Termită (amestec incendiar)
Termitul este un amestec pirotehnic format dintr-un pulbere de metal, care acționează ca combustibil , și un oxid de metal care acționează ca oxidant . Când amestecului i se administrează un aport de căldură adecvat și semnificativ, acesta declanșează o reacție de oxidare-reducere puternic exotermă .
Multe dintre amestecurile de termite nu sunt explozive, dar produc o emisiune intensă și scurtă de căldură la temperaturi foarte ridicate care afectează o zonă destul de mică.
Diversi compuși pot fi folosiți pentru a face amestecurile: combustibilii cei mai frecvent utilizați sunt aluminiu , magneziu , calciu , titan , siliciu , bor . Oxidanții pot fi: trioxid de bor (B 2 O 3 ), trioxid de dicrom (Cr 2 O 3 ), dioxid de mangan (MnO 2 ), trioxid de diiron (Fe 2 O 3 ), tetroxid de triiron (Fe 3 O 4 ), trioxid de molibden (MoO 3 ), oxid de cupru (CuO) și plumb roșu . [1]
Reactie chimica
Cea mai comună combinație se bazează pe pulbere de aluminiu și oxid feric de Fe 2 O 3 , care sunt amestecate împreună într- un raport stoichiometric . Reacția care are loc este următoarea:
- 2 Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2 Fe +851,5 kJ (+ 204 kcal)
în care aluminiul reduce fierul [2] cu o dezvoltare enormă a căldurii care duce la topirea fierului. Reactivii sunt în general sub formă de pulbere și amestecați cu un liant adecvat care servește la prevenirea reacției în absența unei inițieri termice adecvate.
Din reacție rezultă că se pregătește 54 g pulbere de aluminiu și 160 g oxid de fier (raport stoichiometric, adică 2,96 g oxid de fier pentru fiecare gram de aluminiu); rata de ardere a termitelor depinde în esență de dimensiunea particulelor de aluminiu (cu cât sunt mai mici, cu atât arderea este mai rapidă), în timp ce pentru oxidul de fier este suficient ca particulele să fie sub 200 μm . De exemplu, folosind o pulbere cu particule de aluminiu sub 100 nm , arderea devine supersonică (și, prin urmare, capătă caracteristici detonante).
Procesul de termite poate fi utilizat pentru topirea oțelului și pentru această proprietate este utilizat în procesele de sudare pentru aluminoterme .
S-a găsit aplicabil în timpul celui de- al doilea război mondial ca amestec incendiar pentru bombele aeriene , dar în prezent este aproape în uz.
fundal
Reacția de termită a fost descoperită în 1893 și patentată în 1895 de chimistul german Hans Goldschmidt . [3] Din acest motiv, reacția se mai numește reacția Goldschmidt sau procesul Goldschmidt . Goldschmidt a fost inițial interesat să producă metale extrem de pure evitând utilizarea cărbunelui în timpul procesului de topire, dar a descoperit curând că căldura ridicată produsă în reacția termitului ar putea fi folosită și pentru sudarea metalelor. [4]
Prima aplicare comercială a termitei a fost pentru sudarea șinelor de tramvai din Essen , Germania, în 1899. [5]
Evoluții viitoare
Derivate din termite sunt studiile pe motorul cu microparticule metalice: David Beach , de la Oak Ridge National Laboratory ( SUA ) a proiectat un motor diesel modificat pentru a arde amestecuri micro și nanometrice de fier , aluminiu și bor .
Notă
- ^ K. Kosanke, BJ Kosanke, I. Von Maltitz, B. Sturman, T. Shimizu, MA Wilson, N. Kubota, C. Jennings-White și D. Chapman, Pyrotechnic Chemistry - Google Books , decembrie 2004, ISBN 978- 1-889526-15-7 . Adus la 15 septembrie 2009 .
- ^ Demo Lab: The Thermite Reaction , pe ilpi.com . Accesat la 11 octombrie 2011 .
- ^ ( DE ) Hans Goldschmidt, Verfahren zur Herstellung von Metallen oder Metalloiden oder Legierungen derselben (Proces pentru producția de metale, metaloizi și aliajele acestora) , brevetul Deutsche Reichs nr. 96317, 13 martie 1895.
- ^ Hans Goldschmidt și Claude Vautin, Aluminium ca agent de încălzire și reducere ( PDF ), în Journal of the Society of Chemical Industry , vol. 6, nr. 17, 30 iunie 1898, pp. 543–545 (arhivat din original la 15 iulie 2011) .
- ^ (EN) Goldschmidt-Thermit-Group , pe Goldschmidt-thermit.com. Adus la 12 octombrie 2011 (arhivat din original la 5 aprilie 2012) .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre termite
linkuri externe
- ( EN ) Termite , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controlul autorității | Tezaur BNCF 49718 |
|---|
