1. Belajar
  2. Nota Ringkas
  3. Senarai
  4. Menjelaskan pengekstrakan logam daripada bijihnya melalui proses penurunan oleh karbon
Kembali

Pengekstrakan Logam daripada Bijihnya

 
1.5 Pengkestrakan Logam daripada Bijihnya
 
Pengkestrakan Logam
  • Logam biasanya wujud sebagai sebatian atau bercampur dengan bahan lain seperti batu dan tanah.
  • Sebatian yang mengandungi logam juga dikenali sebagai bijih atau mineral dan wujud sebagai logam oksida, logam sulfida atau logam karbonat.
  • Logam tidak reaktif seperti emas dan perak tidak perlu diekstrak kerana wujud sebagai logam unsur.
  • Logam reaktif seperti ferum dan aluminium memerlukan cara yang tertentu bagi pengekstrakan logam daripada bijih masing-masing.
  • Cara pengektrakan logam reaktif adalah berdasarkan kedudukan logam dalam siri kereaktifan logam.
  • Dua cara yang biasa digunakan untuk mengekstrak logam daripada bijih masing-masing ialah:

 

Gambar menunjukkan 'CARA UNTUK MENGESKTRAK LOGAM DARIPADA BIJIH iaitu menggunakan ELEKTROLISIS bagi logam yang lebih reaktif daripada karbon dan PENURUNAN OLEH KARBON bagi logam yang kurang reaktif daripada karbon.
 
Pengkestrakan Logam daripada Bijihnya melalui Proses Elektrolisis
  • Logam reaktif seperti aluminium, Al dapat diekstrak daripada bijihnya dengan menggunakan kaedah elektrolisis.
  • Dalam pengekstrakan aluminium, Al, bijih aluminium atau bauksit ditulenkan terlebih dahulu untuk mendapatkan aluminium oksida, \(Al_2O_3\) yang akan dileburkan bagi membolehkan elektrolisis leburan dijalankan.
  • Takat lebur aluminium oksida, \(Al_2O_3\) yang mencecah 2000 °C menjadikan proses peleburan menggunakan tenaga yang sangat tinggi.
  • Bagi mengatasi masalah ini, kriolit, \(Na_3AlF_6\) dilebur bersama aluminium oksida, \(Al_2O_3\) bagi merendahkan suhu peleburan.
  • Proses pengekstrakan aluminium daripada aluminium oksida, \(Al_2O_3\) menggunakan elektrolisis seperti yang ditunjukkan di bawah:

Imej ini menunjukkan rajah sebuah sel elektrolitik yang digunakan dalam proses peleburan aluminium. Terdapat beberapa komponen utama yang ditandakan dengan label: 1. Anod: Terletak di bahagian atas sel. 2. Lapisan keluli: Meliputi bahagian luar sel. 3. Katod: Terletak di bahagian bawah sel. 4. Campuran lebur Al₂O₃ dan Na₃AlF₆: Terletak di dalam sel. 5. Leburan aluminium dikeluarkan: Proses ini berlaku di bahagian bawah sel. Terdapat juga simbol positif (+) dan negatif (-) yang menunjukkan arah arus elektrik.

  • Pengekstrakan aluminium menggunakan kaedah elektrolisis merupakan tindak balas redoks.
Elektrod Anod Katod
Tindak balas Pengoksidaan Penurunan
Bahan yang bertindak balas Ion oksida, \(O^{2-}\) Ion aluminium, \(Al^{3+}\)
Hasil tindak balas Molekul oksigen, \(O_2\) Leburan aluminium
Setengah persamaan \(2O^{2-}(ce) \rightarrow O_2(g) + 4e^-\) \(Al^{3+}(ce) + 3e^- \rightarrow Al(ce) \)
  • Leburan aluminium akan tenggelam di lapisan bawah kerana lebih tumpat dan dialirkan keluar melalui satu saluran khas.
  • Keseluruhan proses pengekstrakan aluminium menggunakan tenaga elektrik yang sangat tinggi.
  • Gas karbon dioksida, \(CO_2\) turut dihasilkan semasa proses elektrolisis leburan aluminium oksida, \(Al_2O_3\) yang dapat memberikan kesan negatif kepada alam sekitar.
  • Selain itu, proses penulenan bauksit turut menghasilkan sisa bauksit dalam bentuk enapcemar merah yang bersifat toksik.
  • Sebagai pengguna, kita perlu mengitar semula aluminium bagi mengurangkan kesan pencemaran terhadap alam sekitar.
 

 

 
Pengkestrakan Logam daripada Bijihnya melalui Proses Penurunan oleh Karbon
  • Logam besi yang kurang reaktif berbanding dengan karbon dapat diekstrak melalui proses penurunan oleh karbon.
  • Proses ini dijalankan di dalam relau bagas dengan memanaskan bijih besi atau hematit (\(Fe_2O_3\)) bersama dengan arang kok, C dan batu kapur, \(CaCO_3\) seperti di bawah:

Imej ini menunjukkan rajah sebuah relau bagas. Di bahagian atas relau, terdapat bijih logam, batu kapur, dan kok yang dimasukkan ke dalam relau. Udara panas dimasukkan dari bahagian bawah relau dan naik ke atas. Di bahagian bawah relau, leburan logam terkumpul, dan sanga yang merupakan bahan buangan juga terkumpul di bahagian bawah. Rajah ini menunjukkan proses peleburan logam dalam relau bagas.
 

 

 
  • Terdapat beberapa tindak balas penting yang terlibat dalam proses pengekstrakan ini seperti yang ditunjukkan di bawah:
Tindak Balas Penerangan
  • Zon 1
    • Arang kok, C bertindak balas dengan oksigen, \(O_2\) daripada udara panas untuk menghasilkan karbon dioksida, \(CO_2\).
      • \(C(p) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)\)
  • Tindak balas ini ialah tindak balas redoks dan merupakan tindak balas eksotermik yang menjadikan suhu relau bagas mencecah 1600 °C.
  • Zon 2
    • Karbon dioksida, \(CO_2\) yang terhasil bertindak balas dengan arang kok yang masih berbaki.
      • \(C(p) + CO_2(g) \rightarrow 2CO(g)\)
  • Karbon monoksida, \(CO\) merupakan agen penurunan untuk tindak balas berikutnya.
  • Tindak balas ini merupakan tindak balas endotermik dan menurunkan suhu pada Zon 2.
  • Zon 3
    • Arang kok, C dan karbon monoksida, \(CO\) berfungsi sebagai agen penurunan dan menurunkan ferum(III) oksida, \(Fe_2O_3\) atau bijih besi kepada leburan besi.
      • \(2Fe_2O_3(p) + 3C(p) \rightarrow 4Fe(ce) + 3CO_2(g)\)
      • \(Fe_2O_3(p) + 3CO(p) \rightarrow 2Fe(ce) + 3CO_2(g)\)
  • Ferum(III) oksida, \(Fe_2O_3\) diturunkan oleh karbon monoksida, \(CO\).
  • Enapan besi terbentuk di dasar relau bagas.
  • Pada suhu yang tinggi, kalsium karbonat, \(CaCO_3\) terurai untuk membentuk kalsium oksida, \(CaO\) (kapur tohor dan karbon dioksida, \(CO_2\).
    • \(CaCO_3(p) \rightarrow CaO(p) + CO_2(g)\)
  • Bendasing dalam bijih besi seperti silikon(IV) oksida, \(SiO_2\) bertindak balas dengan kalsium oksida, \(CaO\) untuk membentuk sanga atau kalsium silikat, \(CaSiO_3\).
    • \(CaO(p) + SiO_2(p) \rightarrow CaSiO_3(ce)\)
  • Kalsium oksida, CaO bersifat bes dan dapat meneutralkan silikon(IV) oksida, \(SiO_2\) yang bersifat asid.
  • Tindak balas ini penting untuk mengasingkan bendasing daripada leburan besi.
  • Perbezaan ketumpatan menyebabkan sanga berada di lapisan atas leburan besi dan memudahkan proses pengasingan.
 
Pengkestrakan Menggunakan Logam yang lebih Reaktif
  • Logam yang lebih reaktif mampu untuk mengekstrak logam yang kurang reaktif daripada logam oksidanya apabila dipanaskan bersama-sama.
  • Tindak balas ini membebaskan haba yang tinggi sehingga mampu menghasilkan logam dalam bentuk leburan.
  • Sebagai contohnya dalam tindak balas termit, serbuk aluminium, Al dipanaskan bersama-sama dengan serbuk ferum(III) oksida, \(Fe_2O_3\).
  • Aluminium, Al yang lebih reaktif menurunkan ferum(III) oksida, \(Fe_2O_3\)untuk menghasilkan leburan besi.
  • Tindak balas ini sangat berguna untuk menghasilkan leburan besi dalam kuantiti yang kecil bagi mengimpal landasan kereta api.
  • Persamaan tindak balas termit ini adalah seperti yang berikut;
    • \(Fe_2O_3(p) + 2Al(p) → Al_2O_3(p) + 2Fe(ce)\)
  • Beberapa logam seperti kromium, Cr dan titanium, Ti turut dapat diekstrak daripada oksida logam masing-masing menggunakan penurunan oleh logam yang lebih reaktif.
  • Siri kereaktifan logam adalah seperti yang ditunjukkan di bawah:
Siri Kereaktifan Logam

K

Na

Mg

Al
  • Logam sangat reaktif.
  • Cara terbaik untuk mengekstrak logam daripada bijihnya adalah secara elektrolisis.

C

Zn

Fe

Sn

Pb
  • Logam sederhana reaktif.
  • Cara terbaik untuk mengekstrak logam daripada bijihnya adalah penurunan oleh karbon.

Cu

Hg
  • Logam kurang reaktif.
  • Logam diekstrak daripada bijih secara pemanasan langsung di udara.

Ag

Au
  • Logam tidak reaktif.
  • Wujud dalam bentuk unsur.
 

 

Pandangan yang dinyatakan dalam Nota ini adalah dari pemilik kandungan Eksperimen.

Pengekstrakan Logam daripada Bijihnya

 
1.5 Pengkestrakan Logam daripada Bijihnya
 
Pengkestrakan Logam
  • Logam biasanya wujud sebagai sebatian atau bercampur dengan bahan lain seperti batu dan tanah.
  • Sebatian yang mengandungi logam juga dikenali sebagai bijih atau mineral dan wujud sebagai logam oksida, logam sulfida atau logam karbonat.
  • Logam tidak reaktif seperti emas dan perak tidak perlu diekstrak kerana wujud sebagai logam unsur.
  • Logam reaktif seperti ferum dan aluminium memerlukan cara yang tertentu bagi pengekstrakan logam daripada bijih masing-masing.
  • Cara pengektrakan logam reaktif adalah berdasarkan kedudukan logam dalam siri kereaktifan logam.
  • Dua cara yang biasa digunakan untuk mengekstrak logam daripada bijih masing-masing ialah:

 

Gambar menunjukkan 'CARA UNTUK MENGESKTRAK LOGAM DARIPADA BIJIH iaitu menggunakan ELEKTROLISIS bagi logam yang lebih reaktif daripada karbon dan PENURUNAN OLEH KARBON bagi logam yang kurang reaktif daripada karbon.
 
Pengkestrakan Logam daripada Bijihnya melalui Proses Elektrolisis
  • Logam reaktif seperti aluminium, Al dapat diekstrak daripada bijihnya dengan menggunakan kaedah elektrolisis.
  • Dalam pengekstrakan aluminium, Al, bijih aluminium atau bauksit ditulenkan terlebih dahulu untuk mendapatkan aluminium oksida, \(Al_2O_3\) yang akan dileburkan bagi membolehkan elektrolisis leburan dijalankan.
  • Takat lebur aluminium oksida, \(Al_2O_3\) yang mencecah 2000 °C menjadikan proses peleburan menggunakan tenaga yang sangat tinggi.
  • Bagi mengatasi masalah ini, kriolit, \(Na_3AlF_6\) dilebur bersama aluminium oksida, \(Al_2O_3\) bagi merendahkan suhu peleburan.
  • Proses pengekstrakan aluminium daripada aluminium oksida, \(Al_2O_3\) menggunakan elektrolisis seperti yang ditunjukkan di bawah:

Imej ini menunjukkan rajah sebuah sel elektrolitik yang digunakan dalam proses peleburan aluminium. Terdapat beberapa komponen utama yang ditandakan dengan label: 1. Anod: Terletak di bahagian atas sel. 2. Lapisan keluli: Meliputi bahagian luar sel. 3. Katod: Terletak di bahagian bawah sel. 4. Campuran lebur Al₂O₃ dan Na₃AlF₆: Terletak di dalam sel. 5. Leburan aluminium dikeluarkan: Proses ini berlaku di bahagian bawah sel. Terdapat juga simbol positif (+) dan negatif (-) yang menunjukkan arah arus elektrik.

  • Pengekstrakan aluminium menggunakan kaedah elektrolisis merupakan tindak balas redoks.
Elektrod Anod Katod
Tindak balas Pengoksidaan Penurunan
Bahan yang bertindak balas Ion oksida, \(O^{2-}\) Ion aluminium, \(Al^{3+}\)
Hasil tindak balas Molekul oksigen, \(O_2\) Leburan aluminium
Setengah persamaan \(2O^{2-}(ce) \rightarrow O_2(g) + 4e^-\) \(Al^{3+}(ce) + 3e^- \rightarrow Al(ce) \)
  • Leburan aluminium akan tenggelam di lapisan bawah kerana lebih tumpat dan dialirkan keluar melalui satu saluran khas.
  • Keseluruhan proses pengekstrakan aluminium menggunakan tenaga elektrik yang sangat tinggi.
  • Gas karbon dioksida, \(CO_2\) turut dihasilkan semasa proses elektrolisis leburan aluminium oksida, \(Al_2O_3\) yang dapat memberikan kesan negatif kepada alam sekitar.
  • Selain itu, proses penulenan bauksit turut menghasilkan sisa bauksit dalam bentuk enapcemar merah yang bersifat toksik.
  • Sebagai pengguna, kita perlu mengitar semula aluminium bagi mengurangkan kesan pencemaran terhadap alam sekitar.
 

 

 
Pengkestrakan Logam daripada Bijihnya melalui Proses Penurunan oleh Karbon
  • Logam besi yang kurang reaktif berbanding dengan karbon dapat diekstrak melalui proses penurunan oleh karbon.
  • Proses ini dijalankan di dalam relau bagas dengan memanaskan bijih besi atau hematit (\(Fe_2O_3\)) bersama dengan arang kok, C dan batu kapur, \(CaCO_3\) seperti di bawah:

Imej ini menunjukkan rajah sebuah relau bagas. Di bahagian atas relau, terdapat bijih logam, batu kapur, dan kok yang dimasukkan ke dalam relau. Udara panas dimasukkan dari bahagian bawah relau dan naik ke atas. Di bahagian bawah relau, leburan logam terkumpul, dan sanga yang merupakan bahan buangan juga terkumpul di bahagian bawah. Rajah ini menunjukkan proses peleburan logam dalam relau bagas.
 

 

 
  • Terdapat beberapa tindak balas penting yang terlibat dalam proses pengekstrakan ini seperti yang ditunjukkan di bawah:
Tindak Balas Penerangan
  • Zon 1
    • Arang kok, C bertindak balas dengan oksigen, \(O_2\) daripada udara panas untuk menghasilkan karbon dioksida, \(CO_2\).
      • \(C(p) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)\)
  • Tindak balas ini ialah tindak balas redoks dan merupakan tindak balas eksotermik yang menjadikan suhu relau bagas mencecah 1600 °C.
  • Zon 2
    • Karbon dioksida, \(CO_2\) yang terhasil bertindak balas dengan arang kok yang masih berbaki.
      • \(C(p) + CO_2(g) \rightarrow 2CO(g)\)
  • Karbon monoksida, \(CO\) merupakan agen penurunan untuk tindak balas berikutnya.
  • Tindak balas ini merupakan tindak balas endotermik dan menurunkan suhu pada Zon 2.
  • Zon 3
    • Arang kok, C dan karbon monoksida, \(CO\) berfungsi sebagai agen penurunan dan menurunkan ferum(III) oksida, \(Fe_2O_3\) atau bijih besi kepada leburan besi.
      • \(2Fe_2O_3(p) + 3C(p) \rightarrow 4Fe(ce) + 3CO_2(g)\)
      • \(Fe_2O_3(p) + 3CO(p) \rightarrow 2Fe(ce) + 3CO_2(g)\)
  • Ferum(III) oksida, \(Fe_2O_3\) diturunkan oleh karbon monoksida, \(CO\).
  • Enapan besi terbentuk di dasar relau bagas.
  • Pada suhu yang tinggi, kalsium karbonat, \(CaCO_3\) terurai untuk membentuk kalsium oksida, \(CaO\) (kapur tohor dan karbon dioksida, \(CO_2\).
    • \(CaCO_3(p) \rightarrow CaO(p) + CO_2(g)\)
  • Bendasing dalam bijih besi seperti silikon(IV) oksida, \(SiO_2\) bertindak balas dengan kalsium oksida, \(CaO\) untuk membentuk sanga atau kalsium silikat, \(CaSiO_3\).
    • \(CaO(p) + SiO_2(p) \rightarrow CaSiO_3(ce)\)
  • Kalsium oksida, CaO bersifat bes dan dapat meneutralkan silikon(IV) oksida, \(SiO_2\) yang bersifat asid.
  • Tindak balas ini penting untuk mengasingkan bendasing daripada leburan besi.
  • Perbezaan ketumpatan menyebabkan sanga berada di lapisan atas leburan besi dan memudahkan proses pengasingan.
 
Pengkestrakan Menggunakan Logam yang lebih Reaktif
  • Logam yang lebih reaktif mampu untuk mengekstrak logam yang kurang reaktif daripada logam oksidanya apabila dipanaskan bersama-sama.
  • Tindak balas ini membebaskan haba yang tinggi sehingga mampu menghasilkan logam dalam bentuk leburan.
  • Sebagai contohnya dalam tindak balas termit, serbuk aluminium, Al dipanaskan bersama-sama dengan serbuk ferum(III) oksida, \(Fe_2O_3\).
  • Aluminium, Al yang lebih reaktif menurunkan ferum(III) oksida, \(Fe_2O_3\)untuk menghasilkan leburan besi.
  • Tindak balas ini sangat berguna untuk menghasilkan leburan besi dalam kuantiti yang kecil bagi mengimpal landasan kereta api.
  • Persamaan tindak balas termit ini adalah seperti yang berikut;
    • \(Fe_2O_3(p) + 2Al(p) → Al_2O_3(p) + 2Fe(ce)\)
  • Beberapa logam seperti kromium, Cr dan titanium, Ti turut dapat diekstrak daripada oksida logam masing-masing menggunakan penurunan oleh logam yang lebih reaktif.
  • Siri kereaktifan logam adalah seperti yang ditunjukkan di bawah:
Siri Kereaktifan Logam

K

Na

Mg

Al
  • Logam sangat reaktif.
  • Cara terbaik untuk mengekstrak logam daripada bijihnya adalah secara elektrolisis.

C

Zn

Fe

Sn

Pb
  • Logam sederhana reaktif.
  • Cara terbaik untuk mengekstrak logam daripada bijihnya adalah penurunan oleh karbon.

Cu

Hg
  • Logam kurang reaktif.
  • Logam diekstrak daripada bijih secara pemanasan langsung di udara.

Ag

Au
  • Logam tidak reaktif.
  • Wujud dalam bentuk unsur.
 

 

Pandangan yang dinyatakan dalam Nota ini adalah dari pemilik kandungan Eksperimen.
Bab : Keseimbangan Redoks
Topik : Menjelaskan pengekstrakan logam daripada bijihnya melalui proses penurunan oleh karbon
Tingkatan 5 Kimia
Nota yang berkaitan

Laporkan nota ini
Battle Kuiz

Cabar rakan anda dalam Kuiz Battle

Ketahui lebih lanjut
Register for pandai account for free now
© 2025 Pandai.org Hakcipta Terpelihara

Kuiz
Video
Nota
Akaun