Kimia adalah sains yang mempunyai aplikasi yang sangat luas dalam kehidupan seharian. Perkembangan pesat dalam bidang kimia telah banyak memberikan kemajuan dalam berbagai bidang, seperti kesihatan, alam sekitar, industri dan bidang lain yang berkait rapat dengan kimia. Sekiranya anda memberi perhatian, semua aspek kehidupan tidak dapat dipisahkan dari produk kimia. Makanan yang kita makan, ubat-ubatan, bahan pembersih, seperti sabun, deterjen, ubat gigi, pengangkutan adalah sebahagian kecil dari produk kimia yang digunakan.
Sudah tentu semua orang dapat merasakan faedah dari pelbagai produk kimia ini, yang menjadikan hidup lebih mudah. Harus diingat, Kimia adalah sebahagian dari bidang sains yang mengkaji struktur, komposisi, struktur, sifat jirim dan perubahannya, dan tenaga yang menyertai perubahan ini.
Dalam perbincangan ini, kita akan mendedahkan tentang proses pembuatan unsur dan sebatian. Berikut adalah proses yang dimaksudkan, yang merangkumi Alkali, Tanah Alkali, Halogen, Aluminium dan banyak lagi.
Alkali (Natrium)
Penghasilan unsur dan sebatian natrium dapat dilakukan dengan menggunakan proses Downs, iaitu elektrolisis NaCl cair. Air garam yang mengandungi NaCl disejat hingga kering kemudian pepejal yang terbentuk dihancurkan dan dicairkan. Sementara itu, untuk mengurangkan kos pemanasan, NaCl (takat lebur 8010C) dicampurkan dengan 1 bahagian CaC12 untuk mengurangkan suhu lebur hingga 5800C.
Tanah Beralkali (Magnesium)
Penghasilan unsur dan sebatian magnesium dapat diperoleh melalui proses Downs. Di mana, magnesium diendapkan sebagai magnesium hidroksida dengan menambahkan Ca (OH) 2 ke air laut. Selepas itu, tambahkan asid hidroklorik untuk mendapatkan klorida, yang kemudian diperoleh kristal magnesium klorida (MgCl.6H2O).
(Baca juga: Apa itu alat Golgi?)
Selepas itu, elektrolisis kristal magnesium bersatu dengan terlebih dahulu menambahkan magnesium klorida separa hidrolisis ke campuran natrium dan kalsium klorida yang disatu. Ini dilakukan untuk mengelakkan pembentukan MgO semasa kristal MgCl.6H2O dipanaskan. Kemudian magnesium akan terbentuk di katod.
Halogen
- Fluorin
Penyediaan unsur dan sebatian fluor dapat diperoleh dengan menggunakan proses Moissan, sesuai dengan nama orang pertama yang mengasingkan fluorin, H. Moissan (1886). Proses ini menggunakan kaedah elektrolisis HF terlarut dalam KHF2 bersatu. Dengan tindak balas: 2 HF H 2 (g) + F 2 (g)
- Klorin
Klorin dapat dibuat dengan menggunakan 3 cara, iaitu proses deakon (pengoksidaan), HCl dicampurkan dengan udara, kemudian dialirkan melalui CuCl 2 yang bertindak sebagai pemangkin dan tindak balas berlaku pada suhu ± 4300C dan tekanan 20 atm. Cara kedua, elektrolisis larutan NaCl menggunakan diafragma. Kaedah ketiga ialah elektrolisis NaCl cair.
- Bromin
Pada skala industri, bromin dihasilkan dengan mengekstrak air laut. Ini disebabkan kandungan air laut - laut yang tinggi (kira-kira 70 ppm). Pada mulanya, pH air laut dibuat menjadi 3.5 dan kemudian bertindak balas dengan Cl 2 (g) untuk mengoksidakan Br - ke Br 2 (g).
- Iodin
Pada skala industri, iodin diperoleh dengan bertindak balas NaIO 3 dengan natrium bisulfit (NaHSO 3 ). Endapan I 2 yang diperoleh , ditapis dan dimurnikan.
Aluminium
Penghasilan unsur dan sebatian aluminium diperoleh menggunakan proses Hall-Heroult, di mana pemprosesan ini merangkumi dua peringkat, iaitu tahap penyulingan dan tahap elektrolisis.
- Pada tahap penyulingan, pada tahap ini, aluminium yang dihasilkan dari bauksit yang mengandung besi oksida (Fe203) dan silika dimurnikan dengan melarutkan bauksit ke dalam NaOH (aq). Besi oksida (Fe203) yang bersifat alkali tidak larut dalam larutan NaOH. Tindak balas: Al 2 O 3 ( 2 ) + 2NaOH (ag) → 2NaAlO 2 (ag) + H2O
Larutan kemudian diasamkan untuk memendapkan Al (OH) 3 (s). Al2O3 tulen dapat dihasilkan dengan memanaskan Al (OH) 3, kemudian menyaringnya untuk mendapatkan Al2O3. Tindak balas: NaAlO 2 (ag) + HCl (ag) + H2O → Al (OH) 3 (s) + NaCl (ag) 2Al (OH) 3 (s) → Al 2 O 3 (s) + 3H 2 O (g )
- Tahap elektrolisis, Al 2 O 3 (dengan titik lebur 2,030 ° C) dicampurkan dengan cryolite (Na 3 AlF 6 ) (untuk mengurangkan titik lebur hingga 1,000 ° C). Larutan Al 2 O 3 dalam cryolite dielektrolisis menggunakan karbon sebagai katod dan anod.
Nitrogen
Pengeluaran unsur dan sebatian gas nitrogen (N2) dilakukan oleh pencairan dan penyulingan pecahan udara. Nitrogen cecair menyuling terlebih dahulu kerana takat didihnya lebih kecil daripada oksigen. Selepas itu, gas nitrogen (N2) dapat dibuat dengan tindak balas larutan NH4Cl (ammonium klorida) dan NaNO3 (natrium nitrit).
Oksigen
Penyediaan unsur dan sebatian oksigen (O2) dilakukan dengan menguraikan garam yang mengandungi banyak oksigen. Sebatian tertentu yang mengandungi sejumlah besar oksigen seperti kalium klorat, kalium permanganat, kalium nitrat, dll menghasilkan gas oksigen pada pemanasan kuat.
Sulfur
Penyediaan unsur dan sebatian sulfur dapat diperoleh dengan pengekstrakan melalui proses Frasch. Belerang yang berada di bawah tanah dicairkan dengan mengalirkan air yang terlalu panas melalui paip luar susunan tiga paip sepusat.
Belerang cair dipaksa keluar dengan mengepam udara panas. Setelah itu belerang dibiarkan membeku, sehingga belerang yang diperoleh dengan cara ini mempunyai kemurnian hingga 99,6% kerana belerang tidak larut dalam air.
Silikon
Penyediaan unsur dan sebatian silikon dapat diperoleh dengan mencampurkan silika dan kok (sebagai agen pengurang) dan memanaskannya dalam relau elektrik pada jangka masa 3.0000C dengan reaksi SiO2 (l) + C (s) Si (l) + 2 CO (g).
Besi
Pembuatan unsur dan sebatian besi dapat dilakukan dengan meletupkan alat yang disebut tanur letupan yang terbuat dari batu bata yang tahan panas. Di mana, ada 3 jenis bahan yang termasuk dalam tungku ini, yaitu bijih besi yang dipenuhi pasir, batu kapur (CaCO3) untuk mengikat kekotoran, dan karbon (kok) sebagai agen pengurang.
Tembaga
Tembaga diekstrak dari tembaga pirit dengan kaedah pirometallurgikal, ini melibatkan proses pengurangan logam. Di mana, pengekstrakan ini melibatkan langkah-langkah menghancurkan dan menumpukan perhatian, memanggang, peleburan atau pencairan, dan penghancuran. Tahapnya adalah:
- Tembaga diekstrak dari pirit tembaga.
- Tembaga pertama dihancurkan dan kemudian ditapis.
- Bijih hancur dipusatkan dengan proses pengapungan berbuih.
- Bijih pekat dipanggang dalam tungku tungku bergema dengan bekalan udara percuma.
- Bijih panggang dicampurkan dengan kok dan pasir dan kemudian dileburkan di tanur letupan di hadapan udara.
- Dalam peleburan, peleburan mengandungi terutamanya sulfida tembaga dengan sejumlah kecil sulfida besi, yang dikenali sebagai matte dan dipindahkan ke penukar Bessemer.
- Dalam penukar Bessemer, logam menguat dan membebaskan gas sulfur dioksida, yang mengakibatkan lepuh dalam logam dikenali sebagai lepuh tembaga atau lepuh tembaga.
- 99% tembaga tulen, yang dikenali sebagai tembaga lepuh, kemudian disempurnakan. Selanjutnya, pemurnian dilakukan dengan penapisan elektrolit.
