Tài liệu Điều chế kim loại

Tài liệu Điều chế kim loại sau đây bao gồm những nội dung về nguyên tắc điều chế kim loại, các phương pháp điều chế kim loại như phương pháp nhiệt luyện, phương pháp thủy luyện, phương pháp điện phân. Mời các bạn tham khảo tài liệu để bổ sung thêm kiến thức về lĩnh vực này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu Điều chế kim loại ĐIỀU CHẾ KIM LOẠII. Nguyên tắc điều chế kim loạiTrong thiên nhiên, chỉ có một số ít kim loại như vàng, platin,... tồn tại ở dạng tự do, hầu hết các kim loạicòn lại đều tồn tại ở dạng hợp chất. Trong hợp chất, kim loại tồn tại dưới dạng ion dương M n+.Muốn điều chế kim loại, ta phải khử ion kim loại thành nguyên tử.Vậy : Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử. Mn+ + ne  MII. Các phương pháp điều chế kim loại1. Phương pháp nhiệt luyệnNhững kim loại có độ hoạt động trung bình như Zn, Fe, Sn, Pb được điều chế bằng phương pháp nhiệtluyện, nghĩa là khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử thông thường như C,CO, H2. toThí dụ : PbO + H2  Pb + H2O to Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2Phương pháp này được dùng để sản xuất kim loại trong công nghiệp.Chất khử hay được sử dụng trong công nghiệp là cacbon.2. Phương pháp thuỷ luyệnCơ sở của phương pháp này là dùng những dung môi thích hợp như dung dịch H 2SO4, NaOH, NaCN,...để hoà tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng. Sau đókhử những ion kim loại này bằng kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn, ...Thí dụ : Dùng Fe để khử ion Cu2+ trong dung dịch muối đồng. Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu Fe + Cu2+  Fe2+ + CuHoặc dùng Zn để khử ion Ag+ trong dung dịch muối bạc. Zn + 2AgNO3  Zn(NO3)2 + 2Ag Zn + 2Ag+  Zn2+ +2Ag3. Phương pháp điện phâna) Điện phân hợp chất nóng chảyNhững kim loại có độ hoạt động mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al được điều chế bằng phương pháp điệnphân nóng chảy, nghĩa là khử ion kim loại bằng dòng điện.Thí dụ 1 : Điện phân Al2O3 nóng chảy để điều chế Al.Ở catot (cực âm) : Al3+ + 3e  Al -1-Ở anôt (cực dương) : 2O2-  O2 + 4e ®pnc 2Al 2O3   4Al + 3O2Điện phân Al2O3 nóng chảy là phương pháp sản xuất nhôm trong công nghiệp.Thí dụ 2 : Điện phân MgCl2 nóng chảy để điều chế Mg.Ở catot : Mg2+ + 2e  MgỞ anot : 2Cl-  Cl2 + 2e ®pnc MgCl 2   Mg + Cl 2 b) Điện phân dung dịchCũng có thể điều chế các kim loại có độ hoạt động trung bình hoặc yếu bằng cách điện phân dung dịchmuối của chúng.Thí dụ : Điện phân dung dịch CuCl2 để điều chế Cu.Ở catot : Cu2+ + 2e  CuỞ anot : 2Cl-  Cl2 + 2e ®pdd CuCl 2  Cu + Cl 2c) Tính lượng chất thu được ở các điện cựcDựa vào công thức biểu diễn định luật Farađây ta có thể xác định được khối lượng các chất thu được ởđiện cực : AItm= trong đó m : Khối lượng chất thu được ở điện cực (gam) 96500nA : Khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cựcn : Số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhậnI : Cường độ dòng điện (ampe)t : Thời gian điện phân (giây) Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn -2-