Θερμίτης

Ο θερμίτης είναι ένα εμπρηστικό μείγμα. Δεν είναι εκρηκτικό υλικό, αλλά μπορεί να καεί πολύ γρήγορα και πολύ καυτό.

Αποτελείται από ένα οξείδιο ενός λιγότερο αντιδραστικού μετάλλου αναμεμειγμένο με ένα πιο αντιδραστικό μέταλλο. Ένα από τα πιο συνηθισμένα μείγματα είναι το οξείδιο σιδήρου(ΙΙΙ) - αλουμίνιο. Το οξείδιο του σιδήρου(ΙΙΙ) οξειδώνει το αλουμίνιο, ανάγεται σε σίδηρο κατά τη διαδικασία. Το αλουμίνιο οξειδώνεται σε οξείδιο του αλουμινίου.

Πολλά άλλα οξείδια μετάλλων και μέταλλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για θερμίτη. Ορισμένα μέταλλα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν είναι το βόριο, το μαγνήσιο, το ασβέστιο, το τιτάνιο, ο ψευδάργυρος ή το πυρίτιο. Ορισμένα οξείδια μετάλλων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν είναι το οξείδιο του χαλκού(II), το οξείδιο του χρωμίου(III), το οξείδιο του σιδήρου(II,III), το οξείδιο του μαγγανίου(IV), το διοξείδιο του πυριτίου, το τριοξείδιο του βορίου ή το οξείδιο του μολύβδου(II,IV). Ένα μέταλλο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί με το οξείδιο του μετάλλου του. Το μέταλλο πρέπει να είναι πιο δραστικό από το μέταλλο στο οξείδιο, αλλιώς ο θερμίτης δεν θα λειτουργήσει.

Καύση θερμίτη

Θερμίτης πριν από την καύση

Λίγο ακόμα καύση θερμίτη

Αντίδραση και ανάφλεξη

Η αντίδραση για ένα θερμίτη οξειδίου αργιλίου-σιδήρου(ΙΙΙ) είναι η εξής:

2 Al + Fe ₂O ₃→ Al ₂O ₃+ 2 Fe

Είναι δύσκολο να αναφλεγεί ο θερμίτης. Πρέπει να είναι πολύ καυτός. Χρησιμοποιούνται κορδέλες από μέταλλο μαγνησίου. Ένα μείγμα υπερμαγγανικού καλίου και γλυκερίνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάφλεξη του θερμίτη. Μπορεί να αναφλεγεί με αναπτήρα πυριτόλιθου ή με παιδικό βεγγαλικό. Μπορεί να αναμιχθεί με θείο για να φτιάξει θερμίτη, ο οποίος διευκολύνει το λιώσιμο του σιδήρου.

Σε αντίθεση με τη δημοφιλή άποψη, τα μέταλλα μπορούν να καούν. Ωστόσο, τα κοινά μέταλλα πρέπει να είναι κονιορτοποιημένα, αλλιώς θα απομακρύνουν τη θερμότητα πολύ γρήγορα για να προκαλέσουν πυρκαγιά.

Ιστορία

Η αντίδραση του θερμίτη (thermit) ανακαλύφθηκε το 1893. Ο Γερμανός χημικός Hans Goldschmidt την κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1895. Ο κόσμος την αποκαλούσε "αντίδραση Goldschmidt" ή "διαδικασία Goldschmidt". Ο Goldschmidt προσπαθούσε να φτιάξει πολύ καθαρά μέταλλα χωρίς τη χρήση άνθρακα στην τήξη. Σύντομα ανακάλυψε την αξία του θερμίτη στη συγκόλληση. Άρχισε να χρησιμοποιείται στις αρχές της δεκαετίας του 1900 για τη συγκόλληση σιδηροδρομικών γραμμών.

Χρησιμοποιεί το

Ο θερμίτης χρησιμοποιείται για τον αρχικό του σκοπό, τη συγκόλληση σιδηροδρομικών σιδηροτροχιών μεταξύ τους. Χρησιμοποιείται επίσης για τη συγκόλληση καλωδίων. Ο θερμίτης χρησιμοποιείται επίσης για την παρασκευή ορισμένων μετάλλων. Το χρώμιο μπορεί να παραχθεί με αντίδραση θερμίτη μεταξύ του οξειδίου του χρωμίου (ΙΙΙ) και του αλουμινίου. Το πρώτο ουράνιο παρασκευάστηκε με θερμίτη. Ο θερμίτης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στα πυροτεχνήματα για την ανάφλεξη άλλων εμπρηστικών υλών.

Ο θερμίτης χρησιμοποιήθηκε στο στρατό ως εμπρηστικό όπλο. Χρησιμοποιείται κυρίως για την καταστροφή κτιρίων και εξοπλισμού, καθώς λιώνει εύκολα το μέταλλο. Το νιτρικό βάριο μπορεί να προστεθεί στον θερμίτη για να γίνει ένα μίγμα που καίγεται ευκολότερα. Ειδικά κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, οι στρατιωτικοί έριξαν χιλιάδες βόμβες που περιείχαν θερμίτη σε πόλεις, προκαλώντας πυρκαγιές παντού.

Ασφάλεια

Ο θερμίτης δεν είναι ασφαλές να φτιαχτεί στο σπίτι. Απελευθερώνει υπεριώδες φως που μπορεί να βλάψει τα μάτια. Δημιουργεί επίσης μια πολύ καυτή φλόγα που μπορεί να λιώσει το σίδερο. Είναι εξαιρετικά δύσκολο να σβήσει. Ρεύματα λιωμένου σιδήρου μπορούν να εκρεύσουν από ένα μείγμα θερμίτη, αναφλέγοντας οτιδήποτε αγγίζει. Ορισμένα μέταλλα μπορούν να βράσουν και να ξεσπάσουν σε φλόγες όταν τοποθετούνται σε θερμίτη, όπως ο ψευδάργυρος. Εάν προθερμανθεί και στη συνέχεια αναφλεγεί, ο θερμίτης μπορεί να καεί πολύ γρήγορα, απελευθερώνοντας τεράστια ποσότητα θερμότητας και φωτός. Αν πέσει στο νερό μπορεί να βράσει το νερό πολύ γρήγορα, προκαλώντας έκρηξη. Αν το ρίξετε στον πάγο μπορεί να κάνει τον πάγο να εκραγεί, ωστόσο είναι ασφαλές να το ρίξετε σε ένα ποτήρι ζέσεως τριών λίτρων γεμάτο με ελαφρώς υγρή άμμο.

Σχετικές σελίδες

Εκρηκτικά
Βόμβα καπνού

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Q: Τι είναι ο θερμίτης;

A: Ο θερμίτης είναι ένα εμπρηστικό μείγμα που αποτελείται από ένα οξείδιο ενός λιγότερο αντιδραστικού μετάλλου αναμεμειγμένο με ένα πιο αντιδραστικό μέταλλο.

Ερ: Είναι ο θερμίτης ένα εκρηκτικό υλικό;

A: Όχι, ο θερμίτης δεν είναι εκρηκτικό υλικό.

Ερ: Τι συμβαίνει όταν χρησιμοποιείται μίγμα οξειδίου του σιδήρου(ΙΙΙ) και αλουμινίου για θερμίτη;

Α: Στο μείγμα οξειδίου του σιδήρου (ΙΙΙ) και αλουμινίου που χρησιμοποιείται για τον θερμίτη, το οξείδιο του σιδήρου (ΙΙΙ) οξειδώνει το αλουμίνιο, ανάγεται σε σίδηρο κατά τη διαδικασία, και το αλουμίνιο οξειδώνεται σε οξείδιο του αλουμινίου.

Ερ: Ποια είναι μερικά από τα άλλα οξείδια μετάλλων και μέταλλα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για θερμίτη;

A: Μερικά από τα άλλα οξείδια και μέταλλα μετάλλων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον θερμίτη είναι το βόριο, το μαγνήσιο, το ασβέστιο, το τιτάνιο, ο ψευδάργυρος, το πυρίτιο, το οξείδιο του χαλκού(ΙΙ), το οξείδιο του χρωμίου(ΙΙΙ), το οξείδιο του σιδήρου(ΙΙ,ΙΙΙ), το οξείδιο του μαγγανίου(IV), το διοξείδιο του πυριτίου, το τριοξείδιο του βορίου ή το οξείδιο του μολύβδου(ΙΙ,IV).

Ερ: Μπορεί ένα μέταλλο να χρησιμοποιηθεί με το οξείδιο του μετάλλου του για θερμίτη;

Α: Όχι, ένα μέταλλο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί με το μεταλλικό του οξείδιο για θερμίτη.

Ερ: Γιατί ένα μέταλλο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί με το οξείδιο του μετάλλου του για θερμίτη;

Α: Ένα μέταλλο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί με το οξείδιο του μετάλλου του για θερμίτη, επειδή το μέταλλο πρέπει να είναι πιο δραστικό από το μέταλλο στο οξείδιο, αλλιώς ο θερμίτης δεν θα λειτουργήσει.

Ερ: Τι καίει ο θερμίτης πολύ γρήγορα και πολύ καυτό;

Α: Ο θερμίτης καίγεται πολύ γρήγορα και πολύ καυτά.