<p>Reacción de termita: El dióxido de metal y el polvo de metal forman la termita, que es una composición pirotécnica. La termita experimenta una reacción exotérmica de reducción-oxidación (redox) cuando se enciende por calor o una reacción química. En general, este tipo de planta no es explosiva, pero puede generar breves ráfagas de alta temperatura y calor en un espacio reducido. Asimismo, la acción de la pólvora es similar a la de las mezclas de combustibles y oxidantes.
Las termitas vienen en una variedad de composiciones. Los siguientes materiales se utilizan como combustibles: aluminio, magnesio, titanio, zinc, silicio y boro. El bajo costo y el alto punto de ebullición del aluminio lo convierten en un metal común. Los oxidantes incluyen óxido de bismuto (III), óxido de boro (III), óxido de silicio (IV), óxido de cromo (III), óxido de manganeso (IV), óxido de hierro (III), óxido de hierro (II, III), cobre (II) óxido y óxido de plomo (II, IV).
En la soldadura con termita, el proceso también se conoce como proceso Goldschmidt. Las armas incendiarias y municiones incapacitantes también se utilizan para termómetros. Los iniciadores pirotécnicos similares a la termita se utilizan comúnmente en los fuegos artificiales.
Índice de contenidos
¿Qué es una reacción de termita en química?
Una reacción química interesante que puedes probar es la reacción de la termita. Es básicamente lo mismo que quemar metal, excepto que es mucho más rápido que con la oxidación normal. Una aplicación práctica (por ejemplo, soldadura) de esta reacción elemental es fácil de lograr. A pesar de que la reacción es altamente exotérmica y potencialmente peligrosa, no tema intentarlo. Sin embargo, use las precauciones de seguridad adecuadas.
Reacción de termita
Normalmente se agrega óxido de hierro al polvo de aluminio para producir termita. Los aglutinantes (p. Ej., Dextrina) generalmente se mezclan con estos reactivos para evitar que se separen, aunque puede mezclar los materiales justo antes de la ignición sin un aglutinante. Un termómetro podrá decir cuándo ha alcanzado su temperatura de ignición, pero no triture los ingredientes. Se necesita lo siguiente:
- 50 g de Fe2O3 finamente pulverizado
- 15 g de polvo de aluminio
Puede recuperar polvo de aluminio del interior de un Etch-a-Sketch si no puede encontrar polvo de aluminio. También se puede usar una licuadora o un molinillo de especias para mezclar papel de aluminio. ¡Debes tener cuidado! Hay un elemento tóxico en el aluminio. Evite inhalar el polvo o tocarse la piel con las manos desnudas. Limpie su ropa así como cualquier instrumento que pueda haber estado expuesto a la electricidad. En comparación con el metal sólido con el que entra en contacto todos los días, el polvo de aluminio es mucho más reactivo.
Tanto el óxido como la magnetita contienen óxido de hierro. La magnetita se puede encontrar en las playas pasando un imán por la arena. (Por ejemplo, el óxido de una sartén también puede contribuir al óxido de hierro).
Solo es cuestión de elegir la fuente de calor adecuada para encender la mezcla una vez que la tengas.
Realizar la reacción de termita
- Se necesita mucho calor para iniciar la reacción de la termita debido a su alta temperatura de ignición.
- Se puede usar un soplete de gas propano o MAPP para encender la mezcla. Es importante tener cuidado al usar antorchas de gas porque proporcionan calor confiable y constante. La reacción tiende a ser sensible a tu proximidad.
- El fusible se puede fabricar con tiras de magnesio.
- Se pueden usar bengalas para encender la mezcla. Las luces de bengala son una de las opciones más baratas y fáciles, pero no proporcionan calor constante. Para encender una bengala, use una grande en lugar de una pequeña de color.
- La mezcla se puede encender con un encendedor o una caja de cerillas si está usando óxido de hierro (III) en polvo y aluminio. Evite las quemaduras por flash usando pinzas.
- El metal líquido se puede recoger con pinzas una vez finalizada la reacción. Coloque el metal en el agua pero no le eche agua.
- Dependiendo de los metales que utilizó, la reacción de la termita implica una reacción química que implica oxidación o combustión.
La reacción química de la reacción termita
Además del óxido de hierro negro o azul (Fe3O4), se pueden utilizar óxido de hierro rojo (III) (Fe2O3), óxido de manganeso (MnO2), óxido de cromo (Cr2O3) y óxido de cobre (II). Los metales casi siempre se oxidan con aluminio.
La reacción química típica es:
Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3 + calor y luz
La reacción es tanto una reacción de oxidación-reducción como un ejemplo de combustión. La oxidación de un metal reduce su óxido. Agregar otra fuente de oxígeno puede aumentar la velocidad de la reacción. Una exhibición espectacular resulta de realizar la reacción de la termita en un lecho de hielo seco (dióxido de carbono sólido).
Riesgos
Debido a su alta temperatura y dificultad para detener la reacción una vez iniciada, el uso de termita es extremadamente peligroso. Durante la reacción, pequeñas corrientes de hierro fundido escapan a distancias considerables, derritiendo recipientes de metal y encendiendo su contenido. Además, los metales inflamables con puntos de ebullición muy bajos, como el zinc (con un punto de ebullición de 907 ° C, aproximadamente 1370 ° C por debajo de la temperatura a la que se quema la termita), podrían potencialmente rociar violentamente el metal en ebullición sobrecalentado en el aire, por alguna razón. , la termita está contaminada con sustancias orgánicas, óxidos hidratados y otros compuestos capaces de producir gases al calentarse o reaccionar con los componentes de la termita, los productos de reacción pueden pulverizarse.
También se puede rociar una mezcla de termita y aire, con suficientes espacios vacíos, si se quema lo suficientemente rápido y contiene suficiente aire. Las siguientes razones hacen deseable el uso de polvos relativamente crudos con reacciones moderadas de modo que los gases calientes puedan escapar de la zona de reacción.
Al verter termita nueva sobre escoria caliente recién encendida, por ejemplo, se puede precalentar accidentalmente la termita antes de la ignición. Una pieza encendida de termita precalentada puede arder casi instantáneamente, liberando luz y calor a un ritmo mucho más alto de lo normal, provocando quemaduras y daños en los ojos a una distancia que de otro modo sería bastante segura.
La termita se puede formar accidentalmente cuando los trabajadores usan metales ferrosos para moler y cortar ruedas con materiales abrasivos. El aluminio puede reaccionar violentamente con estos óxidos en esta situación; esto crea un riesgo de explosión.
Mezclar agua con termita o verter agua sobre termita ardiendo puede causar una explosión de vapor, rociando fragmentos calientes en todas direcciones.
Uno de los ingredientes principales de la termita también se usó para recubrir o dopar el Hindenburg, probablemente contribuyendo a su ardiente desaparición, debido a sus propiedades para reflejar el calor y aislar el calor. Esta fue una teoría presentada por el ex científico de la NASA Addison Bain y luego probada a pequeña escala por el programa de televisión de realidad científica MythBusters con resultados semi-inconclusos (se demostró que no es solo culpa de la reacción de la termita, sino que conjeturaba que era una combinación de eso y la quema de gas hidrógeno que llenaba el cuerpo del Hindenburg).
Otro video encontrado en Internet también fue probado por el programa MythBusters, en el que se encendió una cantidad de termita mientras estaba sobre varios bloques de hielo, provocando una explosión repentina. A 50 metros del punto de explosión, encontraron trozos de hielo. Jamie Hyneman especuló que la mezcla pudo haber sido aerosolizada, quizás por vapor, lo que hizo que se quemara aún más rápido.
Además de ser escéptico sobre una teoría, también expresó su escepticismo sobre otra: la idea de que la reacción separó el hidrógeno del oxígeno en el hielo y provocó que se incendiara. En esta explicación, el aluminio fundido a altas temperaturas reacciona con el agua para provocar una explosión. A altas temperaturas, el aluminio libera hidrógeno y se oxida, liberando oxígeno en el proceso.
Notas de seguridad de la reacción de termita
Durante las reacciones de termita, la temperatura aumenta rápidamente. También puede dañar sus ojos al mirar la luz muy brillante producida por la reacción, además de quemarse si se acerca demasiado a ella o si se expulsa material de ella. Las superficies a prueba de fuego solo deben usarse para reacciones de termita. Intente encender la reacción desde una gran distancia, mientras usa ropa protectora.
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