遷移反應

遷移反應

遷移反應是指凝聚態物質與氣體結合生成氣態化合物,遷移到另一溫度與壓力的環境,又自行分解,達到物質的提純或改變物理狀態(或二者兼有)的反應。

概述

遷移反應是指凝聚態物質與氣體結合生成氣態化合物,遷移到另一溫度與壓力的環境,又自行分解,達到物質的提純或改變物理狀態(或二者兼有)的反應。例如,凝聚相物質M(單質或化合物)與氣體A(單質或化合物)在一定溫度及壓力下結合生成氣態化合物MA:

特點

(1)此氣態中間產物MA遷移到另一溫度為、壓力為的環境,由於物理條件的變化又行分解為M及氣體A。
碘化法碘化法提純鋯是化學遷移反應在冶金中套用的一個例子:
(2)提純過程在真空下有熾熱燈絲的碘化爐內進行(見圖碘化法提純鋯示意圖)。碘蒸氣與反應器周邊的原料粗鋯在200~280□下反應生成氣體ZrI,後者擴散到用電流加熱到1450的鎢絲上進行分解,將純鋯沉積在鎢絲上,成為“結晶棒”。碘化法提純鋯的效果見表1中國錦州鐵合金廠用碘化法提純鋯的數據(1975年)。碘化法還用於提純鈦、鉿、釩、鈮、鉭、釷等金屬。
羰基法用羰基法製備不同形態的高純鎳,是冶金中套用化學遷移反應原理的又一例:
(3)使氣相產物羰基鎳在不同於生成時的條件下分解,可獲得不同粒度的純鎳粉、鎳丸、鎳薄膜、鎳表面覆蓋層或鎳單晶等。羰基法製取純鎳粉已有工業規模生產。羰基法還用於製備純鐵、鈷、鉻、鉬、鎢等金屬粉,也可以製備一定組成的合金粉。
歧化反套用鋁的一價氯化物的歧化反應(dispro-portionreaction)從鋁或鋁合金(如鋁鐵或鋁矽合金)中提取純鋁:
(4)也是化學遷移反應在冶金中套用的一個例子。

條件

遷移反應的熱力學條件化學遷移反應是一個可逆反應,它必要的熱力學條件是:①生成氣相中間產物的反應自由焓表達式的符號必須相反。②反應向逆方向進行的轉化溫度必須是一個便於操作的溫度。如果溫度太高,則可採用真空以降低此溫度。高壓操作可提高反應速度,改善動力學條件。被遷移物質的遷移方向取決於生成氣相中間產物反應的焓變的符號(表2化學遷移反應與轉化溫度)。

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