Trịnh Nam Triệu
Giới thiệu về bản thân
1.
Phương pháp nhiệt luyện (Chưng cất nhiệt)
Phương pháp này sử dụng nhiệt để tách kim loại từ quặng của nó, đặc biệt là đối với các kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp hoặc trung bình. Quá trình này thường đi kèm với việc sử dụng các tác nhân khử như cacbon hoặc các kim loại có tính khử mạnh.
- Ví dụ:
Điều chế sắt từ quặng hematit:
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{C} \rightarrow 2 \text{Fe} + 3 \text{CO}_2 - Quá trình này thường được thực hiện trong lò cao, trong đó cacbon (than cốc) là tác nhân khử, tách sắt ra khỏi quặng sắt (Fe₂O₃).
2.
Phương pháp điện phân (Điện phân nóng chảy)
Phương pháp này sử dụng dòng điện để phân hủy các hợp chất của kim loại và thu được kim loại ở điện cực. Phương pháp này chủ yếu được áp dụng cho các kim loại có tính khử mạnh hoặc không thể khử bằng phương pháp nhiệt luyện.
- Ví dụ:
Điều chế nhôm từ quặng bôxit (Al₂O₃):
\[ 2\text{Al}_2\text{O}_3 \xrightarrow{\text{điện phân}} 4\text{Al} + 3\text{O}_2 \] - Quá trình điện phân diễn ra trong lò điện phân, nhôm được thu ở catot, còn oxi được tạo ra ở anot.
3.
Phương pháp thủy luyện (Chiết xuất bằng dung dịch)
Phương pháp này sử dụng dung dịch axit hoặc kiềm để hòa tan các khoáng vật chứa kim loại và thu được kim loại từ dung dịch. Phương pháp này thường được áp dụng cho các kim loại như vàng, bạc, đồng.
- Ví dụ:
Điều chế đồng từ quặng đồng (Cu₂S):
\text{Cu}_2\text{S} + O_2 \rightarrow 2 \text{Cu} + SO_2 - Sau khi đồng được oxi hóa, quá trình thủy luyện tiếp theo sẽ sử dụng dung dịch axit để hòa tan đồng, thu được đồng tinh khiết.
4.
Phương pháp khử trực tiếp
Phương pháp này sử dụng các chất khử trực tiếp để chuyển kim loại từ quặng của nó thành kim loại. Phương pháp này thường áp dụng cho các kim loại có độ hoạt động cao như magie.
- Ví dụ:
Điều chế magie từ quặng dolomit (CaMg(CO₃)₂):
\[ \text{CaMg(CO}_3\text{)}_2 \xrightarrow{\text{nhiệt phân}} \text{CaO} + \text{MgO} + CO_2 \] - Magie được khử từ MgO bằng nhiệt hoặc các tác nhân khử như cacbon.
5.
Phương pháp phản ứng hóa học (Khử bằng chất khử)
Phương pháp này sử dụng các chất khử như cacbon, cacbua hoặc các kim loại khác để khử các hợp chất kim loại từ quặng của chúng.
- Ví dụ:
Điều chế titan từ quặng TiO₂:
\text{TiO}_2 + 2 \text{Cl}_2 + 2 \text{C} \rightarrow \text{TiCl}_4 + 2 \text{CO} - TiCl₄ sau đó có thể được khử thành titan kim loại trong quá trình phản ứng với magie hoặc natri.
- Mg → MgCl₂
- MgCl₂ → Mg(OH)₂
- Mg(OH)₂ → MgO
- MgO → MgSO₄
- Khối lượng mol của FeCl₃.6H₂O:
- FeCl₃: \text{Fe} = 55.85 \, \text{g/mol}, \text{Cl} = 35.45 \, \text{g/mol}
- Molar mass của FeCl₃ = 55.85 + 3(35.45) = 162.20 \, \text{g/mol}
- Molar mass của FeCl₃.6H₂O = 162.20 + 6(18.02) = 162.20 + 108.12 = 270.32 \, \text{g/mol}
Tỷ lệ khối lượng của FeCl₃ trong FeCl₃.6H₂O:
\frac{\text{Khối lượng FeCl₃}}{\text{Khối lượng FeCl₃.6H₂O}} = \frac{162.20}{270.32} = 0.6005
Vậy, trong 100 g FeCl₃.6H₂O, khối lượng FeCl₃ là:
100 \times 0.6005 = 60.05 \, \text{g}
- Độ tan của FeCl₃.6H₂O là 91.8 g/100 g nước, nghĩa là trong 100 g nước, ta hòa tan 91.8 g FeCl₃.6H₂O.
- Trong 91.8 g FeCl₃.6H₂O, khối lượng FeCl₃ là:
91.8 \times 0.6005 = 55.1 \, \text{g}
Nồng độ phần trăm của dung dịch FeCl₃ bão hòa được tính bằng công thức:
\text{Nồng độ phần trăm} = \frac{\text{Khối lượng FeCl₃}}{\text{Khối lượng dung dịch}} \times 100
Khối lượng dung dịch là tổng khối lượng của nước và FeCl₃.6H₂O:
\text{Khối lượng dung dịch} = 91.8 \, \text{g (FeCl₃.6H₂O)} + 100 \, \text{g (nước)} = 191.8 \, \text{g}
Vậy nồng độ phần trăm của FeCl₃ bão hòa là:
\text{Nồng độ phần trăm} = \frac{55.1}{191.8} \times 100 = 28.7\%