L'extraction de métal des oxydes de métaux

On trouve souvent les métaux dans la nature combinée avec des atomes d'oxygène, sous la forme d'oxydes métalliques. Il y a des milliers d'années, on a découvert comment extraire certains de ces oxydes métalliques, et à en sortir les métaux... sous forme pure. D'une certaine manière, les atomes d'oxygène peuvent être retirés des oxydes. Comment?

En se servant des différentes réactivités de chaque élément avec l'oxygène. Voici une liste de certains métaux, classés en fonction de la facilité avec laquelle ils réagissent avec l'oxygène - une série de réactivité. Parmi ces métaux, le magnésium est le plus réactif, tandis que l'argent est le moins réactif. Si tu prends l'oxyde d'un des métaux le plus bas dans la liste, comme le cuivre ... ... et que tu le chauffes avec un métal plus haut dans la liste, comme le fer ...

Que penses-tu qu'il va se passer avec l'oxygène? L'élément qui est moins réactif a commencé comme un oxyde. Dans la réaction, l'oxygène ira à l'élément qui est le plus réactif. Le métal inférieur dans la liste termine comme métal pur, alors que le métal plus haut en réactivité devient un oxyde. Un métal placé n'importe où dans la liste peut éliminer l'oxygène de tous les métaux en dessous de lui.

Le plomb peut éliminer l'oxygène de l'oxyde de cuivre et de l'oxyde d'argent, mais pas de l'oxyde de zinc. Ça facilite l'extraction des métaux qui sont plus bas dans cette liste, comme l'argent ou le cuivre - que ceux qui se trouvent plus haut dans la liste, comme l'aluminium ou le zinc. On ajoutera un autre élément à la liste: le carbone - un non-métal. Pourquoi y a-t-il un non-métal dans une liste de réactivité des métaux? Parce que, comme les éléments métalliques de la série, le carbone peut également être utilisé pour éliminer l'oxygène, des oxydes des métaux ci-dessous dans la liste. Si on chauffe de l'oxyde de fer avec du carbone, par exemple ...

Le carbone enlèvera l'oxygène du fer - produisant du métal de fer pur. Qu'arrive-t-il à l'oxygène? Il s'attache au carbone, formant du dioxyde de carbone. Ça explique aussi pourquoi différents métaux ont été découverts à différents moments de l'histoire. Ils reflètent de près la liste de la réactivité de l'oxygène. L'argent a été découvert à la préhistoire, car il peut être trouvé sous forme presque pure dans la nature.

Le cuivre a été utilisé pendant environ six mille ans; et le plomb pendant environ cinq mille ans. Si tu regardes leur place dans la série de réactivité, tu peux voir pourquoi: Ils sont tous deux relativement faciles à purifier en utilisant le carbone du bois de chauffage, la température d'un feu de bois est assez élevée. Il y a environ trois mille ans, les forgerons ont découvert qu'ils pouvaient utiliser du charbon de bois - qui produit des températures plus élevées que le bois de chauffage ordinaire - pour extraire le métal de fer des oxydes de fer. Ce processus, appelé fusion, a commencé à l'âge du fer. Quand il s'agit d'éléments qui sont au-dessus du carbone dans la série de réactivité, il est beaucoup plus difficile de les extraire de leurs oxydes.

Donc, bien qu'il y ait beaucoup d'aluminium et de magnésium dans la croûte terrestre, ce n'est qu'au XIXe siècle - il y a 200 ans - que ces métaux ont été produits sous leur forme pure, grâce à l'électricité. Donc: Si ... un oxyde de métal est suffisamment chauffé, avec un élément plus réactif dans cette série de réactivité ... L'oxygène s'attachera à l'élément le plus réactif. Cela signifie qu'un métal qui commence comme un oxyde peut être extrait sous sa forme pure et sans oxygène.