テルミット反応は、アルミニウムと酸化鉄(Ⅲ)を反応させることで、融解した鉄を生じさせる反応です。簡単な操作で反応を進行させることができるため、テルミット反応は様々な場面で役に立っているぞ。今回は、テルミット反応の実験方法、メカニズム、応用例などを化学の視点で詳しく説明していく。ぜひ、この機会に、テルミット反応についての理解を深めてくれ。
化学に詳しいライター通りすがりのペンギン船長と一緒に解説していきます。
ライター／通りすがりのペンギン船長
現役理系大学生。環境工学、エネルギー工学を専攻している。これらの学問への興味は人一倍強い。資源材料学、環境化学工学、バイオマスエネルギーなども勉強中。
テルミット反応の実験
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今回の記事は、テルミット反応をテーマとして書きました。聞きなれない方もおられるかと思いますが、無機化学について学ぶと、テルミット反応は必ず目にします。一体、どのような反応なのでしょうか？以下では、テルミット反応のメカニズムや応用例について詳しく説明していきますね。
はじめにテルミット反応の実験について紹介します。まず実験の流れを知ることで、テルミット反応の概要をつかむことができると思いますよ。どのような物質を使用するのか、反応の様子はどのようなものなのかといったことに注目して、読み進めてくてくださいね。
実験の準備
image by Study-Z編集部
テルミット反応の実験で使用する試薬は、アルミニウム粉末、酸化鉄(Ⅲ)、硝酸カリウムの3つです。また、マグネシウムリボン、砂、ろ紙も用意します。用意する器具は、三脚とマッフルです。
まず、アルミニウム粉末と酸化鉄(Ⅲ)を薬さじなどを用いて十分に混合させます。その後、この混合物を、ろ紙を入れたマッフル内に注ぎますよ。さらに、アルミニウム粉末と酸化鉄(Ⅲ)の混合物の上に、硝酸カリウムを偏りなく撒きます。そして、マッフルの直下には、十分な量の砂を置いておきましょう。また、三脚を置く机には、あらかじめ新聞紙を広げておきます。テルミット反応では、高温の反応物が周囲に飛び散ることがあるのです。それによって、周りの物が燃えたり、焦げたりするようなことを防ぐために、砂や新聞紙を置いておくのですね。
着火作業
image by Study-Z編集部
それでは、テルミットの実験をはじめましょう。最初に、マグネシウムリボンに火をつけます。そして、火をつけたマグネシウムリボンをアルミニウム粉末と酸化鉄(Ⅲ)の混合物の入ったマッフルに入れますよ。このようにすると、テルミット反応がはじまります。
この際、注意すべきことがいくつかありますよ。マグネシムリボンに火をつけると、マグネシウムは強い光を発します。この強い光によって、目を傷めることがあるので、光を減衰させることができる保護メガネをつけておきましょう。
また、マグネシウムリボンをマッフルに入れた瞬間から、非常に激しい反応がはじまりますよ。この際、高温の反応物が飛び散ることがあるので、離れた場所からトングなどでマグネシウムをマッフルに入れるといった工夫が必要になるのです。他に、電気着火といった方法でも構いません。
＼次のページで「テルミット反応の進行」を解説！／
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