CHƯƠNG 3 HOÀN NGUYÊN OXIT KIM LOẠI 3-1. Mở đầu Trong thiên nhiên hầu hết kim loại đều nằm dưới dạng hợp chất lẫn trong đất đá bởi vậy muốn nhận được kim loại từ hợp chất của chúng, ta phải tiến hành hoàn nguyên. Ví dụ : Ta nghiên cứu quá trình: MeO + B = Me + BO Ở đây : MeO - oxit kim loại B - Chất hoàn nguyên. Trong thực tế một số kim loại có khả năng tạo thành hợp chất với những hóa trị khác nhau. Ví dụ Fe2O3 , Fe3O4 ,FeO, vậy: 3Fe2O3. | CHƯƠNG 3 HOÀN NGUYÊN OXIT KIM LOẠI 3-1. Mở đầu Trong thiên nhiên hầu hết kim loại đều nằm dưới dạng hợp chất lẫn trong đất đá bởi vậy muốn nhận được kim loại từ hợp chất của chúng ta phải tiến hành hoàn nguyên. Ví dụ Ta nghiên cứu quá trình MeO B Me BO Ở đây MeO - oxit kim loại B - Chất hoàn nguyên. Trong thực tế một số kim loại có khả năng tạo thành hợp chất với những hóa trị khác nhau. Ví dụ Fe2O3 Fe3O4 FeO vậy 3Fe2O3 CO 2Fe3O4 CO2 Fe3O4 CO 3FeO CO2 FeO CO Fe CO2 Các phản ứng không cho ta kim loại mà chỉ có biến đổi từ oxit kim loại hóa trị cao đến hóa trị thấp. Quá trình như vậy cũng gọi là phản ứng hoàn nguyên. Vậy hiểu một cách chính xác và rộng rãi thì hoàn nguyên là quá trình giảm hóa trị của nguyên tố nào đó. Nếu viết phản ứng dưới dạng ion Me2 B Me B2 Phản ứng này nêu lên bản chất của sự hoàn nguyên là quá trình trao đổi điện tử giữa chất được hoàn nguyên và chất hoàn nguyên chất được hoàn nguyên kết hợp với điện tử còn chất hoàn nguyên cho điện tử. Như vậy rõ ràng quá trình hoàn nguyên cũng đồng thời là quá trình oxy hóa. Đó là hai quá trình thuận nghịch và tùy điều kiện mà cân bằng phản ứng có thể dịch chuyển về phía hoàn nguyên hay oxy hóa và cũng tùy theo nhiệm vụ kĩ thuật mà chúng ta chỉ có thể nghiên cứu quá trình hoàn nguyên hoặc oxy hóa một cách đơn thuần. Áp suất phân ly của oxit kim loại thường rất nhỏ cho nên không thể dùng phương pháp nung nóng trực tiếp để sản xuất kim loại mà phải dùng phương pháp hoàn nguyên. Trong hoàn nguyên điều quan trọng là phải chọn được chất hoàn nguyên thích hợp vừa đảm bảo quá trình hoàn nguyên xẩy ra nhanh vừa rẻ tiền. . Nhiệt động học quá trình hoàn nguyên oxit kim loại không bay hơi 3. 2-1. Nguyên lí chung của quá trình hoàn nguyên Phản ứng 1 2MeO 2Me O2 AG 1 2 2BO 2B O2 AG 2 3 MeO B Me BO AG 3 Ở đây B là chất hoàn nguyên r - P Knra PB P 2 KP 1 - PO2 Kp 2 P2 PBO AG 3 AG 1 - AG 2 - Điều kiện hoàn nguyên AG 3 0 do đó AG 1 - AG 2 0 AG 1 AG 2 Hay AG 1 - RTln PO1 MeO AG 2 - RTln p BO AG 2 J-RT ln PO2 MeO pp ln PO2
