thành dạng hạt tinh thể hoàn chỉnh cú kớch thước lớn hơn
Vớ dụ xột phản ứng tổng quỏt:
A + B → AB
rắn khớ khớ
Phản ứng này theo chiều thuận cú ΔH > 0.
Khi cõn bằng ở nhiệt độ T, thỡ ở T1 < T khớ AB sẽ phõn huỷ cho chất rắn A, ở nhiệt độ T2
> T chất rắn A sẽ kết hợp với khớ B để tạo thành khớ AB.
Nếu ta cú chất rắn A lẫn tạp chất cần phải tinh chế thỡ đưa vào một ống thạch anh để trong lũ. Giữ một hiệu số nhiệt độ cốđịnh ở hai đầu ống T1 và T2 (T2 > T > T1; T là nhiệt độở trạng thỏi cõn bằng). Nếu phản ứng trờn đõy cú ΔH > 0 nghĩa là phản ứng theo chiều thuận, thu nhiệt thỡ đặt chất A cần tinh chế vào đầu núng của ống sẽ tạo thành khớ AB, đầu lạnh của ống khớ AB phõn huỷ và cho tinh thể chất rắn A tinh khiết. Ngược lại, nếu phản ứng trờn đõy theo chiều thuận toả nhiệt thỡ đặt chất A cần tinh chế vào đầu lạnh của ống và đầu núng của ống thu được tinh thể rắn A nguyờn chất. Hằng số cõn bằng phụ thuộc vào nhiệt độ, do đú nồng độ cõn bằng của khớ AB thay đổi theo suốt chiều dài của ống.
T2 T1
...
... ............ Khí AB
Hỡnh 41.
Thực hiện phản ứng vận chuyển A(r)+B(r)→AB(k) để tinh chế A và chuyển bột A thành tinh thể A
Vớ dụ: Xột phản ứng thu nhiệt của sự oxi hoỏ platin ở trờn 1200oC thành sản phẩm pha khớ Pt(r) + O2 → PtO2(k) − Q, khớ PtO2 khuếch tỏn vào khu vực nhiệt độ thấp hơn và phõn huỷ tại đú thành bột Pt kim loại. Điều này giải thớch vỡ sao lũ điện cú sợi đốt bằng dõy Pt hoặc bằng hợp kim Pt, khi làm việc ở nhiệt độ cao trờn 1200oC lõu ngày thấy xuất hiện ở miệng lũ bột trắng Pt. Đểđảm bảo tuổi thọ của lũ cần làm việc trong mụi trường khớ trơ (N2, Ar).
Van Aekel đó dựng phương phỏp đú để tinh chế một số kim loại dựa trờn phản ứng toả nhiệt với hơi iụt. Vớ dụ:
Cr(r) + I2(k) → CrI2(k) + Q
Phương phỏp iụt cú thể ỏp dụng để tinh chế Ti, Hf, V, Nb, Cu, Ta, Fe, Th,... hoặc kộo cỏc kim loại đú ra khỏi cỏc hợp chất như nitrua, cacbon, oxit.
Cú thể cải biến phương phỏp iụt để tỏch hỗn hợp hai kim loại bằng cỏch vận chuyển chỳng theo những hướng ngược nhau trờn cơ sở tiến hành đồng thời cả hai phản ứng cú dấu ΔH ngược nhau. Vớ dụ tỏch WO2 và W khi sử dụng cỏc chất mang là hơi iụt và hơi nước. Cỏc phản ứng xảy ra gồm: WO2(r) + I2(k) ZZZZZYZZZZo XZ o 1000 C 800 C WO2I2(k) W(r) + 2H2O(k) + 3I2(k) YZZZZZZZZZo XZ o 800 C 1000 C WO2I2(k) + 4HI(k)
Kết quả của quỏ trỡnh vận chuyển cho W kim loại lắng kết vựng lũ cú nhiệt độ 1000oC và WO2 lắng kết ở vựng lũ cú nhiệt độ 800oC. Dựng HCl làm khớ vận chuyển cú thể tỏch được hỗn hợp Cu và Cu2O theo cỏc phản ứng: Cu2O(r) + 2HCl(k) YZZZZZZZZXo o 500 C 900 C 2CuCl(k) + H2O(k) Cu(r) + HCl(k) YZZZZZZZZXo o 900 C 500 C CuCl(k) + 1 2H2
Vỡ rằng CuCl tạo thành từ Cu2O theo chiều phản ứng toả nhiệt, cũn Cu thỡ phản ứng với HCl theo chiều thu nhiệt, nờn vựng nhiệt độ cao của lũ cho lắng kết Cu2O cũn vựng nhiệt độ
thấp sẽ lắng kết
bột Cu.
Một vớ dụ thụng dụng nhất của phương phỏp CVT để làm lớn dần tinh thể oxit sắt từ dựa theo phản ứng:
Fe3O4(r) + 8HCl → FeCl2(k) + FeCl3(k) + 4H2O(k)
Tinh thể Fe3O4 bụi oxit sắt từ HCl ... ... ............ 1270K 1020K Hỡnh 42.
Nuụi tinh thể oxit sắt từ
Bột oxit sắt từ được đặt vào một đầu của ống thạch anh đó hỳt chõn khụng và nạp khớ HCl vào rồi hàn ống lại. Phản ứng trờn đõy cú giỏ trị ΔH dương nờn khi đun núng lờn cõn bằng sẽ chuyển dịch về phớa phải để tạo thành khớ clorua sắt. Phớa lạnh của ống sẽ mọc lờn cỏc tinh thể oxit sắt từ.