31.12.2020

Электролиз

Электролиз - это способ расщепления соединения на его элементы с помощью электричества. Он используется для разложения руд, которые необходимо нагреть до чрезвычайно высоких температур, прежде чем они начнут разлагаться.

Процесс электролиза алюминия в специализированной ванне

Алюминий, магний и натрий извлекаются из их руд методом электролиза.

Электролиз - как я физико-химическая реакция может происходить только с веществом, содержащим заряженные частицы, называемые ионами. Если атом теряет электроны, он становится положительно заряженным ионом, а если атом получает электроны, он становится отрицательно заряженным ионом. Вещество также должно быть расплавленным, чтобы получить жидкость, или растворенный в жидкости, чтобы получить раствор, потому что ионы должны свободно перемещаться.

Чтобы осуществить электролиз, два электрических контакта, называемых электродами, помещаются в жидкость и затем подключаются к источнику питания. Это заставляет ионы с положительным зарядом перемещаться через жидкость к одному электроду, а ионы с отрицательным зарядом перемещаются к другому электроду. Когда ионы достигают электродов, они превращаются обратно в атомы.

Извлечение алюминия

Основная руда алюминия называется бокситом и содержит оксид алюминия. Алюминий очень реакционный элемент, поэтому он не разлагается при нагревании. Это означает, что он должен быть извлечен электролизом.

Сначала боксит обрабатывается для получения кристаллов чистого оксида алюминия, называемого глинозёмом. Оксид алюминия плавится при очень высокой температуре, что было бы дорого, поэтому его растворяют при более низкой температуре в расплавленном веществе, называемом криолитом.

Смесь оксида алюминия (сплав) и криолита помещают в контейнер, называемый ячейкой. Ячейка облицована графитом, который образует один из электродов. Другой электрод, также изготовленный из графита, погружается в смесь сверху. Когда электричество пропускается через смесь, ионы алюминия притягиваются к графитовой облицовке и превращаются в атомы алюминия.

Эти атомы группируются вместе, образуя расплавленный алюминий, который отрывается и охлаждается с образованием готового металла.

Дешевый алюминий методом электролиза

Ученые впервые извлекли алюминий в начале 19 века, но лишь в небольших количествах и стоимость его была очень высока. В то время алюминий был в дефиците и стоил дороже золота.

Самым важным прорывом в добыче алюминия стало изобретение динамо-машины - машины, производящей электричество. Это позволило построить электростанции, обеспечивающие электро-энергией, необходимой для электролиза оксида алюминия.

Два ученых, американец Чарльз Холл и француз Пол-Луи-Туссен Эруль, оба разработали метод производства алюминия электролизом в1886. Вскоре алюминий стал доступен в больших количествах и был намного дешевле золота.

Реклама
Рекламодатель: tokar116.ru