Aufwachsverfahren

Das van-Arkel-de-Boer-Verfahren, auch Aufwachsverfahren genannt, ist eine von Anton Eduard van Arkel und Jan Hendrik de Boer im Jahre 1930 entwickelte Transportreaktion zum Reinigen von Metallen, wie z. B. Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Thorium, Chrom und Protactinium.

Das zu reinigende Metall wird zusammen mit Iod am Boden eines Autoklaven erhitzt (bei Titan auf etwa 800 °C). Dabei bildet sich das bei dieser Temperatur gasförmige Metalliodid (Hinreaktion; hier zu TiI₄). Dieses steigt durch Konvektion im Reaktionsgefäß auf und zersetzt sich an einem heißen Wolframdraht, dabei scheidet sich das reine Metall ab (Rückreaktion). Das freiwerdende Iod nimmt erneut Metall auf. Eventuell zuvor im Metall vorhandene Verunreinigungen verbleiben am Boden des Autoklaven.

Das Verfahren nutzt die unterschiedlichen Gleichgewichtslagen von Hin- und Rückreaktion aus:

$\mathrm{Ti\; +2I_2\; \rightleftharpoons\; TiI_4}$ (Hinreaktion: 600°C; Rückreaktion: 1200°C)

Auch im Betrieb einer Halogenlampe wird das Verfahren ausgenutzt: Durch die hohe Betriebstemperatur sublimierte Wolframatome werden vom im Schutzgas gering konzentrierten Iod und Chlor als WCl₄ bzw WI₃ gebunden. Bei der deutlich höheren Temperatur am Glühfaden selbst verlagert sich das Gleichgewicht auf die Seite der Edukte, sodass sich das Wolfram elementar am Glühfaden abscheidet und so den Sublimationsverlust verringert.

siehe auch: Thermodynamik (Konvektion), Sublimation, Halogenlampe

Quelle

Erwin Riedel: Anorganische Chemie, 6. Auflage, 2004, Walter de Gruyter, Berlin, New York