DIAGRAMA DE ELLINGHAM

Jesús Alejandro Sánchez Sánchez Díaz

Tarea #2

Pirometalurgia Pirometalurgia no Ferrosa Ferrosa

Objetivo:

Construir un diagrama ue muestre el cam!io de energía li!re contra la tem"eratura de diersos $%idos&

Procedimiento:

'a energía li!re es una (unci$n de estado ) * de la misma (orma ue "ara la ental"ía) "odemos tratar alge!raicamente las ecuaciones uímicas * las ariaciones de energías li!res asociadas a ellas& +sta +sta es la ($rmul ($rmula a ue ue se usara usara "ara "ara calc calcula ularr los los alo alore res s de

∆G°

a

di(erentes tem"eraturas * con di(erentes com"uestos& Donde las letras A) , * C son constantes * se sacan de ta!las& log T + CT ∆ G ° T = A + BT log

Sa!emos ue el alor de la energía li!re nos indica ue tan (ácilmente se "roduce "roduce una reacci reacci$n) $n) ha!land ha!lando o en t-rmino t-rminos s de alor alor a!soluto a!soluto)) entre entre ma*o ma*orr sea sea dich dicho o alo alorr más más (áci (ácilm lmen ente te se lle llea a a ca!o ca!o la reacc eacci$ i$n& n& Por ejem"lo. ¿+

1 O → NiO NiO 2 2

+n este caso) como *a se ha!ía mencionado) sa!emos ue el alor de la energía li!re nos indica ue tan (ácil se llea a ca!o la reacci$n esto tam!i-n se "uede inter"retar como ue tanta a/nidad tiene el 0íuel "or el 1%ígeno& +n las ta!las encontramos ue los alores "ara el $%ido de níuel están "ara la reacci$n de descom"osici$n. NiO→ NiO → ∋

+1

2

O2

A =56,010 B= 0 C =−20.37

Para encontrar la

∆G°

el signo de las constantes.

de la reacci$n de (ormaci$n !asta con inertir

Jesús Alejandro Sánchez Díaz

Tarea #2

Pirometalurgia no Ferrosa

A =−56,010 B =0 C =20.37

 de la misma manera "ara otras reacciones de (ormaci$n de $%idos.

Metal

Reaccion 2Al 3 45212 Al214 2Fe 3 45212 Fe214



Al



Fe

Ca 3 ?12

Ca @n 0i



Ca1

@n 3 ?12 @n1 0i 3 ?12 0i1 4Co 3 212 Co419 





Co

P! 3 ?12

P! C1

P!1



C 3 ?12 C1 Cu 3 ?12 Cu1 

Cu



Ahora

calculamos la

Mol O2

A B 8 6&7 9::;6: 84&<;

6&7

87<>2: 8 :&7 4:2>7: :&7 8<6<7: :&7 87>:6:

∆ G ° T

;=&>9

:

44&>2

: : :

9=&42 6=&9 2:&4=

:

47&9

8>&< :

>;&;> 82:&<7

8>&6

99&4

2

894;:: 8 :&7 6:7=:: :&7 82>=:: :&7 849<7:

C

de cada una de las reacciones de

o%idaci$n a distintas tem"eraturas) siguiendo con el ejem"lo del níuel tenemos ue "ara. NiO→ ∋

+1

2

O2

=−56,010 +( 0 )( 298 ) log (298 )+( 20.37 )( 298 )

∆ G ° 298

∆ G ° 298=−99879.48 cal

 re"etimos "ara el resto de las reacciones a distintas tem"eraturas& ∆ G ° T

Reaccion

149

298

596

894

1200


8 27<4>:&2 > 2Fe 3 45212 8 Fe214 4>9:=&:; 8 Ca 3 ?12 Ca1 7<66<;&> 9 8 @n 3 ?12 @n1 6=;=69&; : 8 0i 3 ?12 0i1 6:7<9<&= 9 4Co 3 212 8 Co419 6<2>2&=: 8 P! 3 ?12 P!1 6<749;&2 4 2Al 3 45212 Al214









Tarea #2

8 276=76&; = 8 44:>=&9< 8 7==:<=&2 ; 8 6=472<&> :







Cu 3 ?12

8 24>==4&6 6 8 2>4;;&42 8 79;;<9&7 > 8 6>467<&2 :

8 226<=9&: 9 8 6<=:<&67 8 72:><6&; 9 8 672=;;&; :

8 2:>;<;&= ; 8 62;7:&>= 8 9<6=42&: : 8 69269:&: :

8 8 8 8 <<;=<&9; ;==4;&<> =77<;&99 >4642&:: 8 8 6>>27&9: 6647:&;: 8>:=>&2: 8>>:&:: 8 8 8 6;:749&9 672699&= 629>;<&7 8 6 4 > <=62=&29 8 C1 8 8 8 8 6:4>;:&: 7<>94&6: >7;;>&2: =;4=2&9: <:;7;&>: : 8 8 8 8 Cu1 >:>9<&:2 729<2&9> 4=2=4&== 22;;6&27 8;>7<&26



C 3 ?12




+l siguiente "aso es gra/car.


: :&::

Tarea #2

2::

9::

>::


;::

6::: 62:: 69::

82::::&::

89::::&::

8>::::&::

8;::::&::

Fe214 @n1

$%&T !cal#

0i1

86:::::&::

Co419 P!1

862::::&::

Cu1 C1

869::::&::

86>::::&::

86;::::&::

82:::::&:: T !"#

Concl'(ione(:

Como se mencion$ antes) "odemos usar el "arámetro

∆ G ° T

"ara

sa!er u- tan (acti!les son las reacciones de o%idaci$n a determinadas tem"eraturas& Para todos los $%idos metálicos o!seramos ue el alor a!soluto de

∆ G ° T

disminu*e con(orme aumenta la tem"eratura) esto

uiere decir ue an "erdiendo a/nidad "or el o%ígeno * la reacci$n de


Tarea #2


o%idaci$n se uele más di(ícil& Caso contrario con lo ue ocurre "ara el C1 cu*a a/nidad "or el 1 2 aumenta con la tem"eratura&

DIAGRAMA DE ELLINGHAM

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