filebar
Методические пособия по сварочным работам

Взаимодействие алюминия и его сплавов с кислородом

Активность алюминия по отношению к кислороду и важнейшие свойства окисных пленок.Прочность окислов может быть оценена величиной максимальной работы реакции их образования. Последнюю подсчитывают по изменению свободной энергии системы. Для реакций, протекающих при постоянных температурах и давлениях, свободную энергию системы выражают изобарно-изотермическим потенциалом AG.

Максимальная работа реакции образования окисла, характеризующая его прочность, оценивается стандартным изменением свободной энергии реакции при постоянной температуре и давлении или изменением величины стандартного потенциала. Для реакции окисления значение AG0 эквивалентно работе, произведенной при изотермической реакции соединения 1 моля газообразного кислорода с чистым металлом, сопровождающейся образованием чистого окисла. Можно принять также, что AG0 равно разности химических потенциалов 1 моля кислорода в газообразном состоянии при давлении 1 am и температуре 298° К и 1 моля кислорода, образовавшего окисел при той же температуре.

Значение AG0 характеризует таким образом химический потенциал кислорода в окисле; —AG0 — стандартное значение сродства металла к кислороду, которое в общем виде выражается зависимостью: Алюминий обладает способностью активно взаимодействовать с кислородом. Окисление алюминия протекает при нормальной и повышенной температурах при ничтожно малом парциальном давлении кислорода или сложных газов, содержащих кислород. Представление о высокой химической активности алюминия при высоких температурах по отношению к кислороду и сложным газам, содержащим кислород, можно получить из приведенных в больших отрицательных значений стандартного изменения свободной энергии. Наибольшим сродством к кислороду после магния обладает алюминий.

Изменение изобарного потенциала можно вычислить в первом приближении по энтальпиям образования окислов АН°, отнесенным к молю кислорода.
Различия между величинами AH0 и AG0 для различных металлов примерно одинаковы, а при абсолютном нуле AG0 становится равным AH0. В связи с этим в работе сродство металлов к кислороду оценивается по энтальпиям образования окисла AH0. По этому признаку все металлы разделены на четыре группы:

  • благородные металлы;

  • металлы со слабым сродством к кислороду;

  • металлы с большим сродством к кислороду;

  • металлы с очень большим сродством к кислороду AH298° к > 200 ккал/моль.


Яндекс.Метрика