Тема урока: Получение металлов

Тема урока: Получение металлов

Металлы могут встречаться в природе или в виде простого вещества (самородки) или в виде сложного вещества. Чаще всего вприроде металлы встречаются в виде соединений – руд, объясняется это высокой химической активностью металлов. Только металлы низкой химической активности могут находиться в природе в свободном (или самородном) состоянии.

Например:

· Благородные металлы — Аи, Pt, встречаются в природе только в свободном виде.

· В самородном виде и в форме соединений могут находиться в природе серебро, медь, ртуть и олово.

· Все металлы, которые в ряду напряжений находятся до олова, встречаются только в виде соединений.

Чаще всего металлы в природе встречаются в виде солей неорганических кислот:

хлоридов - сильвинит КСl· NaCl, каменная соль NaCl;

нитратов – чилийская селитра NaNO₃;

сульфатов – глауберова соль Na₂SO₄ · 10 H₂O, гипс CaSO₄ · 2Н₂О;

карбонатов – мел, мрамор, известняк СаСО₃, магнезит MgCO₃, доломит CaCO₃ · MgCO₃;

сульфидов - серный колчедан FeS₂, киноварь HgS, цинковая обманка ZnS;

фосфатов – фосфориты, апатиты Ca₃(PO₄)₂;

Также встречаются в виде оксидов – магнитный железняк Fe₃O₄, красный железняк Fe₂O₃, бурый железняк 2Fe₂O₃ · 3Н₂О.

Большинство металлов встречаются в природе в составе соединений, в которых металлы находятся в положительной степени окисления М^+п, значит для того чтобы их получить в виде простого вещества М°, необходимо про вести процесс восстановления.

Получением металлов из их соединений занимается важнейшая отрасль промышленности, называемая металлургией.Но, прежде чем восстановить природное соединение металла необходимо перевести его в форму доступную для обработки. Это может быть обжиг руддля перевода металла в оксид его или растворение нерастворимых соединений: обработка кислотами, содой и др. Катионы металлов М^+п в металлургических процессах являются окислителями. Восстановителями выступают следующие вещества: С (уголь), Н₂, СО, Al, Mg, активные металлы — щелочные металлы, щелочноземельные металлы, электрический ток.

Общие способы получения металлов:

Пирометаллургия— это восстановление металлов из их руд, происходящее при высоких температурах.

Примеры:

Обжиг (окисление): 2PbS + ЗО₂ = 2РЬО + 3SO₂↑

Плавка (востановление):

В зависимости от восстановителя различают:

А) алюминотермию

3 Rb₂O + 2Al = 6Rb + Al₂O₃ + Q

Б) магнийтермию

TiO₂ + 2Mg = Ti + 2MgO + Q

TiCl₄ + 2Mg = Ti + 2MgCl₂

В) Водородотермия - это восстановление металлов из их соединений с помощью водорода при высокой температуре.

МоО₃ + 3Н₂ = Мо + 3Н₂О

РЬО + Н₂ = Pb + Н₂О

WO₃ + ЗН₂ = W + ЗН₂О

Гидрометаллургия— это методы восстановления металлов из растворов

их солей другими более активными металлами:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + Н₂О

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Сu

Этим способом получают следующие металлы: Ag, Au, Zn, Zn, Mo.

Электрометаллургия— это методы восстановления металлов с по мощью электрического тока. Данный метод основан на электролизерастворов или расплавов соединений металлов. Наиболее активные металлы получают электролизом расплавов их соединений:

2КС1_{(расплав)}→2K° + С1₂↑

Таким способом получают активные металлы щелочные металлы, щелочноземельные металлы, алюминий.

Домашнее задание:

Рассмотрите ниже приведённые уравнения реакций с точки зрения окисления – восстановления, расставьте коэффициенты в уравнениях реакций получения металлов методом электронного баланса:

РЬО + Н₂ = Pb + Н₂О

WO₃ + ЗН₂ = W + ЗН₂О

TiCl₄ + 2Mg = Ti + 2MgCl₂

CuO→ CuSO

→Cu

CuO→ CuSO

→Cu

CuO→ CuSO