L'aluminothermie

[invite693d963c]

Bonjour,

Pour souder les rails de chemin de fer, on réalise une réaction chimique d'aluminothermie décrite ci-dessous,
" Mélanger intimement de l'oxyde ferrique ( Fe2O3 ) et de la poudre d'aluminium ( Al ). Verser ce mélange dans un creuset. Piquer dans le mélange un ruban de magnésium. Enflammer le ruban ; l'énergie dégagée par la combustion du magnésium ( Mg ) dans l'air enflamme le mélange.
La réaction est très vive ; la température peut atteindre 2800 °C. Des fumées blanches d'alumine ( Al2O3 ) se forment ; on obtient du fer liquide dans le creuset. L'aluminium prend l'oxygène de l'oxyde de fer pour donner de l'alumine

J'ai des questions, quelle est l'équation bilan de la réaction d'oxydation du magnésium dans l'air ? ( Bon je sais que la formule de l'oxyde de magnésium est MgO ) La combustion du magnésium intervient qu'au début de la réaction pour provoquer l'inflammation du mélange. Lors de l'inflammation du mélange quelle sont les réactifs et les produits de la réaction ?? quelle est l'équation bilan de cette réaction ?? l'O2 de l'air participe-t-il à la réaction ??

Merci
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[moco]

L'oxygène de l'air O₂ réagit d'abord avec le magnésium selon l'équation :
2 Mg + O₂ --> 2 MgO
Cette réaction ne sert pour ainsi dire à rien pour l'aluminothermie. Mais elle dégage une énergie thermique énorme. Et cette chaleur suffit à faire fondre une partie de la poudre d'aluminium qui est dans le mélange Al + Fe₂O₃. Car c'est l'aluminium liquide qui réagit avec l'oxyde de fer. La réaction d'aluminothermie qui démarrre alors est :
2 Al + Fe₂O₃ --> Al₂O₃ + 2 Fe.
Ici l'oxygène de l'air n'intervient pas.
Il se forme du fer liquide qui coule vers le bas. Et comme la réaction dégage énormément de chaleur, elle fait fondre les grains d'aluminium plus avant. la réaction s'autoentretient.

[invite693d963c]

Mais lors de l'inflammation du mélange, Quels sont les réactifs et les produits de la réaction ?? ( J'ai pas trop comprit ta réponse à cette question )

Merci

[moco]

Est-ce que tu fais exprès ?
Comment faut-il faire pour que tu comprennes ?
Tu disposes d'une masse énorme de mélange de poudres de Al et de Fe₂O₃ qui va réagir l'un sur l'autre. Mais pour que Al réagisse avec Fe₂O₃, il faut que Al soit liquide, fondu si tu veux. Et Al fond à 660°C. Il faut donc qu'au moins une petite partie du mélange soit chauffé à 660°C.
Tu peux utiliser un chalumeau pour y parvenir. Mais c'est bien plus simple d'utiliser une allumette pour enflammer un tout petit bout de ruban de magnésium trempé dans cette masse. Le magnésium s'enflamme et sert de méche. En brûlant, il chauffe ce qu'il touche, fait fondre un peu d'aluminium. La réaction démarre !

[A voir en vidéo sur Futura]