Cynhyrchu a defnyddio metelau

1. Cynhyrchu a defnyddio metelau CEMEG 2

2. e.e. aur Pyrit (mwyn o haearn - sylffid) Haematit (mwyn o haearn - ocsid) Sosban Haearn Mae’r metelau yn cael eu cynhyrchu o’u mwynau crai trwy broses rhydwythiad (reduction). Mwynau metelig Mae’r metelau lleiaf adweithiol yn bodoli yng nghramen y Ddaear heb eu cyfuno ag unrhyw elfennau arall. Mae’r metelau eraill i’w cael fel mwynau – wedi eu cyfuno gydag elfennau fel sylffwr ac ocsigen.

3. Cyfres adweithedd metelau Mae gwahanol adweithedd gan wahanol fetelau. Bydd metel mwy adweithiol yn dadleoli ocsigen o ocsid metel llai adweithiol, wrth i gymysgedd o’r ddau gael ei wresogi. Er mwyn weldio cledrau rheilffordd (rail track) at ei gilydd, defnyddir yr adwaiththermit, lle mae cymysgedd o bowdwr alwminiwm a haearn(III) ocsid yn cael ei gynnau gan ffiws tymheredd uchel. Cymysgedd o alwminiwm a haearn(III) ocsid yn adweithio crwsibl cledr cledr

4. Cyfres adweithedd metelau Dyma dabl sy’n dangos cyfres adweithedd y metelau cyffredin, a sut maent yn cael eu hechdynnu o’r mwynau.

5. Chwythiadau o aer poeth chwythiadau o aer poeth Haearn tawdd Echdynnu haearn o’i fwyn– Rhydwythiad cemegol â charbon 1. Mae defnyddiau crai yn cael eu hychwanegu. 2. Mae aer poeth yn cael ei chwythu i mewn i’r ffwrnais (ffwrnais chwyth). 3. Mae ocsigen yn y chwythiad o aer yn adweithio gyda’r golosg (carbon) i roi carbon monocsid. 2C + O2 2CO Adwaith ecsothermig sy’n codi tymheredd y ffwrnais i 2000°C. Llwyth o fwyn haearn, golosg a chalchfaen Allfa (outlet) nwy Y ffwrnais chwyth 1000°C 4. Mae’r carbon monocsid yn adweithio gyda’r mwyn haearn (haearn(III) ocsid) gan roi haearn. Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 1500°C 5. Mae’r haearn tawdd yn llifo i waelod y ffwrnais ble y caiff ei gasglu pan fo’i angen. 6. Mae’r calchfaen yn tynnu’r tywod o’r mwyn i gynhyrchu slag, sy’n arnofio ar wyneb yr haearn tawdd. 2000°C slag tawdd (amhureddau) allfa i’r slag Allfa i’r haearn

6. Cyrff ceir Tunplat peiriannau offer domestig Creu aloion gydag elfennau eraill Dur gwrthstaen (cromiwm a nicel) Dur caled iawn (twngsten) Dur gwydn (manganîs) Dur – priodweddau a ffyrdd o’i ddefnyddio Mae’r haearn sy’n cael ei ffurfio yn y ffwrnais chwyth, haearn crai, yn fetel brau (brittle) am ei fod yn cynnwys hyd at 4.5% o garbon. Newidir y rhan fwyaf o’r haearn yn ddur, sy’n llawer mwy defnyddiol, trwy cael gwared o’r mwyafrif o garbon. Mae tua 0.5% o garbon mewn greu dur meddal. Mae dur caled yn cynnwys hyd at 1.5% o garbon. Mae’n bosibl newid priodweddau dur. Trin â gwres

7. Mae dur yn cael ei ailgylchu ar raddfa eang. Ailgylchu dur Arbed hyd at 50% o gostau egni Helpu i gadw cronfeydd mwyn haearn Lleihau allyriad nwyon ty gwydr

8. Electrodau Hylif dargludol – electrolyt Electrolysis – cefndir Adwaith cemegol yw electrolysis. Mae cerrynt yn mynd i’r electrolyt trwy ddau ddargludydd solet – yr electrodau.

9. Electrod negatif Electrod positif Electrolyt Electrolysis – cefndir Yr anod yw’r electrod positif, a’r catod yw’r electrod negatif. ïon+ ïon- ïon- ïon+ ïon- ïon+ ïon- ïon+ Mae’r ïonau positif (catïonau) yn symud at yr electrod negatif, a’r ïonau negatif (anïonau) yn symud at yr electrod positif.

10. Electrolysis – echdynnu metelau adweithiol Cael gwared o’r amhureddau twy ddefnyddio dull cemegol Bocsit – craig sy’n cynnwys alwminiwm Powdwr alwminiwm ocsid (alwmina), gydag ymdoddbwynt uchel iawn Electroleiddio alwminiwm ocsid (alwmina) cramen o electrolyt wedi ymsolido 1. Hydoddi alwminiwm ocsid mewn cryolit tawdd (tua 950°C). anodau carbon 2. Mae nwy ocsigen yn ffurfio ar yr anodau, ac yn adweithio gyda’r carbon ar dymheredd uchel – rhaid adnewyddu’r anodau o bryd i’w gilydd. alwminiwm ocsid mewn cryolit tawdd Alwminiwm tawdd twll tapio 3. Mae’r alwminiwm ar ffurf metel tawdd yn ffurfio ar y gwaelod. 4. Defnyddir y twll tapio i gasglu’r alwminiwm, ac mae’n rhaid torri’r gramen i ychwanegu mwy o alwminiwm ocsid. casyn wedi ei ynysu leinin carbon y gell sy’n gweithredu fel catod

11. Al3+ +3e Al 2O2- -4e O2 Hafaliadau’r adwaith Mae ïonau alwminiwm positif yn cael eu hatynnu at y catod negatif ac yn ennill electronau, gan ffurfio metel alwminiwm. Mae ïonau ocsid negatif yn cael eu hatynnu at yr anod positif ac yn colli electronau, gan ffurfio nwy ocsigen.

12. Mae angen llawer o drydan er mwyn cynhyrchu alwminiwm drwy electrolysis Mae angen gallu symud y defnyddiau crai i fewn, a chynnyrch allan Rhwydwaith dda o drafnidiaeth i fewn ac allan Adeiladu’r gwaith alwminiwm yn agos at ffynhonnell trydan rhad Porthladd Rheilffyrdd Ffyrdd Ffynhonnell pŵer dŵr Atomfa niwclear Lleoli gwaith alwminiwm

13. Priodweddau alwminiwm ysgafn cryf dwysedd o 2.7g/cm3 haen warchodol o alwminiwm ocsid (felly er bod y metel yn adweithiol iawn, mae’r haen yma’n rhwystro cyrydu) nid yw’n cyrydu Defnyddio alwminiwm

14. Priodweddau copr dargludydd ardderchog o drydan a gwres hydrin hydwyth nid yw’n wenwynig Defnyddio copr

15. Priodweddau titaniwm dargludydd da o drydan a gwres ysgafn cryf gwydn ymdoddbwynt uchel nid yw’n wenwynig dwysedd isel nid yw’n cyrydu Defnyddio titaniwm

16. Canlyniadau echdynnu metelau Anfanteision Manteision Pan fo’r mwynau’n dod i ben, mae gweithiau mwyngloddio yn cau gan achosi dirywiad yn y tirwedd. Y broses o echdynnu a phrosesu mwynau metelig yn creu gwaith. Mewnforio metelau’n gostus iawn i’r wlad. Weithiau mae metelau llai defnyddiol a gwenwynig i’w cael ymysg y rhai sydd eu hangen. Pwysig i economi’r wlad (twf economaidd Prydain Fawr yn ystod y Chwildro Diwydiannol). Amrywiad yng nghost y metelau yn gallu effeithio ar gyllid y wlad. Angen llawer iawn o drydan i gynhyrchu alwminiwm. Mae prosesu mwynau’n cael effaith niweidiol ar yr amgylchedd. Llawer o fwynau’n sylffidau – cynhyrchir sylffwr deuocsid (y nwy sy’n gyfrifol am law asid) wrth eu mwyngloddio.