Bài 21. Điều chế kim loại
I. Nguyên tắc
Nguyên tắc điều chế
kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử.
${M^{n + }} + ne
\to M$
II. Phương pháp
1. Phương pháp nhiệt luyện
Là phương pháp khử
ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như C, CO, H hoặc
các kim loại hoạt động.
Phương pháp này được
dùng để sản xuất kim loại trong công nghiệp. Chất khử hay được sử dụng là
cacbon.
2. Phương pháp thủy luyện
Cơ sở của phương
pháp này là dùng những dung dịch thích hợp như dung dịch H2SO4,
NaOH, NaCN,... để hòa tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại và tách ra khỏi
phần không tan có trong quặng. Sau đó khử những ion kim loại này trong dung dịch
bằng kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn,...
3. Phương pháp điện phân
- Điện phân hợp chất
nóng chảy
Là phương pháp khử
ion kim loại bằng dòng điện.
- Điện phân dung dịch
Là phương pháp điện
phân dung dịch muối của kim loại.
- Tính lượng chất
thu được ở các điện cực
Dựa vào công thức biểu diễn định luật Farađây, có thể xác định được khối lượng các chất thu được ở điện cực: $m = \frac{{AIt}}{{nF}}$, trong đó
m : Khối lượng chất thu được ở điện cực
(gam).
A : Khối lượng mol nguyên tử của chất thu được
ở điện cực.
n : Số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho
hoặc nhận.
I : Cường độ dòng điện (ampe).
t : Thời gian điện phân (giây).
F : Hằng số Farađây (F = 96 500).