Reaksi karbotermik

Reaksi karbotermik adalah reaksi yang menggunakan karbon sebagai reduktor untuk mereduksi berbagai jenis substansi (khususnya logam oksida). Reaksi kimia ini biasanya dilakukan dengan suhu beberapa ratus derajat Celsius. Proses ini digunakan untuk menghasilkan berbagai macam unsur. Namun, reaksi ini tidak berguna untuk beberapa logam oksida, seperti natrium dan kalium. Kemampuan logam untuk mengalami reaksi karbotermik dapat diprediksi dengan menggunakan diagram Ellingham.

Reaksi karbotermal menghasilkan karbon monoksida dan kadang-kadang juga menghasilkan karbon dioksida

Aplikasi

Contoh yang paling penting adalah dalam proses smelting bijih besi. Reaksinya dapat dirangkum sebagai berikut:

2Fe₂O₃ + 3C → 4Fe + 3CO₂

Contoh lain adalah penggunaan reaksi karbotermik untuk menghasilkan fosfor. Setiap tahunnya sekitar satu juta ton fosfor dihasilkan dari reaksi ini. Kalsium fosfat (batu fosfat) dipanaskan hingga suhu 1.200–1.500 °C dengan pasir (sebagian besar adalah SiO₂) dan kokas (karbon tidak murni) untuk memproduksi P₄. Persamaannya adalah:

4Ca₅(PO₄)₃F + 18SiO₂ + 30C → 3P₄ + 30CO + 18CaSiO₃ + 2CaF₂

Variasi

Kadang-kadang reaksi karbotermik digabung dengan proses lain, seperti proses klorida yang memisahkan titanium dari ilmenit, bijih utama titanium. Dalam proses ini, campuran karbon dan bijih yang telah ditumbuk dipanaskan hingga suhu 1000 °C dengan aliran gas klor, yang kemudian menghasilkan titanium tetraklorida:

2FeTiO₃ + 7Cl₂ + 6C → 2TiCl₄ + 2FeCl₃ + 6CO