冶金溶液热力学原理及应用PDF电子书下载

第1章 溶液热力学 1

1.1 溶液的组分 1

1.1.1 概念 1

1.1.2 溶液的组分表示法 1

1.2 偏摩尔量 3

1.2.1 概述 3

1.2.2 偏摩尔量的定义 3

1.2.3 偏摩尔量的加和公式 5

1.2.4 偏摩尔量的求法 6

1.2.5 吉布斯-杜安公式——系统中偏摩尔量之间的关系 8

1.3 化学势 9

1.3.1 化学势的定义 9

1.3.2 化学势在相平衡中的应用 11

1.3.3 化学势与温度、压力的关系 12

1.4 气体混合物中各组分的化学势 13

1.4.1 理想气体及其混合物的化学势 13

1.4.2 非理想气体混合物的化学势——逸度的概念 14

1.4.3 逸度因子的求法 15

1.5 计算问题 18

第2章 理想溶液 21

2.1 稀溶液中的两个经验定律 21

2.1.1 Raoult定律 21

2.1.2 Henry定律 22

2.2 理想溶液 23

2.2.1 理想液态混合物 23

2.2.2 理想液态混合物中任一组分的化学势 23

2.3 理想溶液的热力学性质及基本关系式 24

2.3.1 体积 24

2.3.2 焓 24

2.3.3 热容 25

2.3.4 熵 25

2.3.5 混合Gibbs自由能 25

2.4 理想稀溶液中任一组分的化学势 27

2.5 理想溶液的蒸气压与沸点 29

2.5.1 蒸气压与成分的关系 29

2.5.2 沸点与成分的关系 30

2.6 金属蒸气从有不凝结气体存在的气体混合物中凝结 33

2.6.1 概述 33

2.6.2 由于蒸气凝结不完全而造成的损失 34

2.6.3 无金属氧化时金属蒸气的凝结 35

2.6.4 金属蒸气被二氧化碳氧化的作用 36

2.7 计算问题 37

第3章 非理想溶液 42

3.1 稀溶液的依数性 42

3.1.1 凝固点降低 43

3.1.2 沸点升高 46

3.1.3 渗透压 47

3.2 Duhem-Margule公式 49

3.3 活度 54

3.3.1 活度的概念 54

3.3.2 非理想稀溶液 54

3.3.3 活度与逸度的关系 57

3.3.4 标准状态与参比溶液 57

3.3.5 活度和活度因子的求法 60

3.3.6 由一种标准状态转为另一种标准状态 62

3.3.7 用Gibbs-Duhem方程计算活度 65

3.3.8 三元及多元金属熔体中溶质组分的活度及其相互间的影响 71

3.4 非理想溶液的蒸气压和沸点 79

3.4.1 概述 79

3.4.2 无限互溶的二元非理想溶液 79

3.4.3 有限互溶的二元非理想溶液 86

3.5 计算问题 90

第4章 化学平衡 94

4.1 化学反应的平衡条件 94

4.1.1 化学反应的平衡条件与反应进度ζ的关系 94

4.1.2 化学反应的亲和势 98

4.2 化学反应的平衡常数和等温方程式 99

4.2.1 气相反应的平衡常数——化学反应的等温方程式 99

4.2.2 溶液中反应的平衡常数 100

4.3 平衡常数的表示式 102

4.4 复向化学平衡 105

4.5 标准摩尔生成Gibbs自由能 106

4.5.1 标准状态下反应的Gibbs自由能变化值△rG？ 106

4.5.2 标准摩尔生成Gibbs自由能 108

4.5.3 Ellingham图 110

4.6 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响 111

4.6.1 温度对化学平衡的影响 111

4.6.2 压力对化学平衡的影响 112

4.6.3 惰性气体对化学平衡的影响 114

4.7 近似计算 116

4.8 火法提取冶金反应 120

4.8.1 化合物的生成-解离反应及其热力学基础 120

4.8.2 金属的氧化精炼 124

4.8.3 溶液中发生的氧化物还原反应 129

4.8.4 溶液中发生的硫化物火法冶金反应 140

4.9 计算问题 142

第5章 电化学 147

5.1 电化学中的基本概念和电解定律 147

5.1.1 原电池和电解池 147

5.1.2 Faraday电解定律 148

5.2 离子的电迁移率和迁移数 150

5.2.1 离子的电迁移现象 150

5.2.2 离子的电迁移率和迁移数 151

5.2.3 离子迁移数的测定 153

5.3 电解质溶液 155

5.3.1 电导、电导率、摩尔电导率 155

5.3.2 电导率、摩尔电导率与浓度关系 158

5.3.3 离子独立移动定律和离子的摩尔电导率 160

5.3.4 电解质的平均活度和平均活度因子 164

5.4 可逆电池的电动势及其应用 167

5.4.1 可逆电池和可逆电极 168

5.4.2 可逆电池的书写方法及电动势的取号 172

5.4.3 可逆电池的热力学 173

5.4.4 电动势产生的机理 174

5.4.5 电极电势和电池的电动势 178

5.4.6 电动势测定的应用 182

5.5 电解与极化作用 199

5.5.1 分解电压 199

5.5.2 极化作用 201

5.5.3 电解时电极上的竞争反应 211

5.5.4 金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化 213

5.5.5 化学电源 218

5.6 计算问题 225

第6章 湿法冶金反应 229

6.1 水溶液的热力学性质 229

6.1.1 水溶液中溶解物种的热力学性质 229

6.1.2 湿法冶金反应的热力学计算 238

6.2 水溶液中溶解物种的活度 243

6.2.1 单一电解质溶液 244

6.2.2 混合电解质溶液活度系数的计算 260

6.2.3 单个离子的活度系数 285

6.3 水溶液模型 287

6.3.1 概述 287

6.3.2 络合物的稳定性 287

6.3.3 简单的Me-H2O系 288

6.3.4 含多种金属多种配位体的溶液模型 290

6.3.5 数据的选择 294

6.4 湿法冶金优势区域 307

6.4.1 概述 307

6.4.2 ψ-pH图作图原理与方法 308

6.4.3 综合平衡 316

6.4.4 lg［Me］-pH图 318

6.4.5 悬浮电位和实用湿法冶金体系的ψ-pH图 326

6.4.6 氧化矿的酸浸出过程 326

6.4.7 硫化矿的酸浸出过程 330

6.5 金属从水溶液中的沉积 334

6.5.1 金属从水溶液中的置换沉积 334

6.5.2 加压氢还原 337

6.5.3 湿法冶金中的电解 339

6.6 湿法冶金中电化学过程 353

6.6.1 概述 353

6.6.2 电极／溶液界面处的双电层与电极电位 355

6.6.3 电极反应的活化能 359

6.6.4 电极电位对电极反应速率的影响 360

6.6.5 混合电位 363

6.6.6 扩散控制的电极过程 364

6.6.7 置换过程 366

6.7 计算问题 369

第7章 难溶电解质的溶解度 376

7.1 难溶物质在复杂溶液中的溶解度的通用计算法 376

7.2 氧化物与氢氧化物的溶解度 378

7.2.1 在水中的溶解度 378

7.2.2 在氨水中的溶解度 380

7.2.3 氯化物的溶解度 380

7.2.4 硫化物的溶解度 390

7.2.5 砷酸盐的溶解度 395

7.3 离子沉淀反应 408

7.3.1 氢氧化物及碱式盐的沉淀 408

7.3.2 硫化物的沉淀 411

7.4 计算问题 414

附录 418

参考文献 432