습식제련

◆ 고상-액상간의 평형 (1) Fe-FeO계 Fe와 FeO의 평형은 다음과 같이 표기된다. 2FeO = 2Fe + O2 또한 물의 평형방정식은 다음과 같다. 4H+ + O2 +4e = 2H2O 두식을 합하면, FeO + 2H+ + 2e = Fe + H2O 이 반응식은 pH와 전위의 항들을 포함하고 있다. 표준 자유에너지의 변화는 Δ G° = 0 - 56.69 + 58.4 - 0 = 1.7 kcal 따라서 표준전위는 E° = -1.7/(25 23.06) = -0.037v 이다. 비표준상태에 대한 전위는 다음과 같다. E = E° - RT/ZF ln [Fe][H2O]/[FeO][H+]2 여기에 E° =-0.037v, T=298.16 °K에 대하여 정리하면 다음과 같다. E = -0.037 - 0.0591pH (2) Fe-Fe3O4계 Fe3O4 + 8H+ + 8e = 3Fe + 4H2O ΔG°= 15.6 kcal , E°= -0.0846v E = -0.0836 - 0.0591pH (3) FeO-Fe3O4계 Fe3O4 + 2H+ + 2e = 3FeO + H2O ΔG°= 10.5 kcal , E° = -0.228v E = -0.228 - 0.0591pH (4) Fe3O4-Fe2O3계 3Fe2O3 + 2H+ + 2e = 2Fe3O4 + H2O ΔG°= -10.2 kcal , E°= 0.221v E = 0.221 - 0.0591pH ◆ 물의 안정구역 물 그 자체도 산화-환원전위의 일정한 구역 내에서만 안정하다. 이 구역 밖에서는 물이 분해하여 산소나 수소를 발생시킨다. PH2=1atm 에 대하여 E= -0.0591pH 이다. ◆ 전위-pH diagram(Pourbaix diagram) 수용액 중에서 Fe-철 산화물들에 대한 전위-pH 관계식을 그리면 그림 7과 같다. 그림 7. 철-산화물간의 평형 및 Fe3+ 이온의 활동도와 철산화물간의 평형(25℃, 1atm) Fe -> FeO 산…
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