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碳和氧的反应原理是什么？

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

碳和氧的反应原理是什么？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

在氧气顶吹转炉炼钢法中，由于炼钢中氧的来源不同，有3种形式的碳氧反应：

(1)吹氧气脱碳时，金属中的一部分碳可被氧气直接氧化：

[C] + 1/2O2(气)=CO(气) (1)

反应的标准吉布斯能(J/mol)

△G°=-142000-40.79T

(2)金属中大部分碳与溶解在金属中的[O]相结合，发生如下的反应：

[C]+[O]=CO(气) (2)

反应的标准吉布斯能

△G°=-25000-37.90T

(3)用铁矿石作氧化剂时，矿石可直接氧化一小部分碳，或溶于渣中成为(FeO)，再与金属中的碳按下式进行反应：

[C]+(FeO)=Fe(液)+CO(气) (3)

反应的标准吉布斯能

△G°=+115000-98.18T

钢液的组成物质主要是铁的分子。不同形式的氧接触钢液后，除少量气态氧直接和碳反应外，大多数的氧和铁相结合形成氧化铁进入炉渣。铁有二价铁和三价铁，两个原子价形态，在渣和氧化性气氛接触面上，二价铁被氧化成三价铁，三价铁传递到渣钢界面后，又被还原成二价铁，同时把氧传到钢液中。(见图1)碳和氧进一步传递到气液界面上，例如炉底耐火材料的缝隙表面，在该界面碳和氧相互结合生成CO气体而进入气相。

所以，脱碳反应可以分成3个环节：

(1)氧通过渣层的传质及钢液内碳和氧的传质;

(2)碳和氧的化学反应;

(3)CO向气相逸出。