name: class: - science curriculum office welcomes you to ... · 4 unit3: chemical industry ... in...

Name: ------------------------------------- Class: -----------

1

2

، عرف التلمذ مجموعة متنوعة من العملات الت تم من خاللها قبل نهاة الفصل

عرف . صناعة مواد مفدة من المواد الخام ، بما فها القلوات والكلور والمعادن المفدة

سبب تدهور البئة وفهم مجموعة متنوعة من تأن الصناعات االستخراجة مكن أن

.الت مكن أن تقلل من تدهور البئةالطرق

Unit 3

The Chemical

industry By the end of the chapter ,Students know a variety of

processes by which useful substances are made from raw

materials, including alkalis, chlorine and useful metals. They

know that the extractive industries can cause environmental

degradation and understand a variety of ways this can be

minimised.

separate a mixture فصل المخالط

3

Unit3: Chemical industry

18.1 Know how purification techniques such as filtration, evaporation, distillation, fractionation and chromatography are

used to obtain pure compounds from mixtures.

.مخالطمن والفصل الكروموتوغراف، تستخدم للحصول على مركبات نقة عرف كف أن أسالب التنقة، مثل الترشح والتبخر والتقطر والتقطر التجزئ

Objectives

Student will be able to:

1. Distinguish between mixture and pure

substance.

2. Know how purification techniques are used to

obtain pure compounds from mixtures.

.

Key Vocabulary

purification

filtration

evaporation

distillation

fractionation

chromatography

Something is a MIXTURE if it contains two (or more) substances that are

not chemically joined together.

.غر مرتبطن بروابط كمائة( أوأكثر)المخلوط هو ما حتوي على مادتن

The substances in a mixture can often be easily separated from one

another. . والمواد ف المخلوط عادة ما مكن بسهولة فصلها مادة عن أخرى

A PURE substance only contains one material and so cannot be separated

in any way (unless a chemical reaction takes place).

. (ما لم حدث تفاعل كمائ)المادة النقة تحتوي على مادة واحدة فقط، ولذلك ال مكن فصلها بؤي طرقة

* Summary of methods used to separate a mixture ملخص لطرق فصل المخالط

PROCESS What it is used for Examples

Filtration

انتزشيح

Used for separating a solid or suspension from a

liquid يستخذو نفصم صهت أو معهق مه سبئم

separating SAND from water.

.فصم انزمم عه انمبء

Evaporation

انتبخيز

Used to obtain the solute from a solution

يستخذو نهحصىل عهى انمذاة مه انمحهىل

for obtaining SALT from salty

water انحصىل عهى انمهح مه مبء مبنح

Simple distillation

انتقطيز انبسيط

Used to obtain the solvent from a solution

.يستخذو نهحصىل عهى انمذيت مه انمحهىل

for obtaining pure water from sea

water

انحصىل عهى انمبء انىقي مه مبء انبحز

Fractional

distillation

انتقطيز انتجزيئي

Used to separate one liquid from a mixture of

different liquids that have different boiling

points.

. يستخذو نفصم سبئم مه خهيط مه عذة سىائم نهب غهيبن مختهفت

Obtaining ALCOHOL (bp78C)

from mixture of water and alcohol.

78درجت غهيبوت )انحصىل عهى انكحىل

.مه مخهىط نهمبء مع انكحىل( درجت مئىيت

Chromatography

الفصل الكروموتوغراف

Used to separate out one color from a mixture of

colors

يستخذو نفصم نىن محذد مه مخهىط مه عذة أنىان

for separating out the colors in

black ink

.فصم األنىان مه حبز أسىد

4


Lab work

Diagrams below show suggested experiment setting for the various separation

techniques.األشكال التوضحة ادناه توضح أعداد تجارب عملة لمختلف تقنات الفصل

Filtration Evaporation

In chromatography technique, only a small

amount of mixture samples are required,

often as little as a drop.

ف تقنة الفصل الكروموتوغراف ، تتطلب كمة قللة فقط من

.المخلوط ، عادة بحجم قطرة

The concept behind this techniques is that

different constituent in a mixture have

different solubility. As the solvent moves

up the paper the less soluble constituent

will travel at a slower rate than those of more soluble

constituents.

. والفكرة الت بنت علها هذه التقنة هو ان المكونات المختلفة ف المخلوط لها ذوبانة مختلفة

فعندما تحرك المذب ألعلى الورقة تحرك المكون األقل ذوبانا بمعدل أقل من من المكونات

.األكثر ذوبانة

Hence the mixture will eventually separate into different colored

spots as the solvent moves to the top.

المذب عندما تحرك ومن ثم ستم ف نهاة المطاف فصل المخلوط إلى بقع ملونة مختلفة المذب

.تحرك إلى األعلى

.

5


Diagram on the right shows equipment set-up for fractional distillation. For simple distillation, the set-up is similar, except that the fractionating column is being removed. The curving structureof the fractionating column is to increase the surface area and encourage condensationof liquids with higher boiling points. Sometimes the column consists of a tube tightly packed with glass beads.

ظهر الرسم التخطط على المن أدوات أعدت ألجراء تقطر تجزئ

والشكل . تقطر العادي تم بطرقة إعداد مماثلة ، إال أنه تم إزالة العمودال

المنحن ف عمود التجزئة عمل على زادة المساحة السطحة وتشجع

. تكثف السوائل األعلى ف درجات الغلان

.ف بعض األحان تكون العمود من أنبوب محكم األمتالء بحبات من الزجاج

The thermometer reading ensures that suitable temperature is reached at

the boiling point of the desired liquid to condense out. This should be the

liquid with a lower boiling point in the mixture.

قراءة الترمومتر تضمن أن تم التوصل إلى درجة حرارة المناسبة لدرجة غلان السائل المطلوب لتكثفه الى

.جب أن كون هذا السائل األقل نقطة غلان ف المخلوط و. الخارج

Read more:

http://www.mikecurtis.org.uk/mixtures.htm

http://sciencepark.etacude.com/projects/separations/separation2.php

http://www.mikecurtis.org.uk/mixtures.htm





Exercises


Q1) The following methods can be used to purify

substance: الطرق التالة مكن أن تستخدم لتنقة المواد

A. Distillation C. Evaporation.

B. Fractional distillation. D. Chromatography.

Which method would be most suitable for? أي طرقة تكون مناسبة ل

1. Showing that orange squash is colored by two artificial dyes? ( )

2. Getting water from salt solution? ( )

3. Separating a mixture of methanol and ethanol using differences in

boiling points? ( )

4. Getting solid salt from salt solution? ( )

6

Air الهواء

7


18.2 Know the properties and uses of the main gases of air; describe and understand the process of fractionation

of liquid air to produce pure gases.

ل إلنتاج غازات نقةعلم خصائص وإستعماالت الغازات الرئسة الت تكون منها الهواء؛ صف وفهم .عملة التقطر التجزئ للهواء المس

Objectives


1. State the main gases of air.

2. Know the properties and uses of the main

gases of air.

3. Explain the process of fractionation of liquid

air to produce pure gases.

.

Key Vocabulary

main gases of air

fractionation

Air is a mixture of various gases.

The following table shows the main gases in air and some of

their properties and uses:

.الهواء خلط من غازات متنوعة

:الجدول التال وضح الغازات الرئسة ف الهواء وبعض خصائصها وأستخداماتها

Gas

Ratio compared to

Dry Air (%)Molecular Mass

انكتهت انجزيئيتChemical

Symbol

Boiling

Point

(oC)

Common

uses

By volume By weight األستخذامبث

Oxygen 20.95 23.20 32.00 O2 -182.95

respiration and in

oxy-acetylene torches ف

التنفس ولهب األكس استلن

Nitrogen 78.09 75.47 28.02 N2 -195.79

cooling and as an inert

atmosphere ف التبرد

وكوسط خامل

Carbon

Dioxide0.03 0.046 44.01 CO2 -78.5

food industry as soft

drinks ف الصناعات الغذائة

.مثل المشروبات الغازة

8


Air is filtered to remove dust, and then cooled in stages until it

reaches –200°C. At this temperature it is a liquid.

We say that the air has been liquefied.

عند هذه الدرجة . C200°-رشح الهواء ألزالة الغبار، ثم برد على مراحل حتى صل

.ونقول أن الهواء تمت إسالتة. كون سائل

Here's what happens as the air liquefies:

الهواء واآلن ماذا حدث بعد أسالة

water vapor condenses, and is removed using absorbent filters

كثف بخار الماء ، وزال بؤستخدام فالتر ماصة للماء

carbon dioxide freezes at –79ºC, and is removed

.وزال ºC 79-تجمد ثان أكسد الكربون عند

oxygen liquefies at –183ºC

183ºC–سال األكسجن عند

nitrogen liquefies at –196ºC

–196ºC سؤل النتروجن عند

The liquid nitrogen and oxygen are then separated by fractional

distillation.

.ثم فصل األكسن المسال والنتروجن المسال بعد ذلك بالتقطر التجزئ

Liquefying the air :إسالة الهواء

http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/edexcel/oneearth/usefulproductsrev2.shtml





Exercises


Q1) Draw a flow chart showing the stages of the fractionation of liquid air?

أرسم خارطة تدفق توضح مراحل التقطر التجزئ للهواء المسال؟

9

Fractional distillation of crude oil

التقطر التجزئ للنفط الخام

10


18.3Know how a variety of fuels and other useful compounds can be obtained from petroleum and natural gas.

من النفط الخام ومن الغاز الطبععرف كف مكن الحصول على أنواع مختلفة من الوقود وغرها من المركبات المفدة

Objectives


1Explain the fractionation of petroleum to

different component.

2. Link the properties of the different fractions to

their uses.

Key Vocabulary

fuels

petroleum

When crude oil reaches the refinery it is a thick black, smelly liquid.

In this form, it is not much use to anyone.

. أستخداموهو بهذه الحالة لس له أي . سائل أسود كثف القوام ذو رائحة المصفاهصل النفط إلى

Crude oil contains mixture of hydrocarbons. (Compounds that contain only

carbon and hydrogen)

( المركبات الت تحتوي فق على كربون وهدروجن) هدروكربوناتحتوي النفط الخام على خلط من

At the refinery these are separated into fractions which are more useful.

This is done by fractional distillation.

.التجزئتم ذلك بواسطة عملة التقطر . أستخداما النفط إلى أجزاء أكثر جزأ توف المصفاة الت

http://www.science-resources.co.uk/KS3/Chemistry/Chemical_Reactions/Hydrocarbons/Distillation.htm







11


Crude oil enters the fractionating column as gas.

النفط الخام دخل عمود التجزئة كغاز

The column is quite hot at the bottom and cooler at the top.

أسفل العمود ساخن جدا وأبرد عند القمة

This difference in the temperature up and down the column sorts the different

fractions from each other.

األختالف ف درجة الحرارة أعلى وأسفل العمود فصل األجزاء المختلفة من بعضها البعض.

The larger hydrocarbons, with the high boiling points, turn back into liquids at

the base of the column and the smaller hydrocarbons stay as gases.

الهدروكربونات الكبرة ذات درجات الغلان المرتفعة ، تعود مرة أخرى الى قاعدة العمود والهدروكربونات

.األصغر تبقى على هئة غازات

They rise up the column and condense at different levels, as shown in the above

diagram.

ترتفع الغازات أعلى العمود وتكثف عند مستوات مختلفة، كما هو موضح ف الشكل أعاله

At the top of the column there are a number of hydrocarbons with low boiling

points - between 20ºC and 70ºC. These remain as gases.

.وتبقى كغازات 70ºCو 20ºCوجد أعلى العمود عدد من الهدروكربونات ذات درجات غلان منخفضة بن

The discovery of the crude oil has played a very big part in the development of

modern life. It provides the fuel for most of today's transport as well as the raw

material for making various chemical like PLASTICS.

فهو وفر الوقود لمعظم وسائل المواصالت ف . وأكتشاف النفط الخام لعب دورا كبرا ف تطور الحاة الحدثة

.الوقت الحاضر كما تقدم المواد الخام لعمل الكثر من المواد الكمائة مثل المواد البالستكة

There are a few things you must know about hydrocarbons.

.هناك بعض النقاط جب أن تعرفها عن الهدروكربونات

As the size of the hydrocarbon molecule increases: بزادة حجم جزئ الهدروكربون

The boiling point increases. تزداد درجة الغلان

Looks much darker in color. تبدو أكثر قتامة ف اللون

Becomes less flammable تصبح أقل قابلة لألشتعال

Becomes less useful تصبح أقل استخدام

Becomes more viscous (i.e. it does not run easily) تصبح أكثر لزوجة

Becomes less volatile (doesn't evaporate so easily). تصبح أقل تطارا

Exercises


Q1) Fractional distillation separates crude oil into useful products

called fractions. Look at the diagram below. It shows the different

products that can be made from crude oil.

الذي أنظر للشكل . عملة التقطر التجزئ تفصل النفط الخام ال نواتج مفدة تسمى مشتقات

. وضح النواتج المختلفة الت مكن أن نحصل علها من النفط الخام

1. The fraction that exits at the bottom of the column is

called_______________.

2.The fraction that exits at the top of the column is called _________________.

3.This fraction contains two gases, called propane and _________________.

4. Fractional distillation works because of the differences

___________________________________ of each fraction.

5. The fractions in order of boiling points are:

1. petrol

2. _________________

3. _________________

4. _________________

5. ________________

6. Crude oil is a mixture of different hydrocarbons. What are hydrocarbons

made of?________________________

7. On the diagram above label the coldest point and the hottest point?

12

Hardness in water الماء العسر

13


18.4 Know what is meant by hardness in water and how it is produced naturally. Distinguish between temporary

and permanent hardness.

ز .علم ماذا نعن بمصطلح العسر ف الماء وكف تكون هذا العسر طبعا المإقت والعسر الدائمبن العسر م

Objectives


1- Define hardness of water

2- Explain how hard water is formed in nature.

3- Distinguish between temporary and

permanent hardness

Key Vocabulary

Hard water

soft water

lather

Hardness in water is defined as water that does not produce lather with soap

solutions, but produces white precipitate (scum). Because of the presence of

calcium (Ca2+), and magnesium (Mg2+ ) metal cations, in form of bicarbonates

and sulfates (calcium or magnesium bicarbonate or sulfates). Hard water is

generally not harmful to one's health.

عرف الماء العسر بؤنه الماء الذي الكون رغوة مع محلول الصابون لكنه نتج رواسب بسبب وجود اونات

. الماء العسر غر ضار بصحة اإلنسان. الكالسوم والماغنسوم ف صورة أمالح بكربونات وكبرتات

One of the primary disadvantages to hard water and the

reason it is described as, “hard,“ is more soap, detergent,

shampoo, and/or cleanser, is required to get whatever

you are washing clean. It is literally, harder to get anything

clean with hard water. Hard water builds up scale on the

inside of water pipes eventually reducing the size of your

pipe work. Hard water coats your water heater increasing

the cost of heating water.

حتاج إلى كمات .اللطخات و الترسبات الت تركها على المغاسل و أحوض الحمامات :بعض مشاكل الماء العسر

أذا لم عالج تترسب االمالح على شكل .كبرة من الصابون والشامبو والمنظفات لتنظف األوان و الشعر والمالبس

.قشرة على األنابب وسخانات الماه مما زد من كلفة التسخن

Resources : http://en.wikipedia.org/wiki/Hard_water#Process

http://www.naturalhealthtechniques.com/basicsofhealth/water_files/waterhardvssoft.htm

New chemistry for you: Page 290-292 hard water

http://en.wikipedia.org/wiki/Hard_water

http://www.naturalhealthtechniques.com/basicsofhealth/water_files/waterhardvssoft.htm

14


•What makes water hard?

Calcium usually enters the water as either calcium carbonate (CaCO3), in the

form of limestone and chalk, or calcium sulfate (CaSO4), which is slightly soluble

in water. The source of magnesium is dolomite (CaMg(CO3)2). Calcium

carbonate is not soluble in water ,but rain water can dissolve it because it

contains a weekly acidic gas CO2 which reacts with carbonate to form

bicarbonate which is soluble in water. The following is the equilibrium reaction

when calcium carbonate (CaCO3) is dissolved in water:

CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O ⇋ Ca2+(aq) + 2HCO3-(aq)

ما الذي جعل الماه عسرة ؟*

. ومن كبرتات الكالسوم شححة الذوبان ف الماء( الحجر الجري)دخل الكالسوم ف الماء من التربة الجرة

لكن , بما أن كربونات الكالسوم التذوب ف الماء. (Ca Mg(CO3)2)ومصدر الماغنسوم صخور الدولومت

الذي ( كون حمض الكربونك)ماه األمطار تعمل على إذابتها إلحتوائها على غاز ثان أكسد الكربون الحمض

.تفاعل مع الكربونات وحولها الى بكربونات قابلة للذوبان ف الماء

Types of hard water

A distinction is made between 'temporary' and 'permanent' hard water.

1. Temporary hardness is caused by a combination of

calcium ions and bicarbonate ions in the water. It can

be removed by boiling the water. Boiling promotes the

formation of carbonate from the bicarbonate and precipitates

calcium carbonate out of solution, leaving water that is softer

upon cooling.

وسم بالعسر المإقت لسهولة التخلص منه، ومكن إزالة الكالسوم وعود لوجود أمالح بكربونات: العسر المؤقت

بغل الماء نطلق غاز ثان أكسد الكربون وتترسب كربونات . عسر الماء ف هذه الحالة وتحوله إلى ماء سر

.كونة طبقة بضاء على سطح غالة الماءالكالسوم

is hardness (mineral content) that cannot be removed . Permanent hardness2

by boiling. It is usually caused by the presence of calcium and magnesium

sulfates and/or chlorides which become more soluble in water as the

temperature rises. Despite the name, permanent hardness can be removed

using a water softener or ion exchange column, where the calcium and

magnesium ions are exchanged with the sodium ions in the column.

ذائبة ف الماء، وسم عسرا دائما ألن والكالسوموعود لوجود أمالح كبرتات وكلوردات المغنسوم: العسر الدائم

مثل عملات التبادل أمالح هذه األونات ال تترسب بعملة التسخن البسطة، وإنما تحتاج إلى معالجات كمائة

.األون

http://www.google.com.qa/imgres?imgurl=http://www.goodcleanwater.com/images/HardWater01.jpg&imgrefurl=http://www.goodcleanwater.com/fyi.htm&usg=__jWBTkdgABNxc-OvlsAKnnoP2ZTg=&h=256&w=320&sz=10&hl=en&start=71&zoom=1&tbnid=A7wPWTJM0N_vdM:&tbnh=142&tbnw=164&prev=/images?q=hard+water&hl=en&safe=active&sa=G&biw=1021&bih=448&gbv=2&tbs=isch:1&itbs=1&iact=hc&vpx=288&vpy=168&dur=1625&hovh=201&hovw=251&tx=166&ty=196&ei=CjV-TMVRk6K5A-ipxIQO&oei=gjR-TLiSNZCavgPY18mDDg&esq=8&page=8&ndsp=10&ved=1t:429,r:1,s:71

15


Activity : Enquiry skill 10A.4.2

Give students samples of hard and soft water and some soap and tell them to

try to produce a lather. Then ask them to classify the samples as ‘hard’ and ‘soft’

water. Ask them to analyse data on the cation composition in the waters and to

link the characteristics of hard water to the Ca2+ and Mg2+ ion content.

1. Define hard water.

-----------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------

2. Limestone is insoluble, however water flowing through limestone

becomes hard.

a) Explain how calcium ions get into the water?

--------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

b) List the disadvantages of hard water.

-----------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------

c) How can you distinguish between temporary and permanent hard

water?

--------------------------------------------------------------------------------------------

-------------------------------------------------------------------------------------------

Exercises

16


Industrial electrolytic processes

18.5 Explain, including the electrode reactions, industrial electrolytic processes:

1- The electrolysis of brine using a diaphragm cell;

2- the extraction of aluminium from molten aluminium oxide in cryolite;

3- the electrolytic purification of copper.

:تحدث عند اإللكترودات، مثل 18.5إشرح العملات الصناعة الت تستخدم التحلل اإللكترولت، بما فها التفاعالت الت

لمحلول ملح ف الماء بإستخدام خلة ذات غشاء؛( اإللكترولت)التحلل الكهربائ • 1

؛(الصودوم الفلورةت ألومنا)إستخراج األلومنوم من أآسد األلومنوم المنصهر ف الكروالت• 2

.تنقة النحاس بالتحلل الكهربائ• 3

Objectives


1-Identify which solutions are electrolytes

2-explain the electrolysis of brine using a

diaphragm cell .

3- Explain the reactions at the cathode and at

the anode during the electrolysis of brine

Key Vocabulary

electrolysis,

electrolytes,

anode,

cathode ,

brine

Electrolysis : is the break – down of a substance by electricity using

electrolytic cells.

هو تفكك المادة بواسطة الطاقة الكهربة باستخدام الخالا اإللكترولتة : التحلل الكهربائ

Electrolytes: are liquids (molten compounds or solutions) that conduct

electricity- they contain ions that are free to move like salts ,acids, alkali (NaCl

, CuSO4 , HCl, NaOH)

لها القدرة على توصل التار الكهرب الحتوائها على ( محالل أو مصاهر ) ه سوائل : اإللكترولتاات

أونات حرة الحركة، مثل اآلمالح واألحماض والقلوات

Brine is sodium chloride (salt) solution. It is brought to the chemical plant

and electrolyzed . Three important chemicals, NaOH, Cl2, H2, can be obtained

by electrolyzing an aqueous NaCl solution (brine). In industry there are several

types of cell used ,some of the cells contain a plastic membrane others with

diaphragm. The cell is attached to a supply of DC current connected to two

electrodes , anode and cathode.

إتى به الى الحقول الكمائة لتحلله كهربا حث تم الحصول على ثالث –هو محلول ملح الطعام ( بران)

هنالك عدة أنواع .وغاز الكلور وغاز الهدروجن( هدروكسد الصودوم )مركبات مهمة وه الصودا الكاوة

بعضها حتوي على غشاء بالستك وأخري تحتوي عل غشاء من . من الخالا المستخدمة ف عملة التحلل

.وهما األنود والكاثود–قطبن -توصل الخلة بمصدر تار مباشر من خالل الكترودن( .الحجاب)األسبستس

17


Diaphragm cell

In the diaphragm cell process, there are two compartments

separated by a permeable diaphragm, often made of

asbestos fibers. Brine is introduced into the anode

compartment and flows into the cathode compartment.. The

diaphragm prevents the reaction of the caustic soda

(NaOH) with the chlorine.

التحلل الكهربائ الحجاب

تم استخدام حجاب من ف خلة التحلل الكهرب الحجاب توجد غرفتن ،

كحاجز بن الغرفتن لمنع الكلور المتكون على األنود (الحرر الصخري) األسبستس

.وهدروكسد الصودوم المتكون على الكاثود من االتحاد مرة أخرى

- The reactions inside the cell:

1- NaCl H2O Na + + Cl-

- At the anode (+ve electrode ): The chloride ions are oxidized to chlorine:

تؤكسد أونات الكلورد الى كلور( :موجب)عند األنود–e2+ 2→ Cl–Cl2

- At the cathode(-ve electrode):

hydroxide to hydrogen gas, releasing reduced in the water is hydrogen

ions into the solution:

ختزل هدروجن الماء الى غاز الهدروجن مما نتج عنه أونات الهدروكسد ف :(سالب)عند الكاثود

.المحلول

2H2O + 2e– → H2 + 2OH–

- The sodium ions (Na+) pass to the second chamber where they react

with the hydroxide ions to produce caustic soda (NaOH). The overall

reaction for the electrolysis of brine is thus:

2NaCl + 2H2O → Cl2 + H2 + 2NaOH

ملتنتج هدروكسد الصودو أونات الهدروكسد تمر أونات الصودوم الى الغرفة الثانة لتتفاعل مع

Although Na+ ions are present at the cathode ,they are more stable than H+ .when you electrolyze a solution of a highly reactive metal, hydrogen – not the metal – is given off at the cathode.

. توجد أونات الصودوم الموجبة عند الكاثود مع أونات الهدروجن الموجبة لكنها أكثر ثباتا لذا

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Membrane_cell.jpg

18

Activities :

1- Ask students to carry out a small-scale electrolysis of brine. Tell

them to collect the gases produced at the anode and cathode and to test for the presence

of hydrogen and chlorine. If a few drops of universal indicator solution are added to the

brine before starting, it can be seen to turn from green to purple, indicating the presence of

an alkali (NaOH).

2- Ask students to research the uses of hydrogen, chlorine and sodium hydroxide and

present them using ppt.

New chemistry for you

Page 82 : electrolysis of sodium chloride – page 104: electrolysis of brine


Exercises

Q1) during electrolysis of a concentrated aqueous

solution of sodium chloride:

1-which ion will be attracted to the anode?

____________________________________

2-does oxidation or reduction occur at the anode?

________________________________________________________________

3-write a balanced equation for the reaction at the anode?

_______________________________________________

4-which ion will be attracted to the cathode?

____________________________________________________

5- write a balanced equation for the reaction at the cathode?

_________________________________________________

6-what would the aqueous solution eventually change into?

___________________________________________________

19



Objectives


1-state properties and some uses of Al.

2- describes the industrial extraction of Al from

molten aluminium oxide in cryolite;

3-explain the reaction at each electrode.

Key Vocabulary

electrolysis,

electrolytes,

anode,

cathode ,

brine

The extraction of aluminium from molten aluminium oxide in cryolite

Uses of aluminium:

Aluminium has many useful properties .It conducts electricity and heat well. It

has low density,it also resists corrosion, that is because of the tough layer of

aluminium oxide on its surface which protects it.

• Transportation (automobiles, aircraft, as alloy

• Packaging (cans, foil, etc.)

• Construction (windows, doors, siding, building wire, etc.)

• A wide range of household items, from cooking utensils to baseball bats,

• Outer shells of consumer electronics, also cases for equipment

e.g.photographic equipment.

• Electrical transmission lines for power distribution.

منخفض الكثافة , جد التوصل للكهرباء والحرارة . العدد من الخصائص المفدة لأللومنوم: األلومنوماستخدامات

بعض من استخدامات . و مقاوم للتآكل وهذا بسبب طبقة صلبة من أكسد األلومنوم على سطحه تحمه من التآكل

:ف العدده األلومنوممعدن

كسبائك)العربات والطائرات (النقل •

النوافذ، األبواب، والتحوالت، وأسالك البناء، وما إلى )البناء (علب، ورق فول، وما إلى ذلك(التعبئة والتغلف •

)ذلك

خطوط بث الكهرباء لتوزع الطاقة•

مجموعة كبرة من األدوات المنزلة، من أوان الطه إلى مضرب البسبول، •

وتستخدم ف .وفى حاالت المعدات أضا مثل معدات التصور ,المستوات الخارجة من اإللكترونات المستهلكة•

مجال اإللكترونات واألقراص المدمجة

20


Extraction of Aluminium

Aluminium ore is called bauxite. Bauxite contains aluminium oxide, water,

iron oxide and other impurities. The purified dry ore, called alumina, is

aluminium oxide - Al2O3.H2O

The alumina must be molten for electrolysis to work,since the ions are not

free to move in the solid state. Unfortunately, alumina has a high melting

point (2040 °C)

and it is not practical to do electrolysis at such a high temperature. In the

middle of the nineteenth century it was found that alumina dissolved in

cryolite( sodium aluminium fluoride ) Na3AlF6.A solution of alumina in cryolite

melts at about 900 °C and electrolysis is done at about 950 °C.

و أكسد الحدد .( Al2O3.H2Oالبوكست هو خام األلومنوم الذى حتوي على أكسد األلومنوم المائ

من التحلل الكهربائ Alتم الحصول على األلومنوم.والخام النق سمى األلومنا . وشوائب أخرى

(C° 2040)درجة انصهار األلومنا عالة جدا .Al2O3لمصهور األلومنا

Na3AlF6ولتخفض درجة انصهار أكسد األلومنوم خلط بمادة الكروالت صهر الخلط .C° 900الى .

.لجعل األونات حرة الحركة

تتكون خلة التحلل من وعاء من الحدد مبطن من الداخل بطبقة من الجرافت كمهبط ، أما المصعد فتكون

.من عدة قضبان من الجرافت متصلة مع بعضها ومغمورة ف المصهور

، وسحب مصهور األلومنوم الناتج Al+3تكون األلومنوم ف هذه الخلة عند المهبط حث تختزل أونات

.من مخرج خاص ف أسفل الخلة

21


At the anode: oxide ions are oxidized to oxygen gas.The oxygen gas reacts with

the hot carbon anode ,it makes CO2 .It burns away the anodes, which must be

replaced quite often

2O -2 4e + O2

تفاعل غاز األكسجن مع أنود الكربون الساخن وتكون . تتؤكسد أونات اآلكسد الى غاز األكسجن: عند األنود

.ثان أكسد الكربون مما إدي الى تآكل األنود وستدع استبداله

At the cathode: aluminium ions are reduced to aluminium atoms. Molten

aluminium is tapped off from the bottom of the cell

Al3+ + 3e Al

.وسحب االلومنوم المنصهر من قاع الخلة. تختزل أونات االلومنوم الموجبة الى ذرات الومنوم: عند الكاثود

New chemistry for you Page 89: extraction of aluminium

http://home.clara.net/rod.beavon/extraction_of_metals.htm

Q1) Describe the extraction of aluminium from purified bauxite

including simple cell diagram,

اشرح طرقة استخراج االلومنوم من البوكست النق مع لرسم الخلة.

Q2) Write the reactions at each electrode.

.اكتب التفاعالت الت تحدث عند كل الكترود

Exercises

22



Objectives


1-state some uses of copper.

2- describe the electrolytic purification of copper

3-write the reactions at the electrodes during

electrolysis.

Key Vocabulary

electrolysis,

electrolytes,

anode,

cathode ,

brine

The electrolytic purification of copper.

Copper plays a vital role in shaping our lives. People have been using

copper since 9000 BC. One of the reasons copper is so important is that it

can be made into alloys. You can find copper all over the place. In your

home it is hidden away in everyday objects, including phones, water pipes,

locks and electrical wiring. It is an excellent conductor of electricity and heat.

وتصنع منه العمالت. قبل المالد 9000استخدم االنسان النحاس منذ .لعب النحاس أهمة حوة ف حاتنا

ووجد ف معظم األدوات الت تحط بنا مثل اسالك الكهرباء، . المعدنة كعملة نحاسة و دخل ضمن السبائك

وهو موصل جد للحرارة والكهرباء -التلفونات، أنابب الماه

Copper wire

Copper Purification مخطط خلة التحلل الكهرب لتنقة فلز النحاس

The cathode is a thin piece of pure copper The anode is a block of impure copper.

23


At the anode :When electricity is passed through the cell copper is dissolved

by oxidation, Cu2+ ions go into solution.

Cu(s) - 2e- Cu2+(aq)

.الى المحلول +Cu2عند امرار التار الكهرب ف الخلة تؤكسد النحاس لدى االنود وتنتقل اونات النحاس

The impurities from the anode drop to the bottom of the cell .This sludge

contains valuable metals, like gold and silver

.وتترسب الشوائب ف قاع الخلة وه تتكون من معادن قمة مثل الذهب والفضة

At the cathode: copper is deposited by reduction

Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)

As copper ions move from the anode to the cathode the anode gets smaller

as the cathode gets bigger.

من األنود قل وزنه وزداد وزن الكاثود الذي ترسب عله Cu2+عندما تنتقل اونات النحاس

.وبقى تركز محلول كبرتات النحاس ثابتا.النحاس

The rate at which the copper ions enter the electrolyte from the anode is the

same as the rate at which the copper ions leave the electrolyte at the

cathode. The concentration of the copper(II) sulfate solution therefore

remains unchanged.

وبقى تركز -ان معدل دخول اونات النحاس ف االلكترولت من االنود ساوي معدل خروجها عند الكاثود

.محلول كبرتات النحاس ثابتا

Activity :Enquiry skill 10A.2.3

Show a video of the extraction of aluminium and the purification of copper

by electrolysis. Tell students to work in small groups to produce annotated

flow charts of one of the processes.

اطلب من التالمذ ف . أعرض فدو الستخراج االلومنوم وآخر لتنقة النحاس بالتحلل الكهرب

.مجموعات صغرة عمل بوستر الحدى الطرق

New chemistry for you Page 95: getting pure copper

http://scienceaid.co.uk/chemistry/applied/copper.html

http://scienceaid.co.uk/chemistry/applied/copper.html

24


Exercises

Q1) Is the Anode made from Pure or Impure Copper?

هل صنع االنود من نحاس نق ام نحاس غر نق؟

Q2) Which Compound is used as the Electrolyte during Purification?

ما هو المركب الذي ستخدم كالكترولت ف عملة تنقة النحاس؟

Q3) Write the equation for the Reduction of Copper at the Cathode.

.اكتب معادلة اختزال النحاس عند الكاثود

Q4) Give two Uses of Copper

اذكر استخدامن للنحاس

Industrial importance of the halogens

25


18.6 Know the industrial importance of the halogens and their compounds as in,for example, the manufacture of

bleaches, PVC, halogenated hydrocarbons as solvents and refrigerants, and insecticides, and be aware of the

main environmental hazards associated with these uses.

بات ومواد مذعرف األهمة الصناعة للهالوجنات ومركباتها، مثل إستعمالها ف صناعة منتجات التبض والب ف س والهدروكربونات الهالوجنة وك

.تبرد ومبدات حشرة، وع األخطار البئة الرئسة المتعلقة بإستعماالتها

Objectives


1-Name the halogens and some of their compounds.

2-Know the importance of halogens in the manufacture of

bleaches,PVC, halogenated hydrocarbons.

3-Describe the main environmental hazards associated with

these uses.

Key Vocabulary

• halogens,

• bleaches,

• hazards,

• insecticides

Halogens:

Are non-metal elements in group 7in the periodic table, Fluorine F2 ,chlorine

Cl2 ,bromine Br2 ,Iodine I2 .

All halogens form diatomic molecules. They are reactive elements and their

reactivity decrease from fluorine to iodine.They form great number of useful

compounds like NaCl,NaOCl,KI ,PVC,CCl4 ,CFCs,DDT

ه عناصر الفلزة تقع ف المجموعة السابعة ف الجدول الدوري وتتكون من الفلور ،الكلور، : الهالوجنات

.تدخل ف تركب كثر من المركبات المفدة .توجد فب صورة جزئات ثنائة الذرة.البروم و الود

* Uses of halogens and their compounds:

As bleach: The first large-scale use of chlorine was in the manufacture of

bleaching powder for use in bleaching paper and cotton .

Chlorine is used as a bleach ,it reacts with water:

Chlorine + water hydrochloric acid + chloric (1) acid (bleach)

Cl2 + H2 O HCl + HOCl

Bromine is a weaker bleach ,iodine is even weaker.

أما البروم مبض ضعف الفعالة .ستخدم الكلور بكمات كبرة ف عملات تبض األقمشة القطنة والورق

.وكذلك الود

26


2- PVC and halogenated hydrocarbons:

Halogens can react easily with hydrocarbons(organic compounds) to

give halogenated hydrocarbon like C2H3Cl , this compound is used as

monomer to obtain polymer PVC –polymer vinyl chloride.PVC is used in

manufacture of raincoats ,handbags ,pipes, rigid botteles and more

other materials.

تتفاعل الهالوجنات مع مركبات الهدروكربون لتنتج عدد كبر من المركبات العضوة مثل

C2H3Cl وهذا المركب ستخدم كمونمر لصناعة بولمرPVC الذي ستخدم ف صناعة معاطف

المطروالشنط وصنع األنابب البالستكة الت تتصف بالمتانة وتغلف األسالك البالستكة وغرها من

. اإلستخدامات

3-Ferions:group of compounds known as Chloro Fluro Carbon (CFCs)

.example CCl2 CF2 it is unreactive colorless odorless gas because of

that those compounds are used as solvents, as aerosol propellants.

refrigerants and air conditioners-fire extinguisher.

غر نشطة كمائا ، عدمة اللون و – CCl2 CF2الفرونات ه مركبات كلورو فلورو كربون مثل

.وف المبردات و طفاات الحرقالرائحة لذا تستخدم كمذبات وبخاخات

4-insectcides: chlorine is used in the preparation of insecticide like

DDT which used to kill insects that cause malaria and typhoid as well as

against agricultural pests.

Halogens are used to kill bacteria therefore sterilizing water for

domestic supply or in swimming pools. Chlorine compounds are used

in disinfectants like 'dettol' or 'TCP'. Iodine water is also used as a

disinfectant prior to surgery .

ت الذي قتل الحشرات الت تنقل المالرا .د.ستخدم الكلور ف تحضر المبدات الحشرة مثل د

.والتفود والفطرات الزراعة

كما ستخدم .كما تستخدم الهالوجنات ف تعقم ماه الشرب و برك السباحة والمطهرات مثل الدتول

محلول الود ف التعقم أثناء العملات الجراحة

27

The environmental hazards associated with the uses of halogens:

المخاطر البئة الناتجة من استخدام الهالوجنات

The halogens are potentially harmful substances. Fluorine and chlorine in

particular are highly toxic. It is highly dangerous to ingest or breathe

halogen vapour or their solutions.

تمثل خطورة عالة عند بلعها أو استنشاق . الفلور والكلور مواد عالة السمة. الهالوجنات مواد ضارة

ابخرتها

Ferions :because of their low densities they reach the upper atmosphere

without decomposing.They reacts with ozone layer in presence of ultra

violet rays leading to depletion of the ozone layer.

إنها تتفاعل مع طبقة .بسبب كثافتها المنخفضة ترتفع الى طبقات الجو العلا دون أن تتحلل: الفرونات

.اآلوزون ف وجود األشعة فوق البنفسجة مما إدي الى تآكل طبقة األوزون

Use of insecticides : DDT posed unacceptable risks to the environment

and potential harm to human health.DDT is toxic to a wide range of animals

in addition to insects, including marine animals such as crayfish, fish

certain birds species.

مادة سامة DDT. البئة لمخاطر كبرة كما أنه ضار بصحة االنسان DDTعرض ال : المدات الحشرة

.لكثر من الحوانات والحشرات وكذلك الطور والحوانات البحرة مثل االسماك

Activity : Ask students to find out about the uses of other halogens and

to add this information to their findings about chlorine.

.اطلب من الطلبة أن بحثوا عن فوائد الهالوجنات الخري إضافة الى فوائد الكلور: نشاط

http://www.pan-uk.org/pestnews/Actives/ddt.htm





Iron & steel

28


18.8 Describe, with essential chemical reactions, the extraction of pig iron from iron ore in the blast furnace and

its subsequent conversion into steel in the basic oxygen furnace.

فرن الصهر وتحوله الالحق الى فوالذ ف الفرن األكسجن القاعديصف مع ذكر التفاعالت الكمائة الرئسة، إستخراج حدد الزهر من خام الحدد ف

18.7 Describe, with essential chemical reactions, the extraction of steel from iron ore and recycled scrap iron in

the electric arc furnace.

.القوس الكهربائ مع ذكر التفاعالت الكمائة األساسة ف هذه العملةصف إستخراج الفوالذ من الحدد الخام ومن حدد الخردة المعاد تدوره، ف فرن

Objectives


1-state the main sources of iron.

2- explain the reaction that occurs in the plast furnace

3-explain the conversion of iron into steel using the basic

oxygen converter..

4- Describe the extraction of steel from iron ore in the

electric arc furnace

.

Key Vocabulary

• plast furnace,

• steel,

• recycled scrap,

• basic oxygen furnace,

• pig iron

Extraction of iron using blast furnace

Iron Perhaps the most important element ever known to mankind and

one of earth's most abundant element. Iron (Fe) is extracted from Iron ore.

The process of extracting iron - done either through ‘blast furnace’ route or

by ‘direct reduction’ route - involves a number of steps

Common iron ores are hematite (Fe2O3) and magnetite (Fe3O4). Iron in the

ore is reduced to iron metal by heating with carbon (coke).

Reactions in the blast furnace: التفاعالت داخل الفرن الالفح

1. The coke (produced by heating coal in the

absence of air) burns in the blast of hot

air to form carbon dioxide; exothermic

reaction releases heat. This reaction is

the main source of heat in the furnace.

C + O2 CO2

ستخدم فحم الكوك الذي نتج من تسخن الفحم الحجري حث حترق داخل الفرن بامرار تار من الهواء

.الساخن لكون ثان أكسد الكربون ف تفاعل طارد للحرارة

29

2- At the high temperature at the bottom of the furnace, carbon dioxide reacts

with carbon to produce carbon monoxide.

C + CO2 2CO

وف درجة الحرارة العالة داخل الفرن تفاعل ثان أكسد الكربون مع مزد من فحم الكوك لكون أول

أكسد الكربون

3-It is this carbon monoxide which reduces the iron oxide to iron

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

ثم ختزل أول أكسد الكربون أكسد الحدد الى حدد

The temperature of the furnace is hot enough to melt the iron which trickles

down to the bottom as ‘pig iron’, where it can be tapped off.

حث تحرك لألسفل وسحب ( الحدد الزهر)نتجة للحرارة العالة تكون الحدد منصهر

4-The limestone is added to convert impurities into ‘slag’ ) as calcium silicate,

CaSiO3), which melts and runs down through the furnace to form a layer on

top of the molten iron.

CaCO3 CaO + CO2.

CaO + SiO2 CaSiO3

مصهور مثل سلكات الكالسوم التى تتحرك الى أسفل " خبث"ضاف الحجر الجري لحول الشوائب الى

.مكونة طبقة فوق الحدد المنصهر


30

Iron into Steel:

Most of the molten iron from a Blast Furnace is used to make one of a number

of types of steel. There isn't just one substance called steel - they are a family

of alloys of iron with carbon or various metals like chromium and nickel.

معظم الحدد المستخرج من الفرن الالفح حول الى أنواع من الحدد الصلب بخلطه مع الكربون أو فلزات أخرى

.متنوعة مثل الكروم و النكل

* Steel-making: the basic oxygen process (BOP)

Oxygen Converter is a furnace used to convert pig iron into steel.It consists of

a rotating vessel coated with dolomite( calcium and magnesium carbonate)

Impurities with the iron from the Blast Furnace include carbon, sulphur,

phosphorus and silicon. These have to be removed .The still impure molten

iron is mixed with scrap iron (from recycling) and oxygen is blown on to the

mixture. The oxygen reacts with the remaining impurities to form various

oxides. Elements like phosphorus and silicon react with the oxygen to form

acidic oxides. These are removed using (basic oxides - quicklime - calcium

oxide and magnesium oxide) which is added to the furnace during the

oxygen blow. They react to form compounds such as calcium silicate or

calcium phosphate which form a slag on top of the iron.

C + O2 CO2

Si + O2 SiO2

P4 + 5 O2 P4O10

الزهر إلى صلب، هو فرن ستخدم لتحول الحددOxygen Converter المحول األكسجنى

كربونات كالسوم ) -عبارة عن بوتقة كبرة تتحرك حول محور ومبطنه من الداخل بخام الدولومت :تركبه

نفذ من فوهته انبوب خاص لدخول االكسجن( وماغنسوم

: طرقة عمل المحول االكسجن

.الزهرشحن المحول بمصهور الحدد الغفل أو . 1

.دفع األكسجن النق بسرعة كبرة وتحت ضغط عال خالل فوهة المحول . 2

FeO. MnO . P2O5فتتؤكسد الشوائب وجزءا من الحدد وتتكون االكاسد التالة . 3 . SiO2

.خبثا وزال بامالة المحول حول محوره ةتتحد االكاسد مع بعضها البعض مكون. 4


31


An electric arc furnace :

An electric arc furnace (EAF) is a furnace that heats charged material by

means of an electric arc .An electric arc furnace consists of a refractory-lined

vessel, one or more graphite electrodes enter the furnace. Solid substances

used in the electric arc furnace are

melted predominantly by electrical energy which is inputted via the

electrodes, as well as energies in the presence of oxygen.The electrodes are

automatically raised and lowered by a positioning system. Oxygen is injected

via pipe lance to "cut" the scrap. This oxygen will react with several

components in the bath including silicon, manganese, phosphorus, carbon

and iron. All of these reactions are exothermic (i.e. they generate heat) and

supply additional energy to aid in the melting of the scrap. The metallic

oxides that are formed will end up in the slag. The same reactions as in the

oxygen converter.

تكون فرن القوس الكهربائ من :

فتحات مرر فها ثالثة قضبان وتوجد ف سقف الفرن ثالث .أسطوانة فوالذة ضحلة مبطنة بالطوب الحراري

.من الكربون طلق علها األقطاب

ونتج عن هذه األقواس .اآلخرتار كهربائ قوي من كل قطب إلى مادة الشحنة ومنها إلى القطب)قفز(

الكهربائة كمات ضخمة من الحرارة الت مكنها صهر الشحنة بسرعة، كما تساعد الحرارة العالة ف حدوث

وتحدث نفس التفاعالت كما فى المحول .التفاعالت الكمائة، لتنتج ف النهاة كمات كبرة من الفوالذ

.ىاألكسجن

1nlqGXoM&NR=6KV9http://www.youtube.com/watch?v=

.htm328t-/topic4f-http://science.creaforum.net/montada

New chemistry for you Page 75- 76 : extraction of iron

http://www.youtube.com/watch?v=9KV6nlqGXoM&NR=1






http://science.creaforum.net/montada-f4/topic-t328.htm









32


Exercises

Q1) which substance is the main reducing agent in a blast furnace?

?ما ه المادة الت تستخدم كعامل مختزل رئسى داخل الفرن االفح

_______________________________________________________________

Q2) iron(III) oxide is reduced by carbon in the furnace:i) write a word equation

for this reaction.

. اكتب معادلة لفظة لهذا التفاعل–ختزل اكسد الحدد بواسطة الكربون داخل الفرن

_______________________________________________________________

a)write a symbol equation for this reaction. اكنب المعادلة الرمزة له

_______________________________________________________________

Q3) What is the main impurity in the iron from a blast furnace?

ما ه الشوائب الرئسة الت توجد مع الحدد المستخرج من الفرن الالفح؟

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

Q4) Describe the conversion of iron into steel using the basic oxygen converter

اشرح عملة تحول الحدد الى صلب باستخدام المحول االكسجن القاعدي؟

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

Copper

33


18.9 Describe the production of copper matte from its ores

.صف إنتاج النحاس مطفؤ اللمعان من خاماته

Objectives:

Explain the main stage to production copper

matte from its ores

.

Key Vocabulary

Ores, Concentration, Roasting, Smelting

Electrorefining, efined , extraction

Copper extraction from its ores involves a series of processes. First the

ore must usually be concentrated. Then it must be roasted to convert

sulfides to oxides, which are smelted to produce matte. Finally, it undergoes

various refining processes, the final one being electrolytic. The main ore in

use today is chalcopyrite (CuFeS2), which accounts for about 50% of copper

production.

ثم جب أن . خامال الماده أوال جب أن تتركز. من العملات سلةسلب مر استخراج النحاس من الخامات

وأخرا ، فإنه خضع لعملات التكرر . المصهورلتحول كبرتد إلى أكاسد ، والت تصهر إلنتاج حمص

والذي ،الوم هو كالكوبارات للنحاس هالخام الرئسالماده . كهربائا تكررالنهائ الناتجالمختلفة ، و

.٪ من إنتاج النحاس 50شكل حوال CuFeS2

1. Concentration

Most copper ores contain only a small percentage of copper metal bound up

within valuable ore minerals. The first stage of any process within a

metallurgical treatment circuit is comminution, where the rock particles are

reduced in size وthereafter followed by a process of physical liberation of the

ore minerals from the rock. The process of liberation of copper ores

depends upon whether they are oxide or sulfide ores.

تركزال

.مرتبطة بمعادن خام ثمنةمات النحاس تحتوي على نسبة صغرة من معدن النحاس معظم خا

حجم الجسمات قللالسحق ،حث تم تهومن أي عملة داخل دائرة العالج المعدنة المرحلة األولى

فزائة تم الحصول على ال فكك، ثم بعد ذلك من خالل عملة الت,الت تحتوي على المادة الخام الصخرة

خامات أو بناء على ما إذا كانت كبرتد خامات النحاس توقف فككعملة ت. الصخر.المعادن الخام من

.أكسد

34

2. Roasting:

In the roaster, the copper concentrated is partially oxidised to produce calcine

and sulfur dioxide gas. the reaction which takes place is:

2CuFeS2(s) + 3O2(g) → 2FeO(s) + 2CuS(s) + 2SO2(g)

المحمصة

وحدث التفاعل . غاز ثان أكسد الكبرتو كلسالإلنتاج المركزة النحاس ئاتتؤكسد جزف المحمصة ت

:كالتال

2CuFeS2(s) + 3O2(g) → 2FeO(s) + 2CuS(s) + 2SO2(g)

3. Smelting

The calcine is then mixed with silica and limestone and smelted at 1200 °C

(in an exothermic reaction) to form a liquid called copper matte. This

temperature allows reactions to proceed rapidly, and allow the matte and slag

to melt, so they can be tapped out of the furnace. In copper recycling, this is

Several reactions occur. For example iron oxides and sulfides are converted to

slag which is floated off the matte. The reactions for this are:

FeO(s) + SiO2 (s) → FeO.SiO2 (l)

reaction the iron sulfide is converted to slag:

2FeS(l) + 3O2 + 2SiO2 (l) → 2FeO.SiO2(l) + 2SO2(g)

الصهر

تم خلط الكلس مع السلكا والحجر الجري وتصهر ( ف التفاعالت الطاردة للحرارة ) ألنتاج سائل النحاس

.1200عند درجة حرارة

درجة الحرارة هذه تسمح للتفاعل بالحدوث بشكل سرع وتسمح للمعادن باالنصهار واالستفاده من المصهور

.خارج الفرن

أكسد الحدد والكبرت تحوالن الى مادة : تحدث تفاعاالت مختلفه ف عملة اعادة التدور للنحاس مثال

FeO(s) + SiO2 (s) → FeO.SiO2 (l) خام كما ف التفاعل التال:

:وتحول كبرتتد الحدد الى مادة خام منصهره كما ف التفاعل التال

2FeS(l) + 3O2 + 2SiO2 (l) → 2FeO.SiO2(l) + 2SO2(g)


35


4. Electrorefining

The copper is refined by electrolysis. At the cathode, copper metal plates out but less

noble remain in solution. The reactions are:

At the anode: Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e–

At the cathode: Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s

تم تنقه النحاس عن طرق التحلل الكهربائ ، عند المهبط نفصل النحاس عن اللوح ولكن المتبق ف المحلول ال كون

.نقا بشكل تام

Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e– : عند المصعد

Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s : عند المهبط

Exercises

Q1) Summarized the basic steps for the extraction of copper from its ores:

لخص الخطوات األساة إلستخراج النحاس من مواده الخام

Recycling إعادة التدور

36


Objectives:

1.Explain Environmental impact of metal

extraction.

2.List the Steps used to reduce the

environmental damages.

.

Key Vocabulary:

Environmental, damages, industry,

recycling

18.10 Be aware that large-scale extraction and refining processes are often damaging to the

environment and that this has to be balanced against the benefits of the processes; list some of the

steps taken to minimise environmental degradation in the processes studied.

األحان ضررا للبئة، وأنه نبغ موزانة هذا الضرر ع أن عملات إستخراج وتنقة المعادن من خاماتها على نطاق واسع تسبب ف معظم

.العملات العلمات؛ سرد بعض الخطوات المعتمدة للتقلل من التلف البئ الناتج عن هذها مقابل الفوائد الناتجة عن هذ

18.11 Understand the importance of recycling products such as metals and plastics and of

designing products to make recycling easier.

.وأهمة تصمم المنتجات بطرقة تسهل إعادة تدورهاالمنتجات، مثل المعادن ومنتجات البالستك( إعادة تصنع)درك أهمة إعادة تدور

Bringing essential minerals has long been associated with environmental

degradation and harmful social impacts. Consequently, this sector’s primary

sustainability challenge is to minimize its direct impacts and to contribute to

improved re-use and recycling of the finite resources it has mobilised.

كان وبالتال ، . واآلثار االجتماعة الضارة البئة تدهوربمنذ فترة طولة و مرتبطالحصول على المعادن األساسة

.تدور الموارد المحدودةو تحسن وإعادة استخدام ثار المباشرة والمساهمة فالبد من تقلل األ

Environmental impact of metal extraction

Before metals can be extracted from their ores, the land is mined for ores. Mined

land is usually and it cannot support plant and animal life.

An enormous amount of waste material is also generated from the extraction

process.

ألثر البئ الستخراج المعادنا

األرض ه عادة وانها الملغومة. قبل أن تتمكن من استخراج المعادن من خاماتها ، وتم استخراج األرض للخامات

.ه ولدت أضا وجود كمة هائلة من النفاات من عملة االستخراج.ال تستطع دعم الحاة النباتة والحوانة

37


About 90% of the metal ore used for metal extraction turns out to be waste and

be needs to be disposed of after the metal is extracted. If not disposed of

carefully, the waste may leach into soil and nearby water bodies, polluting land

and water. To dispose of the waste, huge landfill sites need to be dug.

The smelting of ores also causes more air pollution compared to any other

industrial process. In addition, the extraction of metals is usually generated from

burning fossil Fuels.

بعد استخراج هاتم التخلص منونفاات تتحول الى ٪ من خام المعادن المستخدمة ف استخراج المعادن 90حوال

. النفاات ف المسطحات المائة والتربة وتلوث األرض والماه تنتشر التخلص منها بعناة ، وقد تمإن لم . المعادن

تسبب أضا ف مزد من فخامات الصهر فت. تخلص من النفاات ، ومواقع دفن النفاات الضخمة تحتاج إلى حفرلل

حرق الوقود فإن المعادن تستخرج من وباإلضافة إلى ذلك ، . غر صناعهتلوث الهواء مقارنة مع أي دولة أخرى

.الوقوداألحفوري

Steps used to reduce the environmental damages:

1. Transformation of some released gases to other products used in industry

e.g use the SO2 (g) to produce H2SO4 (Sulphuric acid) that is widely used in

industry.

2. Reduction of metals extraction from their ores by encouraging the re-use

and the recycling methods.

3. Use the Bioleaching. This technique is a new technique used by the

mining industry to extract specific metals ( such us gold and copper) from

their ores through the use of bacteria.

:من األضرار البئة تقلل الخطوات المتبعة لل *

تحول بعض الغازات المنبعثة إلى غرها من المنتجات المستخدمة ف صناعةعلى سبل المثال استخدام . 1

.الذي ستخدم على نطاق واسع ف الصناعة H2SO4إلنتاج حامض الكبرتك SO2غاز

.تخفض استخراج المعادن من خاماتها عن طرق تشجع إعادة استخدام وإعادة تدور األسالب. 2

صناعة استخراج المعادن محددة هذه التقنة ه تقنة جددة تستخدم من قبل التعدن. استخدام التصفة الحة. 3

من خالل استخدام البكترامن خاماتها( مثل لنا الذهب والنحاس)

38

How are some metals commonly recycled?

Lead, iron and aluminium are mainly recovered by scrap metal recycling. Lead

is recovered from car batteries. When a car battery no longer works, the lead

inside it is reused. A large fraction of iron and steel produced today is also

recycled from scrap metal. Aluminium is recycled mainly from drink cans and

food containers.

المعادن؟ عاد تدور بعض كف

الرصاص. تم استرداد أساسا الرصاص والحدد واأللومنوم عن طرق إعادة تدور الخردة المعدنة

مما إدي الى اعاده تدور واستخدامها مرة , بطارة السارة ال تعمل عندما. من بطارات السارات سترد

تم إعادة . إعادة تدورها من الخردة المعدنةعن طرق نسبة كبرة من الحدد والصلب الوم عتمد انتاج .اخرى

.تدور األلومنوم بشكل رئس من علب المشروبات والغذاء الحاوات

Advantages of recycling:

If metals are recycled and reused, there will be less need to dig for metal ores.

With a decrease in mining operations, land will be free for other uses such as

agriculture. Air and water pollution Will also be greatly reduced. Fewer landfills

will be required to Dispose of both used metal objects and waste material from

metal Extraction. This will help save on the cost of building landfill sites. By

recycling metals instead of extracting them from ores, we are also conserving

our limited fossil fuel reserves.

:مزاا التدور

مع انخفاض . وإعادة استخدامها، ستكون هناك حاجة أقل للتنقب عن خامات معدنة المعادن إذا تم إعادة تدور

سوف الهواء والماهكما أن تلوث . ف عملات التعدن ، وسوف تكون حرة الستخدامات أخرى مثل الزراعة

تكون هناك حاجة أقل للتخلص من األجسام المعدنة المستعملة والنفاات من و سوف . خفض الى حد كبرن

عن طرق إعادة تدور . وسوف ساعد هذا على توفر ف تكلفة بناء مواقع دفن النفاات. استخراج المعادن

.المعادن بدال من استخراج لهم من الخامات ، ونحن أضا لدنا محدودة حفظ احتاط الوقود األحفوري


39


Exercises

Q1) Answer the following question:

a) Write some Advantages of metals recycling: أكتب بعض من فوائد اعاده تدور المعادن

____________________________________________________________

____________________________________________________________

____________________________________________________________

____________________________________________________________

b)What are the Environmental impact of metal extraction:

ما ه األثار البئة إلستخراج المعادن

____________________________________________________________

_____________________________________________________________

______________________________________________________________

name: class: - science curriculum office welcomes you to ... · 4 unit3: chemical industry ... in...

Documents