Bài 20: Hợp kim sắt Gang, thép

Tóm tắt lý thuyết

Hợp kim là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của nhiều kim loại khác nhau hoặc của kim loại và phi kim.
Hợp kim của sắt có nhiều ứng dụng là gang và thép.

Thành phần của Gang, thép

Hình 1: Điểm giống và khác nhau giữa Gang và Thép

A- Thành phần của Gang, B-Thành phần của Thép

Gang là hợp kim của sắt với một số nguyên tố khác (C, Mn, S, Si,…) . Trong đó hàm lượng Cacbon chiếm từ 2-5%.
Đặc điểm: Gang cứng và giòn.
Ứng dụng:
- Gang trắng dùng để luyện thép...
- Gang xám dùng để đúc máy, ống dẫn nước...

Thép là hợp kim của sắt với một số nguyên tố khác (C, Mn, S, Si,…) . Trong đó hàm lượng Cacbon chiếm dưới 2%.
Đặc điểm: Thép thường cứng, đàn hồi, ít bị ăn mòn,…
Ứng dụng:
- Dùng để chế tạo các chi tiết máy, vật dụng, dụng cụ lao động…
- Dùng làm vật liệu xây dựng, chế tạo phương tiện giao thông, vận tải,…

Nguyên liệu sản xuất Gang

Quặng Hematit

Hình 2: Quặng Hematit

Nguyên tắc sản xuất gang

Các phản ứng xảy ra trong lò gang

Sơ đồ lò luyện gang

Hình 3: Sơ đồ lò luyện gang

C_(r) + O₂ _(k) CO_2 (k)

CO_{2 (k)} + C_(r) CO _(k)

Fe₂O_3(r)+ 3CO_(k) → 2Fe_(r) + 3CO_{2 (k)}

Sắt nóng chảy hòa tan một lượng nhỏ cacbon và các nguyên tố khác thành gang lỏng chảy xuống nồi lò và được đưa ra ngoài ra cửa tháo gang.
Đá vôi bị phân hủy tạo thành CaO. CaO kết hợp với các oxit SiO₂ tạo thành xỉ

CaO_(r) + SiO_2(r) → CaSiO_{3 (r)}

Nguyên liệu sản xuất thép

Nguyên tắc sản xuất thép

Oxi hoá kim loại, phi kim để loại các nguyên tố cacbon, silic, mangan,…ra khỏi gang

Quá trình sản xuất thép

Quá trình sản xuất Thép

Hình 4: Quá trình sản xuất Thép

Các phản ứng xảy ra trong quá trình sản xuất thép

Thổi khí ôxi vào lò đựng gang và sắt nóng chảy ở nhiệt độ cao . Khí ôxi oxi hoá sắt thành oxit sắt FeO . Sau đó FeO sẽ oxi hoá một số nguyên tố trong gang như C, Mn, Si, S, P,…
Các phương trình phản ứng:

Fe_(r) + O_{2 (k)} FeO _(r)

FeO _(r) + C _(r) Fe _(r) + CO _(k)

FeO _(r)+ Mn _(r) Fe _(r)+ MnO_(r)

FeO _(r)+ Si _(r) Fe _(r) + SiO_{2 (r)}

Sau bài học cần nắm:

Khai thác thông tin về sản xuất gang thép từ sơ đồ lò luyện gang và lò luyện thép
Viết được các PTHH chính xảy ra trong quá trình sản xuất gang và quá trình sản xuất thép.

Bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 9 Bài 20 có phương pháp và lời giải chi tiết giúp các em luyện tập và hiểu bài.