Πώς είναι τα μέταλλα λιγότερο αντιδραστικά από τον άνθρακα που εξάγονται από τα οξείδια τους;

Τα μέταλλα λιγότερο αντιδραστικά από τον άνθρακα μπορούν να εξαχθούν από τα οξείδια τους χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται μείωση με άνθρακα . Δείτε πώς λειτουργεί:

Η χημεία:

* Οξείδια: Τα μεταλλικά οξείδια σχηματίζονται ενώ ένα μέταλλο συνδυάζεται με οξυγόνο (π.χ. οξείδιο του σιδήρου, οξείδιο του χαλκού).

* Ο άνθρακας ως αναγωγικός παράγοντας: Ο άνθρακας, με τη μορφή οπτάνθρακα (ακάθαρτο άνθρακα) ή άνθρακα, έχει ισχυρή συγγένεια για το οξυγόνο. Λειτουργεί ως ένας παράγοντας μείωσης , που σημαίνει ότι μπορεί να απομακρύνει το οξυγόνο από άλλες ενώσεις.

* Μείωση: Στη διαδικασία εκχύλισης, ο άνθρακας αντιδρά με το οξείδιο του μετάλλου, αφαιρώντας το οξυγόνο και αφήνοντας πίσω του το καθαρό μέταλλο.

Η διαδικασία:

1. Θέρμανση: Το οξείδιο του μετάλλου θερμαίνεται έντονα παρουσία άνθρακα.

2. Αντίδραση: Ο άνθρακας αντιδρά με το μεταλλικό οξείδιο, σχηματίζοντας διοξείδιο του άνθρακα και το ελεύθερο μέταλλο:

οξείδιο μετάλλου + άνθρακα → μετάλλιο + διοξείδιο του άνθρακα

Για παράδειγμα:

* οξείδιο του σιδήρου (Fe2O3) + άνθρακα (c) → σιδήρου (Fe) + διοξείδιο του άνθρακα (CO2)

* οξείδιο του χαλκού (CuO) + άνθρακα (C) → χαλκός (Cu) + διοξείδιο του άνθρακα (CO2)

Γιατί ο άνθρακας λειτουργεί:

* Ο άνθρακας είναι ένας καλός αναγωγικός παράγοντας επειδή έχει υψηλότερη συγγένεια για το οξυγόνο από τα περισσότερα μέταλλα.

* Ο άνθρακας είναι σχετικά φτηνός και άμεσα διαθέσιμος.

* Η αντίδραση με τον άνθρακα είναι εξωθερμική (απελευθερώνει θερμότητα), η οποία βοηθά στη διατήρηση της υψηλής θερμοκρασίας που απαιτείται για τη διαδικασία.

Παραδείγματα μετάλλων που εξάγονται με αυτόν τον τρόπο:

* Σίδερο: Ο σίδηρος εξάγεται από σιδηρομετάλλευμα (το οποίο περιέχει οξείδια σιδήρου) χρησιμοποιώντας οπτάνθρακα σε υψικαμίνου.

* Χαλκός: Ο χαλκός εξάγεται από μεταλλεύματα χαλκού (που περιέχει οξείδια χαλκού) χρησιμοποιώντας άνθρακα σε μια διαδικασία τήξης.

* κασσίτερος: Το κασσίτερο εξάγεται από μεταλλεύματα κασσίτερου (Cassiterite, SnO2) χρησιμοποιώντας άνθρακα.

Σημαντική σημείωση:

* Αυτή η μέθοδος δεν είναι κατάλληλη για την εξαγωγή μετάλλων πιο αντιδραστικών από τον άνθρακα (π.χ. νατρίου, κάλιο). Αυτά τα μέταλλα απαιτούν άλλες μεθόδους, όπως η ηλεκτρόλυση.

* Η επιλογή της μεθόδου μείωσης του παράγοντα και της εξαγωγής εξαρτάται από το συγκεκριμένο μέταλλο και την αντιδραστικότητα του.