Алюминотермия

Алюминотермия была открыта Н. Н. Бекетовым в 1859 году. Как способ получения железа, марганца, хрома, вольфрама, ванадия, рубидия, лития, кальция, бария, алюминотермия имеет большое практическое значение. Применяется она и для получения некоторых сплавов, для сварки рельсов.

Алюминотермия была открыта Н. Н. Бекетовым в 1859 году

В школьной лаборатории алюминотермия может быть воспроизведена, применяя электрическую дугу Петрова, не забывая при этом про технику безопасности. Термитом называется смесь закиси-окиси железа с порошком алюминия.

При поджигании этой смеси начинается реакция:

3Fe3O4 + 8Аl = 4Аl2O3 + 9Fe + 795 ккал.

Реакция экзотермична, проходит с выделением тепла. Развивается температура примерно в 35000C. Поэтому к опыту надо тщательно подготовиться.

Сначала приготовьте из асбестового картона фунтик высотой 5–6 см и диаметром 3–4 см. На его дно положите небольшой кусочек асбеста, чтобы термит не высыпался, и закрепите фунтик в кольце металлического штатива. Штатив надо поставить на стол или на железный противень большого размера и засыпать противень вместе с основанием штатива сухим песком.

Затем приготовьте два электрода. Один сделайте из жестяной полоски длиной 6–8 см и шириной 0,4–0,6 см. Нижний конец полоски слегка изогните и вставьте электрод этим изогнутым концом в фунтик почти до дна; жесть при этом должна прилегать к одной из его стенок. Верхний конец электрода надо тоже отогнуть и присоединить к нему один шнур от электропровода.

Второй электрод возьмите готовый – графитовый стержень длиной примерно 20–25 см и диаметром 0,9–1,0 см. На одном конце угля кругом сделайте небольшое углубление и закрепите в нем второй конец электропровода. Для изоляции угольный электрод закрепите в деревянном держателе для пробирок.

Теперь в асбестовый фунтик насыпьте 15–20 г термита и присоедините ползунковый реостат.

Проводя опыт, наденьте предохранительные очки.

К опыту все готово. Включите электрический ток и опустите графитовый электрод в фунтик с термитом (если нужно, отрегулируйте реостатом начало процесса). Благодаря контакту сейчас же возникнет электродуга. Как только начнется реакция алюминотермии, выньте угольный электрод и положите его в песок. Ток выключите.

Алюминотермия протекает очень бурно, и на песок польется восстановленное расплавленное железо.

Алюминотермия может использоваться для получения и других металлов, и их сплавов. Для этого надо взять окисел соответствующего металла (или окислы металлов, если хотят получить сплавы) и порошок алюминия. Весовые количества исходных веществ надо рассчитать по уравнению реакции.

Алюминотермия хорошо используется для восстановления следующих окислов: железа, никеля, закись-окисла марганца, вольфрамовых и ванадиевых ангидридов.

Инструменты