سوف نتعلم في هذا الدرس:
المعادن هي العناصر التي تحتوي على 1 أو 2 أو 3 إلكترونات في التكافؤ / الغلاف الخارجي.
تكافؤ المعادن
المعادن لها تكافؤات +1 أو +2 أو +3.
تفقد المعادن الإلكترونات وتشكل كاتيونات مثل Na - 1e - ⇒ Na 1+ (التكافؤ +1)
تقليل طبيعة المعادن: تفقد المعادن إلكترونات التكافؤ وبالتالي فهي عوامل اختزال جيدة.
سلسلة النشاط هي سلسلة من الترتيبات للمعادن بترتيب تنازلي لتفاعلها. يوجد المعدن الأكثر نشاطًا في الجزء العلوي من السلسلة ويكون المعدن الأقل نشاطًا في الجزء السفلي من السلسلة . يتم استخدامه لتحديد نواتج تفاعلات الإزاحة الفردية ، حيث سيحل المعدن A محل معدن آخر B في محلول إذا كان A أعلى في السلسلة.
رد فعل مع | المعادن |
ماء |
2K + 2H 2 O ⇒ 2 KOH + H 2
Ca + 2H 2 O ⇒ Ca (OH) 2 + H 2
3 Fe + 4H 2 O ⇔ Fe 3 O 4 + 4H 2
|
| حامض |
2K + 2HCL 2KCl + H 2
Fe + H 2 SO 4 ⇒ FeSO 4 + H 2
|
| الأكسجين |
4K + O 2 ⇒ 2K 2 O
|
تعتمد عملية الاستخراج على الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمكونات الخام. هناك ثلاث خطوات متضمنة في استخراج المعادن من الركاز: تسمى العمليات واسعة النطاق التي ينطوي عليها استخراج المعادن النقية من خاماتها الخاصة بالمعادن .
الخامات هي أكاسيد شائعة ، على سبيل المثال ، البوكسيت (Al2O3) ، الهيماتيت (Fe2O3) ، الروتيل (TiO2) ، أو الكبريتيدات ، على سبيل المثال ، البيريت (FeS2) ، الكالكوبيريت (CuFeS2)
تتضمن هذه الخطوة فصل الشوائب عن الركاز. الطرق المتضمنة هي:
أ) العملية الكهرومغناطيسية:
ينجذب الخام المغناطيسي بواسطة المغناطيس والشوائب غير المغناطيسية تبتعد عن المغناطيس.
ب) عملية تعويم الرغوة:
الخام المبلل بالزيت يطفو على السطح والشوائب المبللة بالمياه تستقر. مبدأ تعويم الرغوة هو أن خامات الكبريتيد مبللة بشكل تفضيلي بزيت الصنوبر ، في حين أن جزيئات الشوائب ترطب بالماء.
ج) عملية فصل الجاذبية:
جزيئات الخام الكثيفة تستقر في الأخاديد والشوائب الخفيفة تغسلها المياه.
| المعادن | استخراج بواسطة | إجراء |
| ك ، نا ، كا ، مغ ، آل | التحليل الكهربائي | التحليل الكهربائي للأملاح المعدنية المندمجة. تتشكل المعادن النقية عند الكاثود. KBr ⇔ K + + Br - |
| الزنك ، الحديد ، الرصاص ، النحاس | تقليل الوكلاء | - يتم تحويل الخامات أولاً إلى أكاسيد (حيث يسهل تقليل الأكاسيد) |
| زئبق ، حج | التحلل الحراري | الأكاسيد المعدنية تختزل إلى معادن بالحرارة وحدها 2HgO ∆ ⇒ 2 Hg + O 2 |
الخطوة الثالثة: تكرير المعادن غير النقية
فصل الشوائب عن المعادن المستخرجة أعلاه.
| التكرير الالكتروليتي | أثناء التحليل الكهربائي ، تُضاف الإلكترونات مباشرةً إلى أيونات المعادن في القطب السالب (القطب السالب). يتم ترسيب المعدن النقي عند الكاثود ويتم تسوية الشوائب كطين الأنود. على سبيل المثال Cu ، Pb ، Al |
| تكرير الأكسدة | لتكرير المعادن بأكسدة شوائبها مثل الحديد. عند الأكسدة ، يبقى المعدن النقي في الخلف في شكل مصهور والشوائب مثل P ، S ، C تتأكسد بالهواء إلى أكاسيد خاصة بها. |
| تكرير التقطير | لتكرير المعادن المتطايرة مثل الزنك والزئبق. عند تسخين المعادن النقية ، يتبخر ويتكثف ويجمع ويبقى الشوائب غير المتطايرة |
