Осуществить превращение al2o3-al

Калинина Мария Игоревна

Преподаватель химии СУНЦ МГУ

Проверено учителем

Превращение оксида алюминия ( Al2O3cap A l sub 2 cap O sub 3) в металлический алюминий ( Alcap A l) в промышленном масштабе осуществляется путем электролиза раствора глинозема в расплавленном криолите. Этот процесс известен как метод Холла — Эру. Основные компоненты процесса

  1. Сырье: Оксид алюминия (глинозем) — Al2O3cap A l sub 2 cap O sub 3. Он имеет очень высокую температуру плавления (около 2050 °C), что делает прямой электролиз расплава крайне энергозатратным. Электролит: Криолит — Na3[AlF6]cap N a sub 3 open bracket cap A l cap F sub 6 close bracket. Использование расплава криолита позволяет снизить рабочую температуру процесса до 950–960 °C, при которой глинозем хорошо растворяется. Электроды: Как правило, используются угольные (графитовые) аноды и катоды.

Химизм процесса В расплаве происходит диссоциация соединений на ионы. Упрощенно схему электролиза можно представить следующими уравнениями: 1. Ионизация оксида алюминия: Al2O32Al3++3O2cap A l sub 2 cap O sub 3 right arrow 2 cap A l raised to the 3 plus power plus 3 cap O raised to the 2 minus power2. Процесс на катоде (отрицательный электрод): Ионы алюминия принимают электроны и восстанавливаются до металла. Расплавленный алюминий собирается на дне электролизера. Al3++3eAl0cap A l raised to the 3 plus power plus 3 e raised to the negative power right arrow cap A l to the 0 power3. Процесс на аноде (положительный электрод): Отрицательно заряженные ионы кислорода отдают электроны. Выделяющийся кислород вступает в реакцию с графитовым анодом, вызывая его постепенное обгорание. 2O24eO22 cap O raised to the 2 minus power minus 4 e raised to the negative power right arrow cap O sub 2 C+O2CO2cap C plus cap O sub 2 right arrow cap C cap O sub 2 up arrowСуммарное уравнение реакции: 2Al2O3+3Cэлектролиз4Al+3CO22 cap A l sub 2 cap O sub 3 plus 3 cap C 4 cap A l plus 3 cap C cap O sub 2 up arrow Технологические особенности

  • Сбор металла: Плотность расплавленного алюминия выше плотности электролита, поэтому чистый металл скапливается на дне ванны, откуда его периодически откачивают.
  • Расход анодов: Поскольку угольный анод участвует в химической реакции (окисляется до углекислого газа), он постепенно расходуется и требует замены.
  • Энергозатраты: Процесс требует огромного количества электроэнергии, поэтому алюминиевые заводы обычно строят вблизи крупных электростанций (преимущественно ГЭС).

Я могу составить для вас таблицу сравнения физико-химических свойств оксида алюминия и чистого металла или описать стадии очистки бокситов перед получением Al2O3cap A l sub 2 cap O sub 3. Что из этого было бы полезно?

Форма ответа

Ваш аватар