鋁熱劑在焊接、冶煉金屬、甚至在軍事上都廣泛運用,例如國外的固體火箭燃料就是利用鋁熱反應(yīng)原理制成的,因此軍事上一般利用鋁熱劑來制作殺傷力的很強武器;剛接觸化學(xué)的童鞋可能會對鋁熱劑中鋁的作用不太理解,下面小編就跟大家講解下有關(guān)鋁熱劑的相關(guān)內(nèi)容。
什么是鋁熱劑:
鋁熱劑是鋁粉和難熔金屬氧化物的混合物。常見鋁熱劑是鋁粉和三氧化二鐵粉末按一定比例(1:2.95)配成的呈粉紅色的混合物,當(dāng)用引燃劑點燃,反應(yīng)猛烈進(jìn)行,得到氧化鋁和單質(zhì)鐵并放出大量的熱,溫度可到3000℃,能使生成的鐵熔化。鋁熱劑是鋁熱反應(yīng)的重要成分,鋁熱反應(yīng)在軌道焊接等高溫戶外作業(yè)中發(fā)揮重要作用??捎糜谝l(fā)一些需要高溫的反應(yīng)。
原理:
鋁熱劑是把鋁粉和三氧化二鐵粉末按一定比例(鋁:三氧化二鐵=1:3時剛好完全反應(yīng))配成的混合物,使用時加入氧化劑點燃,反應(yīng)激烈進(jìn)行,得到氧化鋁和單質(zhì)鐵并放出大量的熱,溫度可到約2482℃,能使生成的鐵熔化。這個反應(yīng)叫做鋁熱反應(yīng),法國化學(xué)家戈爾施米特(H.Glodschmidt,1861-1923)于1895年發(fā)明。鋁熱反應(yīng)原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上,例如焊接鋼軌等。用某些金屬氧化物(如V2O5、Cr2O3、MnO2等)代替氧化鐵,也可以做鋁熱劑。當(dāng)鋁粉跟這些金屬氧化物反應(yīng)時,產(chǎn)生足夠的熱量,使被還原的金屬在較高溫度下呈熔融狀態(tài),跟形成的熔渣分離開來,從而獲得較純的金屬。在工業(yè)上常用這種方法冶煉難熔的金屬,如釩、鉻、錳等。利用的是鋁被氧化時放熱。
鋁熱劑中鋁的作用:
鋁熱反應(yīng)的實質(zhì)是置換反應(yīng),在高熱條件下發(fā)生的反應(yīng),置換成高熔點的金屬單質(zhì),因此鋁其還原劑的作用。
鋁熱反應(yīng)
鋁熱劑反應(yīng)制作方法具體如下:
(1)鋁熱劑的配制:5克的鋁粉(氧化的鋁粉不能用)和15克三氧化二鐵或四氧化三鐵,放在潔凈的紙上混合。
(2)氧化劑:可在鋁熱劑插入鎂條處加入極少量氯酸鉀或高氯酸鉀,有助于鋁熱劑點燃
(3)裝配鋁熱劑的實驗裝置:將一塊磚頭放在地上,把一個內(nèi)徑約2。5厘米、高約4厘米的黃銅或鐵的圓筒豎放在磚塊上,圓筒內(nèi)襯一層紙圈,然后加入鋁熱劑。在上面蓋一薄層棉花,用研體的杵將鋁熱劑壓結(jié)實。拿出棉花,在鋁熱劑面上用細(xì)玻璃棒戳一個凹處,往里面放入少許氧化劑。把鎂條插在鋁熱劑和氧化劑上,點燃。不久,引燃劑和鋁熱劑相續(xù)燃燒,即見圓筒上口有鐵水噴出,伴有巨響。當(dāng)反應(yīng)停止后,用坩堝鉗把黃銅管提起,看到磚頭上留著一團熾熱的鐵塊。
引燃方法:
1、鎂條
鋁熱反應(yīng)的裝置中鋁熱劑在最下面,上面鋪層氯酸鉀,中間插根鎂條.反應(yīng)時先點燃鎂條,高溫使氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣,這樣又促進(jìn)鎂條燃燒.鎂條燃燒產(chǎn)生大量熱,因為鋁熱反應(yīng)需高溫條件,這樣反應(yīng)就得以進(jìn)行.
2.電光花引燃
本法比鎂條法更方便,使用過年燃放的電光花代替鎂條法中的鎂條即可。
應(yīng)用
1、置換金屬
2、焊接金屬
3、軍事上可以制作鋁熱彈等強殺傷性武器
4、燃料
相信大家看了以上內(nèi)容,了解鋁熱反應(yīng)后,對鋁熱劑中鋁的作用終于有所理解了。這其實屬于化學(xué)反應(yīng)中相關(guān)知識點,希望童鞋們要深刻理解反應(yīng)內(nèi)容,這樣才不會混淆;在這里小編提醒下喜歡做化學(xué)實驗的童鞋,有些金屬氧化物或者燃燒時不能放出熱量的化學(xué)物品,都不能做鋁熱劑使用的,注意這點才能提高你實驗效率哦。希望以上內(nèi)容有幫助到你們!
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