Back to the topics list
Google Play badge

kemiska egenskaper hos metall, utvinning av metall

I den här lektionen ska vi lära oss:

Metaller är de element som har 1, 2 eller 3 elektroner i valensen/yttre skalet.


Valens av metaller
Metaller har valenser +1, +2 eller +3.
Metaller förlorar elektroner och bildar katjoner som, Na - 1e - ⇒ Na 1+ (valens +1)

Metallers reducerande natur: Metaller förlorar valenselektroner och är därför bra reduktionsmedel.

Aktivitetsserie av metaller

Aktivitetsserier är en serie arrangemang av metaller i fallande ordning efter deras reaktivitet. Den mest aktiva metallen är överst i serien och den minst aktiva metallen är längst ner i serien. Den används för att bestämma produkterna av enstaka förskjutningsreaktioner, varvid metall A kommer att ersätta en annan metall B i en lösning om A är högre i serien.

Reaktion med

 Metaller

Vatten




  • K och Na reagerar häftigt på kallt vatten

2K + 2H 2 O ⇒ 2 KOH + H 2

  • Ca reagerar mindre kraftigt med kallt vatten

Ca + 2H 2 O ⇒ Ca(OH) 2 + H 2

  • Mg till Fe reagerar smidigt med varmt vatten/ånga

3 Fe + 4H 2 O ⇔ Fe 3 O 4 + 4H 2

  • Metaller i aktivitetsserien under Väte, reagerar inte med vatten för att tränga undan väte.
Syra
  • K och Na reagerar explosivt med utspädd HCL eller utspädd H 2 SO 4

2K + 2HCL ⇒ 2KCl + H 2

  • Ca till Fe reagerar med avtagande kraft med dil. HCL och dil. H 2 SO 4

Fe + H 2 SO 4 ⇒ FeSO 4 + H 2

  • Metaller i aktivitetsserien under Väte, reagerar inte med utspädda syror för att ersätta väte.
Syre
  • K till Ag reagerar med syre och bildar metalloxider.

4K + O 2 ⇒ 2K 2 O

  • Pt och Au bildar inga oxider

Utvinning av metaller

Extraktionsprocessen beror på de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos beståndsdelarna i en malm. Det finns tre steg involverade i utvinningen av metaller från malm: De storskaliga processerna som ingår i utvinningen av rena metaller från sina respektive malmer kallas metallurgi.

Steg 1: Koncentrationen av malm

Malmer är vanliga oxider, t.ex. bauxit (Al2O3), hematit (Fe2O3), rutil (TiO2) eller sulfider, till exempel kis (FeS2), kopparkis (CuFeS2)

Detta steg involverar separering av föroreningar från malmen. Inblandade metoder är:

a) Elektromagnetisk process:

Den magnetiska malmen attraheras av en magnet och icke-magnetiska föroreningar rör sig bort från magneten.

b) Skumflytningsprocess:

Malm som väts av olja flyter ovanpå och föroreningar som vätas av vatten lägger sig. Principen för skumflotation är att sulfidmalmer företrädesvis vätas av tallolja, medan gångpartiklarna vätas av vatten.

c) Gravity Separation Process:

Täta malmpartiklar lägger sig i spår och lätta föroreningar tvättas bort av vatten.

Steg 2: Extraktion av metall från koncentrerad malm
Metaller Extraktion av Procedur
K, Na, Ca, Mg, Al Elektrolys

Elektrolys av smälta metalliska salter. Rena metaller bildas vid katoden.

KBr ⇔ K + + Br -
K + + 1 e - ⇒ K (avsatt vid katoden)

Zn, Fe, Pb, Cu

Reduktionsmedel
[CO, H2 , C]

- Malmer omvandlas först till oxider (eftersom oxider är lätta att reducera)
ZnCO 3 ⇒ ZnO + CO 2
- Metalloxider reduceras sedan till metaller av reduktionsmedel
ZnO + C ⇒ Zn + CO

Hg, Ag Termisk nedbrytning

Metalloxider reduceras till metaller enbart genom värme

2HgO ∆ ⇒ 2 Hg + O 2

Steg 3: Raffinering av oren metall

Separation av föroreningar från ovan extraherade metaller.

Elektrolytisk raffinering Under elektrolys tillsätts elektroner direkt till metalljonerna vid katoden (den negativa elektroden). Den rena metallen avsätts vid katoden och föroreningar sedimenteras som anodslam. Till exempel Cu, Pb, Al
Oxidation Raffinering För raffinering av metaller genom oxidation av deras föroreningar, till exempel järn. Vid oxidation blir ren metall kvar i smält form och föroreningar som exempelvis P, S, C oxideras med luft till respektive oxid.
Destillationsraffinering För raffinering av flyktiga metaller som zink, kvicksilver. Vid uppvärmning förångas rena metaller och kondenseras och samlas upp och de icke-flyktiga föroreningarna stannar kvar

Download Primer to continue