Способы получения металлов

Распространенность металлов в природе
Содержание некоторых элементов металлов в земной коре:
Алюминий-8,2%
Железо-5,0%
Кальций-4,1%
Натрий-2,3%
Магний-2,3%
Калий-2,1%

Минералы и горные породы,
содержащие металлы или их соединения
и пригодные для промышленного
получения металлов,
называются рудами

Металлургия
Отрасль промышленности, которая занимается получением металлов из руд
Наука о промышленных способах получения металлов из руд
Металлурги́я (от греч. metallurgéo — добываю руду, обрабатываю металлы, от métallon — рудник, металл и érgon — работа)
Искусство извлечения
металлов из руд
Рис. 1. Плавка металла в Древнем Египте (дутьё подаётся мехами, сшитыми из шкур животных)

Нахождение металлов в природе
Очень активные металлы
Неактивные (благородные)
Средней активности

Самородные металлы
золото
серебро
медь
платина

MgCO3
Карбонаты
Малахит
Cu2(OH)2CO3
Магнезит
Карбонат магния
Мрамор CaCO3
Кварц SiO2

Хлориды
Каменная соль NaCl
Карналлит
KCl*MgCl2*6H2O
Апатит Ca3(PO4)2
Сильвин
Хлорид калия KCl
Галит NaCl

Галенит - PbS
Пирит FeS2
Медный блеск -
Сульфид меди (II) CuS
Сульфиды
Цинковая обманка (сфалерит) - сульфид цинка ZnS
Киноварь - сульфид ртути (II) HgS

Fe2O3
Оксиды
Магнетит Fe3O4
Лимонит
2Fe2O3* 3H2O
Гематит
Оксид железа (III)
Каолин
Al2O3*2SiO2*2H2O
Флюорит CaF2

Способы получения металлов

Способы получения металлов
Пирометаллургия
Гидрометаллургия
Электрометаллургия (электролиз)

Пирометаллургия – восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью восстановителей (C, CO, H2, металлы)
CuO + H2
AL + Fe2O3
FeO + C
4. ZnO + CO
Задание. Составьте уравнения реакций получения металлов
БЕКЕТОВ Николай Николаевич (1827-1911)
t0
t0
t0
t0

Получение из оксидов
1) Восстановление углём получают Fe, Cu, Zn, Cd, Ge, Sn, Pb и др., не образующие карбидов
ZnO + C Zn + CO
2) Восстановление угарным газом
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
Такими способами получают металлы средней активности и неактивные.

Получение из оксидов
3) Восстановление водородом (водородотермия)
WO3 + 3H2 W + 3H2O Таким способом получают чистые (Мо) металлы.

Алюминотермия, магнийтермия
4) 3MnO2 + 4Al 3Mn + 2Al2O3
Таким способом получают Mn, Cr, Ti, Mo, W

Получение из сульфидов
Получение происходит по схеме:
сульфиды оксиды металлы

Получение из сульфидов
а) ОБЖИГ
2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2
б) ПЛАВКА
ZnO + C Zn + CO

Гидрометаллургия
Гидрометаллургия – получение металлов из растворов их солей.
Получение происходит по схеме:
Руда раствор соли металл
Таким способом получают Cu, Ag, Au, Zn, Mo, U и другие металлы.

Задание: Осуществите цепочки превращений
1. CuO CuSO4 Cu
2. ZnO ZnCL2 Zn 3. PbO Pb(NO3)2 Pb
4. Ag2O Ag2SO4 Ag

Электрометаллургия* – способ получения металлов с помощью электрического тока (электролиз)
Натрий
Калий
Магний
Кальций
Барий
(Хемфри Дэйви)
Гемфри Дэви
(1778-1829)
CuCL2 Cu+CL2
2Na+Cl- Na0 + Cl20
Таким способом получают только самые активные металлы.

.
Электрометаллургия*
- методы получения металлов, основанные на электролизе, т.е. выделение металлов из растворов или расплавов их соединений с помощью постоянного электрического тока.
электрометаллургическая
печь

Электролиз

Определение:
Электролиз – окислительно-восстановительная реакция, протекающая на электродах при прохождении электрического тока через расплав или раствор электролита.

Катод-это отрицательно заряженный электрод -он обозначается K(-)
Анод – это положительно заряженный электрод- он обозначается A(+)

Под действием электрического тока ионы приобретают направленное движение, т.е. катионы движутся к катоду ,а анионы движутся к аноду
CuCL2
Cu2+
+
2Cl-
При электролизе за счет электрической энергии протекают химические реакции :восстановление
на катоде и окисление на аноде

Английский физик и химик,
один из основателей электрохимии
В конце 18 века он приобрел репутацию хорошего химика.
В первые годы XIX века Дэви увлекся изучением действия электрического тока на различные вещества, в том числе на расплавленные соли и щелочи

Первые его работы в области электрохимии были посвящены изучению действия электрического тока на химические соединения.
Он показал, что электрический ток вызывает разложение (электролиз) кислот и солей.
Дэви получил электролизом два новых металла из расплавов их соединений - калий и натрий
Тридцатилетний ученый сумел в течение двух лет получить также в свободном виде еще ранее неизвестные металлы: барий, кальций, магний и стронций.
Это стало одним из самых выдающихся событий в истории открытия новых металлов

А знаете ли
вы, что…..
Современную жизнь без электролиза представить
себе уже невозможно….

Но…..уже в середине XIX века некоторые химики указывали на то, что алюминий можно получать путем электролиза. В 1854 году Роберт Бунзен – немецкий химик-экспериментатор получил алюминий путем электролиза расплава хлористого алюминия (AlCl3)
Сегодня в 21 веке невозможно представить нас без алюминия.
Этот блестящий легкий металл, прекрасный проводник электричества, получил в последние десятилетия самое широкое применение в различных отраслях производства.
И получают его много электролизом давно по отработанной технологии…

При помощи электролиза монету можно покрыть тонким слоем многих металлов .
Но первом фото монета покрыта слоем цинка , на втором эта же монета , но она уже золотая , а на третьем фото она стала опять медной с красивым оттенком .
Это одна и та же монета – копеечка 1924 года .
ЭТО ИНТЕРЕСНО…..

.
Микробиологический метод
- в этом методе используется жизнедеятельность некоторых видов бактерий. Например, тионовые бактерии способны переводить нерастворимые сульфиды в растворимые сульфаты.
тионовые
бактерии

Домашнее задание
конспект, рре, дописать уравнения (ОВР)
ZnO + CO
Ag2O Ag2SO4 Ag
t0