實驗:鋁熱反應
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]
原料[編輯 | 編輯原始碼]
| 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。
實驗步驟[編輯 | 編輯原始碼]
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↑
注意事項[編輯 | 編輯原始碼]
實驗安全[編輯 | 編輯原始碼]
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。
藥品安全[編輯 | 編輯原始碼]
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。
參考文獻[編輯 | 編輯原始碼]
- ↑ 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.
