時間 : 2024-12-18
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鋁熱劑的相關內容。
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,當用引燃劑點燃,反應猛烈進行,得到氧化鋁和單質鐵并放出大量的熱,溫度可到3000℃,能使生成的鐵熔化。鋁熱劑是鋁熱反應的重要成分,鋁熱反應在軌道焊接等高溫戶外作業中發揮重要作用。可用于引發一些需要高溫的反應。
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)配成的混合物, 使用時加入氧化劑點燃,反應激烈進行,得到氧化鋁和單質鐵并放出大量的熱,溫度可到約2482℃,能使生成的鐵熔化。這個反應叫做鋁熱反應,法國化學家戈爾施米特(H.Glodschmidt, 1861-1923)于1895年發明。鋁熱反應原理可以應用在生產上,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。當鋁粉跟這些金屬氧化物反應時,產生足夠的熱量,使被還原的金屬在較高溫度下呈熔融狀態,跟形成的熔渣分離開來,從而獲得較純的金屬。在工業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:
鋁熱反應的實質是置換反應,在高熱條件下發生的反應,置換成高熔點的金屬單質,因此鋁其還原劑的作用。
鋁熱反應
鋁熱劑反應制作方法具體如下:
(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實。拿出棉花,在鋁熱劑面上用細玻璃棒戳一個凹處,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燃燒,即見圓筒上口有鐵水噴出,伴有巨響。當反應停止后,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.反應時先點燃鎂條,高溫使氯酸鉀分解產生氧氣,這樣又促進鎂條燃燒.鎂條燃燒產生大量熱,因為鋁熱反應需高溫條件,這樣反應就得以進行.
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容,了解鋁熱反應后,對鋁熱劑中鋁的作用終于有所理解了。這其實屬于化學反應中相關知識點,希望童鞋們要深刻理解反應內容,這樣才不會混淆;在這里小編提醒下喜歡做化學實驗的童鞋,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。希望以上內容有幫助到你們!
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