Tiêu đề BÀI 19. TÁCH KIM LOẠI VÀ VIỆC SỬ DỤNG HỢP KIM (HS).docx ✅

1 BÀI 19. TÁCH KIM LOẠI VÀ VIỆC SỬ DỤNG HỢP KIM I. PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI – Trong tự nhiên, kim loại chủ yếu tồn tại ở trong quặng dưới dạng hợp chất như oxide, muối. Ví dụ: aluminium oxide là thành phần chủ yếu trong quặng bauxite; iron(III) oxide là thành phần chủ yếu trong quặng hematite; zinc sulfide là thành phần chủ yếu trong quặng sphalerite. Quặng bauxite Quặng hematite Quặng sphalerite Hình. Một số mẫu quặng – Các bước cơ bản trong quy trình tách kim loại từ quặng: – Tuỳ thuộc vào mức độ hoạt động hoá học của kim loại, có thể lựa chọn phương pháp hoá học phù hợp để tách kim loại ra khỏi hợp chất của nó: + Phương pháp điện phân nóng chảy được áp dụng để tách các kim loại hoạt động hoá học mạnh như Na, Ca, Mg, Al,... + Phương pháp nhiệt luyện thường được dùng để tách các kim loại hoạt động hoá học trung bình như Fe, Zn,.... có thể dùng các chất như C, CO, H 2 , Al,... tác dụng với oxide kim loại ở nhiệt độ cao, thu được kim loại. + Ngoài hai phương pháp trên, người ta còn dùng phương pháp thuỷ luyện để tách các kim loại hoạt động hoá học yếu như Ag, Au,... 1. Phương pháp điện phân nóng chảy Điều chế các kim loại hoạt động hoá học mạnh như Li, Na, K, Ca, ... từ những hợp chất của chúng (muối, oxide, ...). Ví dụ: Nhôm được sản xuất từ quặng bauxite (thành phần chủ yếu là aluminium oxide – Al 2 O 3 ). Phương trình hoá học của phản ứng được viết như sau: 2Al 2 O 3 (*)t đpnc cryolie 4Al + 3O 2 ↑
2 (*) Cryolite được sử dụng để giảm nhiệt độ nóng chảy của Al 2 O 3 , tiết kiệm năng lượng,... Hình. Sơ đồ mô phỏng bể điện phân sản xuất nhôm 2. Phương pháp nhiệt luyện Phương pháp nhiệt luyện thường được dùng để tách các kim loại có mức độ hoạt động hoá học trung bình và yếu như Zn, Fe, Cu,... Ví dụ: + Người ta tách được sắt ra khỏi iron(III) oxide (Fe 2 O 3 ) bằng cách cho Fe 2 O 3 phản ứng với carbon monoxide (CO) ở nhiệt độ cao: Fe 2 O 3 + 3CO o t  2Fe + 3CO 2 + Quặng sphalerite có thành phần chính là zinc sulfide (ZnS). Từ quặng sphalerite người tách kẽm như sau: • Nung quặng sphalerite trong không khí ở nhiệt độ cao thu được zinc oxide (ZnO): 2ZnS + 3O 2 o t  2ZnO + 2SO 2 • Sau đó, cho ZnO tác dụng với carbon ở nhiệt độ cao, tách được kẽm ra khỏi zinc oxide: ZnO + C o t  Zn + CO II. HỢP KIM 1. Khái niệm hợp kim Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa ít nhất một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác. Kim loại cơ bản là kim loại chiếm thành phần chính trong hợp kim. Ví dụ: thép có kim loại cơ bản là sắt, đuy–ra (duralumin) có kim loại cơ bản là nhôm,... 2. Ưu điểm của hợp kim Hợp kim thường có nhiều ưu điểm vượt trội so với kim loại nguyên chất về độ cứng, độ bền, khả năng chống ăn mòn và gỉ sét, phù hợp với nhiều ứng dụng.