Lý thuyết điều chế kim loại

I. NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI

Khử ion kim loại thành nguyên tử.

$M_{n+}$ + ne → M

I CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI

1. Phương pháp nhiệt luyện

- Đối tượng KL: KL có mức độ hoạt động trung bình

- Phương thức điều chế: khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử thông thường như C, CO, $H_2$, Al.

VD:

${\mathrm{Fe}}_2{O}_3$  +   3 CO   \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)   2Fe   +   3C$O_2$

2. Phương pháp thủy luyện

- Đối tượng KL: KL có mức độ hoạt động trung bình và yếu

- Phương thức điều chế: Khử những in kim loại cần điều chế bằng những kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn,....

VD:

$\mathrm{Fe} + {\mathrm{CuSO}}_4 \to {\mathrm{FeSO}}_4 + \mathrm{Cu}$

3. Phương pháp điện phân

a) Điện phân nóng chảy:

- Đối tượng KL: KL có mức độ hoạt động mạnh

- Phương thức điều chế: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại trong chất điện li nóng chảy (muối halogenua, oxit, hidroxit).

Ví dụ: Điện phân ${\mathrm{MgCl}}_2$nóng chảy để điều chế Mg.

Phương trình điện phân

b) Điện phân dung dịch:

- Đối tượng KL:  Dùng điều chế các kim loại yếu.

- Phương thức điều chế: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại yếu trong dung dịch muối của nó.

Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl₂ để điều chế kim loại Cu.

Phương trình điện phân

Video mô phỏng - Quá trình điện phân muối ăn NaCl

c) Tính lượng chất thu được ở các điện cực

- Dựa vào công thức Farađây: 

- Trong đó:

       m: Khối lượng chất thu được ở điện cực (g).

       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 = 96500).

Sơ đồ tư duy: Điều chế kim loại