Termite: miscela incendiaria, reazioni
La termite è una miscela incendiaria costituita da un ossido metallico che funge da ossidante e un metallo più attivo in forma di polvere che funge da combustibile.
Le reazione della termite detta anche reazione di Goldschmidt, scoperta nel 1893 e brevettata nel 1895 dal chimico tedesco Hans Goldschmidt, è una reazione altamente esotermica in cui il metallo più reattivo riduce l’ossido metallico ossidandosi e rilasciando una grande quantità di energia nel corso della reazione.
Reazione della termite
Abitualmente la reazione è condotta bruciando una miscela di ossido di ferro e polvere di alluminio con ottenimento di energia così elevata da provocare la fusione del ferro che costituisce uno dei prodotti della reazione stessa.
Gli ossidi metallici usati nella termite sono sia l’ossido di ferro (III) Fe2O3 noto anche come ematite che l’ossido di ferro (II) e ferro (III) Fe3O4 noto come magnetite.
La reazione tra l’ossido metallico e l’alluminio in povere che costituisce un esempio di reazione di scambio semplice è:
Fe2O3(s) + 2 Al(s) → Al2O3(s) + 2 Fe(l)
con ottenimento di ossido di alluminio e ferro. Nel caso sia usato l’ossido di ferro (II) e l’ossido di ferro (III) avviene la reazione:
3 Fe3O4 + 8 Al → 9 Fe + 4 Al2O3
Al posto dell’ossido di ferro possono essere usati altri ossidi metallici che danno luogo a una reazione analoga: ad esempio si può sostituire l’ossido di ferro con l’ossido di rame (II) dalla cui reazione si ottiene una fiamma brillante; le reazioni con l’ossido di rame (II) e con l’ossido di rame (I) sono rispettivamente:
3 CuO + 2 Al → 3 Cu + Al2O3
3 Cu2O + 2 Al → 6 Cu + Al2O3
Scelta dell’ossido metallico
Per conoscere quali ossidi metallici possono dar luogo a tale reazione è necessario che il metallo riducente deve trovarsi sufficientemente più in alto nella serie di attività rispetto all’ossido metallico pertanto possono essere presi in considerazione l’ossido di stagno e l’ossido di piombo.
Al posto dell’alluminio può essere usato il magnesio. La reazione dell’ossido di stagno (IV) è la seguente:
3 SnO2 + 4 Al → 3 Sn + 2 Al2O3
Da un punto di vista cinetico la reazione presenta un’elevata energia di attivazione e pertanto si può innescare la termite con un nastro di magnesio che brucia in presenza di ossigeno a diverse migliaia di gradi centigradi ed è quindi in grado di far avvenire la reazione.
Un metodo alternativo consiste nell’utilizzare una miscela di permanganato di potassio che è un ottimo ossidante e glicerolo.
Il permanganato a contatto con la glicerina brucia spontaneamente. Aggiungendo infatti qualche goccia di glicerina al permanganato di potassio si verifica una violenta reazione esotermica che consente di innescare la termite.
Usi
La reazione trova ancora oggi utilizzi sia in campo civile che militare, tuttavia è una reazione molto pericolosa per le elevate temperature raggiunte.
Oltre alla difficoltà di fermare la reazione una volta innescata il ferro fuso formatosi durante la stessa può coprire notevoli distanze con conseguente condizione di pericolo.
La termite è stata usata per:
- saldare i metalli a causa del calore che si sviluppa dalla reazione
- ottenere metalli fusi dai loro ossidi essendo una reazione favorita termodinamicamente.
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