BAB 4 | KEREAKTIFAN LOGAM
4.1 KEPELBAGAIAN MINERAL
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 :-
Unsur ( Emas, Perak, Merkuri, Platinum, karbon dan sulfur)
Sebatian ( Bauksit, Hematit, Kasiterit, Galena, Malakit, Pirit, Magnesit & Batu kapur)
Emas
Perak
Karbon
Sulfur
Galena
Bauksit
Pirit
Magnesit
Sifat Fizikal dan Kimia Mineral
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)
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.
4.2 SIRI KEREAKTIFAN LOGAM
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
4.3 EKSTRAK LOGAM DARI bijihnya
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