Las reacciones aluminotérmicas son reacciones químicas exotérmicas que utilizan aluminio como agente reductor a alta temperatura. El proceso es industrialmente útil para la producción de aleaciones de hierro . [1] El ejemplo más destacado es la reacción de termita entre óxidos de hierro y aluminio para producir el propio hierro :
Sin embargo, esta reacción específica no es relevante para la aplicación más importante de las reacciones aluminotérmicas: la producción de ferroaleaciones. Para la producción de hierro se utiliza un agente reductor más económico, el coque , mediante la reacción carbotérmica .
La aluminotermia comenzó a partir de los experimentos del científico ruso Nikolay Beketov en la Universidad de Kharkiv en Ucrania, quien demostró que el aluminio restauraba los metales de sus óxidos bajo altas temperaturas. La reacción se utilizó por primera vez para la reducción sin carbono de óxidos metálicos. La reacción es altamente exotérmica , pero tiene una alta energía de activación ya que primero deben romperse los fuertes enlaces interatómicos en los sólidos. El óxido se calentó con aluminio en un crisol en un horno. La reacción desbocada permitió producir sólo pequeñas cantidades de material. Hans Goldschmidt mejoró el proceso aluminotérmico entre 1893 y 1898, encendiendo la mezcla de óxido metálico fino y polvo de aluminio mediante una reacción iniciadora sin calentar la mezcla externamente. El proceso fue patentado en 1898 y utilizado ampliamente en los últimos años para la soldadura de vías férreas .
La reacción aluminotérmica se utiliza para la producción de varias ferroaleaciones , por ejemplo ferroniobio a partir de pentóxido de niobio y ferrovanadio a partir de hierro, óxido de vanadio (V) y aluminio. [1] [2] El proceso comienza con la reducción del óxido por el aluminio:
Del mismo modo se pueden producir otros metales a partir de sus óxidos. [3] [4] [5]
Se han utilizado reacciones aluminotérmicas para soldar vías de ferrocarril in situ, lo que resulta útil para instalaciones complejas o reparaciones locales que no se pueden realizar utilizando carriles soldados continuamente. Otro uso común es la soldadura de cables de cobre (alambre) para uso en aplicaciones de enterramiento directo (puesta a tierra). Sigue siendo el único tipo de conexión eléctrica reconocida por la IEEE (IEEE, Std 80–2001) como cable continuo sin empalmes.
