Elektroliz yoluyla alüminyum elde etmek. alüminyum elde etmek

Alüminyum metalurjik işlemlerle elde edilir. Metalurji, cevherlerin metallere veya metalik alaşımlara dönüşümünü inceleyen bir alandır. Bu yöntemle bakır, titanyum, demir ve manganez gibi çeşitli metaller elde edilir.

Alüminyum durumunda, kullanılan ana cevher, boksit (şekil), hidratlı alüminyum oksit (Aℓ₂Ö₃. xH₂O) ve çeşitli safsızlıklar.

Alüminyum metalurjisinde aşağıdaki dört adım gerçekleşir:

Alüminyum oksit (Aℓ₂Ö_3(ler)) boksitten ayrılırsa adı olur alümina.

Daha önce, aşağıdakiler yapıldı: alümina, alüminyum klorür oluşturmak için hidroklorik asit ile işlendi; Metalik potasyum veya sodyum ile reaksiyona girecek ve bileşiğin indirgenmesine neden olacak ve metalik alüminyuma yol açacak şekilde yerleştirilmiş olan:

bir₂Ö_3(ler) + 6 HCℓ_(İşte)→ 4 Klima_3(sulu) + 3 Saat₂Ö_(ℓ)
AC ℓ_3(sulu) + 3K_(ler)→ 3 KCℓ_(ler) + bir_(ler)

Bununla birlikte, bu yöntem çok pahalı ve verimsizdi, bu nedenle alüminyum nadir bir metal olarak kabul edildi.

Ancak 1886'da iki bilim adamı, magmatik elektrolizin kullanıldığı yukarıda belirtilen yöntemi ayrı ayrı geliştirdi. Bu bilim adamları Amerikalı Charles M. Hall ve Fransız Paul Héroult, bu nedenle bu yöntem çağrıldı.

Hall-Héroult Süreci ya da sadece,Salon süreci, oysa Charles M. Hall patentini aldı.

 Keşfettikleri kilit nokta, bunu yapmak için alüminyum oksit sıvısının nasıl yapılacağıydı. Sorun erime noktasının yukarıda olması olduğu için, magmatik elektrolizini gerçekleştirebilmek 2000°C. Akı, kriyolit cevheri (Na₃AℓF₆), alüminyum oksidin erime sıcaklığını yaklaşık 1000°C'ye düşürmeyi başardı.

Böylece, aşağıdaki şemada gösterildiği gibi, bu alüminyum oksit ve kriyolit karışımı, karbon astarlı çelik bir elektrolitik kaba yerleştirildi. Bu erimiş karışımdan bir elektrik akımı geçer. Karışımla temas halinde olan kabın duvarları, alüminyum katyonlarının indirgenmesinin meydana geldiği negatif bir elektroliz (katot) kutbu görevi görür. Anot (pozitif kutup), oksijen anyonlarının oksidasyonunun meydana geldiği grafit veya karbondan, yani her ikisi de karbondan yapılmış silindirlerdir:

Katot yarı reaksiyonu: 4 Aℓ³⁺_(ℓ) + 12 ve^- → 4Aℓ_(ℓ)
Anot yarı reaksiyonu: 6 O^2-_(ℓ) → 12 ve^- + 3 O_2(g)

Oluşan oksijen anottaki karbon ile reaksiyona girer ve ayrıca karbondioksit üretir:

3 O_2(g) + 3C_(ler) → 3 CO_2(g)

Alüminyuma yol açan bu magmatik elektrolizin genel reaksiyonu ve şeması şu şekilde verilir:

Elde edilen alüminyum sıvı haldedir, çünkü erime noktası 660.37 ºC'dir, yani alümina ve kriyolit karışımından daha düşüktür. Alüminyum ayrıca karışımdan daha yoğundur ve bu nedenle toplandığı kabın dibinde biriktirilir.

1 ton alüminyum üretiminde kullanılmaktadır:

• 4-5 ton boksit, nereden hakkında 2 ton alüminyum;
• 50 kilogram kriyolit (Kriyolitin çok fazla doğal rezervi yoktur, bu nedenle genellikle floritten (CaF) sentezi yoluyla elde edilir.₂), doğada en bol bulunan bir mineral);
• 0,6 ton kömür elektrotlar için.

Yıllık alüminyum üretimi aşıyor 27.4 milyon ton.

Ana alüminyum alaşımları arasında aşağıdakilere sahibiz:

Jennifer Foğaça tarafından
Kimya mezunu

Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/obtencao-aluminio-por-meio-eletrolise.htm