冶金工程实验教程 1 六、实验指导书 冶金反应级数和活化能的测定 铁矿粉烧结实验 还原反应动力学实验 铁矿石间接还原实验 高炉气体力学实验 球团焙烧实验 高温电阻炉的设计实验 连铸中间包水模实验 转炉水力学模拟实验 RH 精炼水力学模拟实验 感应炉炼钢热模拟实验 高炉炉缸及铁沟内铁水流动状态水力学模拟实验 熔体粘度的测定 炉渣熔化温度的测定 钢中非金属夹杂物的金相鉴定实验 冶金工程实验教程 2 实验 6 冶金反应级数和活化能的测定 一、 实验目的 （1） 掌握热重（TG）法研究气固相反应（碳酸钙热分解）动力学的原理和方法。 （2） 掌握非等温法测定反应级数和反应活化能的方法。 二、 实验原理和设备 对于级数反应，根据动力学质量作用定律和阿累尼乌斯公式，可以导出动力学的基本方程： )()1()exp(等温nRTEAdtd （22-1） )()1()exp()(非等温nRTEAdTd （22-2） 式中：α －反应分数 A－前因子 E－反应活化能 n－反应级数 φ －升温速率 T－热力学温度 t－时间 R－气体常数 为了求出上述动力学方程解，有微分法如二元线性回归法、微分差减法、多个升温速率法等。还有积分法，如T²奥赞瓦（Ozawa）、A²W²科茨（Coats）的指数积分法等，下面各介绍一种微分法和积分法： （1） 二元线性回归法。 对式（22-1）和式（22-2）两边取对数，得到下列公式： )1ln(lnlnnRTEAdtd （22-3） )1ln(lnlnnRTEAdTd （22-4） 只要实验测得一条反应分数α 和温度T（或时间t）的关系曲线，就可得到一系列不同温度下（或时间）的α 和dtd值。应用二元线性回归，即可将各项系数求出，从而求的A、E 和n 值。 （2）指数微分法。 将式（22-1）分离变量积分，得到 dTeAdTTRTEn00)1( （22-5） 左边积分得： 冶金工程实验教程 3 11)1()1ln()1()(10ndgnn )1(1nn）（ （22-6） 右边积分为一指数积分，其结果不能用解析式精确地直接表示出，常用各种近似处理方法。如采用近似表达式可得下式： RTERAEg052.13305.5ln)(ln （22-7） 结合式（22-6），设定 n值，通过线性回归，由截距求出指前因子Ａ，由斜率求出活化能Ｅ。 实验设备采用热重分析仪。热重法是在程序控温条件下，测量物质质量与温度或时间关系的一种技术。热重法有等温热重法和非等温热...
