LS / SP 1.5.2
Can metal oxide be reduced by other metal? Give example.
Bolehkah logam oksida diturunkan oleh logam lain?
Berikan contoh.
– A less reactive metal oxide can be reduced by a more reactive metal when heated together.
Logam yang kurang reaktif boleh diturunkan oleh logam yang lebih reaktif apabila dipanaskan bersama.
– Example of the reaction is Thermite Reaction.
Contoh tindak balas adalah Tindak balas Termit.
UNIT
1
What is Thermite reaction?
Explain.
Apakah Tindak balas Termit? Terangkan.
– Thermite Reaction is a reaction between iron(III) oxide with aluminum to produce molten iron.
Tindak balas Termit adalah tindak balas antara ferum(III) oksida dengan aluminium untuk menghasilkan leburan ferum.
– Aluminium is above iron in the reactivity series of metal. Therefore, aluminium can extract iron from its ore.
Aluminium adalah di atas ferum dalam siri kereaktifan logam. Maka, aluminium boleh mengekstrak ferum daripada bijihnya.
– The products are aluminium oxide, iron and a large amount of heat.
Hasilnya adalah aluminium oksida, ferum dan haba yang sangat banyak.
– The reaction is used for thermite welding, often used to join rail tracks.
Tindak balas ini digunakan untuk kimpalan termit, selalu digunakan untuk menyambung landasan.
– Then, following is the equation for a thermite reaction:
Berikut adalah persamaan bagi tindak balas termit:
Fe2O3(s/p) + 2Al(s/p) → Al2O3(s/p) + 2Fe(l/ce) What are other examples of
metals that can be extracted from metal oxides by more reactive metals?
Apakah contoh logam lain yang boleh diekstrak dari logam oksida yang lebih reaktif?
Some other metals like chromium and titanium can be extracted from their respective metal oxides using reduction by the more reactive metal.
Logam lain seperti kromium dan titanium boleh diekstrak daripada logam oksida masing-masing menggunakan penurunan oleh logam yang lebih reaktif.
1 Metal occur as ore in the Earth crust. They exist as oxides, carbonates or sulfides mainly. They must be extracted before they can be made into other useful substances. The method of extraction depends on the position of metals in reactivity series.
Logam wujud sebagai galian di dalam kerak Bumi. Ia wujud sebagai oksida, karbonat atau sulfida. Ia mesti diekstrak sebelum ia dijadikan sebagai bahan berguna yang lain. Kaedah pengekstrakan bergantung pada kedudukan logam dalam siri kereaktifan.
(a) Explain what is meant by an ore. / Terangkan maksud bijih galian.
An ore is a mineral in the form of compound such as oxide, sulphide, chloride and carbonate.
Bijih galian adalah mineral dalam bentuk sebatian seperti oksida, sulfida, klorida dan karbonat.
(b) Pure metals can be obtained from the following ways: / Logam tulen boleh diperoleh dalam cara berikut:
I By electrolysis / Elektrolisis
II By reduction using carbon / Penurunan menggunakan karbon III No extraction needed / Tiada pengekstrakan diperlukan Mark the range of metals that extracted by processes I, II and III.
Tandakan julat logam yang diekstrak oleh proses I, II dan III.
K Na Ca Mg Al Zn Fe Pb Cu Ag Au
I II II
2 The diagram below shows the extraction of iron in the blast furnace.
Rajah di bawah menunjukkan pengekstrakan ferum di dalam relau bagas.
A
Waste gases Gas sampingan
B B
1 500°C
C D
Waste gases Gas sampingan
Region P Kawasan P
Exercise / Latihan
TP3
TP3
UNIT
1
(a) (i) Name all raw materials that enter the blast furnace at A.
Namakan semua bahan mentah yang memasuki relau bagas pada A.
Haematite, limestone, coke / Hematita, batu kapur, kok (ii) Name and write the chemical formula of the main iron ore.
Namakan dan tulis formula kimia bagi bijih galian utama ferum.
Iron(III) oxide, Fe
2O
3/ Ferum(III) oksida, Fe
2O
3(b) (i) Name the substance entering the blast furnace at B.
Namakan bahan yang memasuki relau bagas di B.
Hot air / Udara panas
(ii) Why is the substance is important?
Mengapakah bahan ini penting?
It is the source of oxygen / Ia adalah sumber oksigen.
(c) In the blast furnace, a series of chemical reactions take place. Write the chemical equations for three stages I, II and III of reactions that lead to the extraction of iron from its ore. / Di dalam relau bagas, siri tindak balas kimia berlaku.
Tulis persamaan kimia bagi ketiga-tiga tindak balas, I, II dan III yang menyumbang kepada pengekstrakan ferum dari bijih galiannya.
(i) Stage I: The formation of carbon dioxide Peringkat I: Penghasilan karbon dioksida C(s/p) + O
2(g) → CO
2(g)
(ii) Stage II: The formation of carbon monoxide Kaedah II: Penghasilan karbon monoksida CO
2(g) + C(s/p) → 2CO(g)
(iii) Stage III: The extraction of iron at region P Kaedah III: Pengekstrakan ferum pada kawasan P Fe
2O
3(s/p) + 3CO(g) → 2Fe(l/ce) + 3CO
2(g)
(d) (i) Name the substance which flows out from the blast furnace at C.
Namakan bahan yang mengalir keluar dari relau bagas pada C.
Slag / Sanga
(ii) Describe how this substance is formed and drained out from the blast furnace.
Terangkan bagaimana bahan ini terbentuk dan dikeluarkan dari relau bagas.
Calcium carbonate (limestone) decomposes into calcium oxide and carbon dioxide and calcium oxide.
Calcium oxide then reacts with silicone dioxide (sand) to form molten silicone silicate or slag.
The slag floats on top of molten iron due to its lower density and is drained out of the furnace.
Kalsium karbonat (batu kapur) terurai kepada kalsium oksida dan karbon dioksida dan kalsium oksida.
Kalsium oksida kemudian bertindak balas dengan silikon dioksida (pasir) untuk membentuk leburan silikon silika atau sanga.
Sanga akan terapung di atas leburan ferum kerana ketumpatannya yang rendah dan dikeluarkan dari relau bagas.
(iii) Write a chemical equation to show the formation of this substance.
Tulis persamaan kimia untuk menunjukkan pembentukan bahan ini.
CaO(s/p) + SiO
2(s/p) → CaSiO
3(l/ce)
(e) Name the substance which flows out the blast furnace at D.
Namakan bahan yang mengalir keluar daripada relau bagas di D.
Molten iron / Leburan ferum
TP3
TP2
TP3
TP3
TP2
UNIT
1
What is corrosion of metal?
Apakah kakisan logam? Corrosion of metal is a redox reaction in which a metal undergoes oxidation spontaneously to its ion by losing electrons to form metal ion.
Kakisan logam ialah tindak balas redoks di mana logam mengalami pengoksidaan secara spontan kepada ion-ionnya dengan melepaskan elektron untuk membentuk ion logam.
Example: / Contoh:
(a) Corrosion of magnesium / Kakisan magnesium : Mg → Mg2+ + 2e– (b) Corrosion of zinc / Kakisan zink : Zn → Zn2+ + 2e– (c) Corrosion of iron / Kakisan besi : Fe → Fe2+ + 2e– Remark: / Catatan:
When metal corrodes, it usually forms a metal oxide coating.
Apabila logam terkakis, ia biasanya membentuk lapisan oksida logam.
Example: / Contoh:
(a) Aluminium oxide is hard, non-porous and firmly coated the metal. Aluminium oxide will protect the aluminium underneath from further corrosion. This further explain the resistance of aluminium to corrosion even though it is an electropositive metal. / Aluminium oksida adalah keras, tidak poros dan menyaduri logam tersebut dengan kukuh. Aluminium oksida akan melindungi aluminium di bawahnya daripada terus terkakis. Ini menerangkan ketahanan aluminium terhadap kakisan walaupun ia adalah logam elektropositif.
Aluminium oxide protective layer
Lapisan perlindungan aluminium oksida Aluminium
Aluminium
(b) Other metals with similar property are zinc, lead, nickel and chromium.
Logam lain yang mempunyai sifat yang sama adalah zink, plumbum, nikel dan kromium.
What is rusting of iron?
Apakah pengaratan besi? Rusting of iron is corrosion of iron. Iron undergoes oxidation spontaneously by losing electrons to form iron(II) ion. / Pengaratan besi ialah kakisan besi. Besi mengalami pengoksidaan secara spontan dengan melepaskan elektron membentuk ion ferum(II).
What are the conditions for the rusting of iron?
Apakah syarat pengaratan besi?
Rusting of iron takes place when iron corrodes in the presence of water and oxygen . Pengaratan besi berlaku apabila besi terkakis dalam kehadiran air dan oksigen . Why rusting is a redox reaction?
Mengapakah pengaratan merupakan tindak balas redoks?
It is a redox reaction whereby oxygen acts as an oxidising agent while iron acts as a reducing agent. / Ia adalah tindak balas redoks di mana oksigen bertindak sebagai agen pengoksidaan sementara besi bertindak sebagai agen penurunan.
Mechanism of rusting of iron / Mekanisme pengaratan besi The diagram below shows the reactions involved in the formation of rust:
Rajah di bawah menunjukkan tindak balas yang terlibat dalam pembentukan karat:
Cathode (positive terminal) Katod (terminal positif)
Fe(s/p) → Fe2+(aq/ak) + 2e–
O2
O2
O2
Water droplet / Titisan air
Iron / Besi Fe2O3· XH2O
( rust / karat )
Fe2O3· XH2O ( rust / karat )
Anode (negative terminal) Anod (terminal negatif)
Cathode (positive terminal) Katod (terminal positif)
Fe2+
Fe2+ FeFe2+2+
B B
O2(g/g) + 2H2O + 4e– → 4OH– O2(g/g) + 2H2O + 4e– → 4OH–
A A