Получение металлов. - Какой основной химический процесс лежит в основе получения металлов? Большинство металлов встречаются в природе в составе соединений, в которых металлы находятся в положительной степени окисления, значит для того, чтобы их получить, в виде простого вещества, необходимо провести процесс восстановления. Но прежде чем восстановить природное соединение металла, необходимо перевести его в форму, доступную для переработки, например, оксидную форму с последующим восстановлением металла. На этом основан пирометаллургический Это восстановление металлов из их руд при высоких температурах с восстановителей неметаллических? кокс, оксид углерода (II), водород; металлических? алюминий, магний, кальций и другие металлы. . Демонстрационный опыт 1. Получение меди из оксида с водорода. Cu +2O + H2 = Cu0 + H2O (водородотермия) Демонстрационный опыт 2. Получение железа из оксида с алюминия. Fe+32O3 +2Al = 2Fe0 + Al2O3 (алюмотермия) Для получения железа в промышленности железную руду подвергают магнитному обогащению: 3Fe2 O3 + H2 = 2Fe3 O4 + H2O или 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2, а затем в вертикальной печи проходит процесс восстановления: Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2 Просмотр медиалекции . (CD) Гидрометаллургический основан на растворении природного соединения с целью получения раствора соли этого металла и вытеснением данного металла более активным. Например, руда содержит оксид меди и ее растворяют в серной кислоте: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O, затем проводят реакцию замещения CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu. Демонстрационный опыт 3. Взаимодействие железа с раствором медного купороса. Таким получают серебро, цинк, молибден, золото, ванадий и другие металлы. Электрометаллургический Это получения металлов с электрического тока (электролиза) . Просмотр фрагмента медиалекции. (CD) Этим методом получают алюминий, щелочные металлы, щелочноземельные металлы. При этом подвергают электролизу расплавы оксидов, гидроксидов или хлоридов: NaCl —> Na+ + Cl? катод Na+ + e > Na0 ¦ 2 анод 2Cl? ?2e > Cl20 ¦ 1 суммарное уравнение: 2NaCl = 2Na + Cl2 Современный рентабельный получения алюминия был изобретен американцем Холлом и французом Эру в 1886 году. Он заключается в электролизе раствора оксида алюминия в расплавленном криолите. Расплавленный криолит растворяет Al2O3, как вода растворяет сахар. Электролиз “раствора” оксида алюминия в расплавленном криолите происходит так, как если бы криолит был только растворителем, а оксид алюминия? электролитом. Al2O3 —> AlAlO3 —> Al3+ + AlO33– катод Al3+ +3e —> Al 0 ¦ 4 анод 4AlO33– – 12 e —> 2Al2O3 +3O2 ¦ 1 суммарное уравнение: 2Al2O3= 4Al + 3O2 . Термическое разложение соединений. Железо взаимодействует с оксидом углерода (II) при повышенном давлении и температуре 100-2000, образуя пентакарбонил: Fe + 5CO = Fe (CO)5 Пентакарбонил железа-жидкость, которую можно легко отделить от примесей перегонкой. При температуре около 2500 карбонил разлагается, образуя порошок железа: Fe (CO)5 = Fe + 5CO. Если полученный порошок подвергнуть спеканию в вакууме или в атмосфере водорода, то получится металл, содержащий 99,98– 99,999% железа. Еще более глубокой степени очистки железа (до 99,9999%) можно достичь методом зонной плавки.
По разнообразию применения серная кислота занимает первое место среди кислот. Большее ее количество расходуется для получения фосфорных и азотных удобрений. Много идет для очистки нефтепродуктов от вредных примесей. В машиностроении серной кислотой очищают поверхности металлов от оксидов перед хромированием, никелированием. Она применяется в производстве взрывчатых веществ, искусственных волокон, красителей, пластмасс. Её используют для заливки аккумуляторов, для производства других кислот и т. д. Поэтому серную кислоту называют хлебом химической промышленности.
298314.
1) C6H5-C(O)OEt + KOH = C6H5-COOK + EtOH;
2) C6H5-COOK + HCl = C6H5COOH + KCl;
3) C6H5COOH + SOCl2 = C6H5C(O)Cl + SO2 + HCl;
4) C6H5C(O)Cl + C2H5NH2 (C5H5N) = C6H5C(O)-NH-C2H5 + HCl;
5) 2C6H5C(O)-NH-C2H5 + LiAlH4 (ТГФ) = 2C6H5-CH2-NH-C2H5 + LiAlO2;
298325.
Для получения гомолога карбоновой к-ты исп. р-ию Арндта-Эйстерта:
1) H3C-COOH + SOCl2 = H3CC(O)Cl + SO2 + HCl;
2) H3CC(O)Cl + 2CH2N2 (диазометан) (C6H6/(C2H5)2O - р-ль) = H3CC(O)CHN2 + CH3Cl + N2;
3) H3CC(O)CHN2 + H2O (Ag2O) = H3CCH2COOH + N2;
299075.
1) 3H3C-C(CH3)2-OH + PBr3 = 3H3C-C(CH3)2-Br + H3PO3;
2) H3C-C(CH3)2-Br + Mg (безв. (C2H5)2O) =
H3C-C(CH3)2-MgBr;
3) H3C-C(O)-CH3 + Br2 (HCl, H2O2) = H3C-C(O)-CH2Br + HBr;
4) H3C-C(O)-CH2Br + HO-(CH2)2-OH (H+) =
H3C-C((CH2O)2)-CH2Br + H2O;
5) H3C-C(CH3)2-MgBr + H3C-C((CH2O)2)-CH2Br (безв. (C2H5)2O) = H3C-C(CH3)2-CH2-C((CH2O)2)-CH3 + MgBr2;
6) H3C-C(CH3)2-CH2-C((CH2O)2)-CH3 + H2O (H+) =
H3C-C(CH3)2-CH2-C(O)-CH3 + HO-(CH2)2-OH;
7) H3C-C(CH3)2-CH2-C(O)-CH3 + 3I2 + 4NaOH (20 C, H2O+диоксан) =
H3C-C(CH3)2-CH2-COONa + 3NaI + CHI3 + 3H2O;
8) H3C-C(CH3)2-CH2-COONa + EtCl =
H3C-C(CH3)2-CH2-C(O)OEt + NaCl.