Добування чистих металів.

Властивості металів значною мірою залежать від наявності в них домішок. У багатьох галузях науки і техніки застосовуються високочисті та надчисті метали. Для очищення металів використовують цілий ряд спеціальних прийомів та способів. Розглянемо деякі з них.

Переплавлення та перегонка у вакуумі. При цьому використовують різницю температур кипіння металу і домішок, що містяться в ньому. Внаслідок нагрівання розплаву металу у вакуумі з нього видаляються леткі домішки. В процесі перегонки у вакуумі спочатку випаровують більш леткі домішки, потім переганяють метал, що очищують. Цей метал після конденсації збирають в окремий приймач. У залишку знаходяться менш леткі домішки. Вакуум під час перегонки застосовують для зниження температур кипіння і видалення газів, які можуть окиснювати метал (кисень) або (водень, азот та ін.) утворюють з ним хімічні сполуки, що погіршують його фізичні характеристики.

Електрохімічне рафінування металівбазується на різниці окисно-відновних потенціалів металу, що очищують, та домішок. Так, для очищення міді зразок чорнової міді, одержаної пірометалургійним способом, що містить як більш активні (Zn, Fе, Ni, Рb), так і менш активні (Аg, Аu, Рt та ін.) метали, а також неметали й складні речовини (Sі, С, SіО₂ та ін.), розміщують на аноді. Катодом слугує пластинка з чистої міді, електролітом - розчин, що містить сульфат купруму та сульфатну кислоту. Мідь на аноді окиснюється: Сu = Сu²⁺ + +2, а разом з нею окиснюються і переходять у розчин більш активні метали, у яких потенціал, що відповідає рівновазі Меⁿ⁺ + 2= Ме, є більш негативним, ніж у міді (Zn = Zn²⁺ + 2, Fе = Fе²⁺ + 2та ін.). Менш активні метали, неметали і складні речовини, які не окиснюються, утворюють анодний шлам (осад), який використовують потім для добування благородних металів. На катоді йони Сu²⁺ відновлюються (Сu²⁺ + 2= Сu), а йони більш активних металів залишаються у розчині, оскільки є більш слабкими окисниками. Таким чином, на катоді виділяється чиста мідь.

Для ряду металів ефективним методом очищення є термічний розклад летких сполук. Як приклад може слугувати процес очищення титану, що базується на реакції розкладу леткого йодиду титану (IV). При дії йоду на зразок титану вже за 300°С відбувається реакція:

_{0 0 +4-1}

Ті + 2І₂ = ТіІ₄.

У цій самій посудині розміщують чисті титанові нитки, що нагріваються струмом до 1300-1500°С. При контакті парів ТіІ₄ з розжареною ниткою проходить зворотна реакція розкладу з утворенням чистого титану і йоду, який реагує із наступною порцією сирого титану. Домішки в титані, що очищують, або не реагують з І₂, або утворюють нелеткі йодиди.

Аналогічним чином можна використати утворення і розклад летких карбонілів металів, наприклад карбонілу нікелю для очищення нікелю:

Ni + 4СО = Ni(СО)₄.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Відновлення металів може проводитись різними методами, які зручно об'єднати в такі групи: пірометалургійні, гідрометалургійні та електрометалургійні.	\|	Властивості елементів підгрупи берилію

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.