DIAGRAMA DE ELLINGHAM

DIAGRAMA DE ELLINGHAM

Es un slido reaccionando con un mol de gas pata producir un mol de gas, y entonces hay un pequeo cambio en la entropa y la recta se vuelve casi horizontal.Para la reaccin:2C + O2 2COTenemos un slido reaccionando con un gas para producir dos moles de gas, entonces hay un incremento sustancial en la entropa y la pendiente de la recta cambia bruscamente hacia abajo. Un comportamiento similar puede ser visto en partes de las rectas del plomo y el litio, dos de los cuales tienen xidos que ebullen a una temperatura un poco ms baja que los metales.

El diagrama de Ellingham mostrado arriba, muestra la reaccin de metales para formar xidos.La presin parcial de oxgeno es tomada como 1 atmsfera, y todas las de las reacciones se encuentran normalizadas para consumir un mol de O2.La mayora de las rectas con pendiente positiva, son porque el metal y el xido estn presentes como fases condensadas (slidas o lquidas). En las reacciones estn por tanto reaccionando un gas con una fase condensada para formar otra fase condensada, lo que reduce la entropa. Una notable excepcin a esto es la oxidacin del carbn slido.La recta para la ecuacin:C + O2 CO2DERIVACIN TERMODINMICA DEL DIAGRAMA DE ELLINGHAMTEMPERATURABajo control del operadorPRESIN 1 atm (constante)3 COMPONENTES EN EQUILIBRIOM (metal slido)O2 (gas)MuOv (xido metlico)SLO OCURRE UNA REACCIN (UNIVARIANTE)Para simplificar la aplicacin de la 1era y 2da ley tenemos que delimitar nuestro sistema con las siguientes restricciones:

(2)

(3)

(4)

(5)(6)Al alcanzarse el equilibrio, las ecuaciones (5) y (6) pueden ser introducidas en la (4) para obtener:

Y la 2da recta que se grafica en el diagrama de Richardson - Ellingham para obtener el nomograma de es:(7)

Por esta razn, al intersectar las rectas (6) y (7), se obtiene la temperatura y la presin parcial de oxgeno de equilibrio. Si se desea, se puede simplificar la generacin del nomograma de designando ste ltimo como una potencia de base 10, es decir:

, donde el exponente es ZO, cuyo subscrito O indica oxgeno. De esta forma la igualdad (7) se convierte en Sin embargo, no se desea alcanzar equilibrio sino que ocurra la reduccin del xido metlico (hematita):

(8)8