Πώς μπορεί να εξαχθεί ο χαλκός από το οξείδιο του χαλκού (II) χρησιμοποιώντας άνθρακα;
Η αντίδραση:
Η βασική χημική αντίδραση είναι:
2cuo (s) + c (s) → 2cu (s) + co₂ (g)
* οξείδιο χαλκού (II) (CUO): Το αρχικό υλικό, ένα μαύρο στερεό.
* άνθρακα (c): Ο αναγωγικός παράγοντας, συνήθως με τη μορφή οπτάνθρακα (ακάθαρτος άνθρακας).
* Χαλκός (Cu): Το επιθυμητό προϊόν, ένα κοκκινωπό-καφέ μέταλλο.
* διοξείδιο του άνθρακα (CO₂): Ένα αέρινο υποπροϊόν.
Η διαδικασία:
1. Μίξη: Το οξείδιο του χαλκού (II) και ο οπτάνθρακας αναμειγνύονται μαζί σε φούρνο.
2. Θέρμανση: Το μείγμα θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία.
3. Μείωση: Ο άνθρακας δρα ως αναγωγικός παράγοντας, που σημαίνει ότι παίρνει οξυγόνο μακριά από το οξείδιο του χαλκού. Ο άνθρακας αντιδρά με το οξυγόνο στο οξείδιο του χαλκού (II) για να σχηματίσει αέριο διοξειδίου του άνθρακα, αφήνοντας πίσω το καθαρό μεταλλικό χαλκό.
4. τήξη: Ο χαλκός λιώνει σε αυτή την υψηλή θερμοκρασία και ρέει στο κάτω μέρος του φούρνου.
5. Συλλογή: Στη συνέχεια, ο τετηγμένος χαλκός συλλέγεται και ψύχεται, στερεοποιείται σε κιβώτια χαλκού.
Επεξήγηση:
* Μείωση: Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μείωση επειδή το οξείδιο του χαλκού (II) χάνει οξυγόνο (μειώνεται). Ο άνθρακας είναι ο αναγωγικός παράγοντας, δωρίζοντας ηλεκτρόνια στα ιόντα χαλκού στο οξείδιο, επιτρέποντάς τους να γίνουν ουδέτερα άτομα χαλκού.
* Οξείδωση: Ο άνθρακας οξειδώνεται (κερδίζει οξυγόνο) για να σχηματίσει αέριο διοξειδίου του άνθρακα.
Συνολικά, ο άνθρακας δρα ως ένα "θυσιαστικό" στοιχείο, παίρνοντας το οξυγόνο μακριά από το οξείδιο του χαλκού, αφήνοντας πίσω του καθαρό μεταλλικό χαλκό.
Πρόσθετες πληροφορίες:
* Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται συνήθως σε υψικαμίνου.
* Ο οπτάνθρακας παρέχει επίσης τη θερμότητα που απαιτείται για την αντίδραση.
* Αυτή είναι μια πολύ συνηθισμένη και οικονομική μέθοδος για την εξαγωγή χαλκού από τα μεταλλεύματα του.
