Вибір способу отримання речовини залежить від того, в якому вигляді зустрічається в природі хімічний елемент, який утворює дана речовина. Це в повній мірі відноситься і до вибору способу отримання неметалічних простих речовин.
Деякі неметали зустрічаються в природі у вільному вигляді. Такі неметали, як кисень \ (O_2 \), азот \ (N_2 \), інертні гази - \ (He \) і ін. Сірку \ (S \), алмаз \ (C \) і графіт \ (C \), можна виділити з сумішей або очистити від домішок, використовуючи фізичні методи.
Хімічно активні неметали зустрічаються в природі тільки у вигляді сполук. В першу чергу це відноситься до галогенів: фтору, хлору, брому та йоду.
Мінерали, утворені галогенами, - флюорит \ (CaF_2 \) (ліворуч) та галит \ (NaCl \).
Хімічно менш активні неметали в природі зустрічаються як в самородному вигляді, так і складі хімічних сполук.
Наприклад. сірку можна знайти як в самородному стані, так і у вигляді сполук - сульфідів і сульфатів.
Поширення сірки природі. Зліва направо: самородна сірка \ (S \), пірит \ (FeS_2 \) і гіпс CaS O 4 ⋅ 2 H 2 O.
З хімічних сполук неметалеві прості речовини отримують хімічними методами в ході різних хімічних перетворень.
Фізичні методи отримання неметалів
В якості сировини для отримання ряду неметалів в промисловості використовують повітря.
Спочатку при зниженій температурі і підвищеному тиску повітря зріджують. Потім, використовуючи перегонку (дистиляцію), з рідкого повітря отримують азот N 2. кисень O 2 і аргон Ar. В ході перегонки першим випаровується азот (при температурі \ (- 196 ° C \)), потім - аргон (при \ (- 186 ° C \)) і останнім - кисень (при температурі \ (- 183 ° C \)).
Промислова установка для поділу повітря методом перегонки.
Аналогічно від нелетких домішок відокремлюють зустрічається в природі самородную сірку. Для цього руду нагрівають вище \ (+ 450 ° C \) і пари киплячої сірки \ (S \) конденсируют.
Хімічні методи отримання неметалів
Хімічні методи отримання неметалів пов'язані з проведенням окислювально-відновних реакцій, в ході яких неметалеві хімічні елементи можуть як підвищувати, так і знижувати ступінь окислення.
Наприклад. хлор \ (Cl_2 \) в промисловості отримують шляхом електролізу розчину хлориду натрію \ (NaCl \). При пропущенні постійного електричного струму через розчин цієї речовини, протікає хімічна реакція:
2 Na Cl - 1 + 2 H 2 O ⟶ ел. ток 2 NaOH + H 2 ↑ + Cl 0 2 ↑
Для того, щоб отримати кремній \ (Si \), в промисловості в електричних печах прокаливают суміш піску \ (SiO_2 \) з коксом \ (C \). При цьому протікає хімічна реакція:
Si + 4 O 2 + 2 C ⟶ t ° C Si 0 + 2 CO ↑
Лабораторні способи отримання неметалів також пов'язані з проведенням окисно-відновних реакцій. Найчастіше це або реакції розкладання, або реакції заміщення.
Наприклад. кисень \ (O_2 \) в лабораторних умовах можна отримати шляхом розкладання пероксиду водню \ (H_2O_2 \). Протікає реакція розкладання:
2H 2 O 2 - 1 ⟶ каталізатор 2 H 2 O + O 2 0 ↑
Водень \ (H_2 \) в лабораторії можна отримати, використовуючи цинк \ (Zn \) і соляну кислоту \ (HCl \). Протікає реакція заміщення:
Zn + 2 H + 1 Cl → ZnCl 2 + H 0 2 ↑