Karbotermik reaksiyon - Carbothermic reaction

Karbotermik reaksiyonlar , indirgeyici ajan olarak karbon kullanılarak , genellikle metal oksitler ( ) olmak üzere maddelerin indirgenmesini içerir . Bu kimyasal reaksiyonlar genellikle birkaç yüz santigrat derece sıcaklıklarda gerçekleştirilir. Bu tür işlemler, birçok elementin temel formlarının üretimi için uygulanır. Metallerin karbotermik reaksiyonlara katılma yeteneği Ellingham diyagramlarından tahmin edilebilir .

Karbotermal reaksiyonlar karbon monoksit ve bazen de karbondioksit üretir . Bu dönüşümlerin kolaylığı, reaksiyonun entropisine atfedilebilir : iki katı, metal oksit ve karbon, yeni bir katıya (metal) ve bir gaza (CO) dönüştürülür, ikincisi yüksek entropiye sahiptir.

Başvurular

Önemli bir örnek, demir cevheri eritme işlemidir . Birçok reaksiyon söz konusudur, ancak basitleştirilmiş denklem genellikle şu şekilde gösterilir:

2 Fe
2 Ö
3 + 3C → 4Fe + 3 CO
2

Daha mütevazı bir ölçekte, karbotermik reaksiyonlarla yılda yaklaşık 1 milyon ton elemental fosfor üretilir. Kalsiyum fosfat (fosfat kayası) çoğunlukla SiO olan kumla 1.200–1.500 ° C'ye ısıtılır
2 ve P üretmek için kok (saf olmayan karbon)
4 . Yaygın bir fosfat minerali olan floroapatit ile başlarken bu işlemin kimyasal denklemi şöyledir:

4 Ca
5 (PO
4 )
3 F + 18 SiO
2 + 30C → 3 P
4 + 30CO + 18 CaSiO
3 + 2 CaF
2

Tarihsel açıdan ilgi çekici olan Leblanc sürecidir . Bu süreçteki önemli bir adım, sodyum sülfatın kömürle indirgenmesidir:

Na 2 SO 4 + 2 C → Na 2 S + 2 CO 2

Na 2 S daha sonra işlemden geçirilir , kalsiyum karbonat elde sodyum karbonat , bir emtia kimyasal .

Son zamanlarda, 'MagSonic' karotermik magnezyum işleminin geliştirilmesi, kimyasına olan ilgiyi yeniden başlattı:

MgO + C ↔ Mg + CO

Reaksiyon, ürün buharlarından kolaylıkla tersine çevrilebilir ve geri reaksiyonu önlemek için hızlı soğutma gerektirir .

Varyasyonlar

Bazen karbotermik reaksiyonlar diğer dönüşümlerle birleştirilir. Bir örnek, titanyumu , titanyumun ana cevheri olan ilmenitten ayırmak için kullanılan klorür işlemidir . Bu işlemde, bir karbon ve kırılmış cevher karışımı , 1000 ° C'de akan klor gazı altında ısıtılır ve titanyum tetraklorür verir :

2 FeTiO
3 + 7 Cl
2 + 6C → 2 TiCl
4 + 2 FeCl
3 + 6CO

Bazı metaller için, karbotermik reaksiyonlar metali sağlamaz, bunun yerine metal karbürü verir . Bu davranış titanyum için gözlemlenir, dolayısıyla klorür işlemi kullanılır . Karbürler ayrıca Cr'nin yüksek sıcaklıkta muamelesi üzerine oluşur
2 Ö
3 karbon ile. Bu nedenle indirgeyici ajan olarak alüminyum kullanılır.

Referanslar

Saplama simgesi

Bu kimyasal reaksiyon makalesi bir taslaktır . Wikipedia'yı genişleterek yardım edebilirsiniz .