Πώς απελευθερώνεται ο χαλκός από ένα θειικό διάλυμα;
ηλεκτρόλυση:
* ηλεκτρόλυση με αδρανές ηλεκτρόδιο: Η διέλευση ενός ηλεκτρικού ρεύματος μέσω του διαλύματος χρησιμοποιώντας αδρανές ηλεκτρόδια (όπως η πλατίνα ή ο άνθρακας) θα προκαλέσει τη μεταναστευτική μεταναστευμένη στην κάθοδο και θα κερδίσει ηλεκτρόνια, μειώνοντάς τα σε μεταλλικό χαλκό. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται στην ηλεκτρολυτική και τη διύλιση του χαλκού.
αντίδραση μετατόπισης:
* Χρησιμοποιώντας ένα πιο αντιδραστικό μέταλλο: Τα μέταλλα υψηλότερα από τον χαλκό στη σειρά αντιδραστικότητας (όπως ο ψευδάργυρος, ο σίδηρος ή το μαγνήσιο) μπορούν να μετατοπίσουν χαλκό από το διάλυμα. Το πιο δραστικό μέταλλο θα αντιδράσει με τα θειικά ιόντα, απελευθερώνοντας ιόντα χαλκού στο διάλυμα, τα οποία στη συνέχεια θα κατακρημνίσουν ως στερεό χαλκό.
Χημική μείωση:
* Χρησιμοποιώντας έναν παράγοντα αναγωγής: Η προσθήκη ενός κατάλληλου αναγωγικού παράγοντα, όπως το αέριο υδρογόνου, ο βοροϋδρίτης νατρίου ή ένα ισχυρό οξύ, μπορεί να μειώσει τα ιόντα χαλκού σε μεταλλικό χαλκό.
βροχόπτωση:
* χρησιμοποιώντας ιόντα υδροξειδίου ή ανθρακικού: Η προσθήκη μιας βάσης (όπως το NaOH) στο διάλυμα θα κατακρημνίσει τον χαλκό ως υδροξείδιο του χαλκού (Cu (OH) ₂). Παρομοίως, η προσθήκη ανθρακικού άλατος (όπως το Na₂co₃) θα προκαλέσει χαλκό ως ανθρακικό χαλκό (CUCO₃).
Άλλες μέθοδοι:
* εξάτμιση: Αργά εξατμίζοντας το διάλυμα θα συγκεντρώσει τα ιόντα χαλκού, τελικά οδηγώντας σε κρυστάλλωση θειικού χαλκού (Cuso₄). Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για την απόκτηση στερεού θειικού χαλκού, όχι καθαρού μεταλλικού χαλκού.
* Ανταλλαγή ιόντων: Η χρήση ρητινών ανταλλαγής ιόντων μπορεί να αφαιρέσει επιλεκτικά ιόντα χαλκού από το διάλυμα.
Ειδικές λεπτομέρειες για κάθε μέθοδο:
* ηλεκτρόλυση: Η διαδικασία περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός ηλεκτρολυτικού κυττάρου με το διάλυμα θειικού χαλκού ως ηλεκτρολύτη. Η εφαρμογή ενός άμεσου ρεύματος προκαλεί τη μεταναστευτική μεταναστευμένη από την κάθοδο και τη μείωση των ιόντων χαλκού.
* αντίδραση μετατόπισης: Για παράδειγμα, η προσθήκη μιας λωρίδας ψευδαργύρου στο διάλυμα θειικού χαλκού θα έχει ως αποτέλεσμα τον ψευδάργυρο που θα αντιδράσει με τα θειικά ιόντα, την απελευθέρωση ιόντων χαλκού στο διάλυμα και τη διαμόρφωση θειικού ψευδαργύρου. Τα ιόντα χαλκού στη συνέχεια καταβυθίζονται ως στερεός χαλκός.
* Χημική μείωση: Η χρήση αερίου υδρογόνου ως αναγωγικού παράγοντα θα αντιδράσει με τα ιόντα χαλκού για την παραγωγή μεταλλικού χαλκού και νερού.
Η συγκεκριμένη μέθοδος που επιλέγεται θα εξαρτηθεί από παράγοντες όπως η επιθυμητή καθαρότητα του χαλκού, η διαθεσιμότητα των υλικών και η κλίμακα παραγωγής.
