Szenes redukció
A szenes redukció (karbotermia) olyan kémiai reakció, melyben a szén redukáló anyagként vesz részt. Az ilyen típusú reakciók több száz fokon mennek végbe, és különböző anyagok elemi formában állíthatók elő oxidjaikból kiindulva. Bizonyos fémek oxidjai esetén azonban a reakció nem alkalmazható, mint például a nátrium vagy kálium oxidjai esetén. Az, hogy egy elem milyen mértékben vesz részt ilyen típusú reakciókban, az Ellingham-diagram felhasználásával megjósolható.

Reakció folyamata
A szenes redukció során szén-monoxid és néha szén-dioxid is keletkezik. A folyamat az entrópia elveinek felhasználásával magyarázható. Mivel a két kiinduló anyag, a szén és valamely fém oxid szilárd halmazállapotúak, a termékek közül csak a létrejött elemi fém szilárd, míg a másik gáz halmazállapotú és nagy az entrópiája. Nagy mennyiségű hő szükséges, hogy a diffúzió beinduljon, mivel kisebb mennyiségű hő a reakció lassabb lezajlását eredményezné.

Alkalmazás
A legjellemzőbb példa a reakció felhasználására a fémércek olvasztása. A folyamat összetett, de a reakció leegyszerűsítve így írható fel:
2 Fe2O3  +  3 C  →   4 Fe  +  3 CO2

Szenes redukción alapuló eljárással évente 1 millió tonna elemi foszfort állítanak elő világviszonylatban. Kalcium-foszfátot olvasztanak 1,200–1,500 °C közötti hőmérsékleten homokkal keverve, mely alapvetően  és koksz keveréke, így az előállított termék a . Egy közönséges foszfát ásványból, a fluorapatitból kiindulva a reakció a következőképpen írható fel:
 4  +  18  +  30C →   3  +  30CO  +  18  +  2

Más variációk
Sokszor a szenes redukciók más átalakulásokkal vannak összekapcsolva. Ilyen például a klorid eljárás, amely során a titánt lehet elválasztani az ilmenittől, ami a titán egyik legjellemzőbb érce. A folyamat során a szén és az aprított érc keverékét 1000 °C körüli hőmérsékletre melegítik, miközben klór gázt vezetnek át a rendszeren, így eredményként titán-tetraklorid keletkezik. 
 2  +  7  +  6C → 2 + 2 + 6CO

Egyes fémek esetén azonban a szenes redukció nem az elemi fémet eredményezi, hanem fém karbidot, ezért is alkalmazzák a titán esetén is a kloridos eljárást. A karbidok ugyanakkor magas hőmérsékleten oxidokat eredményeznek, így a króm esetén  vegyület keletkezik, ezért használják az alumíniumot ebben az esetben redukálószerként.

Fordítás

Kémiai reakciók
A szenes redukció ( karbotermia ) olyan kémiai reakció , melyben a szén redukáló anyagként vesz részt . Az ilyen típusú reakciók több száz fokon mennek végbe , és különböző anyagok elemi formában állíthatók elő oxidjaikból kiindulva . Bizonyos fémek oxidjai esetén azonban a reakció nem alkalmazható , mint például a nátrium vagy kálium oxidjai esetén . Az , hogy egy elem milyen mértékben vesz részt ilyen típusú reakciókban , az Ellingham-diagram felhasználásával megjósolható . Reakció folyamata A szenes redukció során szén-monoxid és néha szén-dioxid is keletkezik . A folyamat az entrópia elveinek felhasználásával magyarázható . Mivel a két kiinduló anyag , a szén és valamely fém oxid szilárd halmazállapotúak , a termékek közül csak a létrejött elemi fém szilárd , míg a másik gáz halmazállapotú és nagy az entrópiája . Nagy mennyiségű hő szükséges , hogy a diffúzió beinduljon , mivel kisebb mennyiségű hő a reakció lassabb lezajlását eredményezné . Alkalmazás A legjellemzőbb példa a reakció felhasználására a fémércek olvasztása . A folyamat összetett , de a reakció leegyszerűsítve így írható fel : 2 Fe2O3 + C → Fe + CO2 Szenes redukción alapuló eljárással éventemillió tonna elemi foszfort állítanak elő világviszonylatban . Kalcium-foszfátot olvasztanak200–1,500 °C közötti hőmérsékleten homokkal keverve , mely alapvetően és koksz keveréke , így az előállított termék a \ . Egy közönséges foszfát ásványból , a fluorapatitból kiindulva a reakció a következőképpen írható fel : + + → + O + + 2 Más variációk Sokszor a szenes redukciók más átalakulásokkal vannak összekapcsolva . Ilyen például a klorid eljárás , amely során a titánt lehet elválasztani az ilmenittől , ami a titán egyik legjellemzőbb érce . A folyamat során a szén és az aprított érc keverékét°C körüli hőmérsékletre melegítik , miközben klór gázt vezetnek át a rendszeren , így eredményként titán-tetraklorid keletkezik . + + →++O Egyes fémek esetén azonban a szenes redukció nem az elemi fémet eredményezi , hanem fém karbidot , ezért is alkalmazzák a titán esetén is a kloridos eljárást . A karbidok ugyanakkor magas hőmérsékleten oxidokat eredményeznek , így a króm esetén vegyület keletkezik , ezért használják az alumíniumot ebben az esetben redukálószerként . Fordítás Kémiai reakciók