ในบทนี้เราจะได้เรียนรู้:
โลหะเป็นธาตุที่มีอิเล็กตรอน 1, 2 หรือ 3 ตัวในเวเลนซ์/เปลือกนอก
ความจุของโลหะ
โลหะมีวาเลนซี +1, +2 หรือ +3
โลหะสูญเสียอิเล็กตรอนและสร้างไอออนบวก เช่น Na - 1e - ⇒ Na 1+ (valency +1)
ธรรมชาติรีดิวซ์ของโลหะ: โลหะจะสูญเสียเวเลนซ์อิเล็กตรอนและด้วยเหตุนี้จึงเป็นตัวรีดิวซ์ที่ดี
ชุดกิจกรรมเป็นชุดของการจัดเรียงโลหะตามลำดับความว่องไวที่ลดลง โลหะที่มีการใช้งานมากที่สุดอยู่ที่ด้านบนสุดของซีรีส์ และโลหะที่มีการใช้งานน้อยที่สุดอยู่ที่ด้านล่างของซีรีส์ มันถูกใช้เพื่อกำหนดผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาการแทนที่เดี่ยว โดยที่โลหะ A จะเข้าแทนที่โลหะ B อื่นในสารละลาย ถ้า A มีค่าสูงกว่าในอนุกรม
ปฏิกิริยากับ | โลหะ |
น้ำ |
2K + 2H 2 O ⇒ 2 KOH + H 2
Ca + 2H 2 O ⇒ Ca(OH) 2 + H 2
3 เฟ + 4H 2 O ⇔ เฟ 3 O 4 + 4H 2
|
| กรด |
2K + 2HCL ⇒ 2KCl + H 2
เฟ + H 2 SO 4 ⇒ FeSO 4 + H 2
|
| ออกซิเจน |
4K + O 2 ⇒ 2K 2 O
|
กระบวนการสกัดขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของส่วนประกอบของแร่ มีสามขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการสกัดโลหะจากแร่: กระบวนการขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับการสกัดโลหะบริสุทธิ์จากแร่ที่เกี่ยวข้องเรียกว่า โลหวิทยา
แร่คือออกไซด์ทั่วไป ตัวอย่างเช่น บอกไซต์(Al2O3) เฮมาไทต์ (Fe2O3) รูไทล์ (TiO2) หรือซัลไฟด์ ตัวอย่างเช่น ไพไรต์ (FeS2) ชาลโคไรต์(CuFeS2)
ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการแยกสิ่งเจือปนออกจากแร่ วิธีการที่เกี่ยวข้องคือ:
ก) กระบวนการทางแม่เหล็กไฟฟ้า:
แร่แม่เหล็กถูกดึงดูดโดยแม่เหล็กและสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่แม่เหล็กจะเคลื่อนออกจากแม่เหล็ก
b) กระบวนการลอยฟอง:
แร่ที่เปียกน้ำมันจะลอยอยู่ด้านบน และสิ่งสกปรกที่เปียกน้ำจะตกตะกอน หลักการของการลอยตัวเป็นฟองคือแร่ซัลไฟด์จะถูกทำให้เปียกโดยน้ำมันไพน์เป็นพิเศษ ในขณะที่อนุภาคของแก็งจะถูกทำให้เปียกด้วยน้ำ
c) กระบวนการแยกแรงโน้มถ่วง:
อนุภาคแร่ที่หนาแน่นเกาะตัวอยู่ในร่องและสิ่งสกปรกที่เบาบางถูกชะล้างด้วยน้ำ
| โลหะ | สกัดโดย | ขั้นตอน |
| K, Na, Ca, Mg, Al | อิเล็กโทรลิซิส | อิเล็กโทรไลซิสของเกลือโลหะที่หลอมละลาย โลหะบริสุทธิ์เกิดขึ้นที่แคโทด KBr ⇔ K + + Br - |
| Zn, Fe, Pb, Cu | ตัวรีดิวซ์ | - แร่จะถูกแปลงเป็นออกไซด์ก่อน (เนื่องจากออกไซด์จะลดขนาดได้ง่าย) |
| Hg, Ag | การสลายตัวด้วยความร้อน | ออกไซด์ของโลหะถูกทำให้เป็นโลหะด้วยความร้อนเพียงอย่างเดียว 2HgO ∆ ⇒ 2 Hg + O 2 |
ขั้นตอนที่ 3: การกลั่นโลหะไม่บริสุทธิ์
การแยกสิ่งเจือปนออกจากโลหะที่สกัดได้ข้างต้น
| การกลั่นด้วยไฟฟ้า | ในระหว่างการอิเล็กโทรลิซิส จะมีการเติมอิเล็กตรอนโดยตรงไปยังไอออนของโลหะที่แคโทด (อิเล็กโทรดลบ) โลหะบริสุทธิ์จะสะสมอยู่ที่แคโทดและสิ่งสกปรกจะถูกจับตัวเป็นโคลนแอโนด ตัวอย่างเช่น Cu, Pb, Al |
| การกลั่นออกซิเดชัน | สำหรับการกลั่นโลหะด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันของสิ่งเจือปน เช่น เหล็ก เมื่อออกซิเดชั่นโลหะบริสุทธิ์ยังคงอยู่ในรูปแบบหลอมเหลวและสิ่งเจือปนเช่น P, S, C จะถูกออกซิไดซ์โดยอากาศไปยังออกไซด์ที่เกี่ยวข้อง |
| การกลั่น การกลั่น | สำหรับการกลั่นโลหะที่ระเหยง่าย เช่น สังกะสี ปรอท เมื่อให้ความร้อน โลหะบริสุทธิ์จะระเหยเป็นไอและถูกควบแน่นและรวบรวมไว้ และมีสิ่งเจือปนที่ไม่ระเหยง่ายหลงเหลืออยู่ |
