Металлотермический метод получения металла ⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5
Цель: получение железа (Fe) восстановлением оксида железа (III) Fe2O3. Реактивы: оксид железа (III) Fe2O3 алюминий (Al) нитрат калия лента магния (Mg)
Оборудование: технические весы фарфоровая ступка с пестиком термически стойкий тигель (или фарфоровый тигель) ящик с песком под тигель
Суть метода: Металлотермическими реакциями называют реакции, протекающие между оксидами ( в нашем случае Fe2O3) и металлами (Al) и приводящие к получению металлов в сплавленном виде (в нашем примере Fe) за счет большого выделения теплоты. Расчеты, связанные с получением железа (Fe): 1) Fe2O3 + 2Al→2Fe+ Al2O3 1моль 2моль М= 160г/моль М=27г/моль m =160г m=54г 1. количество требуемого оксида железа (III) Fe2O3-18г, 2. рассчитаем количество требуемого алюминия: 160г(Fe2O3)=54г(Al) 18г(Fe2O3)=xг(Al) X=18*54/160=6,075г 2)Приготовление зажигательной смеси: Необходимо взять 3 мас.д. растертого нитрата калия (KNO3) 1,3 мас.д. алюминиевой пудры. Для приготовления 2г зажигательной смеси необходимо взять: (KNO3) 4,3г(смеси)=3г(KNO3) 2г(смеси) =хг(KNO3) Х=2*3/4,3=1,4г(KNO3) (Al)m=2г-1,4г=0,6г(Al) Ход работы: При проведении алюминотермических реакций необходимо соблюдать некоторые правила предосторожности. Алюминий берут в виде мелких крупинок. Порошкообразный алюминий, имеющийся в продаже под названием алюминиевой пудры, непригоден (он содержит окисленный металл). Оксид, а также тигель необходимо предварительно просушить при 150-2000С (при наличие влаги реакционная смесь разбрасывается). После этого оксид растирают в порошок. Высушивание и размельчение исходные вещества отвешивают на технических весах и тщательно перемешивают. При проведении следует брать не менее 24-30г исходных веществ (суммарно). С большим количеством вещества реакции идут еще лучше, и выход металла увеличивается. Масса алюминия должна быть равна теоретически рассчитанной.
Чтобы получить металл без примеси алюминия, следует брать его несколько меньше теоретически рассчитанного на 1-2%. В качестве реактора используют магнезиальные или корундовые тигли, так как они термически стойки и вещества при работе с ними разрушаются. Поэтому их нужно помещать в песок, чтобы расплавленная масса не выливалась. Тигель заполняют на ¾ его высоты смесью из оксида и восстановителя, утрамбовывают, делают небольшое углубление и засыпают сверху тонким слоем (около 1-1,5 мм) зажигательной смеси. Ленту магния вставляют в углубление, которое затем заполняют зажигательной смесью в форме горки. Если лента магния покрыта слоем оксида, ее следует очистить ножом. Меры предосторожности. Реакцию проводят в вытяжном шкафу, откуда убирают все легковоспламеняющиеся материалы. Тигель помещают на песок. Работают в защитных очках! После окончания реакции тигель охлаждают, разбивают и «королек» металла отделяют от шлака. Иногда кусочки металла остаются в шлаке в виде включений. В этом случае шлак нужно разбить и отделить от него металл.
Контрольные вопросы: 1.Какой процесс называется алюминотермией? 2.Как определяется теоретический и практический выход продукта реакции?
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|