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Cuando el aluminio se inflama en la atmósfera, ¿se forma sólo óxido de aluminio o también nitruro de aluminio?

Sabemos que cuando el litio se quema en el aire, forma nitruro de litio y óxido de litio. Me pregunto si esto se aplica también al aluminio (otros metales).

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mohamed Puntos 21

Según el artículo de Gromov y Vereshchagin [ 1 efectivamente, se forma al quemar aluminio, pero podrías haberlo predicho simplemente considerando la entalpía estándar de formación del óxido de aluminio $\Delta_\mathrm{f}H^\circ (\ce{Al2O3}) = \pu{−1675.7 kJ/mol}$ que se liberará al encenderse y esta energía ayuda a romper el fuerte triple enlace nitrógeno-nitrógeno (la energía de enlace es $\pu{−945 kJ/mol})$ y finalmente esto formaría nitruro de aluminio, que también produce algo de energía (la entalpía estándar de formación es $\pu{−318 kJ/mol}),$ pero la combustión aquí no es simple requiere alta temperatura como se menciona en el documento, creo que esto es para sublimar $\ce{Al2O}$ que reaccionará con el nitrógeno y dará lugar a nitruro de aluminio.

Como ha dicho HYDR0GEN Esta combustión no es tan sencilla como tirar una cerilla a una plancha de aluminio, sino que requiere una temperatura elevada. Según el trabajo de Trunov et al. [ 2 , p. 38], a medida que disminuye el tamaño de las partículas de aluminio disminuye la temperatura necesaria para la combustión y por eso los investigadores que escribieron el artículo utilizaron polvo de aluminio superfino:

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Gráfico 5 . Temperaturas de ignición del aluminio determinadas experimentalmente en función del tamaño de la muestra utilizada.

Referencias

  1. Gromov, A.; Vereshchagin, V. Study of Aluminum Nitride Formation by Superfine Aluminum Powder Combustion in Air. Revista de la Sociedad Europea de Cerámica 2004 , 24 (9), 2879-2884. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2003.09.020 . ( PDF )
  2. Trunov, M. A.; Schoenitz, M.; Dreizin, E. L. Ignición de polvos de aluminio en diferentes condiciones experimentales. Propulsantes, explosivos, pirotecnia 2005 , 30 (1), 36-43. DOI: 10.1002/prep.200400083 .

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Cuando el aluminio [polvo] se enciende, se produce una reacción entre el aluminio y el oxígeno de la atmósfera. La temperatura necesaria para que se forme el óxido de aluminio es de casi 3000+ °C.

$$\ce{4 Al + 3 O2 -> 2 Al2O3}$$

Además, el nitruro de aluminio no puede formarse cuando el polvo de aluminio se enciende en la atmósfera, porque el nitruro de aluminio empieza a descomponerse en aluminio y $\ce{N2}$ a alta temperatura bajo presión atmosférica.

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