Πώς χρησιμοποιείται ο άνθρακας για τη μείωση των οξειδίων των μετάλλων όσον αφορά τα ηλεκτρόνια κίνησης;
Η βασική αντίδραση
Ο άνθρακας είναι ένας καλός παράγοντας αναγωγής επειδή χάνει εύκολα ηλεκτρόνια. Όταν ο άνθρακας αντιδρά με οξείδιο μετάλλου, αφαιρεί το οξυγόνο από το οξείδιο του μετάλλου, αφήνοντας πίσω του το καθαρό μέταλλο. Η γενική αντίδραση μπορεί να εκπροσωπηθεί έτσι:
`` `
Μεταλλικό οξείδιο + άνθρακα → μετάλλιο + διοξείδιο του άνθρακα
`` `
Παράδειγμα:σιδηρομετάλλευμα (fe₂o₃)
Ας χρησιμοποιήσουμε το παράδειγμα σιδηρομεταλλεύματος (Fe₂o₃), την κύρια πηγή σιδήρου:
`` `
Fe₂o₃ + 3c → 2fe + 3co
`` `
Κίνηση ηλεκτρονίων
1. Ο ρόλος του άνθρακα: Τα άτομα άνθρακα έχουν έντονη τάση να χάσουν ηλεκτρόνια και να σχηματίζουν θετικό φορτίο. Σε αυτή την αντίδραση, ο άνθρακας δρα ως ο παράγοντας μείωσης , δωρίζοντας ηλεκτρόνια στο οξείδιο του μετάλλου.
2. Ο ρόλος του μεταλλικού οξειδίου: Τα μεταλλικά οξείδια είναι συνήθως ιοντικές ενώσεις, που σημαίνει ότι περιέχουν μεταλλικά ιόντα (θετικά φορτισμένα) και ιόντα οξυγόνου (αρνητικά φορτισμένα). Τα ιόντα οξυγόνου στο οξείδιο πρέπει να κερδίσουν ηλεκτρόνια για να γίνουν ουδέτερα άτομα οξυγόνου.
3. Η μεταφορά:
* Τα άτομα άνθρακα χάνουν ηλεκτρόνια, καθιστώντας θετικά φορτισμένα ιόντα άνθρακα.
* Αυτά τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται στα ιόντα οξυγόνου στο οξείδιο του μετάλλου.
* Τα ιόντα οξυγόνου κερδίζουν ηλεκτρόνια και γίνονται ουδέτερα άτομα οξυγόνου.
4. Σχηματισμός διοξειδίου του άνθρακα: Τα άτομα οξυγόνου συνδυάζονται με τα ιόντα άνθρακα, σχηματίζοντας διοξείδιο του άνθρακα (CO₂).
Η κατώτατη γραμμή
Η διαδικασία μείωσης είναι ουσιαστικά μια μεταφορά ηλεκτρονίων από τον άνθρακα στο οξυγόνο στο οξείδιο του μετάλλου. Αυτή η μεταφορά ηλεκτρονίων σπάει τους δεσμούς στο οξείδιο του μετάλλου, απελευθερώνοντας το μέταλλο στη στοιχειακή του μορφή.
Σημαντική σημείωση: Αυτή η αντίδραση συμβαίνει συνήθως σε υψηλές θερμοκρασίες (σε υψικαμίνου, για παράδειγμα) για να παρέχει την απαραίτητη ενέργεια για τη μεταφορά ηλεκτρονίων.
