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テルミット反応の化学反応式

先のエントリー『テルミット反応』では、その反応式を書きませんでした。
単純に『これがその式です』という書き方ができないからです。

実は、あの映像を撮影するまで、5~6回は失敗しています。
実験に使用した酸化鉄は、最初、東急ハンズで『砂鉄』として売っていたものを使いました。
磁石を近づけ、強い磁性があるこを確認できたので、化学式は、Fe₃O₄(四酸化三鉄)だと思います。
これを使って、何度も実験を繰り返したのですが、導火線として使ったマグネシウムリボンが無駄に燃えるだけで、何も反応が起きませんでした。
そこで、自前で酸化鉄を作ることにしました。
ガストーチでスチールウールを燃やして、酸化鉄にしたのです。
これを陶器の皿に山盛り用意し、そこにアルミニウム粉末を、海苔玉でもかけるようにふりかけました。
(Fe₃O₄を使ったときは、しっかりと質量を量りとっていたのですが、何度も失敗を繰り返し、気分がテキトーになっていたのです(笑))
そこに、マグネシウムリボンを立てて、着火、実験したのが、あの映像なのです。
つまり、スチールウールから作った酸化鉄の化学式がわからないと、テルミット反応の式も、特定できないのです。
Fe₃O₄の色は、黒です、また、強い磁性があります。
スチールウールを燃焼させた後の物質は、青みがかった灰色です、また、とても弱い磁性があります。
青みがかっているのは、恐らく、鉄以外の不純物のせいだと思います。
磁性は弱いですが、確実にあります。
ということは、恐らくFe₃O₄とFe₂O₃(酸化第二鉄)の混合物だと思われます。
それぞれが、アルミニウムとテルミット反応するときの式は、

3Fe₃O₄ + 8Al → 4Al₂O₃ + 9Fe …①

Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe  …②

と、なります。
この2つの反応が同時におきている、と思われます。
そして、恐らく、②の反応がまず起きて、その熱で①が誘発されたのだと思います。
(②の反応の方が、起きやすい、ということです。)
だから、Fe₃O₄を使って何回も失敗したのでしょう。

テーマ : 自然科学
ジャンル : 学問・文化・芸術

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本名は麻生 隆。
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