रासायनिक परिवहन प्रतिक्रिया

परिवहन एजेंट के रूप में क्लोरीन का उपयोग करके रासायनिक परिवहन द्वारा सोने के क्रिस्टल उगाए जाते हैं।

सीवीटी प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख। प्वाइंट ए प्रारंभिक सामग्री और परिवहन एजेंट के बीच वाष्पशील मध्यवर्ती बनाने के लिए प्रतिक्रिया है। ये मध्यवर्ती तब प्रसार या संवहन (बिंदु बी) के माध्यम से ट्यूब के अंदर घूमने के लिए स्वतंत्र होते हैं, और जब वे बिंदु सी तक पहुंचते हैं तो कुछ गैसीय प्रजातियां ठोस उत्पाद बनाने के लिए प्रतिक्रिया करती हैं।

रसायन विज्ञान में रासायनिक परिवहन प्रतिक्रिया गैर-अस्थिरता (रसायन विज्ञान) ठोस पदार्थों के शुद्धिकरण और क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया का वर्णन करती है। यह प्रक्रिया ज्वालामुखियों के प्रवाह से खनिज विकास के कुछ पहलुओं के लिए भी उत्तरदाई है। विधि रासायनिक वाष्प जमाव से अलग है जिसमें सामान्यतः आणविक अग्रदूतों का अपघटन होता है (e.g. SiH₄ → Si + 2 H₂) और जो अनुरूप कोटिंग्स देता है।

विधि जिसे हेराल्ड शेफर द्वारा लोकप्रिय बनाया गया था गैर-वाष्पशील रासायनिक तत्वों और रासायनिक यौगिकों के वाष्पशील डेरिवेटिव में प्रतिवर्ती रूपांतरण पर जोर देता है। वाष्पशील व्युत्पन्न सीलबंद रिएक्टर में माइग्रेट करता है सामान्यतः सीलबंद और खाली ग्लास ट्यूब को ट्यूब भट्टी में गरम किया जाता है। क्योंकि ट्यूब तापमान प्रवणता के तहत है अस्थिरता (रसायन विज्ञान) व्युत्पन्न मूल ठोस में बदल जाती है और परिवहन एजेंट को अंत में छोड़ दिया जाता है, जिसके विपरीत यह उत्पन्न हुआ था (अगला खंड देखें)। परिवहन एजेंट इस प्रकार उत्प्रेरक है। विधि के लिए आवश्यक है कि ट्यूब के दोनों सिरों (जिसमें क्रिस्टलीकृत होने के लिए नमूना होता है) को अलग-अलग तापमान पर बनाए रखा जाए। इस उद्देश्य के लिए तथाकथित दो-जोन ट्यूब भट्टियां कार्यरत हैं। विधि क्रिस्टल बार प्रक्रिया से निकलती है जिसका उपयोग टाइटेनियम और वैनेडियम के शुद्धिकरण के लिए किया गया था और परिवहन एजेंट के रूप में आयोडीन का उपयोग करता है।

आई के साथ एंटोन एडुआर्ड वैन अर्केल हेंड्रिक डी बोअर प्रक्रिया का उपयोग करके टाइटेनियम के क्रिस्टल उगाए गए₂ परिवहन एजेंट के रूप में।

ट्रांसपोर्टिंग एजेंट की एक्ज़ोथिर्मिक और एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के स्थिति

परिवहन प्रतिक्रियाओं को ठोस और परिवहन एजेंट के बीच प्रतिक्रिया के थर्मोडायनामिक के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। जब प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक होती है तो रुचि के ठोस को रिएक्टर के ठंडे सिरे (जो अधिक गर्म हो सकता है) से गर्म सिरे तक पहुँचाया जाता है जहाँ संतुलन स्थिरांक कम अनुकूल होता है और क्रिस्टल बढ़ते हैं। ट्रांसपोर्टिंग एजेंट आयोडीन के साथ मोलिब्डेनम डाइऑक्साइड की प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया है इस प्रकार MoO₂ ठंडे सिरे (700 °C) से गर्म सिरे (900 °C) की ओर पलायन करता है:

MoO₂ + I₂ ⇌ MoO₂I₂ ΔH_rxn < 0 (एक्ज़ोथिर्मिक)

4 ग्राम ठोस के लिए 10 मिलीग्राम आयोडीन का उपयोग करने से प्रक्रिया में कई दिन लगते हैं।

वैकल्पिक रूप से जब ठोस और परिवहन एजेंट की प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक होती है तो ठोस को गर्म क्षेत्र से ठंडे क्षेत्र में ले जाया जाता है। उदाहरण के लिए:

Fe₂O₃ + 6 HCl ⇌ Fe₂Cl₆+ 3 H₂O ΔH_rxn > 0 (एन्डोथर्मिक)

आयरन (III) ऑक्साइड का नमूना 1000 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा जाता है और उत्पाद 750 डिग्री सेल्सियस पर उगाया जाता है। एचसीएल ट्रांसपोर्ट एजेंट है। कथित तौर पर हेमेटाइट के क्रिस्टल ज्वालामुखियों के मुहाने पर रासायनिक परिवहन प्रतिक्रियाओं के कारण देखे जाते हैं जिससे ज्वालामुखीय हाइड्रोजन क्लोराइड आयरन (III) ऑक्साइड को अस्थिर करता है।

हलोजन लैंप

MoO₂ जैसी समान प्रतिक्रिया हलोजन लैंप में प्रयोग किया जाता है। टंगस्टन को टंगस्टन फिलामेंट से वाष्पित किया जाता है और ऑक्सीजन और आयोडीन के निशान के साथ WO₂I₂ में परिवर्तित किया जाता है।फिलामेंट के निकट उच्च तापमान पर यौगिक वापस टंगस्टन ऑक्सीजन और आयोडीन में विघटित हो जाता है।

WO₂ + I₂ ⇌ WO₂I₂, ΔH_rxn < 0 (एक्ज़ोथिर्मिक)