Zum Chemischen Transport von Cr 2 O 3 mit Cl 2 und mit HgCl 2  Experimente und Modellrechungen

Cr 2 O 3 wandert bei Zugabe von Chlor im Temperaturgefälle von T 2 = 1 000°C nach T 1 = 900°C im Falle niedriger Transportmitteldichten und der Anwesenheit von H 2 O (aus der Ampullenwand) über die endothermen Transportgleichgewichte (1) Cr 2 O 3,s + H 2 O g + 3 Cl 2,g = 2 CrO 2 Cl 2,g + 2 HCl g (2) Cr 2 O 3,s + 1/2 O 2,g + 2 Cl 2,g = 2 CrO 2 Cl 2,g und bei höheren Transportmitteldichten über: (3) Cr 2 O 3,s + 5/2 Cl 2,g = 3/2 CrO 2 Cl 2,g + 1/2 CrCl 4,g Durch Zusatz von elementarem Cr zum Transportsystem Cr 2 O 3 /Cl 2 läßt sich die Gasphase schrittweise reduzieren, sodaß CrCl 3 und schließlich auch CrCl 2 an Bedeutung gewinnt. Mit abnehmendem Verhältnis n°(Cl)/n°(Cr) sind drei weitere Transportgleichgewichte zu berücksichtigen; dabei tritt auch CrOCl 2,g auf: (4) Cr 2 O 3,s + 9/2 CrCl 4,g = 3/2 CrO 2 Cl 2,g + 5 CrCl 3,g (5) Cr 2 O 3,s + 3 CrCl 4,g = 3 CrOCl 2,g + 2 CrCl 3,g (6) Cr 2 O 3,s + H 2,g + 4 HCl g = 2 CrCl 2,g + 3 H 2 O g Die Reaktionen Gl. (1), (2) und (6) werden durch das Zusammenwirken von jeweils zwei Transportmitteln („Transportmittelkombination”) ermöglicht. Der Transport von Cr 2 O 3 mit HgCl 2 ist ebenfalls auf Gl. (1) – (3) zurückzuführen; die in diesem Fall niedrigeren Cl 2 ‐Partialdrücke liefert der thermische Zerfall von HgCl 2 . Das Oxidationsvermögen des Transportmittels HgCl 2 reicht nicht aus, um Cr III zu Cr VI zu oxidieren.