實驗:鋁熱反應
外觀
鋁熱反應是以鋁粉作還原劑,金屬氧化物作氧化劑,在高溫下發生劇烈的發光放熱的反應。通常鋁熱反應中的氧化物選用鐵的氧化物,這一反應也可以用於焊接鐵軌。[1]
試劑 | 純度 | 廠家 | 外觀 |
---|---|---|---|
鋁粉 | 灰色粉末 | ||
金屬氧化物* | 粉末 | ||
鎂條 | 銀白色帶狀金屬,有時表面有黑色物質附着 | ||
氯酸鉀 | 白色粉末或無色晶體 |
- *不指定具體氧化物種類。
將鋁粉和三氧化二鐵按化學計量比均勻混合,在混合物上撒上微量氯酸鉀固體並插上鎂條,用噴槍點燃鎂條後可以觀察到鎂條燃燒,發出耀眼白光,鎂條開始燃燒,迅速撤離至安全距離,當鎂條燒到鋁熱劑混合物時,即引發反應,發出耀眼白光,放出大量熱,並有熔融物濺出:
- 2 Al + Fe2O3 —高溫→ Al2O3 + 2 Fe
此外,反應生成的高溫也會使未反應的氧化鐵部分分解:
- 6 Fe2O3 —高溫→ 4 Fe3O4 + O2↑
鋁熱反應是劇烈的氧化還原反應,由於有熔融物濺出,反應區域應避開可燃物及壓縮氣瓶,否則會引發火災或爆炸的危險。人在操作時,應保持安全距離,避免被燒傷。
需要特別注意的是,氧化銅、三氧化鉬等氧化物的鋁熱反應極其劇烈,可以發生爆炸或爆轟,原則上不應進行此類實驗。
燃燒的鋁熱劑不應用水撲滅。
鋁粉、鎂條和氯酸鉀在中華人民共和國屬於易制爆類特殊危化品,購買與使用應遵守當地法律法規。
氯酸鉀是強氧化劑,不應與還原性物質直接混合,否則會發生危險。
- ↑ 高松福,崔成林,遲俊傑,等. 鐵科院ZTK-Ⅰ型60kg·m−1鋼軌鋁熱焊接材料的研製[J]. 中國鐵道科學, 2008, 29(6):135-140.