§ 25. Кен және металдарды алу
Химия, 7 сынып. Оқулық: Оспанова М.Қ. және т.б. (Мектеп, 2025). 9 тарау: Геологиялық химиялық қосылыстар. 124–128-беттер.
Нені үйренесің
- Кеннің минералдан және саф металдан қандай айырмашылығы бар екенін түсіндіруді.
- Саф күйінде кездесетін металдарды және кенде «тығылып» жататын металдарды атауды.
- Алюминий мысалында кеннен металл алудың үш қадамын сипаттауды.
- Таза металдар мен құймаларға мысал келтіріп, оларды қайда қолданатынын айтуды.
- Қазақстан картасынан металл өндіретін қалаларды табуды.
Ой қозғау
- Үйде күнде қандай металдарды көресің? Темір (шеге, пышақ), алюминий (қасық, фольга), мыс (сымдар), алтын мен күміс (әшекейлер).
- Металл тас сияқты жерде жатуы мүмкін бе? Мүмкін, бірақ сирек: осылай алтын, мыс, күміс, платина табылады. Металдардың көбі тастың ішінде жасырынған.
- Тарихшылар неге «қола ғасыры» және «темір ғасыры» дейді? Өйткені адамдар металдарды кезек-кезек өңдеуді үйренді, әр жаңа металл өмірді өзгертті: жаңа құралдар, қару, ыдыс пайда болды.
💡 Бүгін адам тастан металды қалай «суырып алуды» үйренгені туралы әңгіме. Бұл — тарихтағы ең маңызды жаңалықтардың бірі.
Тақырыпты талдаймыз
Саф металдар: жасырынбайтын металл
Табиғатта металдардың көбі басқа элементтермен қосылыс түзеген. Бірақ бірнеше металл ерекшелене тұрады: олар дерлік реакцияға түспейді, сондықтан таза бөлшек күйінде кездеседі. Оларды табиғатта саф күйінде кездесетін металдар деп атайды. Бұл — алтын, күміс, мыс, сынап, платина.
🌟 Адам алғаш алтын, күміс және мыс металдарымен танысты. Бұл кездейсоқ емес: оларды тастан «өндірудің» қажеті жоқ, жай ғана бөлшегін тауып, балғамен ұрса болды. Адамдар металды осылай соғуды үйренген.
Кен, минерал және аздап геология
📌 Кен — құрамынан бір немесе бірнеше минералдар мен металдарды тиімді түрде бөліп алуға болатын табиғи минералдық шикізат түрі. Егер тастағы металл өте аз болса, бұл — жай тас, кен емес.
Ең маңызды мысалдар:
| Кен немесе минерал | Қосылыс формуласы | Ішіндегі металл |
|---|---|---|
| Боксит | Al₂O₃ (алюминий оксиді, қоспалармен) | алюминий |
| Магнитті теміртас | Fe₃O₄ | темір |
| Қызыл теміртас | Fe₂O₃ | темір |
| Тас тұзы (галит) | NaCl | натрий |
| Поташ (калий тұзы) | K₂CO₃ | калий |
Заңдылыққа назар аудар: алюминий мен темір оксидтердің (оттекпен қосылыстардың), ал натрий мен калий тұздардың құрамында жасырынады.
🌟 Қазақстанда мақтанатын нәрсе бар: Ақтөбе облысының хром кендері, Жезқазғанның мысы, Алтайдың мырышы мен қорғасыны. Бүгін мұндай тастан металды қалай алатынын талдаймыз.
Жер қыртысында қанша металл бар
Оқулықтағы дөңгелек диаграммада жер қыртысындағы ең көп таралған металдардың мөлшері (массасы бойынша пайызбен) көрсетілген (58-сурет). Көшбасшы — алюминий, ол темірден дерлік екі есе «озып» тұр.
💡 Жер бетінде алюминий көп, бірақ тұрмыста ол XIX ғасырда ғана үйреншікті болды. Себебі қарапайым: оның оксидінен металды жай ғана «шығарып алу» мүмкін емес, электр тогы керек.
Тастан металға дейінгі үш қадам
Металдың кеннен шығу жолын үш қадаммен сипаттауға болады. Алюминийді мысалға алайық.
Сөзбен жазылған сызба: алюминий оксиді электр тогы алюминий және оттек.
Формулалармен: 2Al₂O₃→4Al+3O₂ (ток әсерінен, балқымада).
⚠️ Жиі кететін қате. Кен мен металды бірдей деп ойлайды. Кен — металы қосылыс түрінде «жасырынған» тас (мысалы, Fe₂O₃). Таза металды зауытта алады.
Ал темірді қалай алады?
Темірмен жағдай ұқсас: кенді (магнитті теміртасты немесе қызыл теміртасты) ұсақтап, қыздырады да, темірден оттекті «тартып алады». Зауыттық пештерде ол үшін көміртекті (кокс) пайдаланады. Сызба: темір оксиді мен көміртектен темір және көмірқышқыл газы шығады.
🌟 Бұл түсіндірме бағдарламадан тыс, жалпы идеяны көру үшін: кез келген металл оксидінен оттекті тартып алу керек, ол ток арқылы болсын (алюминий) немесе көміртекпен болсын (темір).
Таза металдар мен құймалар
Адамға көбіне таза металдар керек: сымға — мыс, фольгаға — алюминий, әшекейге — алтын, протезге — титан. Сонымен қатар құймалар — металдардың таза металдан берік әрі қатты қоспалары — қажет. Ең маңыздылары: болат, шойын және қола.
🌟 Қола — мыс пен қалайының құймасы. Адамзат тарихындағы тұтас бір дәуір құйманың атымен аталған. Ал Тутанхамон мазарынан темірден жасалған бірнеше бұйым ғана табылған: ол кезде темір алтыннан қымбат болған.
Қазақстандағы металлургия
Біздің елде металлургия — басты салалардың бірі. Металдар мен құймаларды өндіретін зауыттар Павлодар, Жезқазған, Балқаш және басқа қалаларда жұмыс істейді. Жезқазған мысы бүкіл әлемге белгілі.
👨👩👧 Ата-анаға. Балаға картадан Павлодарды, Жезқазғанды және Балқашты тауып көрсетуді ұсыныңыз. Бұл жерлерден қандай металдар келетінін сұраңыз да, үйдегі заттар неден жасалғанын қараңыздар: қайсысын таза металл, қайсысын құйма деуге болады.
Түсінгеніңді тексер
Өзіңді тексер
- Саф металдың кеннен айырмашылығы неде? Саф металл — табиғатта табылған таза металл. Кен — құрамында металл қосылысы бар тас, одан металды әлі алу керек.
- Кеннен металл алу үшін қандай үш қадам қажет? Кенді өндіру, ұсақтап қыздыру (химиялық процесс жүргізу, мысалы, электр тогымен әсер ету), балқыған металды қалыптарға құю.
- Табиғатта алюминий мен темір қандай түрде кездеседі? Оксидтер түрінде: Al₂O₃ және Fe₂O₃, Fe₃O₄.
- Натрий мен калий қандай қосылыстар түрінде кездеседі? Тұздар түрінде: NaCl және K₂CO₃.
- Құйма деген не және ол не үшін керек? Құйма — металдардың қоспасы (болат, шойын, қола). Ол әдетте таза металдан берік әрі қатты.
- Адам қандай металдарды бірінші игерді және неге? Алтын, күміс, мысты: олар саф күйінде кездеседі, оларды күрделі химиясыз өңдеуге болады.
Жаттығуларды шығарамыз
№ 1
Табиғатта саф күйінде кездесетін 5 металды атаңдар.
Қалай ойлаймыз. Параграфтың басындағы мәтінді және саф металдар суретін (57-сурет) еске түсір: басқа заттармен дерлік әрекеттеспейтін металдар туралы айтылады.
Шешуі. Мәтінде мыс, алтын, сынап және платина аталған, ал суретте тағы күмістің саф түрі көрсетілген. Таңбаларымен жазайық:
- алтын — Au;
- күміс — Ag;
- мыс — Cu;
- сынап — Hg;
- платина — Pt.
Жауабы: алтын, күміс, мыс, сынап, платина.
№ 2
Кен құрамында кездесетін 3 металды атаңдар.
Қалай ойлаймыз. Оксидтер мен тұздарда «жасырынған» металдарды іздейміз.
Шешуі.
- Алюминий — бокситтерде (Al₂O₃).
- Темір — магнитті теміртаста (Fe₃O₄) және қызыл теміртаста (Fe₂O₃).
- Натрий (тас тұзында NaCl) немесе калий (K₂CO₃).
Жауабы: алюминий (боксит), темір (магнитті теміртас, қызыл теміртас), натрий (галит). Калий де болады.
№ 3
Таза металдар мен металл құймаларының қолданылуына мысалдар келтіріңдер.
Қалай ойлаймыз. Өмірден бірнеше мысал тап: не таза металдан, не құймадан жасалған.
Жауап үлгісі.
| Не | Неден | Қайда қолданылады |
|---|---|---|
| Таза металдар | мыс | электр сымдары |
| алюминий | фольга, банкілер, ұшақтар | |
| алтын, күміс | әшекейлер, монеталар | |
| титан | протездер, ғарыш техникасы | |
| Құймалар | болат | көпірлер, станоктар, құралдар |
| шойын | радиаторлар, қазандар | |
| қола | ескерткіштер, медальдар, қоңыраулар |
Жауабы: таза металдар (мыс, алюминий, алтын, күміс, титан) сымға, фольгаға, әшекейге; құймалар (болат, шойын, қола) — құрылымдарға, құралдарға, ескерткіштерге жұмсалады.
№ 4
Емшілер ежелден металдарды емдік мақсатта қолданған. Авторлардың бірі — Элифас Леви емші киіміндегі «сиқыршыны» былайша суреттеген: «Жексенбіде (Күн күні) ол қолына лағыл немесе зүбәржатпен безендірілген алтын асатаяқ ұстады; дүйсенбіде (Ай күні) үш жіпке ілінген інжу, хрусталь және селенит; сейсенбіде (Марс күні) болат асатаяқ және болат сақина; сәрсенбіде (Меркурий күні) інжу немесе сынап бар шыны шариктер және ақық сақина; бейсенбіде (Юпитер күні) резеңке асатаяқ және жақұт сақина; жұмада (Шолпан күні) мыс асатаяқ, көгілдір ақық сақина және берилден жасалған тәж; сенбіде (Сатурн күні) оникстен жасалған асатаяқ және оникстен жасалған сақина, мойнына қалайыдан жасалған алқа таққан». Шығармадағы аталған металдарды химиялық таңбалар көмегімен жазыңдар.
Қалай ойлаймыз. Тізімнен тек металдарды таңдаймыз. Інжу, хрусталь, селенит, ақық, жақұт, берил, оникс — тастар мен минералдар, металл емес. Резеңке — металл емес. Болат — құйма, сондықтан оның негізгі металын жазамыз.
Шешуі.
- Алтын асатаяқ — алтын, Au.
- Болат асатаяқ пен сақина — болат; болаттың негізі темір, Fe.
- Шыны шариктердегі сынап — Hg.
- Мыс асатаяқ — мыс, Cu.
- Қалайыдан жасалған алқа — қалайы, Sn.
Жауабы: Au (алтын), Fe (темір, болаттың негізі), Hg (сынап), Cu (мыс), Sn (қалайы).
№ 5
Болашақта қандай металдардың қажеттілігі арта түседі деп ойлайсыңдар? Түсіндіріңдер.
Қалай ойлаймыз. Мұнда жалғыз «дұрыс» жауап жоқ, басты нәрсе — өз ойыңды дәлелдеу. Болашақта адамдарда не болатынын ойла: электромобильдер, гаджеттер, ғарыш, таза энергия.
Жауап үлгісі.
- Литий — телефондар мен электромобильдердің аккумуляторлары үшін.
- Алюминий мен титан — жеңіл әрі берік, ұшақтар мен зымырандарға керек.
- Мыс — сымдар мен электроника үшін: электр қуаты көбейе береді.
- Сирек металдар (мысалы, вольфрам, уран) — техника мен энергетикаға. Қазақстан мұнда көшбасшылардың қатарында: вольфрам қоры бойынша әлемде бірінші орында.
Жауабы: болашақта аккумуляторларға арналған металдар (литий), жеңіл әрі берік металдар (алюминий, титан), өткізгіштер (мыс) және электроника мен энергетикаға арналған сирек металдар қажет болады.
Жадынама
- Саф күйінде Au, Ag, Cu, Hg, Pt кездеседі. Қалған металдар көбіне кендерде болады.
- Металдардың ішінде жер қыртысында алюминий ең көп (8,2 %).
- Алюминийді балқыған оксид арқылы электр тогын өткізіп алады.
- Оксидтен металл алғанда, оксидтен оттекті тартып алады.
- Таза металдар: Cu, Al, Au, Ti, Ag. Құймалар: болат, шойын, қола.