Academia.eduAcademia.edu
Reacción aluminotermica Una reacción aluminotermica, es una reacción exotérmica, que utiliza el aluminio metálico como agente reductor a altas temperaturas. Este proceso, es usado industrialmente principalmente con el objetivo de producir aleaciones de hierro, sin embargo, puede utilizarse para cualquier metal que se encuentre por encima del aluminio en el diagrama de ellingham. El principal ejemplo de una reacción aluminotermica, es la reacción de la termita, la cual es una reacción entre el aluminio y un oxido de hierro, así: Fe2O3 + 2 Al → 2 Fe + Al2O3 Sin embargo, las aplicaciones mas importantes de la aluminotermia, son la producción de ferroaleaciones y la soldadura; ya que para la producción de hierro y de otros metales se utiliza otro agente reductor que es mas barato, el coque, el cual reemplaza al aluminio en una reacción carbotermica. Historia de la aluminotermia La aluminotermia, comenzó a partir de los experimentos del científico ruso Nicolay Beketov en la universidad de Jarkov en Ucrania, donde demostró que el aluminio puede restaurar metales a partir de sus óxidos sometido a altas temperaturas. Esta reacción fue utilizada por primera vez para la reducción de las emisiones del carbono libre en los óxidos metálicos. Además, la reacción es altamente exotérmica, sin embargo requiere de una alta energía de activación, puesto que primero es necesario romper los fuertes enlaces interatómicos que se presentan entre los solidos.. El oxido se calentó con la presencia de aluminio en un crisol, utilizando un horno, y se produjo una reacción que hizo posible la generación de pequeñas cantidades del metal. Mas tarde Hans Goldschmidt mejoró el proceso de la aluminotermia entre los años 1893 y 1898 mediante la ignición de una mezcla de oxido de metal fino y polvo de aluminio, lo que genera una reacción de arranque sin calentar la muestra externamente. Este proceso se patento en 1898 y se utilizo ampliamente en los últimos años para la soldadura, específicamente de vías férreas; ya que es posible de realizar en lugares remotos y sin la necesidad de utilizar muchas herramientas, y con una pequeña fuente que inicie el proceso, se pueden alcanzar temperaturas tan altas que pueden fundir el hierro. Aplicaciones La aluminotermia, es usada para la producción de multiples metales y ferroaleaciones, por ejemplo la obtención de niobio y vanadio a partir de sus oxidos, son dos de las mas utilizadas, y el proceso consiste en reducir el metal, a partir de la oxidación del aluminio, asi: 3 V2O5 + 10 Al → 5 Al2O3 + 6 V Aunque en teoría se puede usar para cualquier metal que se encuentre por encima de la línea del aluminio en un diagrama de ellingham. Otro de los usos mas comunes de la aluminotermia, es el de la soldadura de rieles de trenes in-situ, para instalaciones complejas o para reparaciones locales que no pueden hacer uso de otro tipo de soldadura continuamente, y adicionalmente esta es una opción económica. También es muy común la soldadura de los cables de cobre para realizar aplicaciones de polo a tierra, y este tipo de conexiones eléctricas han sido los únicos reconocidos por el IEEE como cables no empalmados continuos