Πώς μπορεί να διαχωριστεί ο χαλκός από το διάλυμα των ενώσεων;
Μέθοδοι για τον διαχωρισμό του χαλκού
1. Ηλεκτρόλυση
* Αρχή: Η ηλεκτρόλυση χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα για να οδηγήσει μια μη-άποψη χημικής αντίδρασης. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιούμε το ρεύμα για να μειώσουμε τα ιόντα χαλκού (Cu2⁺) σε διάλυμα πίσω στο στερεό μεταλλικό χαλκό.
* Διαδικασία:
* Ρυθμίστε ένα ηλεκτρολυτικό κύτταρο με:
* Άνοψη (θετικό ηλεκτρόδιο):Συνήθως ένα αδρανές υλικό όπως πλατίνα ή γραφίτη.
* Cathode (αρνητικό ηλεκτρόδιο):ένα υλικό που θα προσελκύσει ιόντα χαλκού (όπως ένα άλλο κομμάτι χαλκού).
* Ηλεκτρολύτης:Το διάλυμα που περιέχει ενώσεις χαλκού.
* Εφαρμόστε ένα άμεσο ρεύμα. Τα ιόντα χαλκού θα μεταναστεύσουν στην κάθοδο και θα κερδίσουν ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας στερεό μεταλλικό χαλκό που πλάσονται πάνω στην κάθοδο.
* Πλεονεκτήματα: Πολύ αποτελεσματική και παράγει καθαρό χαλκό.
* Μειονεκτήματα: Απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό.
2. Χημική βροχόπτωση
* Αρχή: Προσθέτουμε ένα αντιδραστήριο που αντιδρά με ιόντα χαλκού για να σχηματίσει μια αδιάλυτη ένωση (ίζημα) που μπορεί να διηθηθεί.
* Κοινά αντιδραστήρια:
* Υδροξείδιο του νατρίου (NAOH): Σχηματίζει υδροξείδιο του χαλκού (Cu (OH) ₂) ίζημα.
* IRON (FE): Αντιδρά με ιόντα χαλκού σε μια αντίδραση μετατόπισης, σχηματίζοντας στερεό μεταλλικό χαλκό.
* ψευδάργυρος (zn): Παρόμοια με το σίδερο, ο ψευδάργυρος θα μετατοπίσει χαλκό από διάλυμα.
* Διαδικασία:
* Προσθέστε το επιλεγμένο αντιδραστήριο στο διάλυμα χαλκού.
* Το ίζημα του χαλκού θα σχηματιστεί και θα εγκατασταθεί εκτός λύσης.
* Φιλτράρετε το μίγμα για να διαχωρίσετε το ίζημα από το υγρό.
* Πλεονεκτήματα: Σχετικά απλή μέθοδο.
* Μειονεκτήματα: Μπορεί να μην παράγει καθαρό χαλκό (ανάλογα με το αντιδραστήριο) και μπορεί να χρειαστούν πρόσθετα βήματα για τον καθαρισμό του ίζημα.
3. Εξαγωγή διαλύτη
* Αρχή: Χρησιμοποιούμε έναν διαλύτη που διαλύει κατά προτίμηση τις ενώσεις του χαλκού, χωρίζοντάς τους από άλλα συστατικά του διαλύματος.
* Διαδικασία:
* Προσθέστε τον διαλύτη στο διάλυμα χαλκού.
* Οι ενώσεις του χαλκού θα διαλυθούν στον διαλύτη, σχηματίζοντας ξεχωριστό στρώμα.
* Ξεχωρίστε τα δύο στρώματα (συχνά χρησιμοποιώντας διαχωριστική χοάνη).
* Πλεονεκτήματα: Μπορεί να είναι πολύ επιλεκτική στην απομόνωση του χαλκού.
* Μειονεκτήματα: Απαιτεί ειδικούς διαλύτες και εξοπλισμό.
4. Απόσταξη
* Αρχή: Αυτή η μέθοδος είναι χρήσιμη εάν η ένωση χαλκού είναι πτητική (εύκολα εξατμίζεται).
* Διαδικασία:
* Θερμάνετε το διάλυμα χαλκού.
* Η ένωση χαλκού θα εξατμιστεί ως ατμός, ο οποίος μπορεί να συλλεχθεί και να συμπυκνωθεί πίσω σε ένα υγρό.
* Πλεονεκτήματα: Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον διαχωρισμό του χαλκού από μη πτητικές ακαθαρσίες.
* Μειονεκτήματα: Δεν είναι κατάλληλο για όλες τις ενώσεις χαλκού.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Η συγκεκριμένη μέθοδος που χρησιμοποιείται θα εξαρτηθεί από τη φύση της ένωσης χαλκού και από τα άλλα συστατικά του διαλύματος.
* Οι προφυλάξεις ασφαλείας πρέπει να λαμβάνονται κατά τη διαχείριση των χημικών ουσιών.
* Μπορεί να χρειαστεί να συνδυάσετε πολλαπλές μεθόδους για την επίτευξη υψηλού βαθμού καθαρότητας χαλκού.
