Восстановительная атмосфера представляет собой атмосферное состояние , при котором окисление предотвращается за счет удаления кислорода и других окислительных газов или паров, и которые могут содержать активное восстановительные газы , такие как водород , монооксид углерода , и газов , таких как сероводород , которые будут окислены любым настоящее кислород.
Обработка металлов
При обработке металлов восстанавливающая атмосфера используется в печах для отжига для снятия напряжений в металле без его коррозии. Неокисляющий газ, обычно азот или аргон, обычно используется в качестве газа-носителя, так что можно использовать разбавленные количества восстановительных газов. Обычно это достигается за счет использования продуктов сгорания топлива и настройки соотношения CO: CO 2 . Однако другие распространенные восстановительные атмосферы в металлообрабатывающей промышленности состоят из диссоциированного аммиака, вакуума и / или прямого смешивания подходящих чистых газов N 2 , Ar и H 2 . [1]
Восстановительная атмосфера также используется для особого воздействия на обжигаемые керамические изделия. Снижение атмосферы производится в топливе печи за счет сокращения проекта и лишая печи из кислорода . Этот пониженный уровень кислорода вызывает неполное сгорание топлива и повышает уровень углерода внутри печи. При высоких температурах углерод связывается и удаляет кислород из оксидов металлов, используемых в качестве красителей в глазури. Эта потеря кислорода приводит к изменению цвета глазури, поскольку она позволяет видеть металлы в глазури в неокисленной форме. Восстановительная атмосфера также может повлиять на цвет глиняного тела. Если железо присутствует в глиняном теле, как в большинстве керамических изделий , то на него также влияет восстановительная атмосфера.
В большинстве коммерческих мусоросжигательных заводов создаются точно такие же условия, способствующие выделению углеродсодержащих паров. Эти пары затем окисляются в туннелях дожигания, куда постепенно вводится кислород. Экзотермическая реакция окисления поддерживает температуру туннелей дожигания. Эта система позволяет использовать более низкие температуры в секции сжигания, где твердые частицы уменьшаются по объему.
Планетарные атмосферы
Тот же принцип применим к планетам. Многие ученые [ ласковые слова ] думают, что на ранней Земле была восстановительная атмосфера, наряду с Марсом , Венерой и Титаном . Это оказалось бы хорошей средой для цианобактерий для развития первых фотосинтетических метаболических путей, которые постепенно увеличивали долю кислорода в атмосфере, превращая ее в так называемую окислительную атмосферу. Повышение уровня кислорода могло бы позволить эволюцию более эффективного аэробного дыхания, что позволило бы животной жизни развиваться и процветать. [2]
Хотя большинство ученых рассматривают раннюю атмосферу как восстановительную, в статье 2011 года в журнале Nature было обнаружено, что окисление церия в цирконе, который составляет самые старые породы на Земле возрастом примерно 4,4 миллиарда лет, было сопоставимо с окислением современной лавы. Это наблюдение подразумевает, что уровни кислорода в атмосфере в Гаде были аналогичны сегодняшним. [3]
Исследование поднимает вопросы о том, как произошел переход от неорганических соединений к жизненно важным аминокислотам и ДНК на Земле, и предполагает, что эти строительные блоки были доставлены из других уголков галактики. Однако результаты не противоречат существующим теориям о жизненном пути от анаэробных организмов к аэробным. Результаты количественно определяют природу молекул газа, содержащих углерод, водород и серу, в самой ранней атмосфере, но они не проливают света на гораздо более поздний подъем свободного кислорода в воздухе. [4]
Несмотря на жесткий вакуум, межпланетное пространство сокращается, потому что солнечный ветер состоит в основном из водородной плазмы. Луна подвергается прямому воздействию солнечного ветра, так что натрий восстанавливается и испаряется, образуя натриевый хвост Луны (см. Атмосферу Луны ).
Смотрите также
Заметки
- ^ Кориа, SC "Огнеупоры топлива и печи" (PDF) . Индийский технологический институт Канпур . Проверено 28 декабря 2018 г. - через National Programme on Technology Enhanced Learning.
- ^ Гриббин, Дж. (1995-12-09). «Строение атмосферы Земли» . New Scientist, 2007. с. 1.
- ^ След, Дастин; Уотсон, Э. Брюс; Тейлби, Николас Д. (2011). «Степень окисления хадейских магм и последствия для атмосферы ранней Земли». Природа . 480 (7375): 79–82. Bibcode : 2011Natur.480 ... 79T . DOI : 10,1038 / природа10655 . PMID 22129728 . S2CID 4338830 .
- ^ «Ранняя атмосфера Земли: обновление» . Институт астробиологии НАСА.