Производство металлических конструкционных материалов. Казармщиков И.Т. - 100 стр.

         Б – неметаллическая составляющая (кислород, солевой остаток и др.)
             восстанавливаемого исходного химического соединения;
         Х – восстановитель;
         ХБ – химическое соединение восстановителя.
     Стрелки означают, что в ходе реакции возможно повторное образование
исходного соединения (МеБ) в результате взаимодействия полученного металла
(Ме) и соединения восстановителя (ХБ). Для оценки возможности протекания
реакции восстановления необходимо сопоставить величины, характеризующие
прочность химических связей в соединении металла (МеБ) и образующимся со-
единении восстановителя (ХБ). Количественной мерой указанных величин
служит величина свободной энергии, высвобождающейся при образовании со-
ответствующего химического соединения. Чем больше высвобождается энергии,
тем прочнее химическое соединение. Поэтому реакция восстановления возможна
лишь в случае, если при образовании соединения восстановителя (ХБ) выделяется
энергии больше, чем при образовании соединения металла (МеБ).
     Восстановителем может быть только то вещество, которое обладает боль-
шим химическим сродством к неметаллической составляющей восстанавливае-
мого соединения, чем получаемый металл. В порошковой металлургии в качестве
восстановителя наиболее распространены:
     – водород;
     – оксид углерода (СО);
     – конвертируемый природный газ;
     – диссоциированный аммиак;
     – эндотермический газ (эндогаз);
     – твердый углерод (кокс, уголь, сажа);
     – металлы.
     Водород является одним из самых активных газов-восстановителей. В
природе в свободном состоянии водород почти не встречается, и поэтому
большое значение приобретают рациональные способы его промышленного
производства. Практическое значение получили так называемый железо-паровой
способ производства водорода и электролиз воды.
     В железо-паровом процессе водород получают при обработке раскаленного
(около 800 ºС) железа водяным паром по реакциям
                               Fe + H 2 O = FeO + H 2

                               3FeO + H 2 O = Fe 3 O 4 + H 2

     Получаемый газ содержит до 98% водорода и имеет достаточно высокую
стоимость, что ограничивает его применение в порошковой металлургии.
     При получении водорода электролизом воды в качестве электролита ис-
пользуются водные растворы щелочей (NaOH, KOH) или кислот ( H 2 SO 4 ), так как
чистая вода плохо пропускает электрический ток. При пропускании постоянного
тока через такие растворы происходит разложение воды на ионы водорода ( H + ) и
ионы гидроксила ( OH − ) по схеме
                               H 2 O → H + + OH −