Про те, як метали можуть виганяти один одного зі сполук або про металотермію
Досліджуючи витіснення одних металів іншими, Микола Миколайович Бекетов виявив, що, на відміну від реакцій у водних розчинах, для твердих речовин витіснення порівняно легко іноді відбувається і у зворотному порядку. Так, він з’ясував, що алюміній (вчений називав цей елемент «глінієм»), не витісняє барій з хлориду, але витісняє його з оксиду. При цьому металевий барій можна отримати у вигляді сплаву з алюмінієм
Аналогічним чином вчений отримав калій з його гідроксиду: «… я провів дослід у вигнутому рушничному стволі, в закритий кінець якого були вкладені шматки їдкого калію і гліній; при досить високій температурі з’явилися пари калію, частина яких згущувалася в холодної частини стволу» – писав Бекетов у своїй дисертації. У 1887 р. Бекетов за допомогою алюмінію виділив рубідій з гідроксиду. Тут проявився зв’язок із тепловими ефектами реакцій: чим більше виділяється тепла при утворенні сполуки, тим вона міцніша. Справді, при утворенні Al2O3 тепловий ефект дуже великий. Це помітили такі вчені, як Лаплас, Лавуазьє і Бертолле, які приблизно оцінювали теплові ефекти реакцій і припускали їх зв’язок з хімічною спорідненістю.
Підводячи підсумки своєї роботи вже у 1865 р. вчений вказував, що такий метод отримання калію виявиться «зручним для практики, оскільки ціна глінію невисока, а відновлення йде, мабуть, набагато легше і при нижчій температурі, ніж відновлення калію залізом».
Таким чином, саме Бекетов заклав основи алюмінотермії та магнієтермії (так потім були названі процесів відновлення металів з їх оксидів за допомогою алюмінію і магнію) задовго до Гольдшмідта у Німеччині (1894). За способом Бекетова протягом багатьох років працювали фабрики в Руані (Франція) та Гмелінгені (Німеччина). До 1890 р., коли Еру у Франції та Холлом у Сполучених Штатах був розроблений електрохімічний спосіб одержання алюмінію електролізом розплаву Al2O3 у кріоліті (Na3AlF6), дією магнію отримано 58 тонн алюмінію, тобто більше 25 % цього металу, одержаного в усьому світі «хімічним» шляхом за період з 1854 по 1890 роки.
Сьогодні магнієтермія та алюмотермія є окремими випадками важливої галузі металургії – металотермії. Її використовують, наприклад, для відновлення вольфраму, марганцю, молібдену, титану, хрому. Металотермію використовують для виробництва деяких кольорових і рідкісних металів. Це цирконій, гафній, берилій, лантан та рідкісноземельні метали. Металотермічному відновлення піддають оксиди, фториди, хлориди металів і зрідка складні суміші оксидів і галогенідів або навіть безпосередньо руди. Серед вищезазначених металів окремо слід відзначити процес магнієтермічного відновлення титану – металу космічної ери.
Пористий зливок титану – губка, одержана методом відновлення магнієм
Також металотермія знайшла застосування у електричному транспорті для зєднання рейок методом зварювання з використанням термічних сумішей
Пилипенко Олексій Іванович
