Восстановление металлов

процесс получения металлов из руд при помощи восстановительных реакций. Под В. М. Первоначально понимались реакции получения металлов из их окислов путём применения веществ, отличающихся более высоким сродством к кислороду, чем металл. Простейший пример — получение металлического железа из его закиси. FeO + С = Fe + CO, которое, в частности, протекает в доменных печах. Возможность В. М. Определяется изменением свободной энергии при реакции. MeO + В = Me + BO, где MeO — окисел металла, В — восстановитель. Если при этой реакции (при постоянных температуре и давлении) сумма свободных энергий Me и BO меньше, чем MeO и В, то процесс протекает слева направо с образованием металла. Процесс облегчается, если конечный продукт — металл — находится в виде раствора (твёрдого или жидкого), так как растворение сопровождается уменьшением свободной энергии.

Этим объясняется, что при В. М. Из некоторых особенно прочных окислов получают в качестве конечных продуктов соответствующие сплавы. Таким образом, для В. М. Необходимо наличие определённого термодинамического стимула. Наряду с этим большое значение имеют и кинетические условия восстановления, которые определяются кристаллохимическими превращениями (в случае твёрдых окислов), механизмом химических реакций на границах фаз, условиями массопереноса реагентов, например диффузией (См. Диффузия). В более общем, химическом смысле В. М. Сводится к присоединению электронов к атому или группе атомов. Поэтому к В. М. Относятся и процессы получения металлов электролизом из солевых расплавов или растворов на катоде, например для меди.

Cu++ + 2e = Cu, где е — электрон. Наиболее важные примеры подобных процессов в технике — производство Al электролизом глинозёма из расплавов и Cu из водных растворов CuSO4. В. М. Осуществляется в цветной металлургии при получении металлов из сульфидов, хлоридов и других соединений. Так как для восстановления необходимы электроны, которые отдаёт восстановитель, то восстановительные процессы неразрывно связаны с окислительными. Лит. Гельд П. В., Есин О. А., Процессы высокотемпературного восстановления, Свердловск, 1957. Полинг Л., Общая химия, пер. С англ., М., 1964. Л. В. Ванюкова, Л. А. Шварцман..