Reduktion 



141 



3Fe + 4CO ? 



StraBenbahnschienen und dergleichen be- 

 nutzt. Zu diesem Zwecke werden die zu be- 

 arbeitenden Eisenteile mit einer aus Eisen- 

 oxyd, Aluminiurapulver und Sand bestehen- 

 den Masse umgeben. Ziindet man die Masse 

 an, so brennt sie von selbst weiter und erhitzt 

 dabei die zu schweiBendenTeile auf WeiBglut 

 (,,Aluminothermie"). 



2e) Reduktion des Eisenoxyds. 

 Hochofengleichgewicht. Von beson- 

 derem Interesse ist die Reduktion der 

 Oxyde des Eisens, da dieser Vorgang be- 

 kanntlich im Hochofen zur Erzeugung des 

 metallischen Eisens fiihrt. Wie schon er- 

 wahnt, wird Eisenoxyd durch Kohlenoxyd 

 und durch Wasserdampf bei Gliihhitze re- 

 duziert. Andererseits vermag .metallisches 

 Eisen bei der gleichen Temperatur analog dem 

 Aluminium oder den Alkalimetallen Wasser 

 unter Abscheidung von Wasserstoff zu zer- 

 setzen, sowie Kohlensaure zu Kohlenoxyd zu 

 reduzieren. Wir haben es also mit zwei um- 

 kehrbaren Vorgangen zu tun, welche sich 

 durch die Gleichungen: 



(1) Fe 3 4 



(2) Fe 3 4 



ausdriicken lassen. 



Es stellt sich ein Gleichgewicht ein, dessen 

 Lage von der Temperatur, aber nicht vom 

 Drucke abhangig ist, da die Reaktion ohne 

 Volumanderung erfolgt. Erhitzen wir bei- 

 spielsweise in einem geschlossenen Rohre 

 Wasserstoff mit uberschiissigem Eisen- 

 oxyduloxyd auf 770 C, so bleibt nach 

 Versuchen von D e v i 1 1 e die Reaktion 

 stehen, sobald 35% des angewandten Wasser- 

 stoffes unter Bildung von metallischem 

 Eisen und Wasserdampf zur Reduktion 

 verbraucht worden sind, die Gasphase also 

 aus 65% Wasserstoff und 35% Wasserdampf 

 zusammengesetzt ist. Die gleiche Gaszu- 

 sammensetzung erhalt man, wenn man iiber- 

 schiissiges Eisen mit Wasserdampf auf die 

 gleiche Temperatur erhitzt. Hierbei kommt 

 sonach die Reaktion zum Stillstand, wenn 

 65% des angewandten Wasserdampfes unter 

 Bildung der aquivalenten Menge Eisen- 

 oxyd und Wasserstoff verschwunden sind. 



Bei Erho'hung der Temperatur verschiebt 

 sich das Gleichgewicht der Reaktion (1) von 

 links nach rechts, wie aus folgender, nach 

 Versuchen von Devi lie und von Premier 

 zusammengestellten Tabelle zu ersehen ist. 

 (siehe Tabelle 1 auf der nachsten Spalte). 



Die Reaktion zwischen Eisen und Wasser- 

 dampf wird in der Technik dazu benutzt, 

 um Wasserstoff darzustellen. 



Analog liegen die Verhaltnisse bei der Re- 

 duktion des Eisenoxyds durch Kohlenoxyd 

 nach Gleichung (2). In Tabelle 2 sind die auf 

 thermodynamischem Wege berechneten Werte 

 fiir das Gleichgewicht der Reaktion (2), welche 



mit den experimentellen Ergebnissen von 

 Baur und GlaBner und von Schenck 

 gut iibereinstimmen, gegeben : 



Tabelle 2. 



Aus dem Gesagten wird verstandlich, daB 

 j das im Hochofen als Reduktionsmittel 

 wirkende, durch Einblasen von Luft (Wind) 

 durch Schichten von gliihender Kohle er- 

 zeugte Kohlenoxyd nie vollig zur Reduktion 

 der Eisenoxyde verbraucht wird, sondern 

 sich in reichlichen Mengen in den Gichtgasen 

 vorfindet. Als mittlere Zusammensetzung 

 der Gichtgase kann man 60% Stickstoff, 26% 

 Kohlenoxyd und 13% Kohlensaure annehmen. 

 Je heiBer ein Ofen geht, desto groBer ist der 

 Kohlenoxydgehalt der Gichtgase. Man hat 

 friiher vergeblich versucht, das in den Gicht- 

 gasen entweichende Kohlenoxyd zu weiterer 

 Reduktion von Eisenerzen zu verwenden, in- 

 dem man die Hochofen hoher, bis zu 30 m 

 baute. Wie wir nun wissen, ist das negative 

 Resultat dieser kostspieligen Versuche da- 

 durch bedingt, daB die Reaktion (2) umkehr- 

 bar ist, also nur ein bestimmter, von der 

 Temperatur abhangiger Bruchteil des Kohlen- 

 oxyds zur Reduktion verbraucht werden 

 kann (siehe auch die Artikel ,,Chemisches 

 Gleichgewicht" und ,,Metalle". 



2f) Reduktion im elektrischen 

 I Ofen. Mit Erhohung der Temperatur wird 

 die Affinitat der Metalle zu Sauerstoff stark, 

 die der Kohle zu letzterem nur in geringerem 

 MaBe vermindert. Daher ist es moglich, bei 

 sehr hohen Temperaturen, wie sie etwa durch 

 Anwendung eines elektrischen Ofens zu er- 

 reichen sind, Aluminiumoxyd, Siliciumoxyd 

 und die Oxyde oder Karbonate der Alkali- 

 metalle durch Kohle zu reduzieren. 



