1. Kiến thức trọng tâm
Trong tự nhiên, kim loại tồn tại ở dạng hợp chất trong quặng hoặc ở dạng tự do như vàng, bạc, đồng. Để tách kim loại ra khỏi quặng, người ta dùng các phương pháp khác nhau tuỳ mức độ hoạt động hoá học của kim loại. Kim loại hoạt động mạnh như natri, kali, canxi được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy hợp chất của chúng. Kim loại hoạt động trung bình như sắt, kẽm, chì được điều chế bằng cách khử oxide của chúng bằng carbon, carbon monoxide hoặc hydrogen ở nhiệt độ cao. Kim loại yếu như vàng, bạc, đồng có thể tách bằng cách nung quặng hoặc khử bằng kim loại mạnh hơn.
Hợp kim là vật liệu gồm kim loại với một hay nhiều nguyên tố khác, thường là kim loại khác hoặc phi kim như carbon. Hợp kim thường cứng hơn, bền hơn và có nhiều tính chất quý hơn kim loại thành phần. Ví dụ, thép là hợp kim của sắt với carbon, cứng và bền hơn sắt; inox là hợp kim của sắt với chromium và nickel, không bị gỉ; đồng thau là hợp kim của đồng với kẽm.
2. Ví dụ minh họa
Trong lò cao, quặng hematite chứa được nung với than cốc và đá vôi ở nhiệt độ cao. Carbon khử oxide sắt thành sắt: . Sắt thu được gọi là gang, chứa nhiều carbon nên giòn. Đem gang luyện tiếp, giảm carbon, ta được thép.
Nhôm được sản xuất bằng cách điện phân nóng chảy aluminium oxide. Phương pháp này tốn nhiều điện năng nên nhôm tái chế từ lon nhôm cũ tiết kiệm điện hơn nhiều so với sản xuất nhôm mới.
Dao, kéo làm bằng thép không gỉ vì thép không gỉ cứng, sắc và không bị gỉ sét như sắt thường. Dây điện làm bằng đồng vì đồng dẫn điện tốt và dẻo.
3. Ghi nhớ
- Kim loại mạnh: điện phân nóng chảy; kim loại trung bình: khử oxide bằng C, CO, ; kim loại yếu: nung quặng.
- Hợp kim là vật liệu gồm kim loại với nguyên tố khác, thường cứng và bền hơn kim loại thành phần.
- Ví dụ: thép, inox, đồng thau.