Lý thuyết Hóa học 12 Chân trời sáng tạo Bài 15: Các phương pháp tách kim loại

Với tóm tắt lý thuyết Hóa 12 Bài 15: Các phương pháp tách kim loại sách Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 12 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 12.

Lý thuyết Hóa 12 Chân trời sáng tạo Bài 15: Các phương pháp tách kim loại

I. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN CỦA KIM LOẠI VÀ QUẶNG, MỎ KIM LOẠI

- Nước ta có nguồn tài nguyên khoáng sản khá đa dạng và phong phú như quặng bauxite (Tây Nguyên, Lạng Sơn, Cao Bằng,…), quặng hematite (Thái Nguyên, Yên Bái, Hà Tĩnh…).

- Trong tự nhiên, chỉ có một số ít kim loại tồn tại ở dạng đơn chất (như vàng, bạc, platinum,…), hầu hết các kim loại tồn tại ở dạng hợp chất trong các quặng, mỏ.

II. PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI

Để tách kim loại từ quặng, có nhiều phương pháp, trong đó ba phương pháp phổ biến là nhiệt luyện, thủy luyện và điện phân.

1. Phương pháp nhiệt luyện

Phương pháp nhiệt luyện được thực hiện bằng cách khử những ion của kim loại hoạt động trung bình và yếu (như Zn, Fe, Sn, Pb, Cu,…) trong các oxide của chúng ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như C, CO,…

Ví dụ:

ZnO + C$\stackrel{t^o}{\to }$Zn + CO

Fe₂O₃ + 3CO $\stackrel{t^o}{\to }$ Fe + 3CO₂

2. Phương pháp thủy luyện

Hòa tan kim loại hoặc hợp chất của những kim loại hoạt động yếu, như Cu, Hg, Ag, Au,…trong dung dịch thích hợp, như dung dịch H₂SO₄, NaOH, NaCN để chúng tách ra khỏi phần không tan có trong quặng. Sau đó, các ion kim loại trong dung dịch được khử bằng kim loại hoạt động mạnh hơn.

Ví dụ:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

3. Phương pháp điện phân

- Điện phân các hợp chất điện li nóng chảy của kim loại (muối, oxide,…) để tách những kim loại có độ hoạt động mạnh như Li, Na, K, Mg, Ca, Al,…

Ví dụ: Điện phân MgCl₂, Al₂O₃ nóng chảy đề tách Mg, Al tương ứng:

MgCl_{2$\stackrel{đpnc}{\to }$}Mg + Cl₂

2Al₂O₃ $\stackrel{đpnc}{\to }$4Al + 3O₂

- Điện phân dung dịch muối của các kim loại để tách những kim loại có độ hoạt động trung bình hoặc yếu như Zn, Fe, Sn, Pb, Cu, Ag,…

Ví dụ: Điện phân dung dịch CuSO₄ để tách đồng:

$CuS{O}_4+H_{2}O\stackrel{đpdd}{\to }Cu+\frac{1}{2}{O}_2+H_{2}S{O}_4$

III. NHU CẦU VÀ THỰC TIỄN TÁI CHẾ KIM LOẠI

- Nhu cầu sử dụng kim loại đen (gang, thép với thành phần chính là sắt) trong đời sống và sản xuất là cao nhất. Bên cạnh đó, kim loại màu (Al, Mg, Cu, Pb, Zn, Sn, Au, Ag, Pt,…) cũng được sử dụng nhiều.

- Tái chế là quá trình xử lí để tái sử dụng rác thải hoặc vật liệu không cần thiết (phế liệu) thành vật liệu mới mang lại lợi ích cho đời sống và sản xuất. Kim loại là vật liệu có thể tái chế nhiều lần mà không làm thay đổi tính chất cũng như làm giảm chất lượng của chúng.

- Việc tái chế kim loại giúp con người tiết kiệm được tài nguyên thiên nhiên do quá trình này cần ít năng lượng để vận hành hơn quá trình sản xuất kim loại từ quặng, cũng như giảm thiểu khí thải carbon dioxide và các khí độc hại khác, góp phần bảo vệ môi trường. Tái chế kim loại giúp các doanh nghiệp giảm thiểu chi phí sản xuất, từ đó giảm giá thành sản phẩm. Ngoài ra, tái chế cũng tạo ra nhu cầu việc làm cho xã hội.

- Ở nước ta, tái chế kim loại ở các địa phương chưa hiệu quả do khả năng tái chế mỗi kim loại cũng như việc thu gom vật liệu để tái chế đang gặp khó khăn. Bên cạnh đó, quy trình, công nghệ tái chế lạc hậu làm cho tình trạng ô nhiễm môi trường ở mức báo động đỏ. Do đó, cần phải phát triển hệ thống các nhà máy xử lí chất thải phù hợp với mô hình sản xuất trong các cơ sở tái chế kim loại cũng như vấn đề bảo vệ sức khỏe cho người lao động.

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Chân trời sáng tạo hay khác:

• Lý thuyết Hóa 12 Bài 16: Hợp kim – Sự ăn mòn kim loại

• Lý thuyết Hóa 12 Bài 17: Nguyên tố nhóm IA

• Lý thuyết Hóa 12 Bài 18: Nguyên tố nhóm IIA

• Lý thuyết Hóa 12 Bài 19: Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.

• Lý thuyết Hóa 12 Bài 20: Sơ lược về phức chất và sự hình thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải sgk Hóa học 12 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề học tập Hóa 12 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Hóa học 12 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---