ОВР с заменой аниона

[dmr]

Вообще натолкнул на мысль о возможности/невозможности таких реакций Аверсан. 

2FeF3 + 3C + 3CaO = 2Fe + 3CO + 3CaF2

В теме про восстановление фторидов. 

Собственно меня заинтересовала возможность совместить восстановление с Ионным обменом, с точки зрения смещения равновесия, и возможности даже снижения температуры процесса. 

Приведеннная выше реакция даже не много экзотермическая. В отличии от прямого восстановления Fe2O3 углеродом. Тем самым может в каком нибудь солевом расплаве может идти, по идее, при более низкой температуре. 

 

 

 

 

 

Больше интересует возможность низкотемпературного восстановления соединений активных металлов, с применением замены аниона, и связывания аниона, с другим металлом. 

Напишу навскидку пару реакций, расчёт изменения табличной энергии Гиббса, по которым, вроде показывает их осуществимость при не очень высоких температурах 

[dmr]

CaCl2+Na2CO3+4C=CaC2+3CO+2NaCl 
 

CaCl2+Na2O+3C=CaC2+CO+2NaCl

Первая согласно расчёта эн.Гиббса возможно начинается при 1058°С

Вторая при 778°С

 

Или вот ещё пару фантазий на эту тему 

Al2S3+3C+3CaO=2Al+3CO+3CaS
T0=1078°C
___________________________

Al2S3+3CaCO3+6C=2Al+9CO+3CaS
T0=881°C

[dmr]

Как кто считает, насколько эти фантазии в принципе возможно осуществить? 

[yatcheh]

30 минут назад, dmr сказал:

CaCl2+Na2CO3+4C=CaC2+3CO+2NaCl 

 

Стандартные энергии для таких условий - это уже ни о чём.

Если реакция идёт в расплаве солей, то чем она отличается от

CaCO3 + 2NaCl + 4C = CaC2 + 3CO + 2NaCl

Разве что плавится ниже будет, но есть ли в этом смысл...

И что потом делать со смесью карбида и соли? 

Изменено 23 Июля, 2019 в 18:50 пользователем yatcheh

[dmr]

1 минуту назад, yatcheh сказал:

что потом делать со смесью карбида и соли

Это вторичный вопрос. Я накидал реакции, чисто от желаемых продуктов

[dmr]

14 минуты назад, yatcheh сказал:

Если реакция идёт в расплаве солей, то чем она отличается от

CaCO3 + 2NaCl + 4C = CaC2 + 3CO + 2NaCl

Думаю отличается, если "правильно организовать" 

За счёт большей разницы между оксидной(карбонатной) и хлоридной энергии образования, у натрия по сравнению с кальцием, есть запас энергии 

Но учитывая, что СаСО3 растворим в расплаве СаСl2. То возможно даже в вашей интерпретации она пойдёт раньше в жидком расплаве 

14 минуты назад, yatcheh сказал:

Стандартные энергии для таких условий - это уже ни о чём.

Не совсем ни о чём. Скорее требуют некоторой корректировки расчёта. Но не думаю, что это может фатально сказаться на результате

Но опять таки это реакции чисто на фантазированы. 

Суть моего вопроса 

Вообще возможно получить выигрыш по энергии, и температуре реакции, таким приемом

Изменено 23 Июля, 2019 в 19:03 пользователем dmr

[dmr]

 

Как мне кажется высокотемпературное восстановительное хлорирование оксидов, тоже использует аналогичный приём 

SiO2+2C+2Cl2=SiCl4+2CO

[dmr]

10 часов назад, yatcheh сказал:

Стандартные энергии для таких условий - это уже ни о чём.

Стандартные энтальпии и энтропии меняются на знАчимую величину только в точках фазовые переходов. И действительно заметно меняются в основном в точке кипения

[dmr]

Вот пожалуй единственное подтверждение моей гипотезы

16 часов назад, dmr сказал:

Вообще возможно получить выигрыш по энергии, и температуре реакции, таким приемом

, которое я нашёл 

 

4Bi(Cl)O + 3C(кокс) + 2Na2CO3 = 4Bi + 5CO2 + 4NaCl  Условия: 300-400° C

 

Bi2O3 + 3C(кокс) = 2Bi + 3CO  Условия: 800-900° C

 

Если просто оксид висмута восстанавливается углеродом при 800-900°

 

То оксид хлорид висмута при замене аниона(в присутствии Na2CO3) восстанавливается при 300-400°С

[yatcheh]

17 часов назад, dmr сказал:

Не совсем ни о чём. Скорее требуют некоторой корректировки расчёта. Но не думаю, что это может фатально сказаться на результате

 

Это может поменять плюс на минус. Тут не "некоторая корректировка" нужна а использование уравнений для интегральной энтальпии, как функции теплоёмкости. А теплоёмкость от температуры может весьма сильно зависеть.