Bu derste şunları öğreneceğiz:
Metaller, değerlik/dış kabukta 1, 2 veya 3 elektrona sahip elementlerdir.
metallerin değerliliği
Metallerin +1, +2 veya +3 değerleri vardır.
Metaller elektron kaybeder ve Na - 1e - ⇒ Na 1+ (değerlik +1) gibi katyonlar oluşturur.
Metallerin indirgeyici doğası: Metaller değerlik elektronlarını kaybederler ve bu nedenle iyi indirgeyici ajanlardır.
Aktivite serisi, metallerin reaktivitelerinin azalan sırasına göre dizilişidir. En aktif metal serinin başında, en az aktif metal ise serinin en altındadır . Tek yer değiştirme reaksiyonlarının ürünlerini belirlemek için kullanılır, bu sayede seride A daha yüksekse, A metali bir çözeltide başka bir B metalinin yerini alacaktır.
Reaksiyon ile | metaller |
su |
2K + 2H2Ö ⇒ 2KOH + H2
Ca + 2H2O ⇒ Ca(OH) 2 + H2
3 Fe + 4H 2 O ⇔ Fe 3 O 4 + 4H 2
|
Asit |
2K + 2HCL ⇒ 2KCl + H2
Fe + H 2 SO 4 ⇒ FeSO 4 + H 2
|
Oksijen |
4K + Ç 2 ⇒ 2K 2 Ç
|
Ekstraksiyon işlemi, bir cevherin bileşenlerinin fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlıdır. Cevherden metallerin çıkarılmasında yer alan üç adım vardır: Saf metallerin kendi cevherlerinden çıkarılmasını içeren büyük ölçekli işlemlere metalurji denir.
Cevherler yaygın oksitlerdir, örneğin boksit(Al2O3), hematit (Fe2O3), rutil (TiO2) veya sülfitler, örneğin pirit (FeS2), kalkopirit(CuFeS2)
Bu adım safsızlıkların cevherden ayrılmasını içerir. İlgili yöntemler şunlardır:
a) Elektromanyetik Süreç:
Manyetik cevher bir mıknatıs tarafından çekilir ve manyetik olmayan safsızlıklar mıknatıstan uzaklaşır.
b) Köpük Yüzdürme İşlemi:
Petrolle ıslanan cevher üstte yüzer ve suyla ıslanan safsızlıklar çöker. Köpük yüzdürme ilkesi, sülfit cevherlerinin tercihen çam yağı ile ıslatılması, oysa gang parçacıklarının su ile ıslatılmasıdır.
c) Yerçekimi Ayırma İşlemi:
Yoğun cevher parçacıkları oluklara yerleşir ve hafif safsızlıklar su ile yıkanır.
metaller | Çıkarma | prosedür |
K, Na, Ca, Mg, Al | Elektroliz | Erimiş metalik tuzların elektrolizi. Katotta oluşan saf metaller. KBr ⇔ K + + Br - |
Zn, Fe, Pb, Cu | İndirgeyici Ajanlar | - Cevherler önce okside dönüştürülür (oksitlerin indirgenmesi kolay olduğundan) |
Hg, Ag | Termal Ayrışma | Yalnızca ısı ile metallere indirgenen metalik oksitler 2HgO ∆ ⇒ 2 Hg + O 2 |
Adım 3: Saf Olmayan Metalin Rafine Edilmesi
Yukarıda ekstrakte edilen metallerden safsızlıkların ayrılması.
elektrolitik arıtma | Elektroliz sırasında, elektronlar doğrudan katottaki (negatif elektrot) metal iyonlarına eklenir. Saf metal katotta biriktirilir ve safsızlıklar anot çamuru olarak çökertilir. Örneğin Cu, Pb, Al |
Oksidasyon Rafinasyonu | Metalleri, örneğin demir gibi safsızlıklarının oksidasyonu ile rafine etmek için. Oksidasyonda saf metal erimiş formda geride kalır ve örneğin P, S, C safsızlıkları hava ile ilgili oksitlere oksitlenir. |
damıtma arıtma | Çinko, cıva gibi uçucu metallerin rafine edilmesi için. Isıtıldığında saf metaller buharlaşır, yoğunlaşır ve toplanır ve uçucu olmayan safsızlıklar geride kalır. |