質(zhì)經(jīng)歷一個相變過程，如熔化、結(jié)晶、蒸發(fā)、凝結(jié)或同素異形變化時，它吸收或放出一定的熱量，如為等壓過程，則可由焓變來計算，為該物質(zhì)在溫度 T 的相變焓。 3、當(dāng)存在相態(tài)變化時的焓變計算 TcTTbgPTbTfblPfTfTcSPCSPTdTCHdTCHdTCHdTCHH

6、298)()()()(298 （1-17） 式中 Hc、Hf、Hb 分別表示再結(jié)晶、熔化和汽化時的焓變； Tc、Tf、Tb 分別表示再結(jié)晶、熔化和汽化溫度。 二二、熵變計算及其應(yīng)用熵變計算及其應(yīng)用 變溫過程的熵變 對等壓過程 dTnCQQPPr 對等容過程 dTnCQQVVr 所以有 21TTPTnCpdTS 21TTVVTdTnCS （1-33） 三三、亥姆霍次（亥姆霍次（Helmheltz）自由能和吉布斯（）自由能和吉布斯（Gibbs）自由能）自由能 熵變可以作為過程方向的判據(jù)，但因熵變的計算要求為可逆過程，對環(huán)境的熵變計算還要考慮實際環(huán)境的情況。若能將體系與環(huán)境的熵變統(tǒng)一到體系自身的性質(zhì)

7、中，從而取消隔離條件的限制將是非常方便于使用的。 為此人們在熵變的基礎(chǔ)上， 引入了兩個新的概念-亥姆霍次自由能和吉布斯自由能，它們與焓一樣，是體系的狀態(tài)函數(shù)，在特定的條件下，可以直接用它們的改變量來判斷過程的方向和限度。 （1） 熱力學(xué)第一定律和第二定律的合并式 已知熱力學(xué)第一定律 和第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式分別為 WPdVdUQ TdSQ 合并兩式，得到熱力學(xué)第一、第二定律的聯(lián)合表達(dá)式 WPdVdUTdS (2) 亥姆霍次自由能及等溫、等容過程的判據(jù) 在等溫等容條件下，TdS=D（TS） ，故式（1-37）變?yōu)?WdUTSd)(或WdTSUd)( （1-38） U-TS 即為亥姆霍次自由能，以

8、A 表示。 A=U-TS （1-39） 因 U、T、S 均為狀態(tài)函數(shù)，A 也必然為狀態(tài)函數(shù)。 將式（1-39）代入（1-38） ，可得 WdA （1-40） 若體系為隔離體系，則 0 dA （1-41） 式中“=”表示可逆過程， “”表示不可逆過程，即在等溫、等壓且不涉及體積功的條件下，過程自發(fā)地向亥姆霍次自由能降低的方向進(jìn)行。 (3) 吉布斯自由能及等溫、等壓過程的判據(jù) 在 等溫等 壓條件 下，TdS=d（ TS） ，PdV=d （PV） ， 故式（1-37 ）可表 示為WPVddUTSd)()(和WTSPVUd)( （1-42） U+PV-TS 稱為吉布斯自由能，以 G 表示，即 G=U+

9、PV-TS=H-TS （1-43） 因 U、P、T、S、H 均為狀態(tài)函數(shù)，G 也必為狀態(tài)函數(shù)。將式（1-43）代入式（1-42） ，可得 WdG （1-44） 若體系在等溫、等壓且 W=0，有 0dG 或 0G （1-45） 式中“=”表示平衡或可逆過程， “”表示不可逆過程?？梢钥闯?，在等溫等壓和不涉及體積功的條件下，過程只能自發(fā)向吉布斯自由能降低的方向進(jìn)行，直到 G 達(dá)到最小，即G=0 為止，此時過程達(dá)到平衡態(tài)。 由于冶金過程主要發(fā)生在等壓條件下，吉布斯自由能具有特殊的意義。 二二、反反應(yīng)應(yīng)的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)自自由由能能變變化化及及其其計計算算 標(biāo)準(zhǔn)生成自由能指處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的最穩(wěn)定單質(zhì)生成處于標(biāo)

10、準(zhǔn)狀態(tài)下的單為物質(zhì)（1mole）的自由能非變化，符號為G，單位為Jmol-1或kJmol-1。由該定義可知，穩(wěn)定物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成為零。 在298K，101325Pa，許多物質(zhì)的G可由有關(guān)手冊查到或間接計算得到。 類似于用物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓計算化學(xué)反應(yīng)焓變一樣，也可由物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能計算化學(xué)反應(yīng)的G 0,0,0reactiprodiGGG (1-50) 式中，0iG為反應(yīng)物和產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能。 由于反應(yīng)的G只取決于反應(yīng)的初始態(tài)和終態(tài)，故可以根據(jù)蓋斯定律原理，通過已知反應(yīng)方程的G值經(jīng)代數(shù)運算得到所求方程的G。也可按照G=H-TS 的關(guān)系進(jìn)行計算。 三三、化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)的的G G 與與溫溫

11、度度的的關(guān)關(guān)系系 a) 吉-亥方程 在定壓下可推得 2)/(THTTGP （1-51） 這就是吉布斯-杜亥姆方程，根據(jù)這一方程，可從H-T 或H-T 的關(guān)系，求得G-T或G-T 的關(guān)系。 b) G-T 關(guān)系的模式 如前所述， 計算H 所用的CP與溫度的關(guān)系常采用多項式表示， 計算中長選擇低次項而忽略高次項。在冶金過程中，常需采用簡單直觀的圖解法來研究問題，故人們根據(jù)數(shù)學(xué)中的回歸分析法將多項式處理為簡單的線性二項式，即 G=A+BT 式中A、B 為回歸系數(shù)。根據(jù)G=H-TS 可知，A、B 兩數(shù)的熱力學(xué)含義分別為H和S?，F(xiàn)在有關(guān)手冊中大量反應(yīng)的G-T 二次關(guān)系式可供查用。 圖1-1圖 1-2圖 1

12、-3四四、化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)等等溫溫式式 （1） G只能作為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下反應(yīng)的方向性判據(jù)。 化學(xué)反應(yīng)常常發(fā)生在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，此時不能采用G分析反應(yīng)過程，而應(yīng)考慮應(yīng)用G。 （2） 理想氣體化學(xué)反應(yīng)等溫式 設(shè)體系在等溫等壓下發(fā)生如下反應(yīng) aA+ dD=qQ+Rr 其中各物質(zhì)的指定分壓分別為 PA、PD、PQ、PR，反應(yīng)體系的自由能變化為 )()(DARQdGaGrGqGG =)ln(00PPRTGqQQ+)ln(00PPRTGrRR-)ln(00PPRTGaAA -)ln(00PPRTGdDD （1-54） 化簡，得 dDaArRqQPPPPPPPPRTGG)/.()/()/.()/(ln000000

13、 = JRTGln0 （1-55） 此式稱為化學(xué)反應(yīng)等溫式， 可用來判斷等溫等壓條件下反應(yīng)在任一指定條件下進(jìn)行的方向和限度。 五五、平平衡衡常常數(shù)數(shù) （1） 平衡常數(shù)及其意義 對理想氣體參加的反應(yīng)，aA+ dD=qQ+Rr ，反應(yīng)達(dá)平衡時，G=0，此時各反應(yīng)物質(zhì)的分壓將由任意狀態(tài)轉(zhuǎn)向平衡態(tài)，即 PA、PD、PQ、PRPA、PD、PQ、PR， ，故式（1-55）可改寫為 )/()/()/()/(ln00000aAdDrRqQPPPPPPPPRTG （1-56） 令 aAdDrRqQPPPPPPPPK)/()/()/()/(0000 則有 KRTGln0 （1-57） K 即為反應(yīng)的平衡常數(shù)。因G

14、是物質(zhì)溫度的函數(shù)，所以 K 也是溫度的函數(shù)。 六、化合物分解平衡六、化合物分解平衡 碳酸鹽、硫酸鹽、氧化物、氯化物的分解反應(yīng)是高溫反應(yīng)中經(jīng)常遇到的多相反應(yīng)。 因化合物在分解時一般只產(chǎn)生一種氣體。如石灰石的分解反應(yīng)為 CaCO3（S）=CaO（S）+CO2（g） KP=PCO2 KP是溫度的函數(shù)，所以定溫下，CO2的平衡分壓為定值，此值稱為石灰石在該溫度下的分解壓。 同理，對其它化合物的分解時產(chǎn)生一種氣體并達(dá)平衡時，該氣體的分壓稱為該化合物的分解壓。根據(jù)化合物的分解壓大小，可以衡量該化合物的熱力學(xué)穩(wěn)定性。分解壓大的化合物，穩(wěn)定性小，易分解。 K 即為反應(yīng)的平衡常數(shù)。因G是物質(zhì)溫度的函數(shù)，所以 K

15、 也是溫度的函數(shù)。 對石灰石的分解反應(yīng)， 如取 PCO2為分解壓， PCO2為環(huán)境的 CO2分壓，則根據(jù)平衡常數(shù)表示的化學(xué)反應(yīng)等溫式有： 當(dāng) PCO2 PCO2時，CaCO3可自發(fā)分解； 當(dāng) PCO2 =PCO2時，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)； 當(dāng) PCO2PCO2時，CaO 與 CO2化合生成 CaCO3； 可見， 只有將化合物加熱到使其分解壓大于環(huán)境氣氛中相同氣體的實際分壓時，化合物才能分解，此溫度稱為化合物開始分解溫度。如加熱化合物使其分解壓等于環(huán)境氣氛總壓時， 化合物將會更強烈地分解，相應(yīng)溫度稱為化合物的化學(xué)沸騰溫度。如將 CaCO3加熱到約1183K， 其分解壓可達(dá) 101325Pa， 118

16、3K 即為石灰石分解的沸騰溫度。 七七、影影響響化化學(xué)學(xué)平平衡衡的的因因素素 化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，當(dāng)體系所處的條件發(fā)生變化時，原有的平衡將被打破，反應(yīng)再度進(jìn)行，直至在新的條件下建立新的平衡。這種平衡的移動將導(dǎo)致反應(yīng)限度的改變。所以可通過控制影響平衡的因素控制反應(yīng)進(jìn)行的程度，使之向要求的方向發(fā)展。通常影響平衡的因素有溫度、分壓（濃度） 、總壓及惰性氣體的存在等。 （1） 溫度的影響 （2） 分壓（濃度）的影響 （3） 總壓的影響 總結(jié)以上各因素對平衡的影響，可得出一個普遍的規(guī)律：若改變影響平衡的因素，原平衡 將發(fā)二、溶液中組元的化學(xué)勢二、溶液中組元的化學(xué)勢 熱力函數(shù)隨溫度、壓力、體積及不同組元的

17、摩爾數(shù)不同而變化，因此，對于含有 C 個組元（1，2，3，C）的溶液，自由能的變化可表示為： dniniGdPTGdTTGdGnjPTCiniTniP,1,)()()( （1-60） 式中niPTniG,)(表示在恒壓恒溫條件下向溶液加入 dni 摩爾 i 時自由能變化。由于溶液的體積非常大， 以致其它組元的摩爾分?jǐn)?shù)不會發(fā)生變化。 它是溶液中組元的偏摩爾自由能， 常用iG表示，也稱為溶液中組元的化學(xué)位，以i表示。 njVTnjPSnjVSiniGniHniU,)()()( (1-61) 三三、理想溶液理想溶液 理想溶液指分子和原子間在發(fā)生相互作用的溶液。 （1） 理想溶液的基本定律 拉烏爾定律

18、拉烏爾定律 定溫下，稀溶液中溶劑 A 的蒸汽壓 PA等于純?nèi)軇┑恼羝麎?PA乘以溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)，即 AAAxPP0 (1-71) 亨利定律亨利定律 在一定溫度和壓力下，稀溶液的溶解度與其平衡分壓成正比，即 BBBCKP (1-72) （2） 理想溶液的熱力學(xué)性質(zhì) 0MV (1-73) 0MH (1-74) iiMxnRTGln (1-75) iiMxnRSln (1-76) 實際上只有少數(shù)溶液在全部濃度范圍內(nèi)是理想的，只有組元之間的作用極其相似才能達(dá)到。在冶金中，MnO-FeO 溶液可以認(rèn)為是理想的。 四、實際溶液四、實際溶液 （1） 活度的概念 實際溶液中，由于同一組元之間、不同組元之間的相

19、互作用，使其無法滿足理想溶液的基本規(guī)律，為保留拉烏爾定律和亨利定律的簡單表示形式，采用了保留組元蒸汽壓不變而修正濃度的方法。修正引入的系數(shù)fB即為活度系數(shù)，修正后的濃度 aB即為活度，即有表示式： BBBxfa (1-77) BBBBBBaPxfPP00 （1-78） (2) 活度的標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 當(dāng)分別采用拉烏爾定律和亨利定律來考察溶液組分 I 的行為時，為保持 P 與實際溶液的一致，需選用不同的濃度修正系數(shù)。 當(dāng)以拉烏爾定律為標(biāo)準(zhǔn)時，是純物質(zhì)為標(biāo)態(tài)，這時有 0,PPaRi 1lim,1iRixixa 1lim1ixi (1-80) i 是拉烏爾定律為基礎(chǔ)的活度系數(shù)，反映組分 I 對拉烏爾定律的偏差

20、。 當(dāng)以亨利定律為基礎(chǔ)進(jìn)行修正時，有 HHiHiKPa, 1lim,0iHixixa 1lim0ixif (1-81) fi為亨利定律為標(biāo)態(tài)的活度系數(shù)，它反映了實際溶液對亨利定律的偏差。對亨利定律為基礎(chǔ)的標(biāo)態(tài)，可采用不同的濃度表示方法。冶金中常用 1%溶液標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。 (3) 活度標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的轉(zhuǎn)換 在指定的多組元體系中，活度值將隨所選的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的不同而異，但組元的分壓是定值，與所選的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)無關(guān)。所以有 ,%,0iHiHRiiiakaKaPP (1-82) %,%0ifkxfKxPPiiiHiiii (1-83) 依此可以建立不同標(biāo)準(zhǔn)態(tài)活度之間的轉(zhuǎn)換。 iiHiRifaa, (1-84) 若命0i代表 x

21、i0 時以純物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的活度系數(shù)，則有 iiiHiRifaa0, (1-85) iHiHiMMKkaa1001%,%, (1-86) 式中 Mi和 M1分別表示組分 i 和溶劑 1 的摩爾質(zhì)量。 二二、活活度度相相互互作作用用系系數(shù)數(shù) 設(shè) 1 代表溶劑，2，3，4，代表溶質(zhì)組元 。在實際溶液中，各溶質(zhì)組元之間有相互作用，這時溶質(zhì)組元 2 的活度系數(shù)是其它各組元濃度的函數(shù)，即有 ),(ln43222xxxff 當(dāng) x2、x3、x4很小時，在等溫等壓條件下按泰勒級數(shù)展開： kjkjnjjjnjjjxxxxfxxfxxfff22222222222lnln21ln). 0 , 0 , 0(lnln

22、因溶質(zhì)組元的濃度很小，故高階項的值很小，可忽略不計，另外). 0 , 0 , 0(ln2f也趨于零，所以上式可簡化為 442332222222lnlnlnlnlnxxfxxfxxfxxffnjjj 取01)%ln(xijijfe 4%3%2%ln4232222eeef jie稱為活度相互作用系數(shù)。 17 表面現(xiàn)象及其熱力學(xué)表面現(xiàn)象及其熱力學(xué) 一、一、 概概述述 物質(zhì)內(nèi)部分子受其周圍分子引力的作用，在各個方向基本相同。物質(zhì)表面分子，受內(nèi)部分子和外部分子的引力不同，故物質(zhì)表面層性質(zhì)和物質(zhì)內(nèi)部有些不同。因而與產(chǎn)生一些特殊現(xiàn)象，即表面現(xiàn)象。隨物質(zhì)離散程度的提高，表面性質(zhì)的作用越來越顯著。物質(zhì)的離散程度

23、稱為分散度，常用單位體積的物質(zhì)所具有的比表面積來表示。在許多冶金反應(yīng)中，均涉及大比表面物質(zhì)的反應(yīng)問題，如催化、泡沫渣、選礦中的浮選等。所以對表面現(xiàn)象進(jìn)行研究具有現(xiàn)實意義。 二二、表面張力和表面吉布斯自由能表面張力和表面吉布斯自由能 （1） 表面 張力的概念 液體表層分子收到內(nèi)部分子的吸引，趨于擠向液體內(nèi)部，使液體的表面趨于縮小，結(jié)果在表面的切線方向產(chǎn)生縮小表面的力，即表面張力，常用表示，單位 Nm-1。 和液體表面一樣，任何介面都存在這種分子受力的不平衡而產(chǎn)生的表面切線方向的力，可稱為界面張力。 表面張力隨物質(zhì)種類、成份、溫度等變化而變化。一般隨分子作用力的增強、溫度降低而增大；不少液-液界面

24、的界面張力等于兩種液體的表面張力之差。 （2） 表面吉布斯自由能 當(dāng)液體表面積增加了A，消耗的功為A，而根據(jù) 熱力學(xué)第二定律，等溫等壓條件下，消耗的功即為吉布斯自由能變化，即有 G=-W=A （1-93） 可以看出，等溫等壓條件下，過程總是向著表面減小的方向移動，即使G 趨向于零。 三三、微小液滴（或顆粒）表面性質(zhì)微小液滴（或顆粒）表面性質(zhì) （1） 蒸汽壓與液滴（或顆粒）曲率半徑的關(guān)系 若在玻璃板上放一個大水滴，在其旁邊放一個小水滴，然后罩一個玻璃罩，過一段時間可以發(fā)現(xiàn)，小水滴逐漸減小以致消失，而大水滴逐漸長大，這個現(xiàn)象說明曲率大的小液滴的蒸汽壓大于曲率小的大液滴的蒸汽壓。 液體蒸汽壓與其曲率

25、之間的關(guān)系可由熱力學(xué)方法推導(dǎo)得出： RTMrPP2ln0 (1-94a) 式中 P0為平面（曲率半徑為）液體的蒸汽壓，P 是半徑為 r 的液滴的蒸汽壓，M 為組元的摩爾量。此式即為凱爾文（Kelvin）公式。從式中可以看出，凸面液體的蒸汽壓大于平面液體的蒸汽壓，液滴越小，蒸汽壓越大。 四四、潤潤濕濕現(xiàn)現(xiàn)象象 潤濕角的概念：由三相點引出的液體的表面張力作用線和固液界面張力作用線的夾角。 由于界面張力的作用，當(dāng)液滴滴于不同固體物質(zhì)表面時，會產(chǎn)生不同的液滴鋪展形狀，稱為潤濕現(xiàn)象。物質(zhì)表面潤濕程度常以接觸角表示。 越小， 則液體對固體的潤濕越好； 越大， 液體對固體的潤濕越差， 越易于分離。 火法冶金

26、過程中， 金屬熔體對夾雜物的潤濕性較差時， 將有利于夾雜物的上浮去除。 對耐火材料的潤濕較差時，將有利于耐火材料的保護(hù)。電解法制鋁時，熔融電解質(zhì)對碳陽極的潤濕不好時，則易在陽極表面產(chǎn)生氣泡，使電阻增大。 礦物的可選浮性也與潤濕性有密切關(guān)系，疏水性物質(zhì)很容易浮選而親水性物質(zhì)則很難浮選。 五五、表表面面吸吸附附 溶液表面的濃度常常和溶液內(nèi)部不同， 這是因為部分會使表面張力降低的元素會自動地向表面遷移， 從而使表面自由能降低， 這一現(xiàn)象即為表面吸附。 凡能夠降低表面張力的物質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)或表面活性劑。 能使液體表面張力升高的物質(zhì)稱為非表面活性物質(zhì)。在火法冶金中，O、S、C、P 等是鐵液的表面活性

27、物劑，而Co、Ni 等則是鐵液的非表面活性物劑。氧化鋁和氟化鋁是冰晶石（3NaFAlF2）的表面活性物質(zhì)；P2O5、SiO2、TiO2等是煉鋼爐渣的表面活性物質(zhì)。 二二、電電量量與與化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)量量之之間間的的關(guān)關(guān)系系法法拉拉弟弟定定律律 法拉弟在對實驗結(jié)果進(jìn)行匯總后，得出如下基本規(guī)律： 當(dāng)有電流通過電解質(zhì)溶液時，電極上的化學(xué)反應(yīng)量與電量成正比；若各反應(yīng)物質(zhì)的量采用的基本單元的電量相同，則線路上通過一定的電量時，不同電極上起反應(yīng)的物質(zhì)量均為 1mole。 電量和析出物質(zhì)量的關(guān)系為 Q=nzF (1-99) 式中 n 為物質(zhì)摩爾數(shù)； z 為反應(yīng)式中的電子計量數(shù)； F 為法拉弟常數(shù)，為 96500Cmol -1。 三三、可可逆逆電電池池的的熱熱力力學(xué)學(xué) 1 電動勢與反應(yīng)自由能變化的關(guān)系 由熱力學(xué)原理可知， 等溫等壓條件下， 化學(xué)反應(yīng)的G應(yīng)等于可逆條件下所做的最大功。 對電池反應(yīng)，應(yīng)為可逆條件下所做的最大電功。每摩爾電池反應(yīng)所做的可逆電功為 W=G =-ZEF (1-100) 若電池處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，則 G=-ZEF 2 電動勢與反應(yīng)物與活度的關(guān)系 若電池反應(yīng)可以寫成 aA+bB=gG+rR 由于bBaArRgGaaaaRTGGln0 根據(jù)自由能和電動勢的關(guān)系有 bBaArRqGaa