Методи добування простих речовин – КАРБОН. СИЛІЦІЙ

Хімія підготовка до ЗНО та ДПА
Комплексне видання

ЧАСТИНА І

ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ

ХІМІЯ ЕЛЕМЕНТІВ

КАРБОН. СИЛІЦІЙ

Методи добування простих речовин

Методи добування вуглецю

Добування вуглецю хімічними методами не вигідне, оскільки набагато дешевше й простіше добувати вуглець із природного вугілля, світовий щорічний видобуток якого становить близько 2 мільярдів тонн. Зупинімося більш докладно на добуванні різних алотропних модифікації вуглецю.

Алмаз. При температурі +1500 ºС та тискові 65 тисяч атмосфер у суміші

графіту й рідкого каталізатора (заліза або нікелю) утворюються штучні алмази. У такий спосіб за десять хвилин можна отримати близько 20 грамів дрібних алмазів. За іншою методикою добувають алмази дією на ту саму суміш графіту та каталізатора вибуховою хвилею, у цьому разі можна перевести в алмаз майже весь графіт, але кристали добутого алмазу дуже малі.

Великі родовища алмазів виявлені в Якутії й Африці.

Графіт. Графіт зазвичай добувають із його родовищ, які іноді бувають досить потужними. Річний

видобуток графіту становить приблизно 500 тисяч тонн.

Досить розповсюджений метод добування графітних виробів заданої форми. Для цього металорганічну сполуку певної форми нагрівають до +500. ..800 °С за відсутності повітря. Унаслідок такого процесу відбувається графітизація речовини.

Активоване вугілля. Активоване (або активне) вугілля добувають нагріванням кам’яного або тваринного вугілля в струмені водяної пари та повітря. При цьому різні домішки з вугілля витягуються й відбувається часткове окиснення вугілля. За рахунок очищення від домішок на поверхні вугілля утворюється велика кількість пор, а за рахунок окиснення повітрям – з’являються такі структурні фрагменти, як С=О, С-ОН. Унаслідок такої обробки вугілля стає здатним поглинати (адсорбувати) деякі речовини на своїй поверхні. Адсорбція – це здатність речовини втримувати на своїй поверхні газоподібні, рідкі або тверді сполуки.

Кокс. Цю речовину добувають сильним нагріванням кам’яного вугілля без доступу повітря.

Карбін. Карбін добувають з ацетилену (С2Н2) піролізом.

Фулерени та нанотрубки. Фулерени та нанотрубки добувають при пропусканні електричного розряду між графітними електродами в атмосфері гелію. Залежно від температури, тиску та наявності каталітичних кількостей деяких металів можуть виходити молекули з різним вмістом атомів Карбону, починаючи від С60, C70, С72, С74 й закінчуючи С960 та С1020.

Методи добування кремнію

Зазвичай у промисловості кремній добувають відновленням кварцу в електричних печах коксом. Такий метод забезпечує чистоту близько 98%:

 Методи добування простих речовин   КАРБОН. СИЛІЦІЙ

Однак для добування напівпровідникових матеріалів потрібен кремній більш високої чистоти. Для цього проводять реакції відновлення газоподібного тетрахлориду силіцію металічним цинком або розкладом силановоднів:

 Методи добування простих речовин   КАРБОН. СИЛІЦІЙ




Методи добування простих речовин – КАРБОН. СИЛІЦІЙ