Kovy a metody jejich výroby



Kovy v periodické tabulce



Základní vlastnosti kovů
•
•80 % prvků v přírodě jsou kovy, v PSP stoupá kovový charakter směrem DOLEVA
•Vlastnosti:
§Fyzikální
•kovový lesk
•kujnost a tažnost
•dobrá elektrická a tepelná vodivost
§Chemické
•nízká elektronegativita – snadná tvorba kationtů (např. Na+, K+, Ca2+, …)
•krystalizace v kovových strukturách
•Becketova řada napětí kovů
–
–
–
–Kov stojící vlevo je schopen kov (v kladném oxidačním stavu) stojící vpravo zredukovat a sám se
oxiduje
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
H
Cu
Ag
Hg
Au
Pt

Výskyt kovů
•Ryzí
–zlato
–
–
–stříbro
–
–
–platina
–
–
–měď

•Ve sloučeninách – rudy
•
–Oxidy (MgO)
–periklas
–
–Sulfidy (FeS2)
–pyrit
–
–Halogenidy (NaCl)
–halit
–
–Soli (CaCO3)
–kalcit

Získávání kovů z rud
•Separační postupy
–Odstranění doprovodných hornin a substancí
Øzaložené na fyzikálních jevech
–
•Chemické reakce
ØTermický rozklad
ØRedukční pochody
ØPražení

Základní postupy při výrobě kovů
•1) Termický (tepelný) rozklad
•Oxidů kovů
• ve válcích nebo trubicích vyhřívaných zvenčí
•2HgO à 2Hg + O2
•
•Karbonylů nebo halogenidů kovů
• např. při přečišťování surového železa
•[Fe(CO)5] à Fe + 5CO
termicky labilní sloučenina

•2) Redukční pochody
•Redukční činidla
-uhlík, oxid uhelnatý, vodík
-elementární kov (Al, Mg, Na, Zn, …)
•
•Příklady reakcí
-redukce uhlíkem nebo oxidem uhelnatým
-redukce vodíkem
-metalotermické reakce
-cementace
-elektrolýza
Základní postupy při výrobě kovů

ØRedukce uhlíkem nebo oxidem uhelnatým
-nejstarší metoda
-potřeba vysokých teplot
• --> spalování uhlíku (koksu)
• --> ohřev v elektrické peci
–většinou přímý rozklad oxidu kovu za použití CO
-vzniklý kov obsahuje nečistoty
-např. výroba železa
Základní postupy při výrobě kovů
! nelze použít pro sloučeniny kovů tvořící s uhlíkem karbidy !

ØRedukce vodíkem
-pro přípravu kovů elektronegativnějších než zinek
-vznik velmi čistých kovů
•žíhání oxidu v trubici s proudícím vodíkem
–drahá a nebezpečná metoda
–např. redukce oxidu wolframového vodíkem
•WO3 + 3H2 à W + 3H2O
•
Základní postupy při výrobě kovů

ØMetalotermické reakce
-pro výrobu kovů, které by tvořily s uhlíkem karbidy
-velmi exotermní reakce
-redukce kovu elementárním kovem (Al, Mg, …)
-např. oxid železitý s hliníkem
•Fe2O3 + 2Al à 2Fe + Al2O3
•aluminotermie
•
Základní postupy při výrobě kovů
- použití pro svařování kolejnic -

ØCementační reakce
-metoda redukce kovu kovem
-redukce ušlechtilého kovu z roztoku jeho soli kovem neušlechtilým
-pro získání ušlechtilých kovů z jejich komplexů
-např. zinek se síranem měďnatým
•Zn + CuSO4 --> Cu + ZnSO4
-např. železo se sulfidem rtuťnatým
•Fe + HgS --> Hg + FeS
Základní postupy při výrobě kovů

Základní postupy při výrobě kovů
ØElektrolýza
-jediná metoda průmyslové výroby některých elektropozitivních kovů
-redukce na katodě
-elektrolýza roztoků a tavenin

Základní postupy při výrobě kovů
ØElektrolýza
-roztoků
-rafinace (čištění) surových kovů:
-surový kov je anodou --> rozpouští se
-rafinovaný kov se vylučuje na katodě
-tavenin
-při výrobě alkalických kovů, kovů alkalických zemin a hliniku
-energeticky náročné
•

•3) Pražení
-při výrobě kovů z jejich sulfidů
-např. pražení chalkopyritu na vzduchu
•  Cu2S + O2 à 2 Cu + SO2
-např. pražení rumělky na vzduchu
•HgS + O2 → Hg + SO2
-
-
•
Základní postupy při výrobě kovů

Použitá literatura
•http://www.zschemie.euweb.cz/alkalicke_kovy/alkalicke_kovy4.html
•http://www.zelezo-hranice.com/wires.asp
•http://www.webelements.com/calcium/
•http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Periklas
•http://www.prirodni-matrace.cz/nazory-lekaru/horcik
•http://www.stribro-klenoty.cz/sperk-stribro-bizuterie/stribro-kobra-sperky-privesky/
•http://www.antiquanova.cz/antiquanova-brno-templarsky-denar-zeton-2009-med-%5Blng%3Dcs%5D?ItemIdx=
6&id=1415
•http://www.veletrh.com/koupit/fr-5-dp-platina-bosch-zapalovaci-svicka
•http://www.predmetove.chytrak.cz/subory/devat/Tomas_Pete_projekt/stranka2.html
•http://www.labo.cz/mft/pt.htm
•http://www.people.cz/mag/cs/articles-detail/aid-12099
•http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/rudy/ryz%C3%AD%20Ptkovy.html
•http://www.biolib.cz/cz/image/id3614/
•http://cs.wikipedia.org/wiki/St%C5%99%C3%Adbro
•http://cs.wikipedia.org/wiki/Halit
•http://investicnizlato.com/zlato/vlastnosti
•http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hematite.jpg
•http://en.wikipedia.org/wiki/File:GoldinPyriteDrainage_acide.JPG
•http://www.sportvital.cz/zdravi/vyziva-a-zdravi/stopove-prvky/stopove-prvky-rtut/
•http://chemickeprvky.euweb.cz/alkalicke-kovy.htm
•http://www.overstocksilver.com/sterling-silver-rings.html
•http://wallstreetsectorselector.com/2012/01/gold-etfs-continue-surge-for-strong-week-gld-iau-gdx-u
gl/
•http://www.silburycoins.co.uk/shop/
•http://www.mii.org/minerals/photoiron.html
•http://www.oskole.sk/?id_cat=5&clanok=14642
•
•
•