واکنش ترمیت — به زبان ساده

۱۲۰۲۴ بازدید
آخرین به‌روزرسانی: ۰۹ اردیبهشت ۱۴۰۲
زمان مطالعه: ۳ دقیقه
واکنش ترمیت — به زبان ساده

واکنش ترمیت از جمله واکنش‌های شیمیایی است که همواره در آزمایشگاه‌های شیمی برای بررسی واکنش‌های گرماده و گرماگیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عبارت دیگر، در واکنش ترمیت یک فلز را می‌سوزانید اما این سوختن، بسیار سریع‌تر از سرعت معمول در یک واکنش اکسایش است. از جمله کاربردهای اصلی این واکنش در جوشکاری است و توجه داشته باشید برای انجام این آزمایش، موارد ایمنی باید حتما رعایت شوند چراکه این آزمایش به شدت گرماده و خطرناک است.

اکسید آهن و پودر آلومینیوم

«واکنش ترمیت» (Thermite Reaction) به طور معمول شامل پودر آلومینیوم و اکسید فلز است که در بیشتر موارد از اکسید آهن بهره می‌گیرند. واکنش‌دهنده‌ها را به کمک ماده‌ای همچون «دکسترین» (Dextrin) به یکدیگر می‌چسبانند تا از هم جدا نشوند. علاوه بر این، پیش از واکنش، برای جلوگیری از جدا شدن مواد می‌توان آن‌ها را با یکدیگر مخلوط کرد. این مخلوط، تا زمانی حالت پایدار خود را حفظ می‌کند که به دمای مورد نظر واکنش (دمای شعله) نرسیده باشد. توجه داشته باشید که بعد از مخلوط کردن این دو ماده، به هیچ عنوان ‌آن‌ها را در دستگاه خردکن قرار ندهید.

مواد لازم برای انجام واکنش ترمیت

برای انجام واکنش ترمیت به مواد زیر نیاز خواهید داشت:

  • ۵۰ گرم پودر $$Fe_2O_3$$
  • 15 گرم پودر آلومینیوم
  • کاغذ صافی

برای تهیه پودر آلومینیوم کافی است فویل‌های آلومینیومی را در داخل یک مخلوط‌کن (خردکن) قرار دهید و آن‌ها را به پودر تبدیل کنید. البته توجه داشته باشید که آلومینیوم، سمی است و برای پودر کردن آن باید از دستکش، ماسک و عینک ایمنی استفاده کنید تا از تماس آن با پوست یا استنشاق آن جلوگیری شود. در انتها نیز تمامی لباس‌ها و دستگاه‌های در تماس با پودر آلومینیوم را بشویید. لازم به ذکر است که پودر آلومینیوم نسبت به فویل و شمش آن، واکنش‌پذیری بسیار بیشتری دارد.

اکسید آهن را می‌توان از زنگ آهن یا مگنتیت (کلوخه آهن) تهیه کرد. در برخی مناطق ساحلی، برای بدست آوردن مگنتیت کافی است تا آهنربایی را از کنار ماسه‌های ساحلی عبور دهید. زمانی که مواد لازم را آماده کردید، برای شروع واکنش ترمیت تنها به حرارت نیاز دارید.

انجام واکنش ترمیت

یک کاغذ صافی را به شکل مخروط تبدیل می‌کنیم و مخلوط حاصل را درون آن قرار می‌دهیم. دمای مورد نیاز برای شروع واکنش ترمیت بسیار بالا است و به همین دلیل برای فعالسازی آن به انرژی گرمایی زیادی نیاز داریم. برای این کار می‌توانید از یک کپسول گاز پروپان کنید. البته برای انجام این واکنش، شعله باید حتما به مخلوط نزدیک شود که این کار نیازمند احتیاط و رعایت موارد ایمنی است. از یک نوار منیزیم نیز می‌توان به عنوان فتیله برای شروع واکنش ترمیت بهره برد و با استفاده از فندک آشپزخانه، آن‌را شعله‌ور کرد.

در انتها و پس از پایان واکنش، از یک انبر نسوز برای برداشتن فلز مذاب استفاده کنید. به هیچ عنوان بر روی فلز ذوب شده آب نریزید یا آن را در داخل آب فرو نبرید.

واکنش ترمیت

واکنش شیمیایی

معادله کلی در واکنش ترمیت به صورت زیر است:

نور و حرارت + $$\mathrm {Fe}_{2} \mathrm {O}_{3}+2 \mathrm{Al} \rightarrow 2 \mathrm {Fe}+\mathrm {Al}_{2} \mathrm{O}_{3}$$

همانطور که می‌بینید، این واکنش را می‌توان در دسته واکنش‌های اکسایش و کاهش قرار داد که در آن، یک فلز اکسید می‌شوند و دیگری کاهش می‌یابد. سرعت این واکنش را می‌توان با اضافه کردن منبع دیگری از اکسیژن، افزایش داد. به طور مثال،‌ انجام آزمایش در بستری از یخ خشک، نور بسیار شدیدی تولید می‌کنند.

همانطور که در ابتدای متن نیز به آن اشاره شد، واکنش ترمیت به شدت گرماده است. علاوه بر این‌که نباید به شعله حاصل از واکنش، نزدیک شد و مواد نیز به صورت انفجاری از آن به بیرون پرتاب می‌شوند، واکنش، نور بسیار شدیدی نیز تولید می‌کند که برای چشم، زیانبار است.

جوشکاری ریل راه‌آهن به کمک واکنش ترمیت

نکات ایمنی در خصوص انجام واکنش ترمیت

از ‌آن‌جایی که این واکنش، نور و گرمای بسیار زیادی تولید می‌کند، انجام آن باید تنها در آزمایشگاه و در شرایطی ایمن صورت بگیرد. در ادامه، برخی از نکات ایمنی مربوط به این آزمایش بیان می‌شوند.

  • تنها معلمان و اساتید شیمی این آزمایش را انجام دهند و از دانش‌آموزان برای انجام این آزمایش استفاده نشود.
  • از عینک ایمنی استفاده کنید.
  • از یک کپسول آتش‌نشانی برای خاموش کردن شعله‌های حاصل از واکنش و مواد مشتعل کمک بگیرید اما سعی نکنید که انجام واکنش را با این کار، متوقف کنید چراکه بعد از شروع واکنش، متوقف کردن سریع آن امکان‌پذیر نیست.
  • آمادگی لازم را برای جمع‌آوری شعله‌های پرتاب شده داشته باشید. بهتر است از یک محافظ شیشه‌ای در اطراف ظرف آزمایش استفاده کنید.
  • تحت هیچ شرایطی نباید آهن مذاب یا سرباره آن با آب تماس پیدا کند چون در اثر این اتفاق، واکنشی انفجاری خواهیم داشت.
  • سوزاندن نوار منیزیم، نور ماورا بنفش تولید می‌کند. اگر شیشه محافظ از نوع پلی‌کربنات باشد، به طور معمول، نور UV را جذب می‌کند اما در هر صورت، نباید به طور مستقیم به آن نگاه کرد.
  • اگر به هر دلیل، پس از اعمال شعله بر روی مواد واکنش، واکنش انجام نشد، پیش از نزدیک شدن به مخلوط، باید یک دقیقه صبر کرد.
  • با توجه به پرتاب مواد مشتعل به هنگام واکنش، نباید در شعاع ۳ متری از ظرف واکنش، هیچ ماده اشتعال‌پذیری قرار داشته باشد.
  • میز انجام واکنش باید با ردیف اول کلاس، فاصله‌ای حداقل ۵ متری داشته باشد.
  • معلم آزمایشگاه، به سرعت بعد از اعمال شعله بر روی مخلوط واکنش، باید ۴ تا ۵ متر از محل واکنش فاصله بگیرد.
بر اساس رای ۴۷ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.
منابع:
ThoughtCochemdemos
۱۰ دیدگاه برای «واکنش ترمیت — به زبان ساده»

سلام ترمیت رو چطور میتونیم خنثی کنیم یا از بین ببریم

عرض سلام و ادب .مقاله جالبي بود .براي آزمايش امكانش هست كه از ظروف سنگي استفاده كنيم ؟ اگر نه .چه ظروفي را پيشنهاد ميكنيد .همچنين ميتونيم درظرف را ببنديم ؟ مشكلي پيش نمي آيد ؟
يه سوال ديگه هم داشتم. اگر در ظرفي كه واكنش :
(FeCl3 + NaOH >> FeOH + NaCl) مقداري پودر آلومينيوم بريزيم .باز هم واكنش جابه جايي بين آهن و آلومينيوم رخ ميدهد ؟ آيا اين واكنش به خطرناكيه واكنش ترميت هست ؟

سلام. مقاله جالبی بود. 2 سوال داشتم. 1)میتونیم این واکنش را در ظروف سنگی انجام بدهیم؟ اگر نه از کدام ظروف استفاده کنیم؟ . امکان پرت شدن در ظرف وجود دارد؟
2) اگر FeoH بدست آمده از ترکیب FeCl3 و NaOHرا با آلومینیوم ترکیب کنیم آیا میتونیم انتظار واکنش جابه جایی یگانه را داشته باشیم؟ اگر بله. آیا این واکنش به خطرناکیه واکنش ترمیت هست؟
ممنون از پاسختان

بنده بارها و بارها این کار را انجام داده ام ..اگر اصول ایمنی رو رعایت کنید مطمئن باشید هیچ خطری نخواهد داشت …
امیدوارم با ازمایش و ثبت نتایج به مطالب جدیدی پی ببرید که هم برای سهولت کارها از ان استفاده شود هم سرعت ..ان شاالله

درود به شما و ممنون از آگهی بخشی سخاوتمندانه حضرتعالی ، بنده سوالی از حضورتان داشتم : آیا بجای اکسید آهن میتوان از خراشیدن زنگ زدگی های آهن هم استفاده کرد یا اینکه اکسید آهن مورد نظر در واقع چیزی غیر از اکسیداسیونی است که بر اثر رطوبت در آهن و فولاد پدید میاد ؟ همچنین آیا میتوان از سرپیک و یا فندک های صنعتی که با گاز بوتان کار میکنن مخلوط مورد نظر را فعال نمود ؟!
ممنون و سپاسگزار

سلام و خسته نباشید سوالم یکم با این مقاله مغایرت داره ببخشید
دستگاه تست نمونه شمش ریخته گری چه عوارض و مضراتی داره ؟
بی زحمت توضیح بدید

با سلام؛

همانطور که در داخل متن ذکر شده،‌ اکسید آهن را می‌توان از زنگ آهن یا کلوخه آهن (مگنتیت) تهیه کرد. برای فعال‌سازی نیز می‌توان از هر نوع شعله‌ای با دمای بالا بهره برد.

با تشکر از همراهی شما با مجله فرادرس

سلام ممنون ببخشید من یک سوال داشتم واکنش کپسول ضدحریق با آتش گرماگیر هست یا
گرماده؟????

با سلام؛

کپسول‌های ضد حریقی که از سدیم بی‌کربنات بهره می‌گیرند در دمای ۲۷۰ درجه سانتی‌گراد تجزیه می‌شوند و آنتالپی واکنش برابر با ۹۱ کیلوژول بر مول است و فرآورده‌های همچون آب، دی‌اکسید کربن و سدیم کربنات تولید می‌کند. این نوع واکنش با جذب گرما، گرماگیر به شمار می‌آید.

با تشکر از همراهی شما با مجله فرادرس

عالی بود

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *