აირჩიეთ ენა: ENGLISH | ქართული
skoool™ Georgia logos Ministry of education NCAC INTEL
 

 
skoool updates
იხილეთ ზოგიერთი სასწავლო ობიექტი

კუთხის სახეები

ნერვული რკალი

პერიოდული სისტემა

სამყაროს წარმოშობა

კომეტები
 
skoool™.com
emis.ge

« back 

სასარგებლო პროდუქტები მეტალთა საბადოებიდან (Higher)

 
შესავალი | რკინის გამოყოფა | ალუმინის გამოყოფა | სუფთა სპილენძის მიღება
 
შესავალი

დედამიწის ქერქი შეიცავს მეტალებსა და მათ ნაერთებს, მაგრამ ისინი ყოველთვის შერეულია სხვა ნივთიერებებთან.

საბადო არის ქანი, რომელიც შეიცავს მეტალის ან მისი ნაერთის საკმარის რაოდენობას, რომ მისი გამოყოფა რენტაბელური იყოს.

დედამიწაზე მეტალთა უმრავლესობა გავრცელებულია ნაერთების სახით. ოქრო, რომელიც ძალიან პასიური მეტალია, გვხვდება თავისუფალი მეტალური სახით. ამიტომ ის სხვა ნივთიერებებიდან მხოლოდ ფიზიკური მეთოდების საშუალებით გამოყოფას საჭიროებს..

ზოგი მეტალი უფრო აქტიურად ურთიერთქმედებს ჰაერთან, წყალთან და მჟავებთან. ისინი შეიძლება განვალაგოთ მეტალთა აქტივობის მწკრივში.

უფრო აქტიურ მეტალს შეუძლია ჩაანაცვლოს ნაკლებად აქტიური მეტალი ნაერთში.

ნაკლებად აქტიური მეტალის ნაერთში ჩანაცვლება შეუძლიათ არამეტალებსაც, კერძოდ,: ნახშირბადს და წყალბადს.

11.4_introduction

მაგალითად, სპილენძი ჩაანაცვლებს ვერცხლს ნაერთში, რადგან აქტივობის მწკრივში ის უფრო მაღლაა.

       სპილენძი        +        ვერცხლის ნიტრატი   —›    ვერცხლი  +      სპილენძის ნიტრატი

რკინა ვერ ჩაანაცვლებს მაგნიუმს, რადგან ის ნაკლებად აქტიურია.

აქტივობის მწკრივში მეტალის მდებარეობა განსაზღვრავს თუ როგორ შეიძლება მისი ნაერთიდან გამოყოფა.

მრავალი მადანი შეიცავს მეტალთა ოქიდებს ან ნაერთებს, რომლებიც ადვილად გარდაიქმნებიან მეტალის ოქსიდში.

მეტალის მისაღებად მის ოქსიდს უნდა მოსცილდეს ჟანგბადი. ამ პროცესს აღდგენა ეწოდება.

 

რკინის გამოყოფა

რკინა ნახშირბადზე ნაკლებად აქტიურია, ამიტომ მისი მადნიდან გამოყოფა შეიძლება ბრძმედის ღუმელში ნახშირბადის გამოყენებით.
11.4_extraction_of_iron


ნედლეულად გამოიყენება რკინის მადანი (წითელი რკინაქვა-ჰემატიტი haematite), კოქსი (ნახშირბადის სახეობა) და კირქვა.

ცხელ ჰაერს უბერავენ ღუმელში, კოქსი იწვის და წარმოქმნის ნახშირორჟანგს და გამოყოფს სითბურ ენერგიას.

მაღალ ტემპერატურაზე ნახშირორჟანგი ურთიერთქნედებს კოქსთან და წარმოქმნის ნახშირჟანგს.

ეს უკანასკნელი აღადგენს რკინის ოქსიდიდან რკინას, რომელიც გამლღვალ მდგონმარეობაში ჩაედინება ღუმელის ქვედა ნაწილში.

ნახშირჟანგი, იღებს რა ჟანგბადს რკინის ოქსიდიდან, იჟანგება ნახშირორჟანგად.

კირქვა აშორებს მადანს მჟავურ მინარევებს და წარმოქმნის გამლღვალ წიდას, რომელიც ტივტივებს გამლღვალი რკინის ზედაპირზე.

ნარჩენი ნახშირორჟანგი და ნახშირჟანგი გაედინება ღუმელის ზემო ნაწილიდან.

რკინა (ან ფოლადი) ფართოდ გამოიყენება, რადგან მტკიცე და შედარებით იაფი მეტალია. მაგრამ ის სწრაფად განიცდის კოროზიას (დაჟანგვას).

კოროზია შეიძლება თავიდან ავიცილოთ თუ რკინას უფრო აქტიურ მეტალს მივამაგრებთ, მაგალითად თუთიას ან მაგნიუმს.

ამ დროს რკინის ნაცვლად უფრო აქტიური მეტალი განიცდის კოროზიას. ასეთ დაცვას სამსხვერპლო ? დაცვა ეწოდება. მას ღობის სვეტების და გემის კორპუსის დასაცავად მიმართავენ.

 

ალუმინის გამოყოფა

ალუმინის გამოყოფა ნახშირბადთან გახურებით შეუძლებელია, რადგან ალუმინი აქტიური მეტალია. მას ელექტროლიზის საშუალებით გამოყოფენ.

იონური ნაერთების წყალში გახსნის ან გალღობისას, იონებს შეუძლიათ თავისუფალი გადაადგილება.

ხსნარში ელექტრული დენის გავლის დროს დადებითად დამუხტული იონები, მაგალითად მეტალის იონები, გადაადგილდებიან უარყოფითად დამუხტული ელექტროდისკენ, სადაც იერთებენ ელექტრონებს, ანუ აღდგებიან.

უარყოფითად დამუხტული იონები გადაადგილდებიან დადებითად დამუხტული ელექტროდისკენ, სადაც კარგავენ ელექტრონებს, ანუ იჟანგებიან.

ქიმიურ რეაქციაში როდესაც რომელიმე ელემენტი იჟანგება, რაიმე სხვა ელემენტი აღდგება. ასეთ რეაქციებს ჟანგვა-აღდგენითი რეაქციები ეწოდებათ.

ელექტროლიზის დროს შესაძლებელია აირების გამოყოფა ან მეტალების დალექვა ელექტროდებზე.

ნედლეულს ალუმინის წარმოებისთვის წარმოადგენს ალუმინის ოქსიდი, რომელიც ალუმინის მადნის - ბოქსიტის გამდიდრებით მიიღება. .

ალუმინის ოქსიდს ძალიან მაღალი ლღობის ტემპერატურა აქვს, ამიტომ მას ხსნიან ალუმინის შემცველ გალღობილ ნივთიერებაში - კრიოლიტში. რადგან კრიოლიტის ლღობის ტემპერატურა ნაკლებია, აღარ არის საჭირო იმდენად დიდი სითბური ენერგია და პროცესი შედარებით იაფია.

ამ პროცესისთვის ელექტროდებს ნახშირბადისგან ამზადებენ.
11.4_extraction_of_aluminium_V2

ალუმინის იონები გადაადგილდებიან უარყოფითად დამუხტული ელექტროდისკენ, სადაც იერთებენ ელექტრონებს და გარდაიქმნებიან ალუმინის ატომებად.

ალუმინი გროვდება ელემენტის ძირზე და ჩამოისხმება.

უარყოფითად დამუხტულ ელექტროდთან:

   Al3+

  + 3 ელექტრონი   

 Al

 ალუმინის იონი

 —›   

 ალუმინის ატომი

 

 აღდგენა 

 
                             
                                
ჟანგბადის იონები გადაადგილდებიან დადებითად დამუხტული ელექტროდისკენ, სადაც კარგავენ ელექტრონებს და გარდაიქმნებიან ატომებად.

დადებითად დამუხტულ ელექტროდთან:

O2-    

  – 2 ელექტრონი 

 O

ჟანგბადის იონი  

 —›   

 ჟანგბადის ატომი

 

დაჟანგვა  

 

                                  
ატომები დადებით ელექტროდთან წარმოქნიან ჟანგბადის მოლეკულებს (O2). ის იწვევს დადებითი ელექტროდის წვას, რის გამოც ის ხშირად უნდა შეიცვალოს.

 ნახშირბადი  +  ჟანგბადი  —›   ნახშირორჟანგი
                 

მიუხედავად იმისა, რომ ალუმინი აქტიური მეტალია, მისი კოროზია სწრაფად არ ხდება, რადგან ის ურთიერთქმედებს ჰაერის ჟანგბადთან და წარმოქმნის ალუმინის ოქსიდის ფენას თავის ზედაპირზე.

ეს ფენა მოქმედებს როგორც ბარიერი წყლისა და ჟანგბადისთვის და იცავს ალუმინს შემდგომი კოროზიისგან.

ალუმინი თავისი სიმსუბუქის გამო ხშირად გამოიყენება მეტალურ კონსტრუქციებში.

ალუმინთან სხვა მეტალების, მაგალითად მაგნიუმის, მცირე რაოდენობით შერევა და შენადნობის წარმოქმნა, მას უფრო მაგარს, მტკიცეს და უდრეკს ხდის.

 

სუფთა სპილენძის მიღება

სპილენძს დაბალი ქიმიური აქტივობა აქვს, ამიტომ მისი მადნიდან გამოყოფა შესაძლებელია ნახშირბადთან გაცხელებით.

მაგრამ ამ გზით გამოყოფილი სპილენძი შეიცავს ბევრ მინარევებს და არ გამოდგება ელექტროსადენების დასამზადებლად.

დაბინძურებულ სპილენძს ასუფთავებენ ელექტროლიზით.

დადებითად დამუხტული ელექტროდი დამზადებულია მინარევებიანი სპილენძით და უარყოფითად დამუხტული ელექტოდი კი - სუფთა სპილენძის თხელი ნაჭრით.

როდესაც ელექტრული დენი გაივლის სპილენძის სულფატის ხსნარში, დაბინძურებულ სპილენძში შემავალი სპილენძის ატომები გასცემენ ელექტრონებს და წარმოქმნიან სპილენძის იონებს, რომლებიც გადაადგილდებიან სუფთა სპილენძისგან დამზადებულ უარყოფითად დამუხტულ ელექტროდთან, სადაც იერთებენ ელექტრონებს და ხელახლა წარმოქმნიან ატომებს.

ეს ელექტროდი თანდათან იზრდება, ხოლო დადებითად დამუხტული ელექტროდი მცირდება.

მინარევები ეცემა ძირზე.

დადებითად დამუხტულ ელექტროდთან:

Cu   

  – 2 ელექტრონი  

Cu2+

სპილენძის ატომი  

 —›   

 სპილენძის იონი   

 

 დაჟანგვა  

 



უარყოფითად დამუხტულ ელექტროდთან:

Cu2+   

  + 2 ელექტრონი  

 Cu

სპილენძის იონი  

 —›   

 სპილენძის ატომი   

 

 აღდგენა 

 

    
11.4_purification_of_copper

Copyright © 2011 Intel Corporation  skoool-ის შესახებ  მხარდამჭერთა შესახებ  კონფიდენციალურობა და უსაფრთხოება