BAB 4 | KEREAKTIFAN LOGAM

• Pelbagai mineral terdapat di kerak bumi yang biasanya dijumpai dalam batu- batan.

• Mineral - bahan semula jadi yang mempunyai komposisi kimia yang tetap.

• Mineral wujud dalam bentuk :-

  1. Unsur ( Emas, Perak, Merkuri, Platinum, karbon dan sulfur)

  2. Sebatian ( Bauksit, Hematit, Kasiterit, Galena, Malakit, Pirit, Magnesit & Batu kapur)

Sifat Fizikal dan Kimia Mineral

1. Sifat fizikal - Kekerasan dan warna mineral

   • Warna

     • Hematit - Perang

     • Malakit - Hijau

     • Kalsit / Batu kapur - Putih

     • Galena - Kelabu

     • Kasiterit - Hitam

   • Kekerasan

     • Sklerometer ( Alat mengukur kekerasan mineral)

     • Skala Mohs- menentukan kekerasan mineral

     • Kalsit (skala 3), Intan ( Skala 10- paling keras)

2. Sifat kimia - Keterlarutan dalam air, kesan pemanasan mineral, tindak balas dengan asid & alkali.

   • Larut dalam air

     • Mineral yang ada logam natrium & kalium sahaja akan larut dalam air

   • Kesan Pemanasan

     • Mineral yang ada logam oksida biasanya tidak terurai apabila dipanaskan. Namun jika dipanaskan dengan karbon, logam tulen dan gas karbon dioksida akan dihasilkan.

     • Mineral yang ada logam karbonat dan logam sulfida akan terurai apabila dipanaskan.

     • Contoh :

Kalsium karbonat --> Kalsium oksida + karbon dioksida

Zink sulfida --> Zink oksida + sulfur dioksida

• Tindak balas dengan asid

  • Mineral yang ada logam oksida dan karbonat akan larut dalam asid dan membebaskan gas karbon dioksida.

Kegunaan Mineral semula jadi

• Kalsium oksida dan kalsium karbonat - meneutralkan tanah yang berasid.

• Kalsium karbonat - digunakan dalam relau bagas untuk mengasingkn bendasing semasa pengekstrakan besi.

• Silikon dioksida - membuat kaca.

• Aluminium oksida - bahan dalam krim pelindung sinaran matahari, gincu & pengilat kuku.

Siri Kereaktifan Logam Berdasarkan Tindakbalas Dengan Oksigen

• Logam dipanaskan dengan oksigen akan menghasilkan logam oksida.

• Logam yang berbeza mempunyai tahap tindak balas yang berbeza dengan oksigen.

• Contoh :

  • Besi + oksigen --> Besi oksida

  • Magnesium + oksigen --> Magnesium oksida

  • Kuprum + oksigen --> Kuprum oksida

• Dalam tindak balas yang lebih cergas antara logam yang lebih reaktif seperti magnesium dan oksigen, api yang terang dapat dilihat.

• Dalam tindak balas perlahan yang kurang reaktif antara logam yang kurang reaktif seperti besi dan oksigen, hanya cahaya atau perubahan warna yang malap dapat diperhatikan.

• Siri kereaktifan bagi beberapa logam terhadap oksigen ditunjukkan dalam rajah berikut:

• Logam yang lebih reaktif akan mengingkirkan oksigen daripada oksida logam yang kurang reaktif.

Contoh:

• • • Zink lebih reaktif daripada kuprum.

    • Zink + kuprum oksida --> Zink oksida + kuprum

• Logam yang kurang reaktif tidak dapat menyesarkan logam yang lebih reaktif daripada logam oksidanya.

Contoh :

• • • Magnesium lebih reaktif daripada zink.

    • Zink + Magnesium oksida --> tiada perubahan

Kedudukan Karbon & Hidrogen dalam Siri Kereaktifan Logam

• Logam yang kurang reaktif daripada karbon dalam siri kereaktifan logam dapat diekstraksi dari bijihnya melalui pengurangan oksida logam ini oleh karbon.

  • Contoh

Zink oksida + Karbon -> Zink + Karbon dioksida

Plumbum (II) oksida + Karbon -> Plumbum + Karbon dioksida

• Logam yang lebih reaktif daripada karbon di dalamnya siri kereaktifan logam tidak dapat diekstrak dari bijihnya.

  • Contohnya

Aluminium oksida + Karbon -> tiada perubahan

• Penetapan kedudukan karbon dalam siri kereaktifan logam untuk kegunaan industri adalah pengekstrakan logam.

• Logam yang kurang reaktif daripada hidrogen dalam siri kereaktifan logam dapat diekstraks dari bijihnya melalui penurunan oksida logam ini oleh hidrogen.

  • Contoh

Besi (III) oksida + Hidrogen -> Besi + air

Plumbum (II) oksida + Hidrogen -> Plumbum + air

• Logam yang lebih reaktif daripada hidrogen di dalamnya siri kereaktifan logam tidak dapat diekstrak dari bijihnya.

  • Contohnya

Aluminium oksida + Hidrogen -> tiada perubahan

Hidrogen tidak dapat menurunkan aluminium oksida

• Pengekstrakan logam adalah proses untuk mendapatkan logam dari bijihnya.

• Untuk logam yang lebih tinggi daripada karbon dalam siri kereaktifan logam, pengekstrakan logam dari sebatian logamnya adalah melalui elektrolisis.

  • Kalium, natrium, kalsium, magnesium dan aluminium

• Bagi logam yang lebih rendah daripada karbon dalam siri kereaktifan logam, pengekstrakan logam dari bijihnya adalah melalui pengurangan oksida dengan karbon.

• Zink, besi, timah dan plumbum

• Pengekstrakan logam tembaga dan merkuri dilakukan melalui pemanasan langsung sebatian logam.

Proses Pengekstrakan Besi

Pengambilan besi dari bijihnya dilakukan di dalam relau bagas.

Campuran bijih besi pekat atau oksida besi, kok dan batu kapur ditambahkan ke dalam relau bagas melalui bahagian atas.

Tiupan udara yang sangat panas dipam ke dalam relau melalui bahagian bawah.

Tindak balas yang berlaku di relau pada suhu tinggi.

Pengeluaran besi

Besi (III) oksida + karbon -> besi + karbon dioksida

Besi (III) oksida + karbon monoksida -> besi + karbon dioksida

Besi (II) oksida + karbon -> besi + karbon dioksida

Pengeluaran sanga

Kalsium karbonat -> kalsium oksida + karbon dioksida

Kalsium oksida + silikon dioksida -> kalsium silikat

Pada suhu tinggi di dalam relau bagas,

• besi yang dihasilkan akan mencair. Besi lebur yang telah dipadatkan dikenali sebagai besi tuang.

• sanga yang dihasilkan akan mencair. Dari semasa ke semasa, digunakan untuk membuat tapak bangunan dan jalan.

Isu perlombongan di Malaysia

• Pencemaran udara akibat pembakaran bahan bakar

• Pencemaran air kerana pembersihan bijih

• Hakisan tanah akibat perlombongan bijih

• Pencemaran bunyi dari mesin perlombongan

• Kemusnahan habitat kerana pembinaan lombong

• Penggunaan sejumlah besar tenaga elektrik

• Pencemaran udara oleh gas yang dikeluarkan dari relau bagas