Большая Советская Энциклопедия (ВО)

Восстановление металлов

Восстановле'ние мета'ллов, 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 .

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.