To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Otrzymywanie tytanu metodą Krolla.
Metalurgia rok 4 gr. 2
Joniec Marek
Kotelon Paweł
Białko Krzysztof
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodą otrzymywania gąbki tytanowej przez redukcję chlorku tytanu(IV), (TiCl4) metalicznym magnezem z zastosowaniem instalacji modelowej.
Wykonanie ćwiczenia:
Do porcelanowego tygielka odważyć 2 - 3 [g] metalicznego magnezu i umieścić go w rurze żaroodpornej, zamykanej chłodzoną wodą głowicą z wkraplaczem służącym do wprowadzania do układu pomiarowego chlorku tytanu(IV). Po zmontowaniu reaktora usunąć z niego powietrze przy pomocy pompy próżniowej a następnie przepłukać układ argonem. Czynność tę należy kilkakrotnie powtórzyć (3-4 razy). Następnie należy podłączyć obieg wody chłodzącej głowicę i tak przygotowany układ włożyć do nagrzanego do zadanej temperatury pionowego pieca laboratoryjnego. (Redukcję prowadzi się w zakresie temperatur 850 - 900 °C). Po stopieniu magnezu do wkraplacza odmierzamy obliczoną ilość TiCl4 i wkraplamy go bardzo ostrożnie (po kilka kropel) do reaktora. Wkraplanie należy tak prowadzić, aby następna porcja TiCl4 wprowadzana była po przereagowaniu poprzedniej i obniżeniu się ciśnienia wewnątrz układu, co wskazuje kontrolny balonik. Po wkropleniu całej ilości chlorku tytanu(IV) należy odczekać 10-15 min, po czym wyjmujemy z pieca reaktor i chłodzimy wodą. Następnie tygiel z produktami reakcji ługujemy na zimno wodą zakwaszoną kwasem solnym w celu przeprowadzenia do roztwory MgCl2 oraz nieprzereagowanego magnezu. Uzyskaną gąbkę tytanową sączymy, płuczemy i suszymy do stałej masy w temperaturze nie przekraczającej 80 [°C] po czym ważymy.
Obliczenia ilości magnezu i chlorku tytanu potrzebnych do przeprowadzenia ćwiczenia:
Zachodząca reakcja:
TiCl4 + 2Mg = 2MgCl2 + Ti
Masa magnezu potrzebnego do redukcji:
mMg = 2 [g]
Masa TiCl4 redukowanego magnezem:
2*24,31 [g]Mg - 189,7 [g]TiCl4 2 [g]Mg - x [g]Ti x = 7,803 [g]TiCl4
Teoretyczna masa tytanu zredukowanego przez magnez z TiCl
(…)
… określających szybkość danej reakcji jest zmiana entalpii swobodnej:
ΔG0T = - RT lnK
Im zmiana entalpii reakcji jest mniejsza (niższa wartość ujemna) tym reakcja zachodzi (teoretycznie) szybciej. Ze względu na ten czynnik najlepszym reduktorem chlorku tytanu byłby potas, następnie sód i wapń (zbliżone wartości) oraz magnez. Aluminium praktycznie nie powinno reagować z chlorkiem tytanu.
Uzysk magnezu…
… określających szybkość danej reakcji jest zmiana entalpii swobodnej:
ΔG0T = - RT lnK
Im zmiana entalpii reakcji jest mniejsza (niższa wartość ujemna) tym reakcja zachodzi (teoretycznie) szybciej. Ze względu na ten czynnik najlepszym reduktorem chlorku tytanu byłby potas, następnie sód i wapń (zbliżone wartości) oraz magnez. Aluminium praktycznie nie powinno reagować z chlorkiem tytanu.
Uzysk magnezu…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)