예제3-32 : CaO-Al2O3계 슬래그와 용철간 평형 산소분압?

문) CaO-Al2O3(칼슘알루미네이트=Calcume Aluminate)계 슬래그중에 미량의 FeO가 존재한다.
이 슬래그가 용융철과 평행하고 있을 경우 산소분압을 1550도 이상에서 계산하시오.

단, 슬래그중에 0.3mol%FeO, 48.7mol%CaO, 51.0mol%Al2O3
용철중 용해된 Ca, Al, O는 무시하는것으로 가정, aFeO = NFeO로 가정함.

FeO(l) = Fe(l) + 1/2O2(g)            △G˚ = 55 620-10.83T   (cal)  -----(1)

 

풀) (1)의 평형정수를 Kp라 하면 

 

△G˚ = - RT lnKp = - RT ln((aFe*Po2^(1/2))/aFeO)

       = 55 620 - 10.83 T

 

∴ln((aFe*Po2^(1/2))/aFeO)

     = 2.303*log((aFe*Po2^(1/2))/aFeO)

∴ ln(A) = 2.303log(A))

 

log((aFe*Po2^(1/2))/aFeO) = - 12 160/T+2.37

1) Ca, Al, O 용해량은 무시,

2) aFe = 1

3) aFeO = NFeO (FeO활량과 FeO몰분율은 같다)고 가정하므로 0.3mol%FeO = aFeO = 0.003 = 3.0x10^(-3)

 

log((1*Po2^(1/2))/3.0x10^(-3)) = - 12 160/T+2.37

log Po2 = - (24 320/T) - 0.31