náhled|vpravo|Karbotermní redukce roztaveného dusičnanu draselného dřevěným uhlím na dusitan draselný
Karbotermní reakce jsou redoxní reakce, při kterých jsou sloučeniny, často oxidy kovů, redukovány za pomocí uhlíku (C). Obvykle se provádějí v obloukových nebo dozvukových pecích. Teploty při takových redukcích dosahují stovek °C.
Schopnost kovů účastnit se karbotermních reakcí lze určit pomocí Ellinghamových diagramů.
Produkty těchto reakcí bývají oxid uhelnatý (CO) a oxid uhličitý (CO2).
Během karbotermních reakcí se přeměňují dvě pevné látky, oxid kovu a uhlík, na jednu pevnou látku (kov) a plyn (COx); vyšší entropie produktů usnadňuje její průběh.
Využití Důležitou karbotermní reakcí je výroba železa, zjednodušeně popsatelná rovnicí: 2 Fe2O3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO2
Fosfor se vyrábí karbotermními redukcemi fosforečnanů, například fluoroapatitu: 4 Ca5(PO4)3F + 18 SiO2 + 30 C → 3 P4 + 30 CO + 18 CaSiO3 + 2 CaF2
Při výrobě sody Leblancovým procesem se v prvním kroku redukuje síran sodný uhlíkem na sulfid, Na2SO4 + 2 C → Na2S + 2 CO2
který následně reaguje s uhličitanem vápenatým za vzniku uhličitanu sodného.
Výroba křemíku Křemík o metalurgické čistotě lze také získat karbotermní reakcí: SiO2 + C → Si + CO2
Obměny Karbotermní reakce mohou být spojeny s dalšími přeměnami. Příkladem může být chloridový proces sloužící k oddělení titanu z ilmenitu, využívaného jako nejvýznamnější ruda titanu. Směs uhlíku a drcené rudy se zahřívá na 1000 °C, přičemž je do reakčního prostředí přidáván plynný chlor, což vede k tvorbě chloridu titaničitého: 2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 6 C → 2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO
V některých případech se karbotermní reakcí místo kovu vytvoří jeho karbid; proto se například u titanu nepoužívá samotný uhlík a oxid chromitý (Cr2O3) se redukuje hliníkem.
Reference
Kategorie:Redoxní reakce Kategorie:Uhlík