Czym jest reakcja termitowa w chemii?
Tsht-105 / Getty Images
Reakcja termitowa jest jedną z bardziej spektakularnych reakcji chemicznych, których możesz spróbować. W zasadzie spalasz metal, z wyjątkiem tego, że znacznie szybciej niż przy normalnym tempie utleniania. Jest to łatwa do wykonania reakcja, z praktycznymi zastosowaniami (np. spawanie). Nie bój się tego spróbować, ale stosuj odpowiednie środki ostrożności, ponieważ reakcja jest wysoce egzotermiczny i może być niebezpieczne.
Tlenek żelaza i proszek aluminiowy
Les Chatfield / Flickr / CC BY 2.0 ' id='mntl-sc-block-image_2-0-1' />
Les Chatfield / Flickr / CC BY 2.0
Termit składa się z proszku aluminiowego wraz z tlenkiem metalu, zwykle tlenkiem żelaza. Te reagenty zwykle miesza się ze spoiwem (np. dekstryną), aby zapobiec ich rozdzieleniu, chociaż można mieszać materiały tuż przed zapłonem bez użycia spoiwa. Termit jest stabilny, dopóki nie zostanie podgrzany do temperatury zapłonu, ale unikaj mielenia składników. Będziesz potrzebować:
- 50 g drobno sproszkowanego FedwaO3
- 15 g aluminium proszek
Jeśli nie możesz znaleźć proszku aluminiowego, możesz go odzyskać z wnętrza Etch-a-Sketch. W przeciwnym razie możesz zmiksować folię aluminiową w blenderze lub młynku do przypraw. Bądź ostrożny! Aluminium jest toksyczne. Załóż maskę i rękawiczki, aby uniknąć wdychania proszku lub kontaktu ze skórą. Pierz ubrania i wszelkie instrumenty, które mogły być narażone na działanie prądu. Proszek aluminiowy jest znacznie bardziej reaktywny niż stały metal, z którym spotykasz się na co dzień.
Działa tlenek żelaza w postaci rdzy lub magnetytu. Jeśli mieszkasz w pobliżu plaży, możesz zdobyć magnetyt, biegając po piasku z magnesem. Innym źródłem tlenku żelaza jest rdza (np. z żelaznej patelni).
Po przygotowaniu mieszanki wystarczy odpowiednie źródło ciepła, aby ją zapalić.
Wykonaj reakcję termitu
CezuFluorek w angielskiej Wikipedii / Wikimedia Commons / CC BY' id='mntl-sc-block-image_2-0-8' /> CezuFluorek w angielskiej Wikipedii / Wikimedia Commons / CC BY
Reakcja termitowa ma wysoką temperaturę zapłonu, więc zainicjowanie procesu wymaga dużej ilości ciepła reakcja .
- Możesz zapalić mieszankę palnikiem propanowym lub gazowym MAPP. Chociaż palniki gazowe zapewniają niezawodne, stałe ciepło, należy zachować ostrożność. Zazwyczaj musisz być bardzo blisko reakcji.
- Możesz użyć paska magnezowego jako bezpiecznika.
- Możesz zapalić miksturę brylantem. Chociaż brylant jest niedrogą i łatwo dostępną opcją, nie zapewnia stałego źródła ciepła. Jeśli używasz ognie, wybierz fajerwerki „dużej wielkości” zamiast małych, kolorowych wersji.
- Jeśli używasz bardzo drobno sproszkowanego tlenku żelaza (III) i aluminium, możesz zapalić miksturę zapalniczką lub książeczką zapałek. Użyj szczypiec, aby uniknąć poparzenia błyskiem.
Po zakończeniu reakcji możesz użyć szczypiec do zebrania stopionego metalu. Nie polewaj mieszaniny reakcyjnej wodą ani nie wkładaj metalu do wody.
Dokładna reakcja chemiczna zaangażowana w reakcję termitową zależy od użytych metali, ale zasadniczo: utleniające lub płonący metal.
Reakcja termitowa Reakcja chemiczna
Schuyler S. ( Użytkownik: Unununium272 ) / Wikimedia Commons / CC BY' id='mntl-sc-block-image_2-0-14' /> Schuyler S. ( Użytkownik: Unununium272 ) / Wikimedia Commons / CC BY
Chociaż czarny lub niebieski tlenek żelaza (Fe3O4) jest najczęściej używany jako środek utleniający w reakcji termitu, czerwony tlenek żelaza (III) (FedwaO3), tlenek manganu (MnOdwa), tlenek chromu (CrdwaO3) lub tlenek miedzi (II). Aluminium jest prawie zawsze metalem, który ulega utlenieniu.
Typowa reakcja chemiczna to:
WiaradwaO3+ 2Al → 2Fe + AldwaO3+ ciepło i światło
Zauważ, że reakcja jest zarówno przykład spalania a także reakcja utleniania-redukcji. Podczas gdy jeden metal jest utleniany, tlenek metalu jest redukowany. Szybkość reakcji można zwiększyć dodając kolejne źródło tlenu. Na przykład przeprowadzenie reakcji termitowej na warstwie suchego lodu (stały dwutlenek węgla) daje spektakularny efekt!
Uwagi dotyczące bezpieczeństwa reakcji na termit
Wsad / Flickr / CC BY 2.0' id='mntl-sc-block-image_2-0-20' /> Wsad / Flickr / CC BY 2.0
Reakcja termitowa jest silnie egzotermiczna. Oprócz ryzyka oparzenia w wyniku zbyt bliskiego zbliżenia się do reakcji lub wyrzucenia z niej materiału, istnieje ryzyko uszkodzenia oczu w wyniku patrzenia na bardzo jasne światło, które jest wytwarzane. Reakcję termitową przeprowadzaj tylko na powierzchni ognioodpornej. Noś odzież ochronną, stój z dala od reakcji i spróbuj zapalić ją z odległej lokalizacji.