«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.