化學遷移反應

遷移反應是指凝聚態物質與氣體結合生成氣態化合物，遷移到另一溫度與壓力的環境，又自行分解，達到物質的提純或改變物理狀態（或二者兼有）的反應。

基本介紹

• 中文名：化學遷移反應
• 外文名：Chemical transport reaction
• 舉例：碘化法提純鋯
• 目的：提純，改變物理狀態或二者兼有

正文

凝聚態物質與氣體結合生成氣態化合物，遷移到另一溫度與壓力的環境，又自行分解，達到物質的提純或改變物理狀態（或二者兼有）的反應。例如，凝聚相物質M（單質或化合物）與氣體A（單質或化合物）在一定溫度t1及壓力p1下結合生成氣態化合物MxAy：

(1)

此氣態中間產物MxAy遷移到另一溫度為t2、壓力為p2的環境，由於物理條件的變化又行分解為M及氣體A。

碘化法

碘化法提純鋯是化學遷移反應在冶金中套用的一個例子：

(2)

提純過程在真空下有熾熱燈絲的碘化爐內進行（見圖）。碘蒸氣與反應器周邊的原料粗鋯在200～280℃下反應生成氣體ZrI4，後者擴散到用電流加熱到1450℃的鎢絲上進行分解，將純鋯沉積在鎢絲上,成為“結晶棒”。碘化法提純鋯的效果見表1。碘化法還用於提純鈦、鉿、釩、鈮、鉭、釷等金屬。

羰基法

用羰基法製備不同形態的高純鎳，是冶金中套用化學遷移反應原理的又一例：

(3)

使氣相產物羰基鎳在不同於生成時的條件下分解，可獲得不同粒度的純鎳粉、鎳丸、鎳薄膜、鎳表面覆蓋層或鎳單晶等。羰基法製取純鎳粉已有工業規模生產。羰基法還用於製備純鐵、鈷、鉻、鉬、鎢等金屬粉，也可以製備一定組成的合金粉。

歧化反應

用鋁的一價氯化物的歧化反應(dispro-portion reaction)從鋁或鋁合金（如鋁鐵或鋁矽合金）中提取純鋁：

(4)

也是化學遷移反應在冶金中套用的一個例子（見歧化分解）。

化學遷移反應的熱力學條件

化學遷移反應是一個可逆反應，它必要的熱力學條件是：①生成氣相中間產物的反應自由焓表達式ΔG=A+BT中A與B的符號必須相反。②反應向逆方向進行的轉化溫度必須是一個便於操作的溫度。如果溫度太高，則可採用真空以降低此溫度。高壓操作可提高反應速度，改善動力學條件。被遷移物質Μ的遷移方向取決於生成氣相中間產物反應的焓變ΔH（即A）的符號（表2）。

參考書目
H. Sch?fer,Chemical Transport Reactions,Academic Press, New York,1964.
魏壽昆：《冶金過程熱力學》，第五章，上海科學技術出版社，上海，1980。