Η βασική διαφορά μεταξύ της ανθρακοθερμικής και της μεταλλοθερμικής αναγωγής είναι ότι στην ανθρακοθερμική αναγωγή, ο αναγωγικός παράγοντας είναι ο άνθρακας, ενώ, στη μεταλλοθερμική αναγωγή, ο αναγωγικός παράγοντας είναι ένα μέταλλο.
Η καρβοθερμική αναγωγή και η μεταλλοθερμική αναγωγή είναι πολύ σημαντικές αντιδράσεις για τη λήψη καθαρού μετάλλου. Αυτές οι αντιδράσεις εφαρμόζονται κυρίως σε βιομηχανικές διεργασίες.
Τι είναι η Καρβοθερμική Αναγωγή;
Η ανθρακοθερμική αντίδραση αναγωγής είναι ένας τύπος χημικής αντίδρασης στην οποία η αναγωγή ουσιών όπως το οξείδιο μετάλλου λαμβάνει χώρα παρουσία άνθρακα. Εδώ, ο άνθρακας τείνει να ενεργεί ως αναγωγικός παράγοντας. Συνήθως, αυτός ο τύπος χημικών αντιδράσεων συμβαίνει σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Αυτές οι αντιδράσεις καρβοθερμικής αναγωγής είναι πολύ σημαντικές για την παραγωγή των στοιχειακών μορφών πολλών στοιχείων. Μπορούμε εύκολα να προβλέψουμε την ικανότητα των μετάλλων να συμμετέχουν σε καρβοθερμικές αντιδράσεις χρησιμοποιώντας διαγράμματα Ellingham.
Το Το διάγραμμα Ellingham είναι ένα γράφημα που δείχνει την εξάρτηση από τη θερμοκρασία της σταθερότητας των ενώσεων. Γενικά, αυτή η ανάλυση είναι χρήσιμη για την αύξηση της ευκολίας αναγωγής οξειδίων και σουλφιδίων μετάλλων. Το όνομα προέρχεται από την ανακάλυψή του από τον Harold Ellingham το 1944.
Εικόνα 01: Ένα διάγραμμα Ellingham
Οι αντιδράσεις καρβοθερμικής αναγωγής μπορούν να παράγουν μονοξείδιο του άνθρακα και μερικές φορές ακόμη και διοξείδιο του άνθρακα. Μπορούμε να περιγράψουμε τη μετατροπή των αντιδρώντων σε προϊόντα σχετικά με την αλλαγή της εντροπίας. Σε αυτή την αντίδραση, δύο στερεές ενώσεις (οξείδιο μετάλλου και άνθρακας) μετατρέπονται σε μια νέα στερεή ένωση (μέταλλο) και σε ένα αέριο (μονοξείδιο του άνθρακα ή διοξείδιο του άνθρακα). Η τελευταία αντίδραση έχει υψηλή εντροπία.
Υπάρχουν πολλές εφαρμογές των αντιδράσεων καρβοθερμικής αναγωγής, συμπεριλαμβανομένης της τήξης σιδηρομεταλλεύματος ως κύριας εφαρμογής. Εδώ, το σιδηρομετάλλευμα ανάγεται παρουσία άνθρακα ως αναγωγικού παράγοντα. Αυτή η αντίδραση δίνει ως προϊόντα σίδηρο μέταλλο και διοξείδιο του άνθρακα. Ένα άλλο σημαντικό παράδειγμα είναι η διαδικασία Leblanc όπου το θειικό νάτριο αντιδρά με τον άνθρακα, δίνοντας θειούχο νάτριο και διοξείδιο του άνθρακα.
Τι είναι η Μεταλλοθερμική Αναγωγή;
Μεταλλοθερμική αντίδραση αναγωγής είναι ένας τύπος χημικής αντίδρασης που διεξάγεται για τη λήψη ενός μετάλλου ή κράματος στόχου από υλικό τροφοδοσίας, όπως οξείδια ή χλωρίδια, χρησιμοποιώντας ένα μέταλλο ως αναγωγικό παράγοντα. Τα περισσότερα από τα δραστικά μέταλλα λαμβάνονται μέσω αυτής της διαδικασίας αναγωγής. Π.χ. μεταλλικό τιτάνιο.
Ένα κοινό παράδειγμα αυτού του τύπου αντίδρασης είναι ο καθαρισμός του μετάλλου νιοβίου. Σε αυτή την αντίδραση αναγωγής, το οξείδιο του νιοβίου ανάγεται από μέταλλο αλουμινίου για να δώσει μέταλλο νιοβίου και οξείδιο του αργιλίου. Είναι μια εξώθερμη αντίδραση όπου οι ακαθαρσίες οξειδίων σκουριάζουν και μπορούμε να τις αφαιρέσουμε από το λιωμένο μέταλλο νιόβιο.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της καρβοθερμικής και της μεταλλοθερμικής αναγωγής;
Η καρβοθερμική αναγωγή και η μεταλλοθερμική αναγωγή είναι πολύ σημαντικές αντιδράσεις για τη λήψη ενός καθαρού μετάλλου. Η αντίδραση ανθρακικής αναγωγής είναι ένας τύπος χημικής αντίδρασης στην οποία η αναγωγή ουσιών όπως το οξείδιο μετάλλου λαμβάνει χώρα παρουσία άνθρακα. Μια μεταλλοθερμική αντίδραση αναγωγής, από την άλλη πλευρά, είναι ένας τύπος χημικής αντίδρασης που διεξάγεται για να ληφθεί ένα μέταλλο ή κράμα στόχο από υλικό τροφοδοσίας όπως οξείδια ή χλωρίδια μέσω της χρήσης ενός μετάλλου ως αναγωγικού παράγοντα. Η βασική διαφορά μεταξύ της καρβοθερμικής και της μεταλλοθερμικής αναγωγής είναι ότι στην καρβοθερμική αναγωγή ο αναγωγικός παράγοντας είναι άνθρακας ενώ στη μεταλλοθερμική αναγωγή ο αναγωγικός παράγοντας είναι μέταλλο.
Παρακάτω infographic συνοψίζει τις διαφορές μεταξύ της καρβοθερμικής και της μεταλλοθερμικής αναγωγής σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Καρβοθερμική έναντι Μεταλλοθερμικής Μείωσης
Η καρβοθερμική αναγωγή και η μεταλλοθερμική αναγωγή είναι πολύ σημαντικές αντιδράσεις για τη λήψη ενός καθαρού μετάλλου. Η βασική διαφορά μεταξύ της ανθρακοθερμικής και της μεταλλοθερμικής αναγωγής είναι ότι στην καρβοθερμική αναγωγή, ο αναγωγικός παράγοντας είναι ο άνθρακας, ενώ, στη μεταλλοθερμική αναγωγή, ο αναγωγικός παράγοντας είναι μέταλλο.
