Ответы на экзаменационный билет № 18, одно из заданий которого требует описать рентгеноспектральный анализ

Билет 18

1. [Mn] + (FeO) = MnO_тв + [Fe]

m%_Mn = 1         X_Mn = 1масс.%

γ_FeO = 20000X_FeO+1

ΔG^o _FeO = -255810 + 53,63 × T

ΔG^o _MnO = -406200 + 87,9 × T

T = 1880 K

M_Mn = 54,94, M_Fe = 55,85 г/моль

Определить остаточное содержание кислорода в стали.

Решение:

ΔG^o _FeO = -255810 + 53,63 × 1880 К = - 154985,6 Дж/моль

ΔG^o _MnO = -406200 + 87,9 × 1880 К = - 240948 Дж/моль

Вычислим изменение стандартной энергии Гиббса реакции  при температуре 1880К:

ΔG^o = ΔG^o _MnO – ΔG^o _FeO = - 240948 – (-154985,6) = -85962,4 Дж

ΔG^o = -RTlnK_p

ln K = -ΔG^o/RT = 85962,4 /8,31×1880 = 5,5

K = 244,69

Запишем выражение константы равновесия реакции:

K =

K =

 

т.к. Mn и Fe образуют идеальный раствор  Þ

a_FeO =  

X_Mn =

X_Fe = 1-0,01 = 0,99

a_FeO =

a_FeO = X_FeO × γ_FeO

X_FeO = a_FeO/ γ_FeO = 0,405/20000X_FeO+1

(20000X_FeO+1)X_FeO = 0,405

20000X² _FeO+ X_FeO – 0,405 = 0

D = 1 - 4×20000 (-0,405) = 32401

  = 180,003

x₁ =

x₂ =

X_FeO = 0,0045 моль = 0,45 масс. % или 0,225 % мол.[О]

3. Рентгеноспектральный анализ – возбуждение электронных уровней атомов под действием рентгеновских лучей.

Электроны с нижних оболочек переходят на верхние с поглощением энергии.

Рентгеноспектральный анализ определяет состав образцов (элементы).

Существуют:

- спектрометры;

- квантометры (для массового анализа образцов).

Схема спектрометра

Схема квантометра

4. Диаграмма фазового равновесия системы с устойчивым (конгруэнтно плавящимся) химическим соединением.

С₁=2-3+1=0

С₂=2-1+1=2

С₃=2-1+1=2

 т.1                                              т.2                                              т.3

------                                           -----                                            -----     

Ф=3                                           Ф=1                                            Ф=1

1) β                                            α_тв.+ А_mВ_n                                  В_тв.

2) ж.р.                                       6%В 94%А                                 100%

3) β+А_mВ_n                                           m=171г. m=829г.                               1кг                                

28%В 72%А                             С=2-1+1=2                                  С=2-1+1=2

m=268г. m=732г.                      ax/xy∙1000=171г.

С=2-3+1=0                                ay/xy∙1000=829г.

ax/xy∙1000=15/56∙1000=268г.

ay/xy∙1000=41/56∙1000=732г.