Điều chế kim loại là cách con người gom nhặt ion kim loại trong tự nhiên rồi tìm cách chuyển thành kim loại. Từ kim loại có được, con người tiếp tục sáng tạo tìm ra vô số sản phẩm tuyệt vời cho cuộc sống.
Nguyên tố kim loại sống ở dạng nào trong tự nhiên?
Cuộc sống của nguyên tố kim loại thế nào?
Hầu hết nguyên tố kim loại sống trong tự nhiên dạng ion Mn+. Ví dụ
- Natri [Na] sống ở dạng ion Na+ trong muối ăn NaCl bơi lơ lửng giữa biển khơi bao la; đặc biệt ở Biển Chết, hàm lượng NaCl trong nước biển rất nhiều, khiến nước biển ở đây trở nên nặng nề, chúng mình có thể nổi lềnh bềnh trên mặt biển mà không cần mặc áo phao.
- Canxi [Ca] sống ở dạng ion Ca2+ trong CaCO3 cheo leo trong núi đá vôi, hoặc …
- Nhôm [Al] sống ở dạng ion Al3+ trong Al2O3, gieo mình trong lòng đất cùng với SiO2, gọi là quặng Boxit.
- Sắt [Fe] sống ở dạng Fe2+, Fe3+ lẩn trốn trong vỏ trái đất, tùy công thức mà có tên khác nhau như Hemantit, Manhetit, Pirit sắt, Xiđerit, …từ từ mình học sau.
- Vàng [Au] do có tính chất hóa học [tính khử] quá yếu; nên tồn tại trong tự nhiên dạng đơn chất Au luôn [vì vậy một số người đào vàng rất may mắn, có khi đào trúng khối vàng lớn, kiếm được rất nhiều tiền]; nhưng đa số chúng ở dạng vảy hoặc hạt nhỏ lẫn trong đất cát, và vì vậy người ta cũng phải chuyển nó thành ion Au3+ tan để lọc tách khỏ đất cát, rồi lại biến ion Au3+ về kim loại Au thô, rồi mới tiếp tục tinh chế Au thô thành Vàng 4 số 9 [tức 99,99% ~ có 99,99% Au nguyên chất, còn lại 0,01% là kim loại tạp chất khác].
Vàng 4 số 9 là loại có độ tinh khiết cao nhất; còn gọi là vàng 24K, vàng ròng, vàng 10 tuổi. Loại vàng này được các nhà đầu tư, người dân mua để giao dịch, tích trữ, làm của hồi môn,… Bạn nhớ sau khi học xong bài này, lớn lên làm có tiền thì nên mua loại vàng này nha!
Hướng điều chế kim loại
Như vậy, con người đã biết trong tự nhiên, kim loại sống ở dạng ion Mn+ ; do vậy cách điều chế kim loại là tìm phản ứng để biến ion kim loại Mn+ thành kim loai M0.
Nguyên tắc điều chế kim loại là gì?
Con người thực hiện phản ứng: Mn+ [chất oxi hóa-nhận electron] + ne → M0
⇒ nói nguyên tắc điều chế kim loại là thực hiện quá trình khử ion kim loại Mn+ thành kim loại M0.
⇒ dùng chất khử [chất cho electron] là cực âm của dòng điện 1 chiều; các hóa chất như C, CO, H2, Al, kim loại.
3 phương pháp điều chế kim loại là gì?
Ba phương pháp sản xuất kim loại được SGK trình bày như sau:
ĐIỆN PHÂN
NHIỆT LUYỆN
THỦY LUYỆN
Sẽ gặp lại chủ yếu các kim loại sau
Điều chế Na [IA]: điện phân nóng chảy muối clorua NaCl [hoặc hiđroxit NaOH !!!].
Điều chế Ca, Mg [IIA]: điện phân nóng chảy muối clorua CaCl2, MgCl2.
Điều chế Al: điện phân nóng chảy Al2O3.
Điều chế Fe: có thể dùng CO, H2, Al nhưng thực tế dùng CO [đốt than cốc ngay trong lò cao, CO sinh ra tiếp tục phản ứng luôn với oxit sắt] để khử oxit sắt ở t0 cao [phương pháp nhiệt luyện].
Fe2O3 —+CO→ Fe3O4 —+CO→ FeO —+CO→ Fe
Điều chế Cr: dùng Al để khử oxit crom ở t0 cao [phương pháp nhiệt luyện, dùng nhôm nên gọi là phản ứng nhiệt nhôm].
Cr2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3
Liên kết nhanh
Đọc thêm các bài viết về Kim loại và Hóa lớp 12 tại đây.
Nếu có câu hỏi hoặc ý tưởng mới, hãy lưu lại trong phần bình luận bạn nhé. Câu hỏi và ý tưởng của bạn luôn tuyệt vời.
Đừng quên chia sẻ bài viết lên mạng xã hội để nhiều người cùng học nha bạn.