Курсовой проект на тему Проверил

4. Теоретический анализ процесса.
Магний-сырец получают электролитическим методом. Сырьем служит хлорид магния титанового производства. Процесс электролиза осуществляют в электролизерах.
Электролиз представляет собой электрохимические процессы, происходящие на погруженных в электролит электродах при прохождении постоянного электрического тока.
Для прохождения электрического тока необходимо наличие разности потенциалов (или электродвижущей силы) и замкнутой цепи (которой является электролизная серия).
Особенностью получения магния из хлоридных расплавов является разная плотность электролита и магния. Плотность электролита больше плотности магния (~1,6 г/дм³). Благодаря этому магний всплывает на поверхность электролита.
В расплаве хлорид магния диссоциирует с образованием ионов MgCl_2←^→Mg²⁺+2Cl^-. При прохождении постоянного электролитического тока через электролит ионы приобретают направленное движение. Положительно заряженные катионы магния идут к отрицательно заряженному электроду (катоду) и, разряжаясь, переходят в магний металлический. Mg²⁺+2ēMg отрицательно заряженные анионы хлора, заряжаясь на аноде с потерей электрона, превращаются в газообразный хлор 2Cl^--2ē2Cl; 2Cl=Cl₂.

4.1 Термодинамический анализ

Целью термодинамического анализа является определение оптимальных условий получения продукта высокого качества, его наибольшего выхода, максимального использования сырья с минимальными потерями.
Определим константу равновесия, изобарно – изотермический потенциал по методу Тёмкина – Шварцмана и условия протекания процесса для реакции:


MgCl_2←^→Mg²⁺+2Cl^-.

Изобарно – изотермический потенциал является критерием, определяющим направленность термодинамического процесса при независимых переменных – температуре и давлении.

Если dG<0, то в системе протекает самопроизвольный процесс.
Если dG=0, то система находится в равновесии.
Если dG>0, то в системе протекает несамопроизвольный процесс.
Для расчета энергии Гиббса при разных температурах используется метод Темкина–Шварцмана. Главное преимущество данного метода состоит в простоте его вычисления. Этот метод позволяет рассчитать энергию Гиббса реакции при 298К, которая приводится в справочниках, пересчитать для любой температуры. Уравнение для вычисления энергии Гиббса имеет вид:


(1)


Составляем таблицы исходных данных для веществ Mg, Cl₂, MgCl₂, Значения энтропии, энтальпии, значения стехиометрических коэффициентов берем из «Краткого справочника физико-химических величин».
Изменения значений вычисляется по правилу, основанному на следствии закона Гесса (табл. 1, ):








Таблица 1 - Исходные данные реакции

∆H

∆S