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Publicada porjerson alvarado Modificado hace 6 años
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Capítulo 0: Diagramas de Ellingham
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Metales en la Naturaleza Óxidos o minerales transformables en óxidos. Método general de obtención de metales Reducción de óxidos. Variación de la energía libre de formación del óxido Posibilidad de reducción de los óxidos metálicos por descomposición térmica y mediante otro elemento ¡OJO! Se considera la variación de energía libre, ΔG o, correspondiente a la transformación de un mol de oxígeno M(s) + O 2 (g) MO 2 (s) ΔG o /mol O 2 2 M(s) + O 2 (g) 2 MO (s) ΔG o /mol O 2 Reacciones exotérmicas (ΔH o < 0) y disminuye el desorden (ΔS o < 0). Si se consideran ΔH o y ΔS o constantes rectas, de pendientes positivas. Pendiente positiva Al T, el óxido es menos estable ΔG o menos negativo Representaciones de ΔG o en función de T (ΔG o = ΔH o - T ΔS o ) Diagramas de Ellingham. Introducción
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Reducción de óxidos por descomposición térmica Temperatura de equilibrio Corte de la recta de la reacción de formación del óxido (ΔG o vs T) con la línea ΔG o =0 Para T<Tequilibrio ΔG o <0 Formación del óxido Para T>Tequilibrio ΔG o >0 Descomposición del óxido ¡OJO! Sólo aplicable a óxidos de metales nobles (menos activos)
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Reducción de óxidos con otro elemento Se restan dos reacciones de formación de óxidos Cuando la diferencia de ΔG o sea negativa Reducción espontánea del óxido por otro elemento Proceso en el que el reductor es aluminio Aluminotermia Un elemento reduce al óxido de otro cuya recta quede por encima de la del reductor en el diagrama de Ellingham. Y + 2XO = 2X + YO2
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Y y XO estables YO 2 y X estables
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Carbono como reductor de óxidos metálicos Reacciones 2 C (s) + O 2 (g) 2 CO (g) Aumento del nº moléculas gaseosas, aumenta la entropía (la pendiente negativa). C (s) + O 2 (g) CO 2 (g) No cambia el nº moléculas gaseosas, no hay cambio de entropía (pendiente casi nula). 2CO (g) + O 2 (g) 2 CO 2 (g) Disminución del nº moléculas gaseosas, disminuye la entropía, (pendiente positiva). Diagrama de Ellingham Punto de corte de las tres reacciones (978 K) T<983 K Formación de CO 2 favorecida por la tercera reacción CO como reductor a baja T T>983 K Formación de CO favorecida por la primera reacción C como reductor a alta T Reducción de óxidos con otro elemento
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Ejemplo: Proceso siderúrgico Reducción de óxidos de hierro con carbón de coque en los altos hornos. Boudouard)
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¡OJO! T (ºC)
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