Mendapatkan aluminium melalui elektrolisis. Mendapatkan aluminium

Aluminium diperoleh melalui proses metalurgi. Metalurgi adalah bidang yang mempelajari transformasi bijih menjadi logam atau paduan logam. Beberapa logam diperoleh dengan metode ini, seperti tembaga, titanium, besi dan mangan.

Dalam kasus aluminium, bijih utama yang digunakan adalah: bauksit (gambar), yang mengandung aluminium oksida terhidrasi (Aℓ₂HAI₃. x H₂O) dan berbagai kotoran.

Dalam metalurgi aluminium, empat langkah berikut terjadi:

Ketika aluminium oksida (Aℓ₂HAI_3(s)) dipisahkan dari bauksit, namanya menjadi alumina.

Sebelumnya, berikut ini dilakukan: alumina diperlakukan dengan asam klorida untuk menghasilkan aluminium klorida; yang ditempatkan untuk bereaksi dengan logam kalium atau natrium, menyebabkan reduksi senyawa dan menimbulkan logam aluminium:

Aℓ₂HAI_3(s) + 6 HCℓ_(sini)→ 4 AℓCℓ_{3 (aq)} + 3 H₂HAI_(ℓ)
AC_{3 (aq)} + 3K_(s)→ 3 KCℓ_(s) + Aℓ_(s)

Namun, metode ini sangat mahal dan tidak efisien, sehingga aluminium dianggap sebagai logam langka.

Tetapi pada tahun 1886, dua ilmuwan secara terpisah mengembangkan metode yang disebutkan di atas, di mana elektrolisis beku digunakan. Ilmuwan ini adalah Charles M. Hall dan orang Prancis Paul Héroult, jadi metode ini kemudian disebut

Proses Hall-Héroult atau sederhananya,Proses aula, sedangkan Charles M. Hall mematenkannya.

 Poin kunci yang mereka temukan adalah bagaimana membuat cairan aluminium oksida untuk melakukannya. dapat melakukan elektrolisis bekunya, karena masalahnya adalah titik lelehnya di atas 2000°C. Mereka menggunakan fluks, bijih kriolit (Na₃AℓF₆), yang mampu menurunkan suhu leleh aluminium oksida menjadi sekitar 1000 °C.

Jadi, seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah, campuran aluminium oksida dan kriolit ini ditempatkan dalam bejana elektrolit baja berlapis karbon. Arus listrik melewati campuran cair ini. Dinding wadah yang bersentuhan dengan campuran bertindak sebagai kutub negatif elektrolisis (katoda), dimana terjadi reduksi kation aluminium. Anoda (kutub positif) adalah silinder yang terbuat dari grafit atau karbon, yaitu keduanya terbuat dari karbon, di mana oksidasi anion oksigen terjadi:

Setengah reaksi katoda: 4 Aℓ³⁺_(ℓ) + 12 dan^- → 4 Aℓ_(ℓ)
Setengah reaksi anoda: 6 O^2-_(ℓ) → 12 dan^- + 3 O_{2 (g)}

Oksigen yang terbentuk bereaksi dengan karbon di anoda dan juga menghasilkan karbon dioksida:

3 O_{2 (g)} + 3 C_(s) → 3 CO_{2 (g)}

Jadi reaksi keseluruhan dan skema elektrolisis beku yang menimbulkan aluminium ini diberikan oleh:

Aluminium yang diperoleh berbentuk cair, karena titik lelehnya 660,37 C, yaitu lebih rendah dari campuran alumina dan kriolit. Aluminium juga lebih padat dari campuran dan, oleh karena itu, disimpan di bagian bawah wadah, di mana ia dikumpulkan.

Dalam produksi 1 ton aluminium digunakan:

• 4 hingga 5 ton bauksit, dari mana sekitar 2 ton alumina;
• 50 kilogram kriolit (cadangan alam kriolit tidak banyak, oleh karena itu biasanya diperoleh melalui sintesis dari fluorit (CaF₂), mineral yang paling melimpah di alam);
• 0,6 ton batubara untuk elektroda.

Produksi aluminium tahunan melebihi 27,4 juta ton.

Di antara paduan aluminium utama, kami memiliki yang berikut:

Oleh Jennifer Fogaa
Lulus kimia

Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/obtencao-aluminio-por-meio-eletrolise.htm