In questa lezione impareremo:
I metalli sono gli elementi che hanno 1, 2 o 3 elettroni nella valenza/guscio esterno.
Valenza dei metalli
I metalli hanno valenze +1, +2 o +3.
I metalli perdono elettroni e formano cationi come, Na - 1e - ⇒ Na 1+ (valenza +1)
Natura riducente dei metalli: i metalli perdono elettroni di valenza e sono quindi buoni agenti riducenti.
La serie di attività è una serie di disposizioni di metalli in ordine decrescente della loro reattività. Il metallo più attivo è in cima alla serie e il metallo meno attivo è in fondo alla serie . Viene utilizzato per determinare i prodotti di reazioni di spostamento singolo, per cui il metallo A sostituirà un altro metallo B in una soluzione se A è più alto nella serie.
Reazione con | Metalli |
Acqua |
2K + 2H 2 O ⇒ 2 KOH + H 2
Ca + 2H 2 O ⇒ Ca(OH) 2 + H 2
3 Fe + 4 H 2 O ⇔ Fe 3 O 4 + 4 H 2
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| Acido |
2K + 2HCL ⇒ 2KCl + H 2
Fe + H2SO4 ⇒ FeSO4 + H2
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| Ossigeno |
4K + O 2 ⇒ 2K 2 O
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Il processo di estrazione dipende dalle proprietà fisiche e chimiche dei costituenti di un minerale. Ci sono tre fasi coinvolte nell'estrazione di metalli dal minerale: I processi su larga scala coinvolti nell'estrazione di metalli puri dai rispettivi minerali sono chiamati metallurgia.
I minerali sono ossidi comuni, ad esempio bauxite (Al2O3), ematite (Fe2O3), rutilo (TiO2) o solfuri, ad esempio pirite (FeS2), calcopirite (CuFeS2)
Questa fase comporta la separazione delle impurità dal minerale. I metodi coinvolti sono:
a) Processo elettromagnetico:
Il minerale magnetico è attratto da un magnete e le impurità non magnetiche si allontanano dal magnete.
b) Processo di galleggiamento della schiuma:
Il minerale bagnato dall'olio galleggia sopra e le impurità bagnate dall'acqua si depositano. Il principio della flottazione della schiuma è che i minerali di solfuro sono preferenzialmente bagnati dall'olio di pino, mentre le particelle di ganga sono bagnate dall'acqua.
c) Processo di separazione per gravità:
Le particelle di minerali densi si depositano nelle scanalature e le impurità leggere vengono lavate via dall'acqua.
| Metalli | Estrazione per | Procedura |
| K, Na, Ca, Mg, Al | Elettrolisi | Elettrolisi di sali metallici fusi. Metalli puri formati al catodo. KBr ⇔ K + + Br - |
| Zn, Fe, Pb, Cu | Agenti riducenti | - I minerali vengono prima convertiti in ossidi (poiché gli ossidi sono facili da ridurre) |
| Hg, Ag | Decomposizione termica | Ossidi metallici ridotti a metalli dal solo calore 2HgO ∆ ⇒ 2Hg + O 2 |
Passaggio 3: raffinazione del metallo impuro
Separazione delle impurità dai metalli sopra estratti.
| Raffinazione elettrolitica | Durante l'elettrolisi, gli elettroni vengono aggiunti direttamente agli ioni metallici al catodo (l'elettrodo negativo). Il metallo puro si deposita al catodo e le impurità si depositano sotto forma di fango anodico. Ad esempio Cu, Pb, Al |
| Raffinazione per ossidazione | Per la raffinazione dei metalli mediante ossidazione delle loro impurità, ad esempio il ferro. All'ossidazione il metallo puro rimane in forma fusa e le impurità, ad esempio P, S, C, vengono ossidate dall'aria in rispettivi ossidi. |
| Raffinazione per distillazione | Per raffinare metalli volatili come zinco, mercurio. Al riscaldamento i metalli puri vaporizzano e si condensano e si raccolgono e le impurità non volatili rimangono |
