Halogén körfolyamat
A Wikipédiából, a szabad lexikonból.
A halogén körfolyamat egy termokémiai egyensúlyi reakció. A gáztérben egyszerre van jelen a fém (Me), oxidálószere (pl.: I2), valamint az általuk alkotott vegyület. A folyamat következtében a gáztér különböző részeiben a fém, az oxidáló szer, illetve a vegyület más-más koncentrációban van jelen. A koncentrációkülönbség fenntartásáról a reakció gondoskodik.
[szerkesztés] Magyarázat
A reakció magyarázata az egyensúlyi állandó hőmérséklet függésében keresendő.
A gáztér hőmérséklet eloszlás erősen inhomogén. A magas hőmérsékleten (az izzószál, vagy éppen más hőforrás például ívkisülés közelében) a vegyület disszociációs oldal felerősődik:
- 2 MeIx → 2 Me + x I2
Míg a hideg részeken, az oxidáló szer reagál a fémmel, ezért a reakció a vegyület irányába tolódik el:
- 2 Me + x I2 → 2 MeIx
Ezáltal a a hideg és meleg oldal között fém, jód, illetve vegyület koncentráció különbség (gradiens) alakul ki. Ez diffúziót gerjeszt, ami megpróbálja kiegyenlíteni a koncentrációkat. A diffúzió a hideg részekből a vegyület formájában kötött fémet szállítja a meleg felé, míg a fém és a jód a hideg felé diffundál.
Ahhoz, hogy a folyamat ciklikus maradjon az alábbi feltételeknek kell teljesülniük:
- T1 > Te > T2, ahol Te, az egyensúlyi hőmérséklet, ahol az oda és vissza irányú folyamat ugyanolyan sebességgel zaljik. Ez a hőmérséklet volfrám és jód esetén kb. 900 K
- T2 hőmérsékleten a vegyület, vagy legyen gáz halmazállapotú, vagy legyen elég magas gőznyomású.
[szerkesztés] Alkalmazásai
- Izzólámpa
- Legismerebb alkalmazása halogén izzólámpákban az izzószál élettartamának növelése. Ekkor a fém volfrám, oxidálószere pedig a jód.
-
- WI2 = W + I2
-
- A halogén izzólámpák magas búrafal hőmérséklete biztosítja ,hogy a WI2 ne csapódjon le, hanem a gáztérben maradva továbbra is részt vegyen a körfolyamatban.
- fémhalogén lámpa
- Az elemi állapotú fémek természetes gőznyomása néhány kivételtől eltekintve alacsony, ezért a halogén-körfolyamatot hívták segítségül, hogy eljuttassa a fénykeltésben résztvevő fématomokat az ívhez. A kvarcbúránál gyakorlatilag csak a fémhalogenid fordul elő, míg az ívben kizárólag atomos fém.
[szerkesztés] Forrás
- Oldal Endre: Vákuumfizikai folyamatok fényforrásokban


Based on work by