Отримання металів — урок. Хімія, 11 клас.

Рудами називають мінерали і гірські породи, що містять метали та їх сполуки, з яких технічно можливо і економічно доцільно отримувати чисті метали..

Отримання металів з руд — завдання металургії.

Металургія — це і наука про промислові способи отримання металів з руд, а також відповідна галузь промисловості.

Будь-який металургійний процес — це процес відновлення катіонів металу за допомогою різних відновників.
Існують декілька способів отримання металів:

пірометалургійний,
електрометалургійний.

Пірометалургія — відновлення металів з руд при високих температурах за допомогою вуглецю \(C\), карбон (\(II\)) оксиду \(CO\), водню

H_{2}

, металів — алюмінію \(Al\), магнію \(Mg\).

Цех пірометалургійного виробництва

1. Відновлення металів з їх оксидів за допомогою вуглецю (у вигляді коксу, раніше — у вигляді деревного вугілля) або карбон (II) оксиду називається карботермія.

Наприклад, олово відновлюють з олов'яного каменю вуглецем:

\overset{+ 4}{Sn} \overset{- 2}{O_{2}} + \overset{0}{C} \overset{t °}{⟶} \overset{0}{Sn} + \overset{+ 4}{C} {\overset{- 2}{O}}_{2}

Мідь відновлюють з куприту карбон (\(II\)) оксидом:

{\overset{+ 1}{Cu}}_{2} \overset{- 2}{O} + \overset{+ 2}{C} \overset{- 2}{O} \overset{t °}{⟶} 2 \overset{0}{Cu} + \overset{+ 4}{C} {\overset{- 2}{O}}_{2}

2. Відновлення металів з їх оксидів за допомогою металів називається металотермія.

Наприклад, хром відновлюють з хром (\(III\)) оксиду за допомогою алюмінію (алюмінотермія):

{\overset{+ 3}{Cr}}_{2} {\overset{- 2}{O}}_{3} + 2 \overset{0}{Al} \overset{t °}{⟶} 2 \overset{0}{Cr} + {\overset{+ 3}{Al}}_{2} {\overset{- 2}{O}}_{3}

Титан відновлюють з титан (\(IV\)) оксиду магнієм:

\overset{+ 4}{Ti} \overset{- 2}{O_{2}} + 2 \overset{0}{Mg} \overset{t °}{⟶} \overset{0}{Ti} + 2 \overset{+ 2}{Mg} \overset{- 2}{O}

3. Відновлення металів з їх оксидів за допомогою водню. Таким чином отримують метали з високим ступенем чистоти.

Наприклад, таким чином відновлюють вольфрам з вольфрам (\(VI\)) оксиду :

\overset{+ 6}{W} \overset{- 2}{O_{3}} + 3 {\overset{0}{H}}_{2} \overset{t °}{⟶} \overset{0}{W} + 3 \overset{+ 1}{H_{2}} \overset{- 2}{O}

4. Руди, утворені сульфідами металів, попередньо випалюють (окиснюють киснем повітря), після чого метал відновлюють з оксиду, що утворився.

Наприклад, цинкову обманку (цинк сульфід) випалююдть (при цьому утворюється цинк оксид і сульфур оксид). Отриманий цинк оксид, відновлюють вуглецем:

2 \overset{+ 2}{Zn} \overset{- 2}{S} + 3 {\overset{0}{O}}_{2} \overset{t °}{⟶} 2 \overset{+ 2}{Zn} \overset{- 2}{O} + 2 \overset{+ 4}{S} {\overset{- 2}{O}}_{2}

;

\overset{+ 2}{Zn} \overset{- 2}{O} + \overset{0}{C} \overset{t °}{⟶} \overset{0}{Zn} + \overset{+ 2}{C} \overset{- 2}{O}

Електрометалургія — відновлення металів з розчинів або розплавів їх сполук під дією електричного струму (електроліз).

У процесі електролізу за рахунок електричної енергії здійснюється хімічна реакція, яка самовільно відбуватися не може.

Електролізний цех металургійного заводу.

1. Відновлення активних металів електролізом з розплавів їх солей (галогенідів).

Наприклад, натрій можна отримати з розплавленого натрій хлориду під дією електричного струму:

2 \overset{+ 1}{Na} \overset{- 1}{Cl} \overset{електроліз}{⟶} 2 \overset{0}{Na} + {\overset{0}{Cl}}_{2}

2. Відновлення металів середньої активності та неактивних металів електролізом з розчинів їх солей.

Наприклад, олово утворюється при електролізі розчину станум (\(II\)) хлориду:

\overset{+ 2}{Sn} \overset{- 1}{{Cl}_{2}} \overset{електроліз}{⟶} \overset{0}{Sn} + {\overset{0}{Cl}}_{2}

Мідь утворюється при електролізі розчину купрум (\(II\)) сульфату:

2 \overset{+ 2}{Cu} \overset{+ 6}{S} {\overset{- 2}{O}}_{4} + 2 {\overset{+ 1}{H}}_{2} \overset{- 2}{O} \overset{електроліз}{⟶} 2 \overset{0}{Cu} + {\overset{0}{O}}_{2} + 2 \overset{+ 1}{H_{2}} \overset{+ 6}{S} {\overset{- 2}{O}}_{4}

Попередня теорія

Повернутись до теми

Наступна теорія

Відправити відгук

Знайшли помилку?

Розкажіть нам!

2. Отримання металів

Теорія: