#1 Phản ứng nhiệt nhôm là gì? Kiến thức toàn tập về phản ứng nhiệt nhôm

Trong đời sống hiện nay cũng như trong những tiết học Hóa học trên giảng đường, chúng ta ít nhiều sẽ nghe về phản ứng nhiệt nhôm. Vậy Phản ứng nhiệt nhôm là gì? Những trường hợp với thể xảy ra phản ứng nhiệt nhôm như thế nào? 

Cùng Top1dexuat.com theo dõi chi tiết ở bài viết dưới đây để tìm hiểu tổng thể về phản ứng nhiệt nhôm nhé!

Phản ứng nhiệt nhôm là gì? Tri thức toàn tập về phản ứng nhiệt nhôm. Ảnh: Google tìm kiếm

Phản ứng nhiệt nhôm là gì?

Phản ứng nhiệt nhôm được định tức là phản ứng hóa học tỏa nhiệt trong đó nhôm là chất khử ở trong nhiệt độ cao.

Phương trình tổng quát:

Al + oxit kim loại  → oxit nhôm + kim loại

Ví dụ:  2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe

Công dụng: Phản ứng nhiệt nhôm thường sử dụng để khử oxit kim loại mà ko cần phải sử dụng tới cacbon.

Thế nào là phản ứng nhiệt nhôm? Ảnh: Google tìm kiếm

Phản ứng nhiệt nhôm với đặc tính tỏa nhiệt rất cao, tuy nhiên trong đó với chứa Một năng lượng hoạt hóa cao do những liên kết giữa những nguyên tử trong chất rắn phải được phá vỡ trước. 

Lúc này bên trong lò đun sẽ tiến hành đun nóng oxit kim loại cùng với nhôm.

Một điểm lưu ý: Phản ứng này thường chỉ với thể sử dụng để sản xuất ra số lượng nhỏ vật liệu.

Phản ứng nhiệt nhôm với thể điều chế những kim loại nào?

-nhôm với khả năng thực hiện đẩy những kim loại khác ra khỏi oxit tuy nhiên những kim loại đó phải thỏa mãn điều kiện: Đó phải là những kim loại trung bình hoặc yếu xếp sau nhôm hay nói cách khác đó là từ Zn trở đi

K- Ca- Na-Mg- Al- Zn- Fe- Ni- Sn- Pb- (H)- Cu- Hg- Ag- Pt- Au.

Một số phản ứng nhiệt nhôm hay gặp phải

Ví dụ tiêu biểu nhất đó là phản ứng giữa oxit sắt III (Fe2O3) và nhôm (Al):

2Al + Fe2O3 → t∘2Fe + Al2O3

Ngoài ra còn nhiều phản ứng khác như:

8Al + 3Mn304→ t∘4Al2O3+ 9Mn

Cr203 + 2Al→ t∘Al2O3 + 2Cr

Những trường hợp với thể xảy ra phản ứng nhiệt nhôm 

Phản ứng xảy ra hoàn toàn

Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn, tùy theo tính chất hỗn hợp Y tạo thành mà  ta với thể biện luận. Ví dụ:

– Hỗn hợp Y chứa Hai kim loại →  Al dư, oxit kim loại hết.

– Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH,…) phóng thích H2

→ với Al dư.

– Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch axit với khí bay ra thì với khả năng hỗn hợp Y chứa (Al2O3+Fe) hoặc  (Al2O3+Fe+Al) hoặc (Al2O3+Fe) + oxit kim loại dư.

Những trường hợp xảy ra phản ứng nhiệt nhôm. Ảnh: Googe tìm kiếm

Phản ứng xảy ra ko hoàn toàn

Nếu phản ứng xảy ra ko hoàn toàn, hỗn hợp Y gồm Al2O3,Fe, Al dư và Fe2O3 dư.

Những định luật liên quan tới phản ứng nhiệt nhôm

– Định luật bảo toàn khối lượng: mhhX = mhhY

– ĐỊnh luật bảo toàn yếu tố (mol nguyên tử): 

nFe(X) = nFe(Y)

nAl(X) =nAl(Y).

Hiệu suất trong phản ứng nhiệt nhôm

Bài toán: Lúc ta tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và Cr2O3 ở trong điều kiện ko với ko khí. 

Sau một thời kì ta sẽ thu được 21,15 gam hỗn hợp X. Chia X thành hai phần bằng nhau. Cho phần Một vào lượng dư dung dịch HCL nóng loãng, thu được 3,36 lít khí H2 (đktc). 

Tiến hành hòa tan phần Hai vào lượng dư dung dịch NaOH đặc nóng, kết quả thu được 1,68 lít H2 (đktc). Biết những phản ứng của phần Một và phần Hai đều xảy ra hoàn toàn. Hiệu suất của phản ứng là gì?

Cách giải:

Tính số mol chất của từng phần, lúc đó mX = 21,952

Phần Hai với NaOH đặc nóng, chỉ với Al sinh ra khí H2, Cr ko phản ứng.

nAl dư = 2nH23 = 0,05

Phần Một với HCl, cả Al dư và Cr đều phản ứng sinh ra khí H2

2nCr + 3nAl = 2nH2→nCr = 0,075

2Al + Cr203 → Al2O3 + 2Cr

2Al + Cr203 → Al2O3 + 2Cr

Vậy: nAl ban sơ = 0,075+0,05 = 0,125

và nCr203  ban sơ = mX− mAl152 = 0.05

Hiệu suất phản ứng: H = nCr203  pư/nCr203 bđ =75

Phản ứng nhiệt nhôm với Cr203 

Phương trình: 

Phản ứng nhiệt nhôm với  Cr203 lần trước nhất được sử dụng để khử oxit kim loại mà ko sử dụng cacbon. Phản ứng này tỏa nhiệt rất cao: 2200 °C, nhưng nó với một năng lượng hoạt hóa cao do những liên kết giữa những nguyên tử trong chất rắn phải được phá vỡ trước.

Lưu ý lúc giải bài tập nhiệt nhôm

Lúc thực hiện tính toán giải những bài tập với dạng này, chúng ta cần phải chú ý một vài điều quan yếu dưới đây:

  • Nếu hỗn hợp sau lúc phản ứng tác dụng với dung dịch kiềm sinh ra khí H2 => Al sau phản ứng nhiệt nhôm vẫn còn dư ra hay nói cách khác hiệu suất H của phản ứng nhỏ hơn 100% => Phản ứng xảy ra ko hoàn toàn. 
  • Phản ứng này với liên quan tới tính chất của nhôm (Al) => Cần phải nắm vững lý thuyết về bản tính của nhôm.
  • Lúc phản ứng kết thúc mà ko với khí H2 thoát ra  thì tức là Al phản ứng hết => phản ứng xảy ra hoàn toàn (H=100%)
  • Lúc làm bài nhớ sử dụng linh hoạt định luật bảo toàn
  • Bảo toàn khối lượng: Tổng khối lượng hỗn hợp trước và sau phản ứng bằng nhau
  • Bảo toàn e (electron): Tổng số mol e nhường = tổng số mol e nhận.
  • Nếu đề bài cho phản ứng xảy ra hoàn toàn → Cứng cáp trong chất rắn sẽ với Al2O3 , Fe và với thể Al hoặc FexOy dư. Nếu đề bài ko nói phản ứng xảy ra  hoàn toàn, hoặc yêu cầu tính hiệu suất thì ta phải chú ý tới trường hợp sau phản ứng chất rắn với cả 4 chất Al, FexOy, Al2O3, Fe.
Lưu ý lúc giải bài tập về phản ứng nhiệt nhôm. Ảnh: Google tìm kiếm

Ứng dụng phản ứng nhiệt nhôm 

Phản ứng nhiệt nhôm được ứng dụng khá phổ biến trong việc hàn đường sắt tại chỗ, mang lại nhiều lợi ích cho những công việc phải cài đặt phức tạp hay với thể sửa chữa được tại chỗ mà ko thể vận dụng cách hàn đường sắt liên.

Ứng dụng của phản ứng nhiệt nhôm trong việc hàn đường sắt tại chỗ. Ảnh: Google tìm kiếm

Phản ứng nhiệt nhôm còn với thể sử dụng để điều chế những kim loại với nhiệt độ nóng chảy cao (như crôm hay Von farm). Bởi nhôm với khả năng thụ động với HNO3 đặc nguội  và H2SO4 đặc nguội, chính vì vậy mà người ta thường sử dụng những thùng được làm từ nhôm để với thể chuyển vận hai loại axit này.

Điều chế kim loại với nhiệt độ nóng chảy cao nhờ phản ứng nhiệt nhôm. Ảnh: Google tìm kiếm

Ngoài ra phản ứng nhiệt nhôm được sử dụng rộng rãi trong việc điều chế sản xuất ra những hợp kim sắt. Ví dụ như sản xuất ferrovanadium từ Vanadi oxit và ferroniobium từ niobium pentoxit. Ko chỉ vậy mặc cả những những kim loại khác hầu như cũng được sản xuất bằng phương pháp này.

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *