Bányászati és Kohászati Lapok - Aluminium, 1951 (3. évfolyam, 1-12. szám)
1951-01-01 / 1. szám
A fizikai kémia vívmányai révén ma már ismeretes a hőfok és a Pco2 molekuláris nyomás nagysága közötti pontos mennyiségi összefüggés. Bajkov professzor nyomán ezt a függőséget egyszerűsített formában kifejezi a la Pcos ( A — képlet. A széndioxid molekuláris nyomásának logaritmusa bizonyos, az összes karbonátokra nézve azonos állandóvá egyenlő, levonva a nevezőben lévő abszolut hőfoktól és a R-gázállandótól, valamint a számlálóban lévő, az adott karbonát keletkezési folyamatának hőhatásfokától, Q-tól függő változó értéket. Látható, hogy a T növekedésével nő a CO2 molekuláris nyomása a T csökkenésével csökken. A karbonát keletkezési hőjének hatásfoka Q, a T-vel ellentétes előjelű. Itt tehát nincs szó általános állításról, hanem csak pontosan kifejezett mennyiségi arányról. A képletből kitűnik, hogy a CO2 molekuláris nyomása a hőmérséklettől és Q-tól függ. Kálciumkarbonát esetén Q 1 42 500 kal/kg-mal, más karbonátok esetén a Q értéke más. Bizonyos adott hőfok esetében kis Q-nál a Pco2 molekuláris nyomás nagy lesz, nagy Q-nál pedig kicsi. Ha Q értéke nagy, a karbonát nehezen bomlik, viszont kis esetében könnyen diszszociál. Marxi dialektikus szempontból el kell vetni a vegyészek között a „vegyületek állandóságára“ vonatkozó begyökerezett fogalmat. Nem lehet állítani, hogy ez vagy az a vegyület állandó, a másik pedig nem, mert itt az „állandóság fokáról“ van szó. Minden anyag meghatározott körülmények között állandó, más meghatározott körülmények között lehet nem állandó. A vegyület állandóságáról beszélve, mindig létezésének pontosan meghatározott körülményeiből kell kiindulni. Itt megtaláljuk a matematikailag kifejezett függőséget. A jelentős Q kis molekuláris nyomást kis disszociációt eredményez, amely alacsony hőfokoknál észrevehetetlen. Csekély Q jelentős molekuláris nyomást, jelentős disszociációt eredményez, mely már párszáz C° túllépése után észrevehető. Az alább felsorolt egyes karbonátok keletkezési hőfokának értékei az egyes karbonátok disszociálásának hőfoka mellett: Az összes vegyi tankönyvek közük, hogy a rézkarbonát nem tartós, hogy könnyen bomlik, míg a BaCOs igen (állandó) tartós vegyület és még hevítésnél sem bomlik, sem nem disszociál. A kérdés ilyen beállítása a valósággal teljes ellentétben áll. Az összes sok kivétel nélkül bizonyos körülmények között bomlanak, bizonyos körülmények között pedig nem változnak. Bizonyos eseteikben a disszociáció feltétele a magas hőfok, más esetekben elegendő az alacsony hőfok. Tudományos szempontból megengedhetetlen, hogy a szubjektív emocionális benyomásainkat elsietve és kritika nélkül a külső jelenségek területére,, a minket körülvevő természet területére átvigyük. Minden vegyületnek különkülön történő vizsgálata — a többiekkel való összefüggésén kívül — a miniket érdeklő folyamatról csak igen korlátozott képet ad. Ezzel szemben, ha egyidejűkig vizsgáljuk a hőfok és nyomás különböző körülményei között az összes számbajövő vegyületek viselkedését, akkor egy befejezett rendszert kapunk, amelynek earyes láncszemei egymással összekötöttek pontosan meghatározott mennyiségi függőségekkel, mint ahogyan azt pl. a karbonátok esetében a fenti, a molekuláris nyomás Pco2 Q és T-től függő említett egyenlete kifejezi. Ezen a példán meggyőződhetünk arról, hogy a külső körülmények figyelembevételét követelő marxi dialektikus módszer igen lényeges módon szélesíti tudásunkat és mélyíti a természet jelenségeire vonatkozó ismereteinket. Teljesen azonos a helyzet az oxidoknál, amikor azokat mint disszociált állapotú rendszert vizsgáljuk. Ez állítás feltétele az, hogy fémoxid önmagában nem létezhetik, csak oxigént tartalmazó atmoszférával körülvéve. Ezáltal a fémoxid képlete a i/Po/Cb hozzáadása nélkül értelmetlen. Ezzel szemben MeO -1- 1 (Poa)02 képlet dialektikusan visszatükrözi a MeO létezésének körülményeit. A MeO-1-1(Po2)02 képlet lehetővé teszi a különböző oxidok közötti arány kijelölését, amelyre közösen vonatkoznak a fizikai kémia törvényei. Ez a képlet ugyanakkor lehetővé teszi olyan jelenségek analízisét, melyeket nélküle nem vettünk volna figyelembe. Ha az oxidok szilárd állapotban maradnak, akkor az oxid molekuláris nyomása (Po2) és az oxidok keletkezésének hőhatása (Q) és a hőfok (T) között a következő összefüggés fog fennállani: lg Po, A'^ A képlet a karbonátok esetében alkalmazott képlettel azonos, azzal az egyetlen különbséggel, hogy az állandó A’ értéke itt más, mint a karbonátok (A) esetében. A képletből kitűnik, hogy minél nagyobb a Q, annál kevésbbé disszociálnak az oxidok. Az oxidoknak egymással való összehasonlításánál a fém az oxigén 1 kig-atomnak (megfelelő mennyiségét kell figyelembe venni. A FeO egy molekulájának hőhatásfoka Q 1 64 430 kcal/kg atom 02, a P2O5 V5 mól-nál 74 000 kcal/kg atom 02, 1 mól MnO-ra 96 720 kcal/kg atom 02, V2 mól Si02-re 103 925 kcal/kg atom (). A nagyolvasztó folyamatára áttérve megállapíthatjuk, hogy az oxidok szilárd szénnel történő redukciója annál könnyebben játszódik le, minnél kisebb a hő hatásfokának értéke, tehát minnél nagyobb a disszociáció Po2 expanzációja. Innen adódik az, hogy a nagyolvasztóban legkönnyebben redukálódik (szilárd szénnel) a FeO, utána a P2O5 és sorra a MnO és Si02. Legnehezebben redukálódik — mint ahogy azt a mindennapi gyakorlatból tudjuk —• a kovasav. A nagyolvasztó folyamatot vizsgáló számos kutató bebizonyította, hogy a felsorolt négy elem redukciója néha egyidőben ugyanazon a helyen kcal/Q kg-mol t° c CuC03 13 620 200—300 FeCOa 20 930 380—400 MnC03 22 940 525 MgC03 26 150 570 CaC03 42 500 895 BaCOs 62 000 felett 1100