Back to the topics list
Google Play badge

видобуток металу, хімічні властивості металу

На цьому уроці ми навчимося:

Метали - це елементи, які мають 1, 2 або 3 електрони у валентній/зовнішній оболонці.


Валентність металів
Метали мають валентність +1, +2 або +3.
Метали втрачають електрони та утворюють катіони, такі як Na - 1e - ⇒ Na 1+ (валентність +1)

Відновна природа металів: метали втрачають валентні електрони і, отже, є хорошими відновниками.

Діяльність серії металів

Ряд активності — це ряд розташування металів у порядку зменшення їх реакційної здатності. Найбільш активний метал знаходиться у верхній частині ряду, а найменш активний метал - у нижній частині ряду . Він використовується для визначення продуктів одиничних реакцій заміщення, за допомогою яких метал A замінить інший метал B у розчині, якщо A є вищим у ряді.

Реакція С

 метали

вода




  • K і Na бурхливо реагують на холодну воду

2K + 2H 2 O ⇒ 2 KOH + H 2

  • Ca менш енергійно реагує з холодною водою

Ca + 2H 2 O ⇒ Ca(OH) 2 + H 2

  • Mg до Fe плавно реагують з гарячою водою/парою

3 Fe + 4H 2 O ⇔ Fe 3 O 4 + 4H 2

  • Метали в рядах активності, нижчих за Гідроген, не реагують з водою, витісняючи Гідроген.
Кислота
  • K і Na вибухово реагують з розбавленою HCL або розведеною H 2 SO 4

2K + 2HCL ⇒ 2KCl + H 2

  • Ca до Fe реагують із зменшенням енергії з розл. HCL і розл. H 2 SO 4

Fe + H 2 SO 4 ⇒ FeSO 4 + H 2

  • Метали в ряді активності, нижчому за Гідроген, не реагують із розбавленими кислотами, витісняючи водень.
Кисень
  • K до Ag реагує з киснем з утворенням оксидів металів.

4K + O 2 ⇒ 2K 2 O

  • Pt і Au не утворюють оксидів

Видобуток металів

Процес видобутку залежить від фізичних і хімічних властивостей компонентів руди. Видобуток металів із руди включає три етапи: Масштабні процеси, пов’язані з вилученням чистих металів із відповідних руд, називаються металургією.

Крок 1: Концентрація руди

Руди - це звичайні оксиди, наприклад, боксит (Al2O3), гематит (Fe2O3), рутил (TiO2), або сульфіди, наприклад, пірит (FeS2), халькопірит (CuFeS2)

Ця стадія передбачає відділення домішок від руди. Задіяні методи:

а) Електромагнітний процес:

Магнітна руда притягується магнітом, а немагнітні домішки віддаляються від магніту.

b) Процес пінної флотації:

Руда, змочена нафтою, спливає зверху, а домішки, змочені водою, осідають вниз. Принцип пінної флотації полягає в тому, що сульфідні руди переважно змочуються сосновою олією, тоді як частинки пустої породи змочуються водою.

c) Процес гравітаційного розділення:

Частинки щільної руди осідають в борозенках, а легкі домішки вимиваються водою.

Крок 2: Видобуток металу з концентрованої руди
метали Видобуток за Процедура
K, Na, Ca, Mg, Al Електроліз

Електроліз розплавлених солей металів. На катоді утворюються чисті метали.

KBr ⇔ K + + Br -
K + + 1 e - ⇒ K (осаджується на катоді)

Zn, Fe, Pb, Cu

Відновники
[CO, H 2 , C]

- Руди спочатку перетворюються на оксиди (оскільки оксиди легко відновити)
ZnCO 3 ⇒ ZnO + CO 2
- Оксиди металів потім відновлюються до металів відновником
ZnO + C ⇒ Zn + CO

Hg, Ag Термічний розпад

Оксиди металів, що відновлюються до металів лише нагріванням

2HgO ∆ ⇒ 2 Hg + O 2

Крок 3: Очищення нечистого металу

Відокремлення домішок від вищевилучених металів.

Електролітичне рафінування Під час електролізу електрони додаються безпосередньо до іонів металу на катоді (негативному електроді). Чистий метал осідає на катоді, а домішки осідають у вигляді анодного шламу. Наприклад Cu, Pb, Al
Окислювальне рафінування Для рафінування металів шляхом окислення їх домішок, наприклад, заліза. При окисленні чистий метал залишається в розплавленому вигляді, а домішки, наприклад P, S, C окислюються повітрям до відповідних оксидів.
Дистиляційне рафінування Для рафінування летких металів, таких як цинк, ртуть. При нагріванні чисті метали випаровуються, конденсуються та збираються, а нелеткі домішки залишаються позаду

Download Primer to continue