왜 일부 금속 산화물이 수소에 의한 감소에 저항하는 이유
* 매우 안정적인 산화물 : 일부 금속은 금속과 산소 사이의 강한 결합으로 인해 안정성이 매우 높은 산화물을 형성합니다. 이 산화물은 매우 높은 엔탈피 형성을 가지고 있으며, 이는 결합을 깨고 금속을 방출하기 위해 많은 에너지가 필요하다는 것을 의미합니다. 환원제로서 수소는이 강한 결합을 극복하기에 충분한 환원 전력을 가지고 있지 않을 수있다.
* 열역학적 고려 사항 : 환원 반응의 타당성은 열역학적 원리, 특히 깁스 자유 에너지 변화 (ΔG)에 의해 지배된다. 환원 반응에 대한 ΔG가 양성이면, 반응은 자발적이지 않으며 정상 조건에서는 발생하지 않습니다.
수소로 감소하기가 어렵거나 불가능한 금속 산화물의 예
* 그룹 1 및 2 산화물 : 이 알칼리 및 알칼리성 지구 금속은 산수 나트륨 (Na₂O), 산화 칼륨 (KATEIUM), 산화 마그네슘 (MGO) 및 산화 칼슘 (CAO)과 같은 매우 안정적인 산화물을 형성합니다. 그들의 높은 엔탈피는 수소로 감소하기가 어렵습니다.
* 산화 상태가 높은 금속 산화물 전이 : 티타늄 (TI), 바나듐 (V), 크롬 (CR) 및 망간 (MN)과 같은 금속은 산화 상태가 매우 높은 산화물 (예를 들어, Tio₂, v₂o₅, Cr₂o₃, Mno₂)을 형성 할 수 있습니다. 높은 산화 상태는 금속과 산소 사이의 강한 결합을 나타내므로 이러한 산화물은 감소하기가 어렵습니다.
감소를위한 대체 방법
수소는 일반적인 환원제이지만, 매우 안정적인 산화물을 감소시키는 데 항상 적합하지는 않습니다. 대체 방법은 다음과 같습니다.
* 전기 분해 : 금속 산화물을 함유 한 용융 소금을 통해 전류를 통과하면 감소가 촉진 될 수 있습니다.
* 탄소 감소 : 코크스 형태의 탄소는 고온에서 일부 금속 산화물을 감소시키는 데 사용될 수 있습니다.
키 테이크 아웃
금속 산화물을 감소시키는 수소의 능력은 산화물의 안정성과 반응을 제어하는 열역학적 인자에 달려있다. 수소는 많은 산화물의 효과적인 환원제이지만, 매우 안정적인 산화물에는 충분하지 않을 수 있습니다.
