Il processo alluminotermico

Materiali occorrenti:

Ossido di ferro III - Alluminio in polvere fine - Magnesio in nastrino - Refrattario o mattone - Calamita - Vetreria.

Richiami teorici:

Si tratta di una semplice reazione redox che, innescata dal calore, risulta, a compimento, fortemente esotermica. In essa si ha lo spostamento del ferro dal suo ossido ( riduzione ), con formazione di goccioline di metallo fuso, ed ossidazione dell'alluminio ad Al₂O₃, che ha l'aspetto di solido biancastro.

La reazione che avviene è la seguente:

2Al + Fe₂O₃ ¾® 2Fe + Al₂O₃ + calore ( 197 kcal. )

ovvero, in forma ionica:

Questa reazione è alla base di una importante applicazione pratica, il processo alluminotermico; questo veniva, un tempo, utilizzato per la saldatura delle rotaie ferroviarie. La miscela, chiamata termite, era anche alla base di alcuni tipi di bombe incendiarie.

Esecuzione dell'esperienza:

In una capsula di porcellana si mescolano con cura 1 g. di alluminio in polvere e 3 g. di ossido di ferro III. Quando la miscela è omogenea la si dispone su un mattone o su un refrattario, formando un piccolo mucchio nel quale si inserisce il nastrino di magnesio, che ha la funzione di innesco.

Si incendia il nastrino di magnesio e, a distanza di sicurezza, si osserva la reazione che velocemente procede con un bagliore e con forte sviluppo di calore.

Dopo aver lasciato raffreddare per alcuni secondi, si osservano i prodotti di reazione; questi, se tutto è proceduto correttamente, appaiono come masserelle grigiastre di ossido di alluminio e palline scure di ferro.

Disponendo di una piccola calamita è possibile riconoscere il ferro in quanto verrà da questa attratto.

Nota operativa: per un buon esito dell'esperienza è necessario utilizzare quantità stechiometriche dei reagenti, ricordando che la m.a.r. di Al è di 26.98 e la m.m.r.di Fe₂O₃ è di 159.69. Il rapporto deve essere sempre di 1:3.

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