Põhierinevus karbotermilise ja metallotermilise redutseerimise vahel on see, et karbotermilise redutseerimise korral on redutseerijaks süsinik, metallotermilise redutseerimise korral on redutseerijaks metall.
Karbotermiline redutseerimine ja metallotermiline redutseerimine on puhta metalli saamisel väga olulised reaktsioonid. Neid reaktsioone kasutatakse peamiselt tööstusprotsessides.
Mis on karbotermiline reduktsioon?
Karbotermiline redutseerimisreaktsioon on teatud tüüpi keemiline reaktsioon, mille käigus ained, nagu metalloksiid, redutseeritakse süsiniku juuresolekul. Siin kipub süsinik toimima redutseeriva ainena. Tavaliselt toimuvad seda tüüpi keemilised reaktsioonid väga kõrgetel temperatuuridel. Need karbotermilised redutseerimisreaktsioonid on väga olulised paljude elementide elementvormide tootmisel. Ellinghami diagrammide abil saame kergesti ennustada metallide võimet osaleda karbotermilistes reaktsioonides.
Ellinghami diagramm on graafik, mis näitab ühendite stabiilsuse sõltuvust temperatuurist. Üldiselt on see analüüs kasulik metallioksiidide ja sulfiidide redutseerimise hõlbustamiseks. Nimi pärineb Harold Ellinghami avastusest 1944. aastal.
Joonis 01: Ellinghami diagramm
Karbotermilised redutseerimisreaktsioonid võivad mõnikord tekitada süsinikmonooksiidi ja isegi süsinikdioksiidi. Saame kirjeldada reagentide muundamist toodeteks entroopia muutuse osas. Selles reaktsioonis muunduvad kaks tahket ühendit (metallioksiid ja süsinik) uueks tahkeks ühendiks (metall) ja gaasiks (süsinikoksiid või süsinikdioksiid). Viimasel reaktsioonil on kõrge entroopia.
Karbotermilistel redutseerimisreaktsioonidel on palju rakendusi, sealhulgas rauamaagi sulatamine kui peamine rakendus. Siin redutseeritakse rauamaak redutseeriva ainena süsiniku juuresolekul. See reaktsioon annab toodetena raudmetalli ja süsinikdioksiidi. Teine oluline näide on Leblanci protsess, kus naatriumsulfaat reageerib süsinikuga, andes naatriumsulfiidi ja süsinikdioksiidi.
Mis on metallotermiline reduktsioon?
Metallotermiline redutseerimisreaktsioon on teatud tüüpi keemiline reaktsioon, mis viiakse läbi sihtmetalli või sulami saamiseks lähtematerjalist, näiteks oksiididest või kloriididest, kasutades redutseerijana metalli. Enamik reaktiivsetest metallidest saadakse selle redutseerimisprotsessi kaudu. Nt. titaanmetall.
Seda tüüpi reaktsioonide tavaline näide on nioobiummetalli puhastamine. Selles redutseerimisreaktsioonis redutseeritakse nioobiumoksiid alumiiniummetalliga, et saada nioobiummetall ja alumiiniumoksiid. See on eksotermiline reaktsioon, mille käigus oksiidilisandid räbuvad ja me saame need sulanud nioobiummetallist eemaldada.
Mis vahe on karbotermilisel ja metallotermilisel reduktsioonil?
Karbotermiline redutseerimine ja metallotermiline redutseerimine on puhta metalli saamisel väga olulised reaktsioonid. Karbotermiline redutseerimisreaktsioon on teatud tüüpi keemiline reaktsioon, mille käigus ained, näiteks metalloksiid, redutseeritakse süsiniku juuresolekul. Metallotermiline redutseerimisreaktsioon seevastu on teatud tüüpi keemiline reaktsioon, mis viiakse läbi sihtmetalli või sulami saamiseks lähtematerjalist, näiteks oksiididest või kloriididest, kasutades redutseerijana metalli. Peamine erinevus karbotermilise ja metallotermilise redutseerimise vahel on see, et karbotermilise redutseerimise korral on redutseerijaks süsinik, samas kui metallotermilise redutseerimise korral on redutseerijaks metall.
Allpool infograafikat võetakse tabelina kokku karbotermilise ja metallotermilise redutseerimise erinevused.
Kokkuvõte – karbotermiline vs metallotermiline reduktsioon
Karbotermiline redutseerimine ja metallotermiline redutseerimine on puhta metalli saamisel väga olulised reaktsioonid. Peamine erinevus karbotermilise ja metallotermilise redutseerimise vahel on see, et karbotermilise redutseerimise korral on redutseerijaks süsinik, samas kui metallotermilise redutseerimise korral on redutseerijaks metall.
