การสกัดโลหะจากโลหะออกไซด์

โลหะนั้นถูกพบได้ในธรรมชาติ ทั้งยังผนวกเข้ากับอะตอมของออกซิเจน ในรูปออกไซด์ของโลหะ หลายพันปีมาแล้ว มนุษย์ค้นพบวิธีการนำเอา ออกไซด์ของโลหะมาใช้ และสกัดเอาโลหะบริสุทธิ์ออกมา อย่างไรก็ตาม อะตอมของออกซิเจน ก็สามารถหลุดออกมาจากออกไซด์ได้ แต่จะด้วยวิธีใดน่ะเหรอ เราต้องกลับไปหาข้อเท็จจริงที่ว่า ธาตุต่างชนิดกัน จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้ต่างกัน และนี่คือรายชื่อของโลหะ ที่เรียงลำดับตามความง่ายในการ เกิดปฏิกิริยากับออกซิเจน ซึ่งก็คือธาตุอนุกรมที่ไว ต่อการเกิดปฏิกิริยา ในจำนวนธาตุโลหะทั้งหมด แมกนีเซียม เป็นธาตุที่ทำปฏิกิริยาได้ไวที่สุด ในขณะที่เงินนั้นทำปฏิกิริยาได้ช้าที่สุด ถ้าเอาออกไซด์ 1 ตัวของโลหะ ที่มีอยู่ในรายชื่อด้านล่างออกมา อย่างเช่น ทองแดง และนำมันไปให้ความร้อนพร้อมกับ โลหะที่อยู่ด้านบน เช่น เหล็ก คิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับออกซิเจนล่ะ ธาตุที่ทำปฏิกิริยาได้ช้ากว่าก็จะ เริ่มเป็นออกไซด์น่ะสิ ในการเกิดปฏิกิริยา ออกซิเจนจะวิ่งไปหาธาตุที่ ทำปฏิกิริยาได้ไวกว่า โลหะที่อยู่ในรายชื่อด้านล่าง จะเป็นโลหะบริสุทธิ์ ในขณะที่รายชื่อโลหะด้านบนที่ไว ต่อการเกิดปฏิกิริยาจะกลายเป็นออกไซด์ โลหะตัวใดก็ตามที่อยู่ในรายชื่อนี้ ต่างก็สามารถเอาออกซิเจนออกไป จากธาตุที่อยู่ต่ำกว่าตัวมันได้ทั้งสิ้น ตะกั่วสามารถเอาออกซิเจนออกไปจาก ออกไซด์ของทองแดงและออกไซด์ของเงินได้ แต่ตะกั่วไม่สามารถเอาออกซิเจนออกไป จากออกไซด์ของสังกะสีได้ ด้วยเหตุนี้ จึงง่ายกว่าที่จะสกัดโลหะ ที่อยู่ในรายชื่อที่อยู่ด้านล่าง อย่างเช่น เงินและทองแดง มากกว่าที่จะสกัดโลหะในรายชื่อด้านบน เช่น อลูมิเนียม หรือสังกะสี ตอนนี้เราจะเพิ่มคาร์บอน ที่เป็นธาตุอโลหะ เข้าไปในรายการ แล้วทำไมถึงมีธาตุอโลหะเข้ามาอยู่ใน รายชื่อของธาตุโลหะที่ทำปฏิกิริยาได้ไวล่ะ เพราะแท้จริงแล้ว ธาตุอโลหะก็ไม่ต่างจาก ธาตุโลหะที่อยู่ในรายการพวกนี้นัก คาร์บอนนั้นสามารถนำใช้ไปในการ เอาออกซิเจนออกมา จากออกไซด์ของเหล็กที่อยู่ใน รายชื่อด้านล่างได้ ถ้าเราให้ความร้อนกับออกไซด์ของเหล็ก ด้วยคาร์บอน คาร์บอนก็จะนั้นดึงเอาออกซิเจนออกมา จากเหล็ก และทำให้เกิดเหล็กบริสุทธิ์ตามมา แล้วเกิดอะไรขึ้นกับออกซิเจนล่ะ มันจะยึดคาร์บอนเอาไว้ ทำให้เกิด เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ สิ่งนี้จึงอธิบายได้ว่า ทำไมโลหะต่างชนิดกัน ถึงถูกพบในเวลาที่ต่างกัน เหมือนกับที่ประวัติศาสตร์บอกไว้ นี่คือเงาสะท้อนตามรายชื่อของธาตุโลหะ ที่ไวต่อการเกิดปฏิกิริยากับออกซิเจน เงินนั้นเป็นที่รู้จักกันมานานมากแล้ว ตั้งแต่ช่วงเวลาก่อนประวัติศาสตร์ เนื่องจากแร่เงินที่พบได้ในธรรมชาตินั้น เกือบจะอยู่ในรูปเงินบริสุทธิ์ ส่วนทองแดง ก็มีการใช้งานกันมา เป็นเวลากว่า 6,000 ปีแล้ว ทั้งยังมีตะกั่วที่ใช้กันมาประมาณ 5,000 ปีแล้วเช่นกัน ถ้ามองดูที่ตำแหน่งของ ธาตุอนุกรมพวกนี้ให้ดี จะเห็นได้ชัดเลยว่า มันค่อนข้างง่ายที่จะทำให้ ธาตุทุกตัวบริสุทธิ์ได้ โดยการใช้คาร์บอน ที่อยู่ในฟืนมาช่วย ถ้าอุณหภูมิที่จากการเผาฟืนสูงมากพอนะ ราว 3,000 ปีก่อน ช่างตีเหล็กได้ค้นพบว่าการใช้ถ่าน จะทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นกว่า การใช้ฟืนธรรมดาทั่วไป เพื่อสกัดเอาโลหะออกมา จากออกไซด์ของเหล็ก ซึ่งวิธีนี้จะเรียกว่า การถลุงแร่ อันเป็นจุดเริ่มต้นของยุคเหล็กนั่นเอง รายชื่อของธาตุที่อยู่เหนือคาร์บอนขึ้นไป ในอนุกรมของธาตุนี้ จะยิ่งมีความยาก ในการสกัดมันออกมาจากออกไซด์ ดังนั้น แม้จะมีอลูมิเนียม และแมกนีเซียมอยู่เป็นจำนวนมาก ที่เปลือกโลก แต่เราก็ต้องรอไปจนถึงศตวรรษที่ 19 ซึ่งก็ตรงกับ 200 ปีที่แล้วนั่นแหละ ที่โลหะพวกนี้จะถูกทำให้ เป็นโลหะบริสุทธิ์ได้ โดยใช้ไฟฟ้าเข้ามาช่วย ถ้าอย่างนั้น เมื่อออกไซด์ของโลหะได้รับ ความร้อนมากพอ พร้อมกับธาตุอื่น ที่ไวต่อการเกิดปฏิกิริยามากกว่า ที่อยู่ในรายชื่อของธาตุอนุกรมนี้ด้วยแล้ว ออกซิเจนก็จะเข้าไปจับกับธาตุที่ ทำปฏิกิริยาได้ไวกว่า นั่นหมายถึง โลหะ ที่เริ่มต้นด้วยการเป็นออกไซด์ สามารถถูกสกัดให้บริสุทธิ์ได้ และมันจะไม่มีออกซิเจนอีกต่อไป