概要:
酸化鉄(III)、アルミニウム粉末、過マンガン酸カリウムの山に少量のグリセリンを加えると、炎、火花、溶けた鉄が生成されます。
目的/目標:
発熱反応の概念、鉄の冶金学、および活性化エネルギーについて説明します。
実験の説明:
酸化鉄(III)とアルミニウムの反応は、式で表すことができる。
Fe2O3 (s) + 2 Al (s) → Al2O3 (s) + 2 Fe (s)
この反応は「テルミット」プロセスと呼ばれる一群の反応であり、溶接、金属の酸化物からの調合、焼夷弾の製造などに工業的に用いられてきたものである。 7211>
テルミット反応は、過マンガン酸カリウムとグリセリンの混合物から放出される熱によって開始される。 所望の反応を開始させるためにマグネシウム・リボンの点火を用いることは、与えられたものほど信頼できるものではない。
材料の調製。
- 50 – 55 g 酸化鉄 (III) 粉末、Fe2O3
- 15 g アルミニウム粉末
- 20 – 25 g 過マンガン酸カリウム、KMnO4
- 5 – 6 mL グリセリン(グリセロール)、C3H5 (OH)3
- スコップ
- 1. 2 ½ in. 6584>
- フィルターペーパーまたはペーパータオル(鉢の底に合うもの)
- 鉄製リング(内径6~7cm)
- 1 mリングスタンド
- セメント板(耐熱)-約0. 1 m x 1 m
- 乾燥砂を入れた大型金属バケツ
- 透明安全シールド
- 10 mLビーカー
- トング
- 熱保護手袋
2 テラコッタ植木鉢、約0.5L
このデモンストレーションは換気の良い広い部屋か屋外でのみ行うこと。 反応により多量の煙が発生する。 火花は垂直方向に2m、水平方向に5m飛ぶことがある。 実験区域には可燃物を置かない。 ペーパータオルやろ紙を土鍋の底の開口部に敷き、その土鍋をもう一つの土鍋の中に入れる。 酸化鉄(III)とアルミニウムの粉末をよく混ぜ合わせる。 この混合物を鍋の中にすくい入れる。 混合物の中央に小さな円錐形のくぼみを作る。 深さ2cm、幅1~2cm。 このくぼみに過マンガン酸カリウムの結晶を20~25g入れる。 7211>
リングスタンドの上部に固定した金属製のリングの中に土鍋を入れる。 耐熱セメント板の真ん中にリングスタンドを置く。 溶けた鉄を受けるために、反応釜の下1mくらいのところに砂浴びを置く。 火花から身を守るために安全シールドを使用する。
発表:
小ビーカーにグリセリン5~6mLを入れる。 KMnO4結晶のくぼみにグリセリンをすばやく注ぎます。 すぐに下がってください。 15秒程度で着火する。 炎、飛び散る火花、煙、粉塵が発生する。 溶けた鉄が鍋の穴から砂浴びへ流れ込む。 反応が終わったら、トングで白熱した鉄を拾い上げる。
危険:
この実演は強い熱と溶けた金属を発生させる。 消火器はいつでもすぐに使えるようにしておく必要があります。 高温の鉄に水を加えると爆発性の水素ガスが発生するため、消火に水を使用しないでください。 テルミット反応による火災は制御が困難な場合があるため、化学物質を推奨量より多く使用しないこと。 火花から保護するために安全シールドを使用すること。 溶融した鉄に触れないように注意する。 熱保護手袋を着用し、高温の製品はトングで取り扱う。 KMnO4は、溶液または乾燥状態で有機物や酸化しやすい物質と接触すると爆発することがあるので、取り扱いには十分注意してください。 煙や粉塵が出るので、講義終了後は換気の良い部屋で実演すること。
廃棄方法:
生成した固体は室温まで冷却する。 固形物はすべて廃棄物容器に掻き出すことができます。
ビデオ:
一般概念:
- 熱力学
反応の種類:
- 発熱
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