如何通過高溫化合法製備二碘化鎢?

二碘化鎢的高溫化合法由元素鎢和元素碘在600至800℃之間的溫度下發生反應制得:W+I2→WI2。一般來說,反應選擇溫度為800℃,使用鎢粉末與碘反應產生二碘化鎢。

通過反應條件我們可以發現,利用元素反應製備二碘化鎢本質上是困難的,因為大多數二碘化鎢化合物只有在低反應速率時的溫度下才穩定。所以實際操作中,高溫化合法在密封的二氧化矽管中表現出產率低、反應持續時間長和高碘壓力的缺點。所以,高溫化合法並不是一個適合大量產出二碘化鎢的方法。

雖然高溫化合法無法應用於二碘化鎢的大規模生產中,但這個方式卻能夠在照明領域拓展。1959年,一位名叫弗裡德里奇的美國人成功探索出了白熾燈的改進方法,這個方法正是利用了二碘化鎢在特定溫度下反應和分解的原理,對白熾燈的使用壽命和發光效率進行了優化。

發黑的白熾燈泡

弗裡德里奇除了在燈管中充入低壓的惰性氣體氬氣作為保護氣以外,還加入了適量的碘。在通電後,燈管中的鎢絲儘管受熱後也昇華,但由於有碘存在,昇華的鎢會與碘反應生成二碘化鎢,並建立碘蒸氣、鎢與二碘化鎢間的化學平衡。當二碘化鎢的蒸氣在燈管中擴散時,遇到高溫的鎢絲便又分解,生成的鎢重新沉積在鎢絲上。這樣,在燈管這個密閉容器裡,由於上述的化學平衡,致使鎢絲不容易變細,延長了燈的使用壽命並且提高了發光效率。直至如今,在大型公共空間如體育場、機場等都還能看見碘鎢燈的身影。

碘鎢燈絲

 

 

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