Back to the topics list
Google Play badge

добыча металла, химические свойства металла

В этом уроке мы узнаем:

Металлы - это элементы, которые имеют 1, 2 или 3 электрона в валентной / внешней оболочке.


Валентность металлов
У металлов есть валентности +1, +2 или +3.
Металлы теряют электроны и образуют катионы, такие как Na - 1e - ⇒ Na 1+ (валентность +1)

Восстановительная природа металлов: металлы теряют валентные электроны и, следовательно, являются хорошими восстановителями.

Серия активности металлов

Серия активности - это последовательность расположения металлов в порядке убывания их реакционной способности. Самый активный металл находится в верхней части ряда, а наименее активный металл - в нижней части ряда . Он используется для определения продуктов однократных реакций замещения, при которых металл A заменяет другой металл B в растворе, если A в ряду выше.

Реакция с

 Металлы

Воды




  • K и Na бурно реагируют на холодную воду

2K + 2H 2 O ⇒ 2 KOH + H 2.

  • Ca менее активно реагирует с холодной водой

Ca + 2H 2 O ⇒ Ca (OH) 2 + H 2

  • Mg в Fe плавно реагирует с горячей водой / паром.

3 Fe + 4H 2 O ⇔ Fe 3 O 4 + 4H 2

  • Металлы в ряду активности ниже водорода не вступают в реакцию с водой с замещением водорода.
Кислота
  • K и Na вступают в взрывную реакцию с разбавленной HCl или разбавленной H 2 SO 4.

2K + 2HCL ⇒ 2KCl + H 2.

  • Са к Fe реагирует с уменьшающейся энергией с дил. HCL и дил. H 2 SO 4

Fe + H 2 SO 4 ⇒ FeSO 4 + H 2.

  • Металлы в ряду активности ниже водорода не реагируют с разбавленными кислотами для вытеснения водорода.
Кислород
  • K в Ag реагирует с кислородом с образованием оксидов металлов.

4K + O 2 ⇒ 2K 2 O

  • Pt и Au не образуют оксидов

Добыча металлов

Процесс извлечения зависит от физических и химических свойств составляющих руды. Извлечение металлов из руды состоит из трех этапов. Крупномасштабные процессы извлечения чистых металлов из соответствующих руд называются металлургией.

Шаг 1: концентрация руды

Руды представляют собой обычные оксиды, например боксит (Al2O3), гематит (Fe2O3), рутил (TiO2) или сульфиды, например, пирит (FeS2), халькопирит (CuFeS2).

Этот этап включает отделение примесей от руды. Используемые методы:

а) Электромагнитный процесс:

Магнитная руда притягивается магнитом, и немагнитные примеси удаляются от магнита.

б) Процесс пенной флотации:

Сверху всплывает руда, смоченная нефтью, а примеси, смоченные водой, оседают. Принцип пенной флотации заключается в том, что сульфидные руды преимущественно смачиваются сосновым маслом, тогда как частицы пустой породы смачиваются водой.

в) Процесс гравитационного разделения:

Плотные частицы руды оседают в бороздках, а легкие примеси смываются водой.

Шаг 2: Извлечение металла из концентрированной руды
Металлы Извлечение Процедура
К, Na, Ca, Mg, Al Электролиз

Электролиз плавленых солей металлов. На катоде образуются чистые металлы.

KBr ⇔ K + + Br -
K + + 1 e - ⇒ K (осаждается на катоде)

Zn, Fe, Pb, Cu

Восстановители
[CO, H 2 , C]

- Руды сначала превращаются в оксиды (поскольку оксиды легко восстанавливаются)
ZnCO 3 ⇒ ZnO + CO 2
- Металлические оксиды затем восстанавливаются до металлов восстановителем.
ZnO + C ⇒ Zn + CO

Hg, Ag Термическое разложение

Оксиды металлов восстанавливаются до металлов только за счет тепла

2HgO ∆ ⇒ 2 Hg + O 2

Шаг 3: Очистка нечистого металла

Отделение примесей от перечисленных выше металлов.

Электролитическое рафинирование Во время электролиза электроны добавляются непосредственно к ионам металла на катоде (отрицательном электроде). Чистый металл осаждается на катоде, а примеси осаждаются в виде анодного шлама. Например, Cu, Pb, Al
Окислительная очистка Для рафинирования металлов окислением их примесей, например железа. При окислении чистый металл остается в расплавленном виде, а примеси, например P, S, C, окисляются воздухом до соответствующих оксидов.
Дистилляционная очистка Для очистки летучих металлов, таких как цинк, ртуть. При нагревании чистые металлы испаряются, конденсируются и собираются, а нелетучие примеси остаются.

Download Primer to continue