Separation Techniques in Chemical Industry

Chemistry Grade 10 Advanced Unit 3 The Chemical industry Name: ------------------------------------- Class: -----------

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. قبل نهاية الفصل ، يعرف التلميذ مجموعة متنوعة من العمليات التي يتم من خلالها صناعة مواد مفيدة من المواد الخام ، بما فيها القلويات والكلور والمعادن المفيدة. يعرف أن الصناعات الاستخراجية يمكن أن تسبب تدهور البيئة وفهم مجموعة متنوعة من الطرق التي يمكن أن تقلل من تدهور البيئة.

Unit3: Chemical industry separate a mixture فصل المخاليط 18.1Know how purification techniques such as filtration, evaporation, distillation, fractionation and chromatography are used to obtain pure compounds from mixtures. یعرف كيف أن أساليب التنقية، مثل الترشيح والتبخير والتقطير والتقطير التجزیئيوالفصل الكروموتوغرافي، تستخدم للحصول على مركبات نقية من مخاليط. Key Vocabulary purification filtration evaporation distillation fractionation chromatography 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. . Something is a MIXTURE if it contains two (or more) substances that are not chemically joined together. المخلوط هو ما يحتوي على مادتين (أوأكثر) غير مرتبطين بروابط كيميائية. The substances in a mixture can often be easily separated from one another. والمواد في المخلوط عادة ما يمكن 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). المادة النقية تحتوي على مادة واحدة فقط، ولذلك لا يمكن فصلها بأي طريقة (ما لم يحدث تفاعل كيميائي). * Summary of methods used to separate a mixture ملخص لطرق فصل المخاليط

Unit3: Chemical industry Lab work Diagrams below show suggested experiment setting for the various separation techniques.الأشكال التوضيحية ادناه توضح أعداد تجارب عملية لمختلف تقنيات الفصل Filtration Evaporation In chromatography technique, only a small amount of mixture samples are required, often as little as a drop. في تقنية الفصل الكروموتوغرافي ، تتطلب كمية قليلة 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 التي بنيت عليها هذه التقنية هو ان المكونات المختلفة في المخلوط لها ذوبانية مختلفة. فعندما يتحرك المذيب لأعلى الورقة يتحرك المكون الأقل ذوباناً بمعدل أقل من من المكونات الأكثر ذوبانية. Hence the mixture will eventually separate into different colored spots as the solvent moves to the top. ومن ثم سيتم في نهاية المطاف فصل المخلوط إلى بقع ملونة مختلفة المذيب عندما يتحرك المذيب يتحرك إلى الأعلى . .

Unit3: Chemical industry 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 structure of the fractionating column is to increase the surface area and encourage condensation of liquids with higher boiling points. Sometimes the column consists of a tube tightly packed with glass beads. يظهر الرسم التخطيطي على اليمين أدوات أعدت لأجراء تقطير تجزيئي التقطير العادي يتم بطريقة إعداد مماثلة ، إلا أنه يتم إزالة العمود. والشكل المنحني في عمود التجزئة يعمل على زيادة المساحة السطحية وتشجيع تكثيف السوائل الأعلى في درجات الغليان. في بعض الأحيان يتكون العمود من أنبوب محكم الأمتلاء 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 يتم التوصل إلى درجة حرارة المناسبة لدرجة غليان السائل المطلوب لتكثيفه الى الخارج . و يجب أن يكون هذا السائل الأقل نقطة غليان في المخلوط. Read more: http://www.mikecurtis.org.uk/mixtures.htm http://sciencepark.etacude.com/projects/separations/separation2.php

Unit3: Chemical industry Exercises • Q1) The following methods can be used to purify substance: الطرق التالية يمكن أن تستخدم لتنقية المواد • Distillation C. Evaporation. • Fractional distillation. D. Chromatography. • Which method would be most suitable for?أي طريقة تكون مناسبة ل • 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? ( )

Unit3: Chemical industry Air الهواء 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. یعلم خصائص وإستعمالات الغازات الرئيسية التي یتكون منها الهواء؛ یصف ویفهمعملية التقطير التجزیئي للهواء المسيّل لإنتاج غازات نقية. Objectives Student will be able to: 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 خليط من غازات متنوعة . الجدول التالي يوضح الغازات الرئيسية في الهواء وبعض خصائصها وأستخداماتها :

Unit3: Chemical industry Liquefying the air إسالة الهواء : 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. يرشح الهواء لأزالة الغبار، ثم يبرد على مراحل حتى يصل -°C200 . عند هذه الدرجة يكون سائل. ونقول أن الهواء تمت إسالتة. Here's what happens as the air liquefies: والآن ماذا يحدث بعد أسالةالهواء water vapor condenses, and is removed using absorbent filters يكثف بخار الماء ، ويزال بأستخدام فلاتر ماصة للماء carbon dioxide freezes at –79ºC, and is removed يتجمد ثاني أكسيد الكربون عند -ºC 79 ويزال. oxygen liquefies at –183ºC يسال الأكسجين عند –183ºC nitrogen liquefies at –196ºC –196ºC يسأل النيتروجين عند The liquid nitrogen and oxygen are then separated by fractional distillation. ثم يفصل الأكسين المسال والنيتروجين المسال بعد ذلك بالتقطير التجزيئي. http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/edexcel/oneearth/usefulproductsrev2.shtml

Unit3: Chemical industry Exercises Q1) Draw a flow chart showing the stages of the fractionation of liquid air? أرسم خارطة تدفق توضح مراحل التقطير التجزيئي للهواء المسال؟

Unit3: Chemical industry Fractional distillation of crude oil التقطير التجزيئي للنفط الخام 18.3Know how a variety of fuels and other useful compounds can be obtained from petroleum and natural gas. یعرف كيف یمكن الحصول على أنواع مختلفة من الوقود وغيرها من المركبات المفيدةمن النفط الخام ومن الغاز الطبيعي Key Vocabulary fuels petroleum Objectives Student will be able to: 1Explain the fractionation of petroleum to different component. 2. Link the properties of the different fractions to their uses. When crude oil reaches the refinery it is a thick black, smelly liquid. In this form, it is not much use to anyone. يصل النفط إلى المصفاه سائل أسود كثيف القوام ذو رائحة . وهو بهذه الحالة ليس له أي أستخدام . Crude oil contains mixture of hydrocarbons. (Compounds that contain only carbon and hydrogen) يحتوي النفط الخام على خليط من هيدروكربونات (المركبات التي تحتوي فق على كربون وهيدروجين) At the refinery these are separated into fractions which are more useful. This is done by fractional distillation. وفي المصفاة التي تجزأ النفط إلى أجزاء أكثر أستخداماً. يتم ذلك بواسطة عملية التقطير التجزيئي. http://www.science-resources.co.uk/KS3/Chemistry/Chemical_Reactions/Hydrocarbons/Distillation.htm

Unit3: Chemical industry Crude oil enters the fractionating column as gas. النفط الخام يدخل عمود التجزئة كغاز The column is quite hot at the bottom and cooler at the top. أسفل العمود ساخن جداً وأبرد عند القمة This difference in the temperature up and down the column sorts the different fractions from each other. .الأختلاف في درجة الحرارة أعلى وأسفل العمود يفصل الأجزاء 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. الهيدروكربونات الكبيرة ذات درجات الغليان المرتفعة ، تعود مرة أخرى الى قاعدة العمود والهيدروكربونات الأصغر تبقى على هيئة غازات. They rise up the column and condense at different levels, as shown in the above diagram. ترتفع الغازات أعلى العمود وتكثف عند مستويات مختلفة، كما هو موضح في الشكل أعلاه At the top of the column there are a number of hydrocarbons with low boiling points - between 20ºC and 70ºC. These remain as gases. يوجد أعلى العمود عدد من الهيدروكربونات ذات درجات غليان منخفضة بين 20ºC و 70ºC وتبقى كغازات. 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. وأكتشاف النفط الخام لعب دوراً كبيراً في تطوير الحياة الحديثة. فهو يوفر الوقود لمعظم وسائل المواصلات في الوقت الحاضر كما تقدم المواد الخام لعمل الكثير من المواد الكيميائية مثل المواد البلاستيكية. There are a few things you must know about hydrocarbons. هناك بعض النقاط يجب أن تعرفها عن الهيدروكربونات. As the size of the hydrocarbon molecule increases:بزيادة حجم جزئ الهيدروكربون The boiling point increases. تزداد درجة الغليان Looks much darker in color. تبدو أكثر قتامة في اللون Becomes less flammable تصبح أقل قابلية للأشتعال 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 تطايراً

Unit3: Chemical industry 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. عملية التقطير التجزيئي تفصل النفط الخام الي نواتج مفيدة تسمى مشتقات. أنظر للشكل الذي يوضح النواتج المختلفة التي يمكن أن نحصل عليها 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?

Unit3: Chemical industry Hardness in water الماء العسر 18.4 Know what is meant by hardness in water and how it is produced naturally.Distinguish between temporary and permanent hardness. یعلم ماذا نعني بمصطلح العسر في الماء وكيف یتكوّن هذا العسر طبيعياً. یميّز بين العسر المؤقت والعسر الدائم Objectives Student will be able to: 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. يعرف الماء العسر بأنه الماء الذي لايكون رغوة مع محلول الصابون لكنه ينتج رواسب بسبب وجود ايونات .الكالسيوم والماغنسيوم في صورة أملاح بيكربونات وكبريتات. الماء العسر غير ضار بصحة الإنسان 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. بعض مشاكل الماء العسر: اللطخات و الترسبات التي يتركها على المغاسل و أحوض الحمامات. يحتاج إلى كميات كبيرة من الصابون والشامبو والمنظفات لتنظيف الأواني و الشعر والملابس.أذا لم يعالج تترسب الاملاح على شكل قشرة على الأنابيب وسخانات المياه مما يزيد من كلفة التسخين. 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

Unit3: Chemical industry • 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 يجعل المياه عسرة ؟ • يدخل الكالسيوم في الماء من التربة الجيرية(الحجر الجيري) ومن كبريتات الكالسيوم شحيحة الذوبان في الماء. ومصدر الماغنسيوم صخور الدولوميت (Ca Mg(CO3)2) .بما أن كربونات الكالسيوم لاتذوب في الماء, لكن مياه الأمطار تعمل على إذابتها لإحتوائها على غاز ثاني أكسيد الكربون الحمضي(يكون حمض الكربونيك) الذي يتفاعل مع الكربونات ويحولها الى بيكربونات قابلة للذوبان في 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. • العسر المؤقت: ويعود لوجود أملاح بيكربونات الكالسيوم وسمي بالعسر المؤقت لسهولة التخلص منه، ويمكن إزالة عسر الماء في هذه الحالة وتحويله إلى ماء يسر. بغلي الماء ينطلق غاز ثاني أكسيد الكربون وتترسب كربونات الكالسيومكونة طبيقة بيضاء على سطح غلاية الماء. • 2. Permanent hardness is hardness (mineral content) that cannot be removed 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. • العسر الدائم: ويعود لوجود أملاح كبريتات وكلوريدات المغنيسوموالكالسيومذائبة في الماء، وسمي عسراً دائماً لأن أملاح هذه الأيونات لا تترسب بعملية التسخين البسيطة، وإنما تحتاج إلى معالجات كميائية مثل عمليات التبادل الأيوني.

Unit3: Chemical industry 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. Exercises • Define hard water. • ----------------------------------------------------------------------------------------- • ---------------------------------------------------------------------------------------- • Limestone is insoluble, however water flowing through limestone becomes hard. • 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? • -------------------------------------------------------------------------------------------- • -------------------------------------------------------------------------------------------

Unit3: Chemical industry 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 الإلكترودات، مثل:إشرح العمليات الصناعية التي تستخدم التحليل الإلكتروليتي، بما فيها التفاعلات التي18.5 1• التحليل الكهربائي (الإلكتروليتي) لمحلول ملح في الماء بإستخدام خلية ذات غشاء؛ 2• إستخراج الألومينيوم من أآسيد الألومينيوم المنصهر في الكریولایت(ألومينات الصودیوم الفلوریة)؛ 3• تنقية النحاس بالتحليل الكهربائي. Key Vocabulary electrolysis, electrolytes, anode, cathode , brine Objectives Student will be able to: 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 Electrolysis : is the break – down of a substance by electricity using electrolytic cells. التحليل الكهربائي: هو تفكك المادة بواسطة الطاقة الكهربية باستخدام الخلايا الإلكتروليتية 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) الإلكتروليتاات : هي سوائل ( محاليل أو مصاهير ) لها القدرة على توصيل التيار الكهربي لاحتوائها على أيونات حرة الحركة، مثل الآملاح والأحماض والقلويات 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. (براين) هو محلول ملح الطعام – يؤتى به الى الحقول الكيميائية لتحليله كهربيا حيث يتم الحصول على ثلاث مركبات مهمة وهي الصودا الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم ) وغاز الكلور وغاز الهيدروجين.هنالك عدة أنواع من الخلايا المستخدمة في عملية التحليل. بعضها يحتوي على غشاء بلاستيكي وأخري تحتوي علي غشاء من الأسبستس (الحجاب) .توصل الخلية بمصدر تيار مباشر من خلال الكترودين- قطبين – وهما الأنود والكاثود.

Unit3: Chemical industry 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. التحليل الكهربائي الحجابي في خلية التحليل الكهربي الحجابي توجد غرفتين ، يتم استخدام حجاب من الأسبستس( الحرير الصخري) كحاجز بين الغرفتين ليمنع الكلور المتكون على الأنود وهيدروكسيد الصوديوم المتكون على الكاثود من الاتحاد مرة أخرى. - The reactions inside the cell: 1- NaCl H2O Na + + Cl- - At the anode (+ve electrode ): The chloride ions are oxidized to chlorine: عند الأنود(موجب) :تأكسد أيونات الكلوريد الى كلور 2Cl– → Cl2 + 2e– - At the cathode(-ve electrode): hydrogen in the water is reduced to hydrogen gas, releasing hydroxide ions into the solution: عند الكاثود(سالب) : يختزل هيدروجين الماء الى غاز الهيدروجين مما ينتج عنه أيونات الهيدروكسيد في 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 تمر أيونات الصوديوم الى الغرفة الثانية لتتفاعل مع أيونات الهيدروكسيد لتنتج هيدروكسيد الصوديوم 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. لذا توجد أيونات الصوديوم الموجبة عند الكاثود مع أيونات الهيدروجين الموجبة لكنها أكثر ثباتا .

Unit3: Chemical industry 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. 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? ___________________________________________________ New chemistry for you Page 82 : electrolysis of sodium chloride – page 104: electrolysis of brine

Unit3: Chemical industry Industrial electrolytic processes The extraction of aluminium from molten aluminium oxide in cryolite Objectives Student will be able to: 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 • 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. • استخدامات الألومنيوم: للألومنيوم العديد من الخصائص المفيدة. جيد التوصيل للكهرباء والحرارة , منخفض الكثافة و مقاوم للتآكل وهذا بسبب طبقة صلبة من أكسيد الألومنيوم على سطحه تحميه من التآكل. بعض من استخدامات معدن الألومنيومالعديده في : • النقل )العربات والطائرات (كسبائك • التعبئة والتغليف )علب، ورق فويل، وما إلى ذلك) البناء (النوافذ، الأبواب، والتحويلات، وأسلاك البناء، وما إلى ذلك( • خطوط بث الكهرباء لتوزيع الطاقة • مجموعة كبيرة من الأدوات المنزلية، من أواني الطهي إلى مضرب البيسبول، • المستويات الخارجية من الإلكترونيات المستهلكة, وفى حالات المعدات أيضا مثل معدات التصوير. وتستخدم في مجال الإلكترونيات والأقراص المدمجة

Unit3: Chemical industry 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. البوكسيت هو خام الألومنيوم الذى يحتوي على أكسيد الألومنيوم المائي Al2O3.H2O ).و أكسيد الحديد وشوائب أخرى. والخام النقي يسمى الألومنيا .يتم الحصول على الألومنيوم Al من التحليل الكهربائي لمصهور الألومنيا Al2O3.درجة انصهار الألومنيا عالية جدا (2040 °C)ولتخفيض درجة انصهار أكسيد الألومنيوم يخلط بمادة الكريولايت Na3AlF6 .الى 900 °C.يصهر الخليط لجعل الأيونات حرة الحركة.تتكون خلية التحليل من وعاء من الحديد مبطن من الداخل بطبقة من الجرافيت كمهبط ، أما المصعد فيتكون من عدة قضبان من الجرافيت متصلة مع بعضها ومغمورة في المصهور .يتكون الألومنيوم في هذه الخلية عند المهبط حيث تختزل أيونات Al+3، ويسحب مصهور الألومنيوم الناتج من مخرج خاص في أسفل الخلية .

Unit3: Chemical industry 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 عند الأنود: تتأكسد أيونات الآكسيد الى غاز الأكسجين. يتفاعل غاز الأكسجين مع أنود الكربون الساخن ويتكون ثاني أكسيد الكربون مما يؤدي الى تآكل الأنود ويستدعي 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 عند الكاثود : تختزل أيونات الالومينيوم الموجبة الى ذرات الومينيوم. ويسحب الالومينيوم المنصهر من قاع الخلية. Exercises Q1) Describe the extraction of aluminium from purified bauxite including simple cell diagram, .اشرح طريقة استخراج الالومينيوم من البوكسيت النقي مع لرسم الخلية Q2) Write the reactions at each electrode. اكتب التفاعلات التي تحدث عند كل الكترود. New chemistry for you Page 89: extraction of aluminium http://home.clara.net/rod.beavon/extraction_of_metals.htm

Unit3: Chemical industry Industrial electrolytic processes The electrolytic purification of copper. Objectives Student will be able to: 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 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. يلعب النحاس أهمية حيوية في حياتنا .استخدم الانسان النحاس منذ 9000 قبل الميلاد . وتصنع منه العملاتالمعدنية كعملة نحاسية و يدخل ضمن السبائك. ويوجد في معظم الأدوات التي تحيط بنا مثل اسلاك الكهرباء، التليفونات، أنابيب المياه- وهو موصل جيد للحرارة والكهرباء Copper wire Copper Purification مخطط خلية التحليل الكهربي لتنقية فلز النحاس The cathode is a thin piece of pure copper The anode is a block of impure copper.

Unit3: Chemical industry 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) عند امرار التيار الكهربي في الخلية يتأكسد النحاس لدى الانود وتنتقل ايونات النحاس Cu2+ الى المحلول. The impurities from the anode drop to the bottom of the cell .This sludge contains valuable metals, like gold and silver وتترسب الشوائب في قاع الخلية وهي تتكون من معادن قيمة 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. عندما تنتقل ايونات النحاس +Cu2 من الأنود يقل وزنه ويزداد وزن الكاثود الذي يترسب عليه النحاس.ويبقى تركيز محلول كبريتات النحاس ثابتا. 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. ان معدل دخول ايونات النحاس في الالكتروليت من الانود يساوي معدل خروجها عند الكاثود- ويبقى تركيز محلول كبريتات 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. أعرض فديو لاستخراج الالومينيوم وآخر لتنقية النحاس بالتحليل الكهربي. اطلب من التلاميذ في مجموعات صغيرة عمل بوستر لاحدى الطرق. New chemistry for you Page 95: getting pure copper http://scienceaid.co.uk/chemistry/applied/copper.html

Unit3: Chemical industry Exercises • Q1) Is the Anode made from Pure or Impure Copper? • هل يصنع الانود من نحاس نقي ام نحاس غير نقي؟ • Q2) Which Compound is used as the Electrolyte during Purification? • ما هو المركب الذي يستخدم كاليكتروليت في عملية تنقية 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 استخدامين للنحاس

Unit3: Chemical industry Industrial importance of the halogens 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. یعرف الأهمية الصناعية للهالوجينات ومركباتها، مثل إستعمالها في صناعة منتجات التبييض والبي في سي والهيدروكربونات الهالوجينية وكمذیبات ومواد تبرید ومبيدات حشریة، ویعي الأخطار البيئية الرئيسية المتعلقة بإستعمالاتها. • Key Vocabulary • halogens, • bleaches, • hazards, • insecticides Objectives Student will be able to: 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. 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 الهالوجينات : هي عناصر لافلزية تقع في المجموعة السابعة في الجدول الدوري وتتكون من الفلور ،الكلور، البروم و اليود.توجد فب صورة جزيئات ثنائية الذرة.تدخل في تركيب كثير من المركبات المفيدة . * 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. يستخدم الكلور بكميات كبيرة في عمليات تبيض الأقمشة القطنية والورق.أما البروم مبيض ضعيف الفعالية وكذلك اليود.

Unit3: Chemical industry 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 الهالوجينات مع مركبات الهيدروكربون لتنتج عدد كبير من المركبات العضوية مثل C2H3Clوهذا المركب يستخدم كمونمر لصناعة بوليمر PVC الذي يستخدم في صناعة معاطف المطروالشنط وصنع الأنابيب البلاستيكية التي تتصف بالمتانة وتغليف الأسلاك البلاستيكية وغيرها من الإستخدامات. 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. الفريونات هي مركبات كلورو فلورو كربون مثل CCl2 CF2 –غير نشطة كيميائيا ، عديمة اللون و الرائحة لذا تستخدم كمذيبات وبخاخاتوفي المبردات و طفايات الحريق. 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 . يستخدم الكلور في تحضير المبيدات الحشرية مثل د.د.ت الذي يقتل الحشرات التي تنقل الملاريا والتيفويد والفطريات الزراعية. كما تستخدم الهالوجينات في تعقيم مياه الشرب و برك السباحة والمطهرات مثل الديتول.كما يستخدم محلول اليود في التعقيم أثناء العمليات الجراحية

Unit3: Chemical industry The environmental hazards associated with the uses of halogens: المخاطر البيئية الناتجة من استخدام الهالوجينات 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. الهالوجينات مواد ضارة. الفلور والكلور مواد عالية السمية. تمثل خطورة عالية عند بلعها أو استنشاق 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. الفريونات: بسبب كثافتها المنخفضة ترتفع الى طبقات الجو العليا دون أن تتحلل.إنها تتفاعل مع طبقة الآوزون في وجود الأشعة فوق البنفسجية مما يؤدي الى تآكل طبقة الأوزون. 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. الميدات الحشرية: يعرض ال DDT البيئة لمخاطر كبيرة كما أنه ضار بصحة الانسان . DDT مادة سامة لكثير من الحيوانات والحشرات وكذلك الطيور والحيوانات البحرية مثل الاسماك . Activity : Ask students to find out about the uses of other halogens and to add this information to their findings about chlorine. نشاط: اطلب من الطلبة أن يبحثوا عن فوائد الهالوجينات الخري إضافة الى فوائد الكلور. http://www.pan-uk.org/pestnews/Actives/ddt.htm

Unit3: Chemical industry Iron & steel 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. یصف مع ذكر التفاعلات الكيميائية الرئيسية، إستخراج حدید الزهر من خام الحدید فيفرن الصهر وتحویله اللاحق الى فولاذ في الفرن الأكسيجيني القاعدي 18.7 Describe, with essential chemical reactions, the extraction of steel from iron ore and recycled scrap iron in the electric arc furnace. یصف إستخراج الفولاذ من الحدید الخام ومن حدید الخردة المعاد تدویره، في فرنالقوس الكهربائي مع ذكر التفاعلات الكيميائية الأساسية في هذه العملية. Objectives Student will be able to: 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:التفاعلات داخل الفرن اللافح 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 يستخدم فحم الكوك الذي ينتج من تسخين الفحم الحجري حيث يحترق داخل الفرن بامرار تيار من الهواء الساخن ليكون ثاني أكسيد الكربون في تفاعل طارد للحرارة.

Unit3: Chemical industry 2- At the high temperature at the bottom of the furnace, carbon dioxide reacts with carbon to produce carbon monoxide. C + CO2 2CO وفي درجة الحرارة العالية داخل الفرن يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع مزيد من فحم الكوك ليكون أول أكسيد الكربون 3-It is this carbon monoxide which reduces the iron oxide to iron Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 ثم يختزل أول أكسيد الكربون أكسيد الحديد الى حديد 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. نتيجة للحرارة العالية يتكون الحديد منصهر(الحديد الزهر) حيث يتحرك للأسفل ويسحب 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 يضاف الحجر الجيري ليحول الشوائب الى "خبث" مصهور مثل سليكات الكالسيوم التى تتحرك الى أسفل مكونة طبقة فوق الحديد المنصهر.

Unit3: Chemical industry 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 الحديد المستخرج من الفرن اللافح يحول الى أنواع من الحديد الصلب بخلطه مع الكربون أو فلزات أخرى متنوعة مثل الكروم و النيكل. * 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 المحول الأكسجينىOxygen Converter، هو فرن يستخدم لتحويل الحديدالزهر إلى صلب تركيبه :عبارة عن بوتقة كبيرة تتحرك حول محور ومبطنه من الداخل بخام الدولوميت - (كربونات كالسيوم وماغنسيوم) ينفذ من فوهته انبوب خاص لدخول الاكسجين طريقة عمل المحول الاكسجين : 1. يشحن المحول بمصهور الحديد الغفل أو الزهر. 2. يدفع الأكسجين النقي بسرعة كبيرة وتحت ضغط عال خلال فوهة المحول . 3. فتتأكسد الشوائب وجزءا من الحديد وتتكون الاكاسيد التالية FeO. MnO . P2O5 . SiO2 4. تتحد الاكاسيد مع بعضها البعض مكونة خبثاً ويزال بامالة المحول حول محوره.

Unit3: Chemical industry 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. : يتكون فرن القوس الكهربائي من أسطوانة فولاذية ضحلة مبطنة بالطوب الحراري. وتوجد في سقف الفرن ثلاثفتحات يمرر فيها ثلاثة قضبان من الكربون يطلق عليها الأقطاب. )يقفز(تيار كهربائي قوي من كل قطب إلى مادة الشحنة ومنها إلى القطبالآخر. وينتج عن هذه الأقواس الكهربائية كميات ضخمة من الحرارة التي يمكنها صهر الشحنة بسرعة، كما تساعد الحرارة العالية في حدوث التفاعلات الكيميائية، لتنتج في النهاية كميات كبيرة من الفولاذ.وتحدث نفس التفاعلات كما فى المحول الأكسجينى. http://www.youtube.com/watch?v=9KV6nlqGXoM&NR=1 http://science.creaforum.net/montada-f4/topic-t328.htm New chemistry for you Page 75- 76 : extraction of iron

Unit3: Chemical industry Exercises Q1) which substance is the main reducing agent in a blast furnace? ما هي المادة التي تستخدم كعامل مختزل رئيسى داخل الفرن الافح? _______________________________________________________________ Q2) iron(III) oxide is reduced by carbon in the furnace:i) write a word equation for this reaction. يختزل اكسيد الحديد بواسطة الكربون داخل الفرن – اكتب معادلة لفظية لهذا التفاعل. _______________________________________________________________ a)write a symbol equation for this reaction. اكنب المعادلة الرمزية له _______________________________________________________________ Q3) What is the main impurity in the iron from a blast furnace? ما هي الشوائب الرئيسية التي توجد مع الحديد المستخرج من الفرن اللافح؟ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Q4) Describe the conversion of iron into steel using the basic oxygen converter اشرح عملية تحويل الحديد الى صلب باستخدام المحول الاكسجيني القاعدي؟ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________

Unit3: Chemical industry Copper 18.9 Describe the production of copper matte from its ores یصف إنتاج النحاس مطفأ 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. استخراج النحاس من الخامات يمربسلسلة من العمليات. أولا يجب أن تتركز المادهالخام. ثم يجب أن يحمص لتحويل كبريتيد إلى أكاسيد ، والتي تصهر لإنتاج المصهور. وأخيرا ، فإنه يخضع لعمليات التكرير المختلفة ، والناتج النهائي يتكرر كهربائيا ً. الماده الخام الرئيسيهللنحاس اليوم هو كالكوبايرايت، والذي يشكل حوالي 50 ٪ من إنتاج النحاس.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. التركيزمعظم خامات النحاس تحتوي على نسبة صغيرة من معدن النحاس مرتبطة بمعادن خام ثمينة.المرحلة الأولى من أي عملية داخل دائرة العلاج المعدنية هوالسحق ،حيث يتم تقليل حجم الجسيمات الصخرية التي تحتوي على المادة الخام,، ثم بعد ذلك من خلال عملية التفكك الفيزيائية يتم الحصول على المعادن الخام من .الصخر. عملية تفكك خامات النحاس يتوقفبناء على ما إذا كانت كبريتيد أو خامات أكسيد.

Unit3: Chemical industry 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 في المحمصة تتأكسد جزيئات النحاس المركزة لإنتاج الكلسو غاز ثاني أكسيد الكبريت. ويحدث التفاعل كالتالي: 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 لأنتاج سائل النحاس ( في التفاعلات الطاردة للحرارة ) يتم خلط الكلس مع السليكا والحجر الجيري وتصهر عند درجة حرارة 1200. درجة الحرارة هذه تسمح للتفاعل بالحدوث بشكل سريع وتسمح للمعادن بالانصهار والاستفاده من المصهور خارج الفرن. تحدث تفاعالات مختلفه في عملية اعادة التدوير للنحاس مثلا: أكسد الحديد والكبريت يتحولان الى مادة FeO(s) + SiO2 (s) → FeO.SiO2 (l) خام كما في التفاعل التالي : ويتحول كبريتيتد الحديد الى مادة خام منصهره كما في التفاعل التالي: 2FeS(l) + 3O2 + 2SiO2 (l) → 2FeO.SiO2(l) + 2SO2(g)

Unit3: Chemical industry 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 يتم تنقيه النحاس عن طريق التحليل الكهربائي ، عند المهبط ينفصل النحاس عن اللوح ولكن المتبقي في المحلول لا يكون نقيا بشكل تام. Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e– عند المصعد : Cu2+(aq) + 2e– → Cu(sعند المهبط : Exercises Q1) Summarized the basic steps for the extraction of copper from its ores: لخص الخطوات الأساية لإستخراج النحاس من مواده الخام

Unit3: Chemical industry Recycling إعادة التدوير 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. یعي أن عمليات إستخراج وتنقية المعادن من خاماتها على نطاق واسع تسبب في معظمالأحيان ضرراً للبيئة، وأنه ینبغي موزانة هذا الضرر مقابل الفوائد الناتجة عن هذا العلميات؛ یسرد بعض الخطوات المعتمدة للتقليل من التلف البيئي الناتج عن هذهالعمليات. 18.11 Understand the importance of recycling products such as metals and plastics and of designing products to make recycling easier. یدرك أهمية إعادة تدویر (إعادة تصنيع) المنتجات، مثل المعادن ومنتجات البلاستيكوأهمية تصميم المنتجات بطریقة تسهّل إعادة تدویرها. • Objectives: • Explain Environmental impact of metal extraction. • List the Steps used to reduce the environmental damages. • . Key Vocabulary: Environmental, damages, industry, recycling 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. الحصول على المعادن الأساسية مرتبط و منذ فترة طويلة بتدهور البيئة والآثار الاجتماعية الضارة. وبالتالي ، كان لابد من تقليل الأثار المباشرة والمساهمة فيتحسين وإعادة استخدام و تدوير الموارد المحدودة. 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. الأثر البيئي لاستخراج المعادنقبل أن تتمكن من استخراج المعادن من خاماتها ، ويتم استخراج الأرض للخامات. الملغومة الأرض هي عادة وانها لا تستطيع دعم الحياة النباتية والحيوانية.هي ولدت أيضا وجود كمية هائلة من النفايات من عملية الاستخراج.

Unit3: Chemical industry 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. حوالي 90 ٪ من خام المعادن المستخدمة في استخراج المعادن تتحول الى نفايات ويتم التخلص منها بعد استخراج المعادن. إن لم يتم التخلص منها بعناية ، وقد تنتشر النفايات في المسطحات المائية والتربة وتلوث الأرض والمياه. للتخلص من النفايات ، ومواقع دفن النفايات الضخمة تحتاج إلى حفر. فتصهر الخامات فيتسبب أيضا في مزيد من تلوث الهواء مقارنة مع أي دولة أخرىغير صناعيه. وبالإضافة إلى ذلك ، فإن المعادن تستخرج من حرق الوقود الأحفوريالوقود. 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.Reductionof 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. * الخطوات المتبعة للتقليل من الأضرار البيئية :1. تحويل بعض الغازات المنبعثة إلى غيرها من المنتجات المستخدمة في صناعةعلى سبيل المثال استخدام غاز SO2لإنتاج حامض الكبريتيك H2SO4 الذي يستخدم على نطاق واسع في الصناعة.2. تخفيض استخراج المعادن من خاماتها عن طريق تشجيع إعادة استخدام وإعادة تدوير الأساليب.3. استخدام التصفية الحية. هذه التقنية هي تقنية جديدة تستخدم من قبل التعدينصناعة استخراج المعادن محددة (مثل لنا الذهب والنحاس) من خاماتهامن خلال استخدام البكتيريا

Unit3: Chemical industry 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. مزايا التدوير :إذا تم إعادة تدويرالمعادن وإعادة استخدامها، ستكون هناك حاجة أقل للتنقيب عن خامات معدنية. مع انخفاض في عمليات التعدين ، وسوف تكون حرة لاستخدامات أخرى مثل الزراعة. كما أن تلوث الهواء والمياه سوف ينخفض الى حد كبير. و سوف تكون هناك حاجة أقل للتخلص من الأجسام المعدنية المستعملة والنفايات من استخراج المعادن. وسوف يساعد هذا على توفير في تكلفة بناء مواقع دفن النفايات. عن طريق إعادة تدوير المعادن بدلا من استخراج لهم من الخامات ، ونحن أيضا لدينا محدودة حفظ احتياطي الوقود الأحفوري. 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. كيف يعاد تدوير بعض المعادن؟يتم استرداد أساسا الرصاص والحديد والألومنيوم عن طريق إعادة تدوير الخردة المعدنية. الرصاصيسترد من بطاريات السيارات. عندما لا تعمل بطارية السيارة, مما يؤدي الى اعاده تدوير واستخدامها مرة اخرى.يعتمد انتاج نسبة كبيرة من الحديد والصلب اليوم عن طريق إعادة تدويرها من الخردة المعدنية. يتم إعادة تدوير الألومنيوم بشكل رئيسي من علب المشروبات والغذاء الحاويات.

Unit3: Chemical industry Exercises • Q1) Answer the following question: • Write some Advantages ofmetals recycling: أكتب بعض من فوائد اعاده تدوير المعادن • ____________________________________________________________ • ____________________________________________________________ • ____________________________________________________________ • ____________________________________________________________ • b)What are the Environmental impact of metal extraction: • ما هي الأثار البيئية لإستخراج المعادن • ____________________________________________________________ • _____________________________________________________________ • ______________________________________________________________

Separation Techniques in Chemical Industry