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Thermit ist eine Mischung aus einem Metallpulver und einem feinteiligen Metalloxid, die extrem heiß brennen kann. Damit diese sogenannte Thermitreaktion ablaufen kann, muss diese Mischung die Bedingung erfüllen, dass das Metallpulver weniger edel ist als das Metall im Metalloxid.
Das redox Reaktion das beim Zünden von Thermit abläuft, ist die Übertragung von Sauerstoffatomen. Diese wandern vom Metalloxid zum Metall. Dies setzt viel Wärme frei; Temperaturen über 3000 Kelvin sind keine Seltenheit. Dabei entsteht das Oxid des zuvor ungebundenen Metalls in der Mischung und das reine Metall in flüssiger Form, das aus dem Metalloxid stammt. Die Reaktion verläuft normalerweise glatt, aber normalerweise nicht explosiv.
Die bekannteste und am weitesten verbreitete Thermitmischung ist eine Mischung aus Aluminiumpulver und Eisen(III)-oxid, die stark exotherm ist (H = −851,5 kJ/Maulwurf). Dies gibt folgende Antwort:
Biene exothermes Schweißen wird diese Reaktion verwendet; das restliche geschmolzene Eisen bildet eine neue Schweißverbindung.
Geschichte
Die Mischung ist in 1893 zuerst vom Chemiker kreiert Hans Goldschmidt, der es 1895 patentieren ließ. Aus diesem Grund wird diese Reaktion auch "Goldschmidt-Reaktion" oder "Goldschmidt-Verfahren" genannt. Goldschmidt war vor allem daran interessiert, sehr reine Metalle zu erzeugen, indem er die Zugabe von Kohlenstoff beim Schmelzen vermeidet, sah aber bald, dass das Verfahren auch zum Schweißen verwendet werden konnte.
Thermit wurde erstmals kommerziell verwendet in Essen, 1899, Straßenbahnschienen zu schweißen. Evonik, früher Degussa, eine Tochtergesellschaft des Goldschmidt-Unternehmens, ist nach wie vor einer der größten Hersteller von Thermit zum Schweißen.
Benutzen
Thermit wird vor allem dort eingesetzt, wo die enorme Hitze benötigt wird, zum Beispiel in Brandgranaten zur Zerstörung von Informationen und Technik, die in falsche Hände zu geraten droht, zum Schweißen von Schienen zu fugenlose Strecke und Unterwasserschweißen. Thermit wird auch verwendet, um Metalle leicht aus ihren Oxiden zu lösen. Thermit wird nicht in a . verwendet thermische Lanze, einfach Eisen verwenden.
Die Zündung des Gemisches ist nicht so einfach. Zum Starten der Reaktion wird viel Wärme benötigt. Selbst glühendes Thermit entzündet sich nicht, es muss weißglühend sein (ca. 2000-2500 K). Zum Anzünden zum Beispiel ein Stück brennen of Magnesiumband werden verwendet. Einige Thermit-Anwender bevorzugen die chemische Zündung von Thermit. Dies geschieht zum Beispiel mittels eines Haufens Kaliumpermanganat und ein paar Tropfen Glycerin.
Einmal angezündet, kann die Reaktion nicht gelöscht werden - bei dieser Reaktion gibt es ein Er Aushändigen von Sauerstoffatome, so dass kein Sauerstoff aus der Luft verwendet wird. Das Löschen mit Wasser hat oft sogar den gegenteiligen Effekt: Durch die hohe Temperatur dissoziiert Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff, wodurch die Reaktion nur noch intensiver wird und sogar Explosionsgefahr besteht. Dies gilt nur für Wasser in fester Form (Eis). Auf Eis liegende Thermitmischungen sind daher besonders gefährlich.
Das Militär verwendet auch eine bestimmte Mischung, die Thermit enthält. Die Mischung heißt Therma-TH3 und ist in der AN-M14 Granate. Dieser besteht aus 68,7 % Thermit, 29,0 % Bariumnitrat, 2 % Schwefel und 0,3 % Bindemittel.
| Thermit-Typ | Oxid | Metall | Reaktionsgleichung | Massenverhältnis | Verbrennungsrate | Lichtleistung |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Eisen | Eisen(III)-oxid | Aluminium | Fe2Ö3 2 Al → Al2Ö3 2 Fe | 3 : 1 | sehr schnell | hoch |
| Kupfer | Kupfer(II)-oxid | Aluminium | 3 CuO 2 Al → Al2Ö3 3 Cu | 4,42 : 1 | extrem schnell | hoch |
| Titan | Titan(IV)oxid | Aluminium | 3 TiO2 4 Al → 2 Al2Ö3 3 Ti | 2,22 : 1 | sehr langsam | Sehr hoch |
| Antimon | Antimon(III)-oxid | Aluminium | jdm2Ö3 2 Al → Al2Ö3 2 sb | 5,4 : 1 | langsam | extrem hoch |