Skip to content · ⁨Lompat ke konten⁩

Metals · ⁨Logam⁩

IGCSE Chemistry · ⁨Kimia IGCSE⁩ · Topic 9 · ⁨Topik 9⁩

Video lesson for this topic · ⁨Pelajaran video untuk topik ini⁩ Open the video page · ⁨Buka halaman video⁩
13:43

Logam

Mengapa kita menggali emas dari tanah sebagai gumpalan mengkilap, tetapi besi hanya sebagai batuan kusam berkarat? Dan mengapa kaleng soda tidak pernah berkarat, sementara paku besi ya? Yang…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨Narasi bahasa Inggris · Subtitle bahasa Inggris + 中文 disematkan langsung⁩

9.1

Properties of metals · ⁨Sifat logam⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
Core Supplement
1 Compare the general physical properties of metals and non-metals, including: (a) thermal conductivity (b) electrical conductivity (c) malleability and ductility (d) melting points and boiling points
2 Describe the general chemical properties of metals, limited to their reactions with: (a) dilute acids (b) cold water and steam (c) oxygen
Bahasa Indonesia
Inti Tambahan
1 Bandingkan sifat fisik umum logam dan non-logam, termasuk: (a) konduktivitas termal (b) konduktivitas listrik (c) keuletan dan kekenyalan (d) titik lebur dan titik didih
2 Jelaskan sifat kimia umum logam, terbatas pada reaksi mereka dengan: (a) asam encer (b) air dingin dan uap air (c) oksigen

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

Physical properties

Metals 金属 and non-metals 非金属 behave very differently:

Property Metals Non-metals
thermal conductivity 导热性 (conducting heat) good poor
electrical conductivity 导电性 good poor (except graphite)
malleability 展性 and ductility 延性 malleable and ductile brittle 易碎 (they snap)
melting point 熔点 and boiling point 沸点 usually high usually low

Chemical properties

Metals react in three main ways:

  • with dilute acids 酸 → a salt 盐 + hydrogen 氢气
  • with cold water or steam 蒸汽 → a metal hydroxide (or oxide) + hydrogen
  • with oxygen 氧气 → a metal oxide 氧化物
Bahasa Indonesia

Sifat fisika

Logam dan non-logam bertingkah laku sangat berbeza:

Sifat Logam Non-logam
konduktiviti haba (menghantar haba) baik lemah
konduktiviti elektrik baik lemah (kecuali grafit)
keplastikan dan keultraian plastically deformable dan ultraian rapuh (mereka patah)
titik lebur dan titik didih biasanya tinggi biasanya rendah

Sifat kimia

Logam bereaksi dalam tiga cara utama:

  • dengan asid encem → garam + hidrogen
  • dengan air sejuk atau wap → hidroksida logam (atau oksida) + hidrogen
  • dengan oksigen → oksida logam
Tembaga asli: logam adalah konduktor haba dan elektrik yang berkilat, padat, dan plastically deformable
Tembaga asli: logam adalah berkilat, padat, plastically deformable konduktor haba dan elektrik
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Metallic bonding · ⁨Ikatan Logam⁩

Positive ions sit in a sea of delocalised electrons — that is why metals conduct and bend. Push the layers and the bond holds. · ⁨Ion positif berada dalam lautan elektron terdelokalisasi — itulah sebabnya logam konduktif dan dapat dibengkokkan. Dorong lapisan-lapisannya dan ikatannya tetap kuat.⁩

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Metal property lab · ⁨Laboratorium sifat logam⁩

Link metal properties to the particle model. · ⁨Hubungkan sifat logam dengan model partikel.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
copper/ˈkɒpə/ tembaga
9.2

Uses of metals · ⁨Kegunaan logam⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
Core Supplement
1 Describe the uses of metals in terms of their physical properties, including: (a) aluminium in the manufacture of aircraft because of its low density (b) aluminium in the manufacture of overhead electrical cables because of its low density and good electrical conductivity (c) aluminium in food containers because of its resistance to corrosion (d) copper in electrical wiring because of its good electrical conductivity and ductility
Bahasa Indonesia
Inti Tambahan
1 Jelaskan penggunaan logam berdasarkan sifat fisiknya, termasuk: (a) aluminium dalam pembuatan pesawat karena densitasnya yang rendah (b) aluminium dalam pembuatan kabel listrik udara karena densitasnya yang rendah dan konduktivitas listriknya yang baik (c) aluminium dalam wadah makanan karena ketahanannya terhadap korosi (d) tembaga dalam kabel listrik karena konduktivitas listriknya yang baik dan keuletannya

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

A metal is chosen for a job because of its physical properties.

  • Aluminium 铝 is used to make aircraft because of its low density 密度 (it is light).
  • Aluminium is used for overhead electrical cables because of its low density and good electrical conductivity.
  • Aluminium is used for food containers because it resists corrosion 腐蚀.
  • Copper 铜 is used for electrical wiring because of its good electrical conductivity and its ductility (it can be drawn into wires).
Bahasa Indonesia

Logam dipilih untuk suatu kerja kerana sifat fizikalnya.

  • Aluminium digunakan untuk membuat pesawat kerana ketumpatannya yang rendah (ia ringan).
  • Aluminium digunakan untuk kabel elektrik udara kerana ketumpatan rendah dan konduktiviti elektrik yang baik.
  • Aluminium digunakan untuk bekas makanan kerana ia tahan pengoksidaan.
  • Tembaga digunakan untuk pendawaian elektrik kerana konduktiviti elektrik yang baik dan keultraiannya (ia boleh ditarik menjadi dawai).
Pesawat penumpang besar di landasan lapangan terbang dengan bukit di belakang
Badan pesawat menggunakan banyak aluminium: ia kuat tetapi mempunyai ketumpatan rendah, jadi pesawat kekal ringan
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Metal use lab · ⁨Laboratorium penggunaan logam⁩

Choose the property that explains each metal use. · ⁨Pilih sifat yang menjelaskan setiap penggunaan logam.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
metals/ˈmetlz/ logam
non-metals/nɒn ˈmetlz/ non-logam
thermal conductivity/ˈθɜːml kɒndəkˈtɪvɪti/ konduktivitas termal
electrical conductivity/ɪˈlektrɪkl kɒndəkˈtɪvɪti/ konduktivitas listrik
malleability/ˌmæləˈbɪlɪti/ keplastikan
ductility/dʌkˈtɪlɪti/ keuletan
brittle/ˈbrɪtl/ rapuh
melting point/ˈmeltɪŋ pɔɪnt/ takat lebur
boiling point/ˈbɔɪlɪŋ pɔɪnt/ titik didih
acids/ˈæsɪdz/ asam
salt/sɒlt/ garam
hydrogen/ˈhaɪdrədʒn/ hidrogen
steam/stiːm/ uap air
oxygen/ˈɒksɪdʒn/ oksigen
oxide/ˈɒksaɪd/ oksida
aluminium/ˌæljʊˈmɪnɪəm/ aluminium
density/ˈdensɪti/ densitas
9.3

Alloys · ⁨Aloi⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
Core Supplement
1 Describe an alloy as a mixture of a metal with other elements, including: (a) brass as a mixture of copper and zinc (b) stainless steel as a mixture of iron and other elements such as chromium, nickel and carbon
2 State that alloys can be harder and stronger than the pure metals and are more useful 5 Explain in terms of structure how alloys can be harder and stronger than the pure metals because the different sized atoms in alloys mean the layers can no longer slide over each other
3 Describe the uses of alloys in terms of their physical properties, including stainless steel in cutlery because of its hardness and resistance to rusting
4 Identify representations of alloys from diagrams of structure
Bahasa Indonesia
Inti Tambahan
1 Jelaskan paduan sebagai campuran logam dengan unsur lain, termasuk: (a) kuningan sebagai campuran tembaga dan seng (b) baja tahan karat sebagai campuran besi dengan unsur lain seperti kromium, nikel dan karbon
2 Nyatakan bahwa paduan bisa lebih keras dan kuat daripada logam murni dan lebih bermanfaat 5 Jelaskan berdasarkan struktur bagaimana paduan bisa lebih keras dan kuat daripada logam murni karena atom-atom berukuran berbeda dalam paduan menyebabkan lapisan-lapisan tidak dapat lagi bergeser satu sama lain
3 Jelaskan penggunaan paduan berdasarkan sifat fisiknya, termasuk baja tahan karat dalam peralatan makan karena kekerasan dan ketahanannya terhadap karat
4 Identifikasi representasi paduan dari diagram struktur

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

An alloy 合金 is a mixture 混合物 of a metal with one or more other elements.

  • Brass 黄铜 is a mixture of copper and zinc 锌.
  • Stainless steel 不锈钢 is a mixture of iron 铁 with other elements such as chromium 铬, nickel 镍 and carbon 碳.

Alloys are usually harder and stronger than the pure metals, which makes them more useful. For example, stainless steel is used for cutlery because it is hard and does not rust.

Why alloys are harder. In a pure metal, the atoms 原子 are all the same size, so the layers 层 can slide over each other easily. In an alloy, the different-sized atoms stop the layers from sliding, so the alloy is harder and stronger.

Bahasa Indonesia

Aloi adalah campuran logam dengan satu atau lebih elemen lain.

  • Kuningan adalah campuran tembaga dan zink.
  • Keluli tahan karat adalah campuran besi dengan elemen lain seperti kromium, nikel dan karbon.

Aloi biasanya lebih keras dan kuat berbanding logam tulen, yang menjadikannya lebih berguna. Sebagai contoh, keluli tahan karat digunakan untuk peralatan makan kerana ia keras dan tidak berkarat.

Mengapa paduan lebih keras. Dalam logam murni, atom semuanya berukuran sama, sehingga lapisan dapat meluncur satu sama lain dengan mudah. Dalam paduan, atom-atom yang berbeda ukurannya menghambat lapisan untuk meluncur, sehingga paduan menjadi lebih keras dan kuat.

Kisi-kisi rapi atom berukur sama yang lapisannya bisa meluncur, di samping paduan di mana atom yang lebih besar mendistorsi barisan dan menghalangi peluncuran
Dalam paduan, atom-atom yang berbeda ukuran menghambat lapisan meluncur satu sama lain, sehingga paduan lebih keras daripada logam murni
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Alloy property lab · ⁨Laboratorium sifat paduan⁩

See why mixing atoms changes metal properties. · ⁨Lihat mengapa pencampuran atom mengubah sifat logam.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
alloy/ˈælɔɪ/ paduan
mixture/ˈmɪkstʃə/ campuran
brass/bræs/ kuningan
zinc/zɪŋk/ seng
stainless steel/ˈsteɪnləs stiːl/ stainless steel
9.4

The reactivity series · ⁨Deret reaktivitas⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
Core Supplement
1 State the order of the reactivity series as: potassium, sodium, calcium, magnesium, aluminium, carbon, zinc, iron, hydrogen, copper, silver, gold 4 Describe the relative reactivities of metals in terms of their tendency to form positive ions, by displacement reactions, if any, with the aqueous ions of magnesium, zinc, iron, copper and silver
2 Describe the reactions, if any, of: (a) potassium, sodium and calcium with cold water (b) magnesium with steam (c) magnesium, zinc, iron, copper, silver and gold with dilute hydrochloric acid and explain these reactions in terms of the position of the metals in the reactivity series
5 Explain the apparent unreactivity of aluminium in terms of its oxide layer
3 Deduce an order of reactivity from a given set of experimental results
Bahasa Indonesia
Inti Tambahan
1 Nyatakan urutan siri reaktiviti sebagai: kalium, natrium, kalsium, magnesium, aluminium, karbon, seng, besi, hidrogen, tembaga, perak, emas 4 Jelaskan reaktiviti relatif logam dari segi kecenderungan mereka untuk membentuk ion positif, melalui tindak balas penggantian, jika ada, dengan ion dalam larutan magnesium, seng, besi, tembaga dan perak
2 Jelaskan tindak balas, jika ada, bagi: (a) kalium, natrium dan kalsium dengan air sejuk (b) magnesium dengan wap (c) magnesium, seng, besi, tembaga, perak dan emas dengan asid hidroklorik cair dan jelaskan tindak balas ini berdasarkan kedudukan logam dalam siri reaktiviti
5 Jelaskan sifat tidak reaktif aluminium yang nyata dari segi lapisan oksidanya
3 Tarik kesimpulan tentang urutan reaktiviti daripada satu set hasil eksperimen yang diberikan

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

The reactivity series 金属活动性顺序 lists metals in order of how reactive they are. Carbon and hydrogen are included for comparison:

potassium 钾, sodium 钠, calcium 钙, magnesium 镁, aluminium, carbon, zinc, iron, hydrogen, copper, silver, gold

(most reactive at the top, least reactive at the bottom)

The higher a metal is, the more easily it forms positive ions 离子. This explains its reactions:

  • potassium, sodium and calcium react with cold water.
  • magnesium reacts with steam (but only very slowly with cold water).
  • magnesium, zinc and iron react with dilute hydrochloric acid; copper, silver and gold do not.

Displacement reactions

A more reactive metal will displace a less reactive metal from a solution of its ions (a displacement reaction 置换反应). For example, zinc displaces copper from copper(II) sulfate solution, because zinc is more reactive than copper:

$$\text{Zn} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{Cu}$$

Be ready to say what you would see, because those are separate marks:

  • the blue colour of the solution fades - the blue $\text{Cu}^{2+}$ ions are being used up (zinc sulfate is colourless).
  • a pink-brown solid coats the zinc - that is the displaced copper.
  • the grey zinc dissolves and gets smaller.
  • the mixture warms up - displacement is exothermic.

Metal-and-acid reactions have their own list: effervescence 泡腾 (the hydrogen escaping) and the solid dissolves. With copper(II) oxide or carbonate and acid, add that the solution turns blue. Never write "hydrogen is given off" as an observation - you cannot see the gas, only the bubbles, so write effervescence.

Worked example. Zinc and aluminium are both found as oxides. Which can be extracted by heating with carbon, and why? Find each metal's place relative to carbon in the reactivity series. Zinc sits below carbon, so carbon is the more reactive of the two and can take the oxygen away from it: zinc oxide is reduced by heating with carbon. Aluminium sits above carbon, so carbon is not reactive enough to displace it, and aluminium must be extracted by electrolysis instead - which is why aluminium costs far more to extract. The line in the series that decides the method is carbon's, not the top of the list.

The special case of aluminium

Aluminium seems less reactive than its position suggests. This is because it is covered by a thin, strong oxide layer 氧化层 that stops other substances reaching the metal underneath.

Bahasa Indonesia

Deret reaktivitas mencantumkan logam-logam berdasarkan tingkat reaktivitasnya. Karbon dan hidrogen disertakan sebagai perbandingan:

kalium, natrium, kalsium, magnesium, aluminium, karbon, seng, besi, hidrogen, tembaga, perak, emas

(paling reaktif di bagian atas, paling tidak reaktif di bagian bawah)

Deret reaktivitas dari kalium hingga emas, dengan tanda karbon dan hidrogen, serta metode ekstraksi ditunjukkan di setiap sisi karbon
Logam di atas karbon diekstrak melalui elektrolisis; yang di bawah karbon dapat diekstrak dengan pemanasan bersama karbon

Semakin tinggi posisi logam dalam deret, semakin mudah ia membentuk ion positif. Ini menjelaskan reaksinya:

  • kalium, natrium dan kalsium bereaksi dengan air dingin.
  • magnesium bereaksi dengan uap air (tetapi hanya sangat lambat dengan air dingin).
  • magnesium, seng dan besi bereaksi dengan asam hidroklorida encer; tembaga, perak dan emas tidak bereaksi.

Tindak balas penggantian

Logam yang lebih reaktif akan menggantikan logam yang kurang reaktif dari larutan ionnya (reaksi penggantian). Misalnya, seng menggantikan tembaga dari larutan tembaga(II) sulfat, karena seng lebih reaktif daripada tembaga:

$$\text{Zn} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{Cu}$$

Siapkan diri Anda untuk menjelaskan apa yang akan Anda lihat, karena itu merupakan poin terpisah:

  • warna biru larutan memudar - ion biru $\text{Cu}^{2+}$ sedang habis digunakan (sulfat seng tidak berwarna).
  • padatan merah muda-cokelat melapisi seng - itu adalah tembaga yang digantikan.
  • seng abu-abu larut dan mengecil.
  • campuran menghangat - reaksi penggantian bersifat eksoterm.

Reaksi logam dan asam memiliki daftar sendiri: efervensensi (keluarnya hidrogen) dan padatan larut. Dengan tembaga(II) oksida atau karbonat dan asam, tambahkan bahwa larutan berubah menjadi biru. Jangan pernah menulis "hidrogen dilepaskan" sebagai pengamatan - Anda tidak dapat melihat gasnya, hanya gelembungnya, jadi tulislah efervensensi.

Contoh terpecahkan. Seng dan aluminium keduanya ditemukan sebagai oksida. Mana yang dapat diekstrak dengan pemanasan bersama karbon, dan mengapa? Temukan posisi setiap logam relatif terhadap karbon dalam deret reaktivitas. Seng berada di bawah karbon, sehingga karbon adalah yang lebih reaktif di antara keduanya dan dapat mengambil oksigen darinya: zink oksida direduksi dengan pemanasan bersama karbon. Aluminium berada di atas karbon, sehingga karbon tidak cukup reaktif untuk menggantinya, dan aluminium harus diekstrak melalui elektrolisis alih-alih - itulah sebabnya biaya ekstraksi aluminium jauh lebih mahal. Garis dalam deret yang menentukan metode adalah garis karbon, bukan bagian atas daftar.

Kasus khusus aluminium

Aluminium tampak kurang reaktif daripada posisinya menunjukkan. Hal ini dikarenakan dilapisi oleh lapisan oksida tipis yang kuat yang mencegah zat lain mencapai logam di bawahnya.

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Displacement and the reactivity series · ⁨Penggantian dan deret reaktivitas⁩

Step through a displacement. A more reactive metal pushes a less reactive one out of its compound — which is exactly what the reactivity series predicts. · ⁨Langkah-langkah reaksi penggantian. Logam yang lebih reaktif mendorong logam yang kurang reaktif keluar dari senyawanya — ini persis seperti yang diprediksi oleh deret reaktivitas.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
reactivity series/rɪəkˈtɪvɪti ˈsɪəriːz/ seri reaktivitas
potassium/pəˈtæsɪəm/ kalium
sodium/ˈsəʊdɪəm/ natrium
calcium/ˈkælsɪəm/ kalsium
magnesium/mæɡˈniːzɪəm/ magnesium
ions/ˈaɪɒnz/ ion
displacement reaction/dɪˈspleɪsmənt rɪˈækʃn/ reaksi penggantian
oxide layer/ˈɒksaɪd ˈleɪə/ lapisan oksida
Watch lesson · ⁨Tonton pelajaran⁩
9.5

Corrosion of metals · ⁨Korosi logam⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
Core Supplement
1 State the conditions required for the rusting of iron and steel to form hydrated iron(III) oxide
2 State some common barrier methods, including painting, greasing and coating with plastic 4 Describe the use of zinc in galvanising as an example of a barrier method and sacrificial protection
3 Describe how barrier methods prevent rusting by excluding oxygen or water 5 Explain sacrificial protection in terms of the reactivity series and in terms of electron loss
Bahasa Indonesia
Inti Tambahan
1 Nyatakan syarat-syarat yang diperlukan bagi berkaratnya besi dan keluli untuk membentuk besi(III) oksida terhidrat
2 Nyatakan beberapa kaedah halangan biasa, termasuk melukis, melumasi dan melapisi dengan plastik 4 Jelaskan penggunaan seng dalam penyaduran galvanik sebagai contoh kaedah halangan dan perlindungan korban
3 Jelaskan bagaimana kaedah halangan mencegah berkarat dengan mengekalkan oksigen atau air 5 Jelaskan perlindungan korban dari segi siri reaktiviti dan dari segi kehilangan elektron

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

Rusting 生锈 is the corrosion of iron and steel. Two things are needed for rusting: oxygen (from the air) and water. The rust 铁锈 formed is hydrated iron(III) oxide.

Stopping rust

Barrier methods 隔离法 keep oxygen and water away from the iron:

  • painting, greasing (covering with oil), and coating with plastic.

Galvanising 镀锌 means coating iron with a layer of zinc. This works in two ways:

  • it is a barrier (the zinc keeps out air and water);
  • it gives sacrificial protection 牺牲保护. Because zinc is more reactive than iron, the zinc loses electrons 电子 and corrodes instead of the iron — even if the surface is scratched.
Bahasa Indonesia
Tiang logam yang terkorosi berat
Korosi perlahan-lahan menggerus logam yang tidak terlindungi.

Berkarat adalah korosi pada besi dan baja. Dua hal diperlukan untuk karat: oksigen (dari udara) dan air. Karatan yang terbentuk adalah oksida besi(III) terhidrasi.

Rantai besi berat di batu pesisir, tertutup karat oranye-cokelat mendalam
Air laut dan udara telah membuat rantai besi ini berkarat parah — karat tersebut adalah oksida besi(III) terhidrasi
Tiga tabung reaksi: paku besi dalam air dan udara, paku dalam air rebusan yang disegel di bawah minyak, dan paku dalam udara kering dengan agen penyerap
Pembentukan karat memerlukan air dan oksigen — paku hanya berkarat dalam tabung yang memiliki keduanya

Mencegah karat

Metode penghalang menjaga jarak oksigen dan air dari besi:

  • pengecatan, pelumasan (melapisi dengan minyak), dan pelapisan dengan plastik.

Galvanisasi berarti melapisi besi dengan lapisan seng. Ini bekerja dengan dua cara:

  • itu adalah penghalang (seng menahan masuknya udara dan air);
  • memberikan perlindungan pengorbanan. Karena seng lebih reaktif daripada besi, seng kehilangan elektron dan terkorosi alih-alih besi — bahkan jika permukaannya tergores.
Blok seng yang terpasang pada batang besi, dengan elektron mengalir dari seng ke besi
Seng yang lebih reaktif berkorosi dan memberikan elektronnya kepada besi, sehingga besi terlindungi bahkan di area permukaan yang tergores
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Why iron rusts — and how to stop it · ⁨Mengapa besi berkarat — dan cara mencegahnya⁩

Step through rusting. Iron needs BOTH water and oxygen, and once it starts the rust flakes off to expose fresh metal — which is why we protect iron. · ⁨Langkah-langkah karat. Besi membutuhkan AIR DAN Oksigen, dan sekali mulai, karat mengelupas untuk mengekspos logam segar — itulah sebabnya kita melindungi besi.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
corrosion/kəˈrəʊʒn/ korosi
iron/ˈaɪən/ besi
chromium/ˈkrəʊmɪəm/ kromium
nickel/ˈnɪkl/ nikel
carbon/ˈkɑːbən/ karbon
atoms/ˈætəmz/ atom
layers/ˈleɪəz/ lapisan
rusting/ˈrʌstɪŋ/ penggugupan
rust/rʌst/ karat
barrier methods/ˈbærɪə ˈmeθədz/ metode penghalang
galvanising/ˈɡælvənaɪzɪŋ/ galvanisasi
sacrificial protection/ˌsækrɪˈfɪʃl prəˈtekʃn/ perlindungan kurban
electrons/ɪˈlektrɒnz/ elektron
ore/ɔː/ bijih
electrolysis/ɪlekˈtrɒləsɪs/ elektrolisis
hematite/ˈhemətaɪt/ hematit
9.6

Extraction of metals · ⁨Ekstraksi logam⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
Core Supplement
1 Describe the ease in obtaining metals from their ores, related to the position of the metal in the reactivity series
2 Describe the extraction of iron from hematite in the blast furnace, limited to: (a) the burning of carbon (coke) to provide heat and produce carbon dioxide (b) the reduction of carbon dioxide to carbon monoxide (c) the reduction of iron(III) oxide by carbon monoxide (d) the thermal decomposition of calcium carbonate/limestone to produce calcium oxide (e) the formation of slag Symbol equations are not required 4 State the symbol equations for the extraction of iron from hematite (a) $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ (b) $\text{C} + \text{CO}_2 \rightarrow 2\text{CO}$ (c) $\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2$ (d) $\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2$ (e) $\text{CaO} + \text{SiO}_2 \rightarrow \text{CaSiO}_3$
3 State that the main ore of aluminium is bauxite and that aluminium is extracted by electrolysis 5 Describe the extraction of aluminium from purified bauxite/aluminium oxide, including: (a) the role of cryolite (b) why the carbon anodes need to be regularly replaced (c) the reactions at the electrodes, including ionic half-equations Details of the purification of bauxite are not required
Bahasa Indonesia
Inti Tambahan
1 Jelaskan kemudahan mendapatkan logam dari bijihnya, berkaitan dengan kedudukan logam dalam siri reaktiviti
2 Jelaskan ekstraksi besi dari hematit dalam tungku tanur, terbatas pada: (a) pembakaran karbon (kokas) untuk menyediakan panas dan menghasilkan karbon dioksida (b) reduksi karbon dioksida menjadi karbon monoksida (c) reduksi besi(III) oksida oleh karbon monoksida (d) dekomposisi termal kalsium karbonat/batu kapur untuk menghasilkan kalsium oksida (e) pembentukan terak Persamaan simbol tidak diperlukan 4 Nyatakan persamaan simbol untuk ekstraksi besi dari hematit (a) $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ (b) $\text{C} + \text{CO}_2 \rightarrow 2\text{CO}$ (c) $\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2$ (d) $\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2$ (e) $\text{CaO} + \text{SiO}_2 \rightarrow \text{CaSiO}_3$
3 Nyatakan bahawa bijih utama aluminium adalah bauksit dan bahawa aluminium diekstrakkan melalui elektrolisis 5 Jelaskan pengekstrakanan aluminium dari bauksit tulen/oksida aluminium, termasuk: (a) peranan kriolit (b) mengapa anoda karbon perlu diganti secara berkala (c) tindak balas pada elektroda, termasuk persamaan separuh ion Perincian pemurnian bauksit tidak diperlukan

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

How a metal is taken from its ore 矿石 depends on its place in the reactivity series. Metals below carbon can be extracted by heating with carbon (which removes the oxygen). Metals above carbon are too reactive for this and must be extracted by electrolysis 电解.

Iron from the blast furnace

Iron is extracted from its ore hematite 赤铁矿 (iron(III) oxide) in a blast furnace 高炉:

  • Carbon (coke) burns in hot air to give carbon dioxide and lots of heat.
  • This carbon dioxide 二氧化碳 reacts with more carbon to form carbon monoxide 一氧化碳.
  • The carbon monoxide reduces the iron(III) oxide to iron (this is reduction 还原).
  • Limestone 石灰石 (calcium carbonate) breaks down in the heat to form calcium oxide 氧化钙.
  • The calcium oxide reacts with sandy impurities to form slag 炉渣, which is removed.

Aluminium by electrolysis

Aluminium is extracted from its ore bauxite 铝土矿 (purified to aluminium oxide) by electrolysis:

  • The aluminium oxide is dissolved in molten cryolite 冰晶石 to lower its melting point and save energy.
  • At the cathode 阴极, aluminium ions gain electrons to form aluminium metal.
  • At the anode 阳极, oxygen is formed. This oxygen reacts with the hot carbon anodes and burns them away, so they must be replaced regularly.
Bahasa Indonesia

Bagaimana sebuah logam diambil dari bijih-nya bergantung pada posisinya dalam deret reaktivitas. Logam di bawah karbon dapat diekstrak dengan pemanasan bersama karbon (yang menghilangkan oksigen). Logam di atas karbon terlalu reaktif untuk ini dan harus diekstrak melalui elektrolisis.

Logam di atas karbon diekstrak melalui elektrolisis; yang di bawah karbon dengan pemanasan bersama karbon
Logam di atas karbon memerlukan elektrolisis; yang di bawah dipanaskan dengan karbon

Besi dari tungku tanur

Besi diekstrak dari bijihnya hematit (besi(III) oksida) dalam tungku tanur:

  • Karbon (kokas) terbakar dalam udara panas menghasilkan karbon dioksida dan banyak panas.
  • Karbon dioksida ini bereaksi dengan lebih banyak karbon untuk membentuk karbon monoksida.
  • Karbon monoksida mereduksi besi(III) oksida menjadi besi (ini adalah reduksi).
  • Batu kapur (kalsium karbonat) terurai dalam panas membentuk kalsium oksida.
  • Kalsium oksida bereaksi dengan kotoran berpasir untuk membentuk slak, yang kemudian dibuang.
Tungku tanur yang diberi label: muatan masuk dari atas, udara panas ditiupkan dari bawah, dan besi cair serta slak ditampung dari bawah
Di dalam tungku tanur, karbon monoksida mereduksi bijih besi, dan batu kapur menghilangkan kotoran berpasir sebagai slak

Aluminium melalui elektrolisis

Aluminium diekstraksi dari bijihnya bauxite (dipurnifikasi menjadi aluminium oksida) melalui elektrolisis:

  • Aluminium oksida dilarutkan dalam cryolite cair untuk menurunkan titik leburnya dan menghemat energi.
  • Di katode, ion aluminium menerima elektron untuk membentuk logam aluminium.
  • Di anode, oksigen terbentuk. Oksigen ini bereaksi dengan anoda karbon yang panas dan membakar anoda tersebut, sehingga harus diganti secara rutin.
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Extracting iron in the blast furnace · ⁨Mengekstrak besi dalam tungku blast⁩

Iron is below carbon in reactivity, so carbon can reduce its ore to the metal. · ⁨Besi berada di bawah karbon dalam tingkat reaktivitas, sehingga karbon dapat mereduksi bijihnya menjadi logam.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
blast furnace/blæst ˈfɜːnɪs/ tungku blast
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ karbon dioksida
carbon monoxide/ˈkɑːbən mʌˈnɒksaɪd/ karbon monoksida
reduction/rɪˈdʌkʃn/ reduksi
limestone/ˈlaɪmstəʊn/ batu kapur
calcium oxide/ˈkælsɪəm ˈɒksaɪd/ kalsium oksida
slag/slæɡ/ slak
bauxite/ˈbɔːksaɪt/ bauksit
cryolite/ˈkraɪəlaɪt/ kriolit
cathode/ˈkæθəʊd/ katoda
anode/ˈænəʊd/ anoda
effervescence/ˌefəˈvesəns/ efervescens
9.6

Exam tips · ⁨Tips ujian⁩

English
  • Learn the reactivity series (potassium → gold). A more reactive metal displaces a less reactive one from a solution of its ions.
  • Metals above carbon are extracted by electrolysis; those below carbon (like iron) can be extracted by heating with carbon.
  • Rusting needs both water and oxygen. Barrier methods (paint, oil) keep them out; galvanising also gives sacrificial protection, because the more reactive zinc corrodes instead of the iron.
  • Alloys are harder than pure metals because the different-sized atoms stop the layers of ions sliding over each other.
Bahasa Indonesia
  • Pelajari seri reaktivitas (kalium → emas). Logam yang lebih reaktif menggantikan logam yang kurang reaktif dari larutan ion-ionnya.
  • Logam di atas karbon diekstraksi melalui elektrolisis; yang di bawah karbon (seperti besi) dapat diekstraksi dengan pemanasan bersama karbon.
  • Karat memerlukan keduanya air dan oksigen. Metode penghalang (cat, minyak) menjaga keduanya keluar; galvanizing juga memberikan perlindungan kurban, karena zink yang lebih reaktif berkarat alih-alih besi.
  • Paduan lebih keras daripada logam murni karena atom-atom berukuran berbeda menghambat lapisan ion meluncur satu sama lain.

Interactive lessons on this topic · ⁨Pelajaran interaktif untuk topik ini⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.⁩

Past Papers · ⁨Soal-Soil Masa Lalu⁩

More topics in IGCSE Chemistry · ⁨Kimia IGCSE⁩ · ⁨Topik lain dalam IGCSE Chemistry · ⁨Kimia IGCSE⁩⁩

Log in or create account · ⁨Masuk atau buat akun⁩

IGCSE, A-Level & AP