物理化学 第8章 中国矿业大学PPT课件
第八章矿物浸出.pptx

V=-dC/dt=KR·Kp/KR+KD (18-7) (1)当KR<<KD,即扩散速度相当大,而化学反应速度 相当大,式(18-7)中的KR+KD≈KD,因而式(18-7)可 以简化为:
V=KD·CL 说明浸出过程的速度服从化学反应所固有的各种规律, 也即浸出过程处于动力学区域。
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式中 VD—单位时间内由于溶剂质点向矿物表面迁移 而引起的浓度降低,即扩散速度;
CL-Ci/δ—浓度梯度; D—扩散系数(即浓度梯度等于1时的扩散
速度);
CL—液流中心溶剂的浓度; Ci—紧靠矿物表面溶剂的浓度; KD—扩散速度常数,等于D/δ。
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在矿物表面上,发生浸出过程的化学反应,其
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(2)当KD<<KR,即化学反应速度相当大,而扩散 速度很小时,式(8-7)中的KR+KD≈KR,因而式(187)可以简化为:
V=KD·CL 说明浸出过程的速度受扩散速度所控制,也即浸出过 程处于扩散区域。
比值KR·KD/(KR+KD)起着宏观变化速度常数K的作 用,因而式(18-7)可以具有下列形式:
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以上各环节可以分为两类,吸附—化学变化环 节[(3)、(4)和(5)]及扩散环节[(1)、 (2)、和(6)]。
现在来讨论简化了的情况。假设浸出决定于两 个阶段—溶剂向反应区的迁移和相界面上的化学 相互作用。根据菲克定律溶剂由溶液本体向矿物 单位表面扩散的速度可表示如下:
VD=-dc/dt=DCL-Ci/δ=KD(CL-Ci) (18-5)
学溶解反应遵循式(18-9)所示的规律。
物理化学(第三版)第8章 界面现象与胶体化学

F
2l
只适用于液体
三、影响表面张力的因素
1.物质的本性 表面张力是分子间相互作用的结果,一般来讲,物质分子 间相互作用力愈大,表面张力也愈大。
金属键 离子键 极性共价键 非极性共价键
2.接触相的性质
3.温度
L
液体分子受力情况示意图
表面层的分子恒受到指向液体内部的拉力
在恒温、恒压、系统的组成不变条件下,可逆地扩展系统表面 积所需的功,与系统表面积的增量dA成正比:
W dA
恒温恒压下,系统的表面功应等于系统吉布斯函数的增量
dG W
dG dA
G A
T
,
p
,nB
-----比表面吉布斯函数, 单位为J·m-2
解:(1) 球体体积 V 4 r3
3
大水滴半径 r 3 3V 6.2 103 m
4
分散后的液滴总数
n
4 r 3
3
4 3
r13
r r1
3
6.2 10 109
3
3
2.4 1020
(2)半径为r的球形液滴:
A 4 r2 4 (6.2103)2 4.8104 m2
AV
A V
4 4
r2 r3
r1 r2
为什么两块玻璃板之间有水时不易拉开? 由于表面张力和附加压力的作用。
二、弯曲液面的饱和蒸气压
弯曲液面的饱和蒸气压不仅与物质的本性和温度有关, 而且还与液面曲率半径有关。
物理化学
第8章 界面现象与胶体化学
(张坤玲)
多相系统中,相与相之间密切接触的交界部分称为界面 物质的存在状态: 界面类型气—液界面固—气界面源自气液—液界面液
第八章物理化学基础(六)溶液与相平衡PPT课件

当xB→0时
•
=kxMAnB/(nAMA)
•
=(kxMA)nB/(nAMA)
•
= (kxMA)nB/WA
•
= (kxMA)mB
•
=kmmB
•令
km=kxMA
(4)
6
• 若用物质的量浓度,则亨利定律为:
•
pB=kccB
(5)
• Kc:物质的量浓度为单位的亨利系数
• 可以证明,对于稀溶液,不同浓度表示法的亨利系数kc
12
解:两溶液均按乙醇在水中的稀溶液考虑。溶剂水(A) 适用于拉乌尔定律,溶质乙醇(B)适用于亨利定律。
(1).pA=pA*xA=91.3×(1-0.02)=89.5 (kPa) (2).计算pB需要有亨利常数,这可由题给数据求得。 先将wBˊ=3%换算成摩尔分数,有:
13
xB 3/4 6 .0 3 6 /9 4 6 .9 0 7 6 /9 1 8 .0 1 50 .0 1 1 9 5
• 解得:
x1=0.5956 x2=0.4044
(液相组成)
16
气相中各组分的分压为: p1=1.2360×0.5956=0.7362 atm p2=0.6524×0.4044=0.2638 atm(气相组成)
达平衡时体系的组成为: 液相: C6H5Cl: 59.56%
C6H5Br: 40.44% 气相: C6H5Cl: 73.62%
子体积为零,但要求各种分子的大小、形状相似. • 许多实际溶液体系性质很接近理想溶液: • 同系物混合所组成的溶液, 同分异构体所组成的溶液等.
10
理想稀溶液ideal dilute solution
• 理想稀溶液定义:
•
傅献彩第五版物理化学ppt课件第08章电解质溶液

Zn
e-
负载电阻
正
Cu
2+
极-
e
e
-
阳 极
Zn Cu SO2SO24 4
2+
阴 极
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
发生还原作用的极称为阴极, 发生氧化作用的极称为阳极。
在原电池中,阴极是正极,
Danill电池
-电源 + e
阴 极 电解质溶液 阳 极
e-
阳极是负极;在电解池中,阴极 是负极,阳极是正极。
A. 自由电子作定向移动而导电 A. 正、负离子作反向移动而导电
发生变化
C. 温度升高,电阻也升高 D. 导电总量全部由电子承担
§8.1 电化学中的基本概念和电解定律
原电池和电解池
原电池中的两极称为正、负极 电势高的极称为正极,电势低 的极称为负极;在外电路,电 流从正极流向负极。 电解池中的两极称为阴、阳极
1 2+ 2+ 的迁移数,以 SO 2解法1:先求 Cu 的迁移数,以 2 Cu 为基 解法2:先求 SO2 4 为基 4 2 本粒子,已知: M (Ag) 107.88 g mol1 本粒子。 1 阴极上 SO2 不发生反应,电解不会 M ( CuSO 4 ) 79.75 g mol 1 4 2 使阴极部 SO2 离子的浓度改变。电 n(电) 0.0405/107.88 3.754 104 mol 4 解时SO2 迁向阳极,使阴极部减少。 2 4 n(终) 1.1090/79.75 1.3906 10 mol 1
n(终) n(始) n(迁) n(电) n(迁) 1.424 10 mol
4
t (Cu2+ ) 1 t (SO24 ) 0.38
【采矿课件】第8章化学分选

【采矿课件】第8章化学分选习题解答1. 什么是化学分选?它与物理分选和表面物理化学分选相比有何特点?2. 简述焙烧过程的分类及其在化学分选中的作用。
【解】焙烧过程的分类:氧化焙烧与硫酸化焙烧,还原焙烧,氯化焙烧,钠盐烧结焙烧,煅烧。
在化学分选中的作用:在适宜的气氛和低于原料熔点的温度条件下,使原料目的组分矿物发生物理和化学变化,转变为易浸或易于物理分选的形状。
3. 常用的化学浸出剂有哪些?各自的适应面如何?4. 试利用表8-6的数据,运算用铁屑从硫酸铜溶液中置换金属铜的反应平稳常数K。
5. 简述溶剂萃取的差不多原理及阻碍萃取平稳的要紧因素。
【解】差不多原理:在萃取过程中,有机相要紧以萃取剂和稀释剂为主,当有机相与水相接触时,萃取剂能够与被萃金属相结合,并以萃合物形式转入有机相中。
阻碍萃取平稳的要紧因素:(1)温度的阻碍,(2)萃取剂浓度的阻碍,(3)pH的阻碍,(4)水相组分的阻碍,(5)金属离子浓度的阻碍。
6. 试推导多级错流萃取和逆流萃取的过程运算式。
7. 在实际应用中对离子交换树脂有什么要求?8.阻碍离子交换反应速度有哪些?【解】①树脂颗粒离子交换的外扩散速度与树脂颗粒大小成反比,而粒子的内部扩散速度与粒径倒数的高次方成正比,因此粒度减少,交换速度差不多上加快。
②树脂的交联度交联度低,树脂易膨胀,树脂内扩散较容易。
因此当扩散操纵时,降低交联度,能提高交换速度。
③溶液流速外扩散随溶液过柱流速(或静态搅拌速度)的增加而增加,内扩散差不多不受流速或搅拌的阻碍。
④溶液浓度当溶液中的离子浓度较低时,对外扩散速度阻碍较大,而对内扩散阻碍较小,当溶液中的离子浓度较高时,对内扩散阻碍较大,而对外扩散阻碍较小。
⑤温度溶液的温度提高,扩散速度加快,因而交换速度也增加。
⑥离子的大小小离子的交换速度比较快。
大分子由于在扩散过程中受到空间的阻碍,在树脂内的扩散速度专门慢。
⑦离子的化合价离子在树脂扩散时,与树脂骨架间存在库仑引力。
中国矿业大学普通物理第p8章1【修订】

B
B dS B cos ds 0
s s
在磁场中通过任意闭合曲面的磁感 应强度通量等于零说明磁场是“无源场”
1.如图 ,在均匀磁场B中,有一半径为R的圆面,其法
线方向与B的方向的夹角为60度,则通过以该圆面 为边线的任意曲面S的磁通量为?
B R
2. 已知磁场 : B a i b j ck (T ),
o Idl r 4 r
3
o nqdlS v r dB 4 r 3
dN nSdl
单个电荷激发的磁场 B
dB dN
o qv r 4 r
3
运动电荷的磁感应强度公式:
B
o qv r 4 r
3
方向: v r 正电荷 v r 负电荷
A
r
dB
0 Idlsin B dB 2 4r
0
β P d
几何关系: (统一积分变量) Idl sin cos r d sec
0 Idlsin B dB 2 4r
B
l d tan
B dB
d l d sec d
电流密度: 精确描述导体中电流分布情况,是空间 位置的矢量函数。 电流密度矢量定义:
j
dI dS
单位:A/m2
方向与该点正电荷运动方向一致; 大小等于垂直于电流方向的单位面积的电流。 电流强度与电流密度的关系为
en
I
S
j en dS j dS
S
dS
求 解:任取电流元,由毕—萨定律,其在 O 点 的磁感应强度大小为
物理化学:第八章 化学动力学基础
(g) = H2O (l), ∆Gθm=-237.2KJ·mol-1 ∆Gθm=-5.39KJ·mol-1 Kp0=8.8
从热力学角度,(1)的发生趋势比(2)大得多,平衡时完成程度也 高。
但实际上在一般温度下,(1)反应几乎不会发生;而(2)快速完成。 如温度度升高到700K,(1)便以爆炸的方式快速进行。
(1) 反应的速率常数 k (313 K) (2) 313 K 时的半衰期 (3) 初始浓度 c0
一级反应的例子
[答] (1) r = kc r0= kc0
r0/r = c0/c k = 1/t × ln(c0/c) = 1/t × ln(r0/r) = 3.11×10-4 s-1 (2) t = 0.693/ k = 2.23×103 s (3) c0= r0/k = 0.032 mol·dm-3
➢要注意,用反应物或生成物等不同组分表示反应速率时,其
速率系数的值一般是不一样的。
1 a
kA
1 b
kB
1 y
kY
1 z
kZ
k
A kA cA cB
k
cA
c
B
3、以混合气体组分分压表示的气相反应的速率方程 如对反应 aA(g)yY(g), 其反应的速率方程可表示为
A, p
dpA dt
kA,( p) pAn
例如定容化学反应:N2+3H2=2NH3的反应速率为 dcN2 1 dcH2 1 dcNH3 dt 3 dt 2 dt
2、反应速率之间的关系 对反应aA+bByY+zZ
定容反应的反应速率 = 反应物的消耗速率 = 生成物的增长速率 反应物的化学计量数 生成物的化学计量数
冶金物理化学课件第八章
c d k cC cD a b K ' k c AcB
(平衡常数)
这就是可逆反应的动力学速率常数与热力学中平衡常数 的关系。
8.2 反应的活化能与反应热的关系
(1)等温反应式 (2)阿累尼乌斯公式 对如下反应:
G RT ln K
k k0 e
E RT
k 0 为频率因子
A B C D
(A的增加速率)
或 rA kc c r
a b A B
' ;A =
c d k 'cC cD
组元A的总的变化率为上两式之和:
a b c d rA' rA k 'cC cD — kcAcB
rA' 平衡时,
所以
或
=
rA
0
a b c d k 'cC cD — kcAcB =
8.3.2曲线B的形状与速率常数的关系
k2 q k1
定义
k 注意这和 K 不同。 ' k
求组元B浓度的最大值和达到此最大值的时间
c B ,max
与 t max ,令
k1c A0 dcB k1e k1t k 2 e k 2t 0 dt k 2 k1
所以
k1e
k1t
另外,由
(2 8 17 )
得
dcC dc A dcB dt dt dt
(2 8 18)
式2-8-17与式2-8-18比较,得到应用稳态或准稳态法的 充分必要条件:
dcC dcB dt dt
或
dcB dcA dt dt
注意: 需要说明的是,只有中间产物的浓度变化率远远小于反 应物或最终生成物时,应用稳态或准稳态原理是比较精确的。 若中间产物的浓度变化率较大,则不适用此方法。
物理化学:第8版第八章 表面化学
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22
单选题:下列叙述不正确的是 (A) 比表面自由能的物理意义是,在等温等压下, 可逆地增加单位表面积引起系统吉布斯自由能的 增量 ; (B) 表面张力的物理意义是,在相表面上,垂直 作用于表面上任意单位长度功线的表面紧缩力 ; (C) 比表面自由能与表面张力量纲相同,单位不 同; (D) 比表面自由能单位为J·m-2,表面张力单位为
与之平衡。
外压为大气压 pg ,附加压
△p
力为 p ,液滴所受总压
为:pg + p
pg
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31
Young-Laplace公式的推导(自学)
将毛细管内液体压出少许,
使液滴体积增加dV,相应地其 表面积增加dA。
克服附加压力p 环境所作的功:
p dV
rr+dr
表面吉布斯能增加: sdA
第八章 表面化学
Chap.8 Surface Chemistry
主要内容:
计划课时:6
第一节 比表面和表面吉布斯能(重点) 第二节 弯曲表面下的附加压力和蒸气压(难点) 第四节 溶液的表面吸附(重点) 第六节 表面活性剂 第七节 气体在固体表面的吸附
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1
自学: P.254 Young-Laplace公式的推导; P.255曲面蒸气压Kelvin公式的推导 285 第八节 固体在溶液中的吸附(实验) 不要求: P.252 四 表面的热力学关系式, P.258第三节 铺展与润湿 P.283 Langmuir吸附等温式的推导
=5.923×10-6(J)
小汞滴的个数为:
G2=
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物理化学 第8章-2
剖 面 图
附加压力示意图
20
1805年Young-Laplace导出了附加压力与曲率半
径之间的关系式: 对球面:
2g p r
拉普拉斯方程 (Laplace equation)
应用范围:小液滴或液体中的小气泡的附加压力
根据数学上规定,凸面的曲率半径r取正值,凹 面的曲率半径r取负值。所以,凸面的附加压力指向 液体,凹面的附加压力指向气体,即附加压力总是 指向球面的球心。
式中,m和V分别为固体的质量和体积,A为其表
面积。 如: 多孔硅胶的比表面积可达300~700m2· g-1,
活性炭1000~2000 m2· g-1。
8
§10.1 界面张力 1.液体的表面张力、表面功及表面吉布斯函数
表面层分子与内部分子相比,它们所处的力场不同:
液体内部分子所受的力可 以彼此抵销,但表面分子受到 体相分子的拉力大,受到气相 分子的拉力小(因为气相密度 低),所以表面分子受到被拉 入体相的作用力。
B B B B
G H A U g ( )S ,V ,nB ( ) S , P ,n ( )T ,V , nB ( )T , P ,nB As As As As
B
15
在恒温恒压、各相中各物质的物质的量不变时,
dG g dA s
积分得
G g As
s
当系统内有多个界面,则有
30
• 溶质对溶液表面张力的影响大致分为三类。
•
那些溶入少量就能显著降低溶液表面 张力的物质称为表面活性物质或表面活性 剂(surface-active agent)。
31
2.表面过剩与吉布斯吸附等温式
在单位面积的表面层中,所含溶质的物质的量与 同量溶剂在溶液本体中所含溶质物质的量的差值,称 为溶质的表面过剩或表面吸附量。 定义: