第19章 金属通论
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4
黑色金属包括铁、锰和铬以及它们 的合金，主要是铁碳合金(钢铁)； 有色金属是指除去铁、铬、锰之外
的所有金属。有色金属大致上按其
密度、价格、在地壳中的储量和分
布情况、被人们发现以及使用的早
晚等分为五大类
5
有色金属分为五大类： 轻有色金属：一般指密度在4.5 g/cm3以下的有色金 属，如：铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡； 重有色金属：一般指密度在4.5 g/cm3以上的有色金 属，其中有铜、镍、铅、锌、钴、锡、汞、锡等； 贵金属：这类金属包括金、银和铂族元素，由于它 们稳定、含量少、开采和提取困难、价格贵； —— 贱金属 准金属：半导体，一般指硅、硒、碲、砷、硼； 稀有金属：自然界中含量很少，分布稀散、发现较 晚，难以从原料中提取的或在工业上制备和应用较 晚的金属；如：锂、铷、铯、钨、锗、稀土元素和 人造超铀元素等。
铝 硅 磷 硫 氯 氩
I
54 Xe
P
16
S
17
Cl
18 Ar
31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr
5 铷 锶 钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙 55 Cs 56 Ba 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 6 铯 钡 LaLu - 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡 2.电解法或 3.热还原法 4.热分解法 7 1.电解法 活泼金属还原
离；(6)成本尽可能低
18
3、电解熔盐法：
电解熔盐 (活泼金属制备如Al、Mg、Ca、Na、Li等
) Al以后的制备用电解盐溶液法 (如Zn等) IA
1 氢
3 1
H
2
2 锂 铍 11 Na 12 Mg 3 钠 镁 IIIB
37 Rb 38 Sr 39
IIA Li 4 Be
IIIA IVA VA VIA VIIA 氦 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne
11
图中 反应C+O2=CO2的rSm≈0,
反应2C+O2= 2CO的 rSm > 0,
反应2CO+O2=2CO2 rSm < 0。 三条直线交于983K；
高于此温度, 2C+O2=2CO的反应倾
向大; 低于此温度, 2CO+O2=2CO2 的反应倾向更大; 生成CO的直线 向下倾斜,这使得几乎所有金属的 rG-T直线在高温下都能与C-CO 直线相交；在高温下，多数金属 氧化物都可用碳还原；碳为一种 广泛应用的优良的还原剂
埃林汉姆图— 自由能变与温度变化关系
从图中可以看出，凡 rGm为负值区域内的所 有金属都能自动被氧气氧 化，凡在这个区域以上的 金属则不能。 在773K以上Hg就不被氧 所氧化，而HgO只需稍微 加热，超过773 K就可以 分解得到金属Hg.
埃林汉姆图(自由能变与温度图 )
稳定性差的氧化物rG负值 小，rG-T直线位于图上方, 例如HgO，Ag2O； 稳定性高的氧化物rG负值 大, rG-T直线位于图下方如 MgO，CaO等； 在自由能图中, 一种氧化物能 被位于其下面的那些金属所 还原，因为这个反应的rG <0。例如，铝热法，在1073K 时Cr2O3能被Al还原； 指导选择适当的还原剂。 埃林汉姆图
57 La 58 Ce 59
Rb
38 Sr 39
Y
40 Zr 41 Nb 42 Mo 43
Tc 44 Ru
In
50 Sn 51 Sb 52 Te 53
镧 铈 锕 钍
镨
Pr 60 Nd U
61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65
钕 钷
钐 铕 钆 镅 锔
Tb
铽 镝
66 Dy 67 Ho 68
He
硼 碳 氮 氧 氟 氖
13 Al 14 Si 15
4 钾 钙 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪
Y
40 Zr 41 Nb 42 Mo 43
VIII IB IIB IVB VB VIB VIIB 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn Tc 44 Ru
5 铷 锶 钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙 55 Cs 56 Ba 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 6 铯 钡 LaLu 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡 87 Fr 88 Ra 89 -103 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108 Hs 109Mt 110 111 112 118 114 116 7 钫 镭 Ac-Lr 钅 杜 钅 喜 钅 卢 钅 麦 Uun Uuu Uub 波 钅 黑 钅 镧系 锕系
19-4 合金
3
19-1 概述
1、金属元素：指价电子数较少，在化学反应中容 易失去电子的元素，处于周期表的左方及左下方。 自然界存在和人工合成的金属已达90多种，按不同 的标准分类；
黑色金属 (Fe、Cr、Mn及其合金) ( 钢铁：铁碳合金)
金属
有色金属
密度：轻有色金属和重有色金属 价格：贵金属和贱金属 性质：准金属和普通金属 储量及分布：稀有金属和普通金属
16
2、热还原法：
碳还原剂:
M2O3+3C＝2M+3CO(g) (M＝Sb、Bi) MO+C＝M(g) +CO(g) (M＝Mg、Zn、Cd)
氢还原剂： WO3+H2 ＝ W+3H2O (△fHmӨ小的CuO、Fe2O3、CoO等 )
17
活泼金属还原剂：
M2O3＋Al＝2M＋3H2O
(M＝Fe、Cr)
6
2、金属元素在自然界中的主要存在形式：
少数贵金属以单质 (如 Au、Ag、Hg、铂系 等)或硫化物 ; 轻金属：氧化物和含氧酸盐 (如以CO32- 、 PO43- 、 SO42-)，如镁，钙，钡等元素； 过渡金属元素: 稳定的氧化物或硫化物
如Fe3O4, Cu2O, ZnS, FeS2, CuSFeS
45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53
金属的提炼方法与它们在周期表中的位臵 相关
19
19-2-3 金属的精炼
电解精炼法 常用此法精炼的金属还有: Au、Pb、Zn、Al等
阳极反应：Cu(粗铜) - 2e Cu2+
阴极反应：Cu2+ + 2e
23
19-3 金属的物理性质及化学性质
19-3-1 金属的物理性质
金属和非金属物理性质对比
金属 1．熔点高(常温下，除了汞是液体 外，其它金属都是固体) 2．大多数金属密度比较大 3．有金属光泽 4．大多是热及电的良导体,电阻通 常随着温度的增高而增大 5．大多具有延展性 非金属 常温时，除了溴是液体外，有些是气 体，有些是固体 一般密度比较小 大多无金属光泽 大多不是热和电的良导体，电阻通常 随温度的增高而减小 大多不具有延展性
Cu (精铜)
20
气相精炼法
用于精炼 Zr、Hf、Be、B、 Si、Ti、W等
直接蒸馏法(真空)：Mg、Hg、Zn、Sn等 气相析出法： 气相热分解法
气相还原法
21
羰基化法：
Ni + 4CO
423~493K
(1.0-2.5)×104 kPa
Ni(CO)4
513~593K
Ni(纯) + 4CO
99.998%
TiCl4＋2Mg＝3Ti＋2MgCl2
RECl3 ＋ 3Na ＝ 3NaCl ＋ RE (RE＝稀土)
选择哪一种金属( 常用Na、Mg、Ca、Al) 做还原剂， 除rG来判断外还要注意下几方面情况；(1)还原力 强；(2)容易处理；(3)不和产品金属生成合金；(4)可 以得到高纯度的金属；(5)其它产物容易和生成金属分
第四篇 元素化学(二) 金属
第19章 金属 通论
化学化工学院
1
金属和非金属两大类
1 氢
3
IA 1 H
2
2 锂 铍 11 Na 12 Mg 3 钠 镁 IIIB
19
IIA Li 4 Be
IIIA IVA 5 B 6 C
VA 7 N
15
VIA VIIA 氦 8 O 9 F 10 Ne
He
硼
13
碳 硅
氮 氧 磷 硫
(2) Mg可还原 Al2O3生成Al，能否发生Al还原MgO生成 Mg的反应？上述两个还原过程的温度范围是多少？
Mg 可还原 Al2O3生成Al的温度范围 273 ～1673 K Al 还原MgO 生成 Mg的温度在1673 K 以上。 (3) 为什么用C作还原剂还原金属氧化物时，产物是CO？ CO生成线向下倾斜，即温度越高，越易生成CO
14
19-2-2 工业上冶炼金属的一般方法 工业上提炼金属一般有下列几种方法： 热分解法、热还原法、电解法。
用焦炭作还原剂、氢热还原法、金属热还原法 （金属臵换法）
15
1、热分解法：
有一些金属仅用加热矿石的方法就可以得 到。对于金属活动顺序中排在氢后面的金属， 其氧化物受热就容易分解。 HgO和Ag2O加热发生下列分解反应： 2HgO 2Hg ＋ O2 将辰砂 (硫化汞)加热也可以得到汞： Hg S ＋ O2 Hg ＋ SO2
6．固体金属大多属金属晶体
7．蒸气分子大多是单原子的
固体大多属分子晶体/少数原子晶体
p区金属：硫化物 (Bi2S3, Sb2S3, PbS等)
7
19-2 金属的提炼
金属的提炼: 从自然界存在化合物中得到金属单 质的过程； 金属的提炼过程： 矿石的富集、冶炼和精炼。 矿石富集方法：手选、水选、磁选和浮选。 金属的冶炼方法：干法和湿法两大类。 金属的精炼：粗金属根据纯度要求再进行精制
碘化物法：
Ti + I2 不纯
323-523K
TiI4
1673K 钨丝
Ti + I2 纯
22
区域熔炼法
将要提纯的金属放在一 个装有移动式加热一圈的 套管内，强热熔化一个小 区域物质，形成熔融带， 后将线圈沿管路缓慢移动， 熔融带随着前进，结果不 纯物汇集于末端的液相内( 混和物熔点低)，而纯物则 在管口析出。此法常用于 半导体材料和高熔点金属 等的精炼。
Er
69Tm 70 Yb 71
钬
铒 铥
镱 镥
Lu
89 Ac
90 Th 91 Pa 92
镤
铀 镎 钚
93 Np 94 Pu 95Am 96 Cm 97 Bk 98
锫 锎
Cf
99 Es 100Fm 101 Md 102No 103 Lr
锿 镄
钔 锘 铹
2
19-1 概述 19-2 金属的提炼 19-3 金属的物理性质和化学性质
P
16
氟 氖
17
4 钾 钙 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪
37
K
20 Ca 21
IVB VB VIB VIIB Sc Ti 23 V 24 Cr 25 Mn
22
VIII
IB
IIB
铝
Al 14 Si
S
氯
I
Cl
18 Ar
氩
54 Xe
26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49
983K
埃林汉姆图
埃林汉姆图的应用:
r Gm r H m - Tr S m
ห้องสมุดไป่ตู้
(1) 从图中找到某些金属氧化物 分解的适宜温度； (2) 从图中找适宜的还原剂；
Question:
根据金属还原的热力学过程，结合P637图19-1解释： (1) AgNO3热分解时产物是Ag而不是Ag2O ？ 因为温度稍高时(T > 573K)， Ag2O的ΔfGm0 > 0，即 Ag2O 不稳定，会自发分解为Ag;
8
19-2-1 金属还原过程的热力学
金属氧化物越稳定，则还原成金属就越困难，比较它 们的生成自由能就可以知道。氧化物的生成自由能越 负的，则该氧化物越稳定，而金属就越难被还原。 艾林汉在1944年首先用消耗1molO2生成氧化物过程 的自由能变化对温度作图。根据： rG=rH-TrS 的关系，只要rS不等于零，则rG将随温度的改变而 改变。假如rH和rS为定值,则rG对绝对温度作 图便得到一直线。直线的斜率等于反应的熵变。 只要反应物或生成物不发生相变（熔化、气化、相 转变）rG对T作图都是直线。
黑色金属包括铁、锰和铬以及它们 的合金，主要是铁碳合金(钢铁)； 有色金属是指除去铁、铬、锰之外
的所有金属。有色金属大致上按其
密度、价格、在地壳中的储量和分
布情况、被人们发现以及使用的早
晚等分为五大类
5
有色金属分为五大类： 轻有色金属：一般指密度在4.5 g/cm3以下的有色金 属，如：铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡； 重有色金属：一般指密度在4.5 g/cm3以上的有色金 属，其中有铜、镍、铅、锌、钴、锡、汞、锡等； 贵金属：这类金属包括金、银和铂族元素，由于它 们稳定、含量少、开采和提取困难、价格贵； —— 贱金属 准金属：半导体，一般指硅、硒、碲、砷、硼； 稀有金属：自然界中含量很少，分布稀散、发现较 晚，难以从原料中提取的或在工业上制备和应用较 晚的金属；如：锂、铷、铯、钨、锗、稀土元素和 人造超铀元素等。
铝 硅 磷 硫 氯 氩
I
54 Xe
P
16
S
17
Cl
18 Ar
31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr
5 铷 锶 钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙 55 Cs 56 Ba 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 6 铯 钡 LaLu - 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡 2.电解法或 3.热还原法 4.热分解法 7 1.电解法 活泼金属还原
离；(6)成本尽可能低
18
3、电解熔盐法：
电解熔盐 (活泼金属制备如Al、Mg、Ca、Na、Li等
) Al以后的制备用电解盐溶液法 (如Zn等) IA
1 氢
3 1
H
2
2 锂 铍 11 Na 12 Mg 3 钠 镁 IIIB
37 Rb 38 Sr 39
IIA Li 4 Be
IIIA IVA VA VIA VIIA 氦 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne
11
图中 反应C+O2=CO2的rSm≈0,
反应2C+O2= 2CO的 rSm > 0,
反应2CO+O2=2CO2 rSm < 0。 三条直线交于983K；
高于此温度, 2C+O2=2CO的反应倾
向大; 低于此温度, 2CO+O2=2CO2 的反应倾向更大; 生成CO的直线 向下倾斜,这使得几乎所有金属的 rG-T直线在高温下都能与C-CO 直线相交；在高温下，多数金属 氧化物都可用碳还原；碳为一种 广泛应用的优良的还原剂
埃林汉姆图— 自由能变与温度变化关系
从图中可以看出，凡 rGm为负值区域内的所 有金属都能自动被氧气氧 化，凡在这个区域以上的 金属则不能。 在773K以上Hg就不被氧 所氧化，而HgO只需稍微 加热，超过773 K就可以 分解得到金属Hg.
埃林汉姆图(自由能变与温度图 )
稳定性差的氧化物rG负值 小，rG-T直线位于图上方, 例如HgO，Ag2O； 稳定性高的氧化物rG负值 大, rG-T直线位于图下方如 MgO，CaO等； 在自由能图中, 一种氧化物能 被位于其下面的那些金属所 还原，因为这个反应的rG <0。例如，铝热法，在1073K 时Cr2O3能被Al还原； 指导选择适当的还原剂。 埃林汉姆图
57 La 58 Ce 59
Rb
38 Sr 39
Y
40 Zr 41 Nb 42 Mo 43
Tc 44 Ru
In
50 Sn 51 Sb 52 Te 53
镧 铈 锕 钍
镨
Pr 60 Nd U
61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65
钕 钷
钐 铕 钆 镅 锔
Tb
铽 镝
66 Dy 67 Ho 68
He
硼 碳 氮 氧 氟 氖
13 Al 14 Si 15
4 钾 钙 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪
Y
40 Zr 41 Nb 42 Mo 43
VIII IB IIB IVB VB VIB VIIB 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn Tc 44 Ru
5 铷 锶 钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙 55 Cs 56 Ba 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 6 铯 钡 LaLu 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡 87 Fr 88 Ra 89 -103 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108 Hs 109Mt 110 111 112 118 114 116 7 钫 镭 Ac-Lr 钅 杜 钅 喜 钅 卢 钅 麦 Uun Uuu Uub 波 钅 黑 钅 镧系 锕系
19-4 合金
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19-1 概述
1、金属元素：指价电子数较少，在化学反应中容 易失去电子的元素，处于周期表的左方及左下方。 自然界存在和人工合成的金属已达90多种，按不同 的标准分类；
黑色金属 (Fe、Cr、Mn及其合金) ( 钢铁：铁碳合金)
金属
有色金属
密度：轻有色金属和重有色金属 价格：贵金属和贱金属 性质：准金属和普通金属 储量及分布：稀有金属和普通金属
16
2、热还原法：
碳还原剂:
M2O3+3C＝2M+3CO(g) (M＝Sb、Bi) MO+C＝M(g) +CO(g) (M＝Mg、Zn、Cd)
氢还原剂： WO3+H2 ＝ W+3H2O (△fHmӨ小的CuO、Fe2O3、CoO等 )
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活泼金属还原剂：
M2O3＋Al＝2M＋3H2O
(M＝Fe、Cr)
6
2、金属元素在自然界中的主要存在形式：
少数贵金属以单质 (如 Au、Ag、Hg、铂系 等)或硫化物 ; 轻金属：氧化物和含氧酸盐 (如以CO32- 、 PO43- 、 SO42-)，如镁，钙，钡等元素； 过渡金属元素: 稳定的氧化物或硫化物
如Fe3O4, Cu2O, ZnS, FeS2, CuSFeS
45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53
金属的提炼方法与它们在周期表中的位臵 相关
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19-2-3 金属的精炼
电解精炼法 常用此法精炼的金属还有: Au、Pb、Zn、Al等
阳极反应：Cu(粗铜) - 2e Cu2+
阴极反应：Cu2+ + 2e
23
19-3 金属的物理性质及化学性质
19-3-1 金属的物理性质
金属和非金属物理性质对比
金属 1．熔点高(常温下，除了汞是液体 外，其它金属都是固体) 2．大多数金属密度比较大 3．有金属光泽 4．大多是热及电的良导体,电阻通 常随着温度的增高而增大 5．大多具有延展性 非金属 常温时，除了溴是液体外，有些是气 体，有些是固体 一般密度比较小 大多无金属光泽 大多不是热和电的良导体，电阻通常 随温度的增高而减小 大多不具有延展性
Cu (精铜)
20
气相精炼法
用于精炼 Zr、Hf、Be、B、 Si、Ti、W等
直接蒸馏法(真空)：Mg、Hg、Zn、Sn等 气相析出法： 气相热分解法
气相还原法
21
羰基化法：
Ni + 4CO
423~493K
(1.0-2.5)×104 kPa
Ni(CO)4
513~593K
Ni(纯) + 4CO
99.998%
TiCl4＋2Mg＝3Ti＋2MgCl2
RECl3 ＋ 3Na ＝ 3NaCl ＋ RE (RE＝稀土)
选择哪一种金属( 常用Na、Mg、Ca、Al) 做还原剂， 除rG来判断外还要注意下几方面情况；(1)还原力 强；(2)容易处理；(3)不和产品金属生成合金；(4)可 以得到高纯度的金属；(5)其它产物容易和生成金属分
第四篇 元素化学(二) 金属
第19章 金属 通论
化学化工学院
1
金属和非金属两大类
1 氢
3
IA 1 H
2
2 锂 铍 11 Na 12 Mg 3 钠 镁 IIIB
19
IIA Li 4 Be
IIIA IVA 5 B 6 C
VA 7 N
15
VIA VIIA 氦 8 O 9 F 10 Ne
He
硼
13
碳 硅
氮 氧 磷 硫
(2) Mg可还原 Al2O3生成Al，能否发生Al还原MgO生成 Mg的反应？上述两个还原过程的温度范围是多少？
Mg 可还原 Al2O3生成Al的温度范围 273 ～1673 K Al 还原MgO 生成 Mg的温度在1673 K 以上。 (3) 为什么用C作还原剂还原金属氧化物时，产物是CO？ CO生成线向下倾斜，即温度越高，越易生成CO
14
19-2-2 工业上冶炼金属的一般方法 工业上提炼金属一般有下列几种方法： 热分解法、热还原法、电解法。
用焦炭作还原剂、氢热还原法、金属热还原法 （金属臵换法）
15
1、热分解法：
有一些金属仅用加热矿石的方法就可以得 到。对于金属活动顺序中排在氢后面的金属， 其氧化物受热就容易分解。 HgO和Ag2O加热发生下列分解反应： 2HgO 2Hg ＋ O2 将辰砂 (硫化汞)加热也可以得到汞： Hg S ＋ O2 Hg ＋ SO2
6．固体金属大多属金属晶体
7．蒸气分子大多是单原子的
固体大多属分子晶体/少数原子晶体
p区金属：硫化物 (Bi2S3, Sb2S3, PbS等)
7
19-2 金属的提炼
金属的提炼: 从自然界存在化合物中得到金属单 质的过程； 金属的提炼过程： 矿石的富集、冶炼和精炼。 矿石富集方法：手选、水选、磁选和浮选。 金属的冶炼方法：干法和湿法两大类。 金属的精炼：粗金属根据纯度要求再进行精制
碘化物法：
Ti + I2 不纯
323-523K
TiI4
1673K 钨丝
Ti + I2 纯
22
区域熔炼法
将要提纯的金属放在一 个装有移动式加热一圈的 套管内，强热熔化一个小 区域物质，形成熔融带， 后将线圈沿管路缓慢移动， 熔融带随着前进，结果不 纯物汇集于末端的液相内( 混和物熔点低)，而纯物则 在管口析出。此法常用于 半导体材料和高熔点金属 等的精炼。
Er
69Tm 70 Yb 71
钬
铒 铥
镱 镥
Lu
89 Ac
90 Th 91 Pa 92
镤
铀 镎 钚
93 Np 94 Pu 95Am 96 Cm 97 Bk 98
锫 锎
Cf
99 Es 100Fm 101 Md 102No 103 Lr
锿 镄
钔 锘 铹
2
19-1 概述 19-2 金属的提炼 19-3 金属的物理性质和化学性质
P
16
氟 氖
17
4 钾 钙 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪
37
K
20 Ca 21
IVB VB VIB VIIB Sc Ti 23 V 24 Cr 25 Mn
22
VIII
IB
IIB
铝
Al 14 Si
S
氯
I
Cl
18 Ar
氩
54 Xe
26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49
983K
埃林汉姆图
埃林汉姆图的应用:
r Gm r H m - Tr S m
ห้องสมุดไป่ตู้
(1) 从图中找到某些金属氧化物 分解的适宜温度； (2) 从图中找适宜的还原剂；
Question:
根据金属还原的热力学过程，结合P637图19-1解释： (1) AgNO3热分解时产物是Ag而不是Ag2O ？ 因为温度稍高时(T > 573K)， Ag2O的ΔfGm0 > 0，即 Ag2O 不稳定，会自发分解为Ag;
8
19-2-1 金属还原过程的热力学
金属氧化物越稳定，则还原成金属就越困难，比较它 们的生成自由能就可以知道。氧化物的生成自由能越 负的，则该氧化物越稳定，而金属就越难被还原。 艾林汉在1944年首先用消耗1molO2生成氧化物过程 的自由能变化对温度作图。根据： rG=rH-TrS 的关系，只要rS不等于零，则rG将随温度的改变而 改变。假如rH和rS为定值,则rG对绝对温度作 图便得到一直线。直线的斜率等于反应的熵变。 只要反应物或生成物不发生相变（熔化、气化、相 转变）rG对T作图都是直线。