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sábado, 8 de diciembre de 2018

Aluminotermia


La aluminotermia, denominada en inglés thermite reaction o Goldschmidt Process en recuerdo del químico alemán que la patentó en 1895, es una reacción de oxidación-reducción que además resulta tremendamente exotérmica. Existen diversas variedades, en función de los reactivos que se utilicen. Los más habituales suelen ser los óxidos de hierro (II) y (III) mezclados (lo que da una sustancia cuya fórmula es Fe3O4) y aluminio. Los productos de la reacción son los de la sustitución simple.

La reacción es tan exotérmica que en el interior de la misma pueden llegar a alcanzarse los 2100 ºC. De ahí que resulte una reacción espectacular, con gran desprendimiento de luz. Y dado que la temperatura de fusión del hierro es de 1538 ºC, la transferencia de energía en forma de calor es tal que permite que el hierro obtenido pase al estado líquido. Esta circunstancia hace que sea una reacción química óptima para la soldadura de los raíles del ferrocarril. Como podéis observar en el vídeo que aparece que aparece debajo, para unir los dos extremos de los raíles se coloca una estructura de cerámica, y en su interior se deposita el hierro fundido que se ha obtenido de la aluminotermia que se ha producido en el interior del recipiente que se coloca sobre la estructura cerámica.

Te proponemos que como ejercicio calcules la variación entálpica, entrópica y de energía libre del proceso a la temperatura final de la reacción. Si suponemos que la masa de hierro depositada dentro de la estructura cerámica es de 150 g, deduce igualmente la transferencia de energía en forma de calor que se ha producido en el interior del bote situado encima.



2 comentarios:

  1. 3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe
    ∆H=-3347,6KJ
    ∆S=-153,4 J/K
    ∆G=-2,984•10^6 J
    La transferencia de energía en forma de calor que se ha producido es de -999 KJ.
    (He utilizado valores de entropía para el hierro líquido que he buscado en internet)

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    1. Coincido con tus resultados a la primera y última pregunta. No tenemos los mismos valores para la variación entrópica (-216,3 J/K) y de entropía libre (-2834,3 kJ). He utilizados los datos de las tablas y he obviado la fusión del hierro a 1538 ºC

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