铝热反应

✍ dations ◷ 2024-07-05 10:18:04 #铝热反应

铝热法，又称铝热反应（英语：thermite reaction），是用铝粉还原金属氧化物获得金属单质的方法。反应剧烈放热，温度可达2500~3500℃，放出耀眼的光芒。生成物为氧化铝和该高熔点金属的单质。铝热剂（thermite）指铝和金属氧化物的混合物，一般指铝和氧化铁的混合物（比例约为1:2.95）。将铝粉和一定量的高熔点金属氧化物（如氧化铁等）混合后，用镁条引燃，反应剧烈放热，并发出耀眼的光芒。生成物为氧化铝和该高熔点金属的单质。以铝与氧化铁反应为例，化学方程式为：其他氧化物和铝在高温下也能发生此类反应：德国化学家汉斯·歌德史密斯(Hans Goldschmidt)于1893年发明铝热法并于两年后申请专利。因此该反应也被称为“歌德史密斯法”或“歌德史密斯过程”。研究最初的目的是在不用碳熔炼的条件下制备高纯度金属，但歌德史密斯敏锐的发现铝热法可以用于焊接。1899年在德国埃森，铝热法首次商业应用于焊接铁轨。铝热反应需要高温来引发，可在混合物粉末上插一根镁条做引信（可混入适量氯酸钾帮助镁条燃烧，高锰酸钾、硝酸钾等氧化剂也可助燃；过氧化钡也可，但烟有毒）。高锰酸钾和甘油的混合物缓慢放热，也可以做引发剂。丙烷枪也可以提供引发反应所需的高温。反应开始后会剧烈放热，火花四溅，温度极高，所以点火时要注意安全。铝热反应过程中放出的热可以使高熔点金属熔化并流出，故铝热法广泛运用于焊接抢险工程，例如将铁轨连接成一段长轨即使用此法。另外，铝热法也是冶炼钒、铬、锰等高熔点金属的重要手段。除此之外，其他的单质与氧化物混合之后点燃，也会发生强烈的氧化还原反应，效果类似于铝热反应。其中的单质可以是铝、镁、钙、钛、硅、硼——并不仅限于金属，而氧化物可以是三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二铬、二氧化锰、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化铜和四氧化三铅等。有时这些反应也根据反应中的还原剂而称为“镁热法”、“硅热法”、“钙热法”、“碳热法”等等。因为反应温度极高，用于制作燃烧弹，可熔穿装甲。在美国电影绝地任务中，一位不满美国政府作法的陆战队将军，带领一群美国海军陆战队武装侦察部队夺取15枚VX毒气导弹，占领恶魔岛架设导弹阵地，扬言展开恐怖攻击，最后美国政府利用F/A-18C/D大黄蜂式战斗攻击机对岛上使用铝热剂炸弹进行全面攻击。

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