Hidroxid sót lehet hidriddé redukálni ha teljesen szárazon, faszénnel vagy alumínium porral alaposan összekeverve magas hőmérsékleten hevítjük (1000 celsius vagy még több) ?

A kérdésed gyakorlatilag megválaszolhatatlan, mert minden egyes kémiai elem vegyületei máshogy viselkednek az ilyen jellegű átalakítási folyamatokban.

Érdemes már csak az ismert eljárásokkal foglalkozni, hisz már minden gyakorlatilag számító lehetőség ki van kutatva - de ha valami újat akarsz, akkor azt neked kell kipróbálnod a kiválasztott anyagokkal.

Hidroxid sók redukálása hidriddé

A hidroxid sók általános képlete:

𝑀

(

𝑂

𝐻

)

𝑥

M(OH)

x

​

, ahol

𝑀

M egy fémion. A kérdés az, hogy ezeket a sókat magas hőmérsékleten faszénnel vagy alumíniumporral lehet-e hidriddé redukálni. Vizsgáljuk meg a folyamat részleteit.

1. Hidroxidok bomlása magas hőmérsékleten

Amikor a hidroxidokat magas hőmérsékletre hevítjük (például 1000 °C fölött), azok általában bomlanak, és nem maradnak stabilak. A bomlás folyamata során fém-oxid és vízgőz keletkezik:

𝑀

(

𝑂

𝐻

)

𝑥

→

𝑀

𝑂

𝑥

+

𝑥

2

𝐻

2

𝑂

M(OH)

x

​

→MO

x

​

+

2

x

​

H

2

​

O

A keletkező víz (gőz formájában) oxidációs környezetet teremt, amely megakadályozza a hidrogén redukcióját

𝐻

−

H

−

-ionokká.

2. Redukciós mechanizmus és termodinamikai akadályok

Redukálószerek hatása: A faszén (szén) és az alumíniumpor magas hőmérsékleten jó redukálószerek, de nem elég erősek ahhoz, hogy a

𝐻

−

H

−

-ionokat közvetlenül létrehozzák. Ehelyett csak oxigént vonnak el a vegyületekből, például oxidokat alakítanak át tiszta fémekké.

A víz jelenléte: A hidroxid bomlásából származó vízgőz megakadályozza a redukciót, mert oxidációs hatást fejt ki a rendszerben.

Termodinamikai szempontok: A

𝐻

−

H

−

-ionok stabilitása nagyon alacsony, ezért csak speciális körülmények között, például fém-hidridek előállításakor keletkeznek. A hidroxid sók nem alkalmasak kiindulási anyagnak.

3. Foszfid sók előállításának összehasonlítása

A foszfid sók (

𝑀

𝑥

𝑃

𝑦

M

x

​

P

y

​

) előállítása hasonló körülmények között lehetséges, például foszfát sók redukciójával faszén vagy alumíniumpor jelenlétében, mert:

A foszfor oxidációja faszénnel vagy alumíniummal könnyen gátolható.

A foszfor stabil kötéseket hoz létre a fémionokkal, így foszfidok keletkeznek:

𝑀

3

(

𝑃

𝑂

4

)

2

+

8

𝐶

→

100

0

∘

C

3

𝑀

𝑥

𝑃

𝑦

+

𝐶

𝑂

M

3

​

(PO

4

​

)

2

​

+8C

1000

∘

C

​

3M

x

​

P

y

​

+CO

Ez a módszer foszfid sók előállítására hatékony, mert a redukciós környezet kedvez a foszfor vegyületeinek átalakításához.

4. Összegzés

Hidroxid sók hidriddé redukálása: Nem valószínű, hogy hidroxidokat faszénnel vagy alumíniumporral magas hőmérsékleten hidriddé lehet redukálni. A bomlás során keletkező vízgőz oxidációs környezetet hoz létre, és a redukciós mechanizmus termodinamikailag nem kedvez a

𝐻

−

H

−

-ionok képződésének.

Foszfidok előállítása: A foszfid sók viszont hasonló körülmények között előállíthatók, mivel a foszfor vegyületek könnyebben redukálhatók faszén vagy alumínium segítségével.