Γιατί δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί άνθρακα για την εξαγωγή αλουμινίου από το μετάλλευμα του;

Ο άνθρακας δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή αλουμινίου από το μετάλλευμα του (βωξίτης) επειδή το αλουμίνιο είναι πιο αντιδραστικό από τον άνθρακα .

Εδώ είναι γιατί:

* Αντιδραστικότητα: Το αλουμίνιο είναι υψηλότερο στη σειρά αντιδραστικότητας από τον άνθρακα. Αυτό σημαίνει ότι το αλουμίνιο έχει ισχυρότερη τάση να χάνει ηλεκτρόνια και να σχηματίζει θετικά ιόντα (al 3+ ). Ο άνθρακας, από την άλλη πλευρά, προτιμά να κερδίζει ηλεκτρόνια και να σχηματίζει αρνητικά ιόντα (c 4- ).

* ηλεκτροχημικές αντιδράσεις: Η διαδικασία εκχύλισης περιλαμβάνει μια αντίδραση όπου ένα πιο αντιδραστικό στοιχείο μετατοπίζει ένα λιγότερο αντιδραστικό στοιχείο από την ένωση του. Σε αυτή την περίπτωση, εάν ο άνθρακας αντιδρούσε με οξείδιο του αλουμινίου (Al ₂ O 3 ), ο άνθρακας θα προτιμούσε να αντιδρά με οξυγόνο για να σχηματίσει διοξείδιο του άνθρακα (CO <υπο -> 2 ), αφήνοντας το οξείδιο του αργιλίου αμετάβλητο.

* Υψηλό σημείο τήξης: Το οξείδιο του αλουμινίου έχει ένα πολύ υψηλό σημείο τήξης (περίπου 2040 ° C), το οποίο είναι πολύ υψηλότερο από τη θερμοκρασία στην οποία ο άνθρακας μπορεί να αντιδράσει αποτελεσματικά. Αυτό καθιστά απίστευτα δύσκολο να λιώσει το οξείδιο του αργιλίου και να διευκολύνει μια αντίδραση με άνθρακα.

Αντί του άνθρακα, ένα πιο αντιδραστικό στοιχείο, όπως το νάτριο ή το κάλιο, θα μπορούσε θεωρητικά να χρησιμοποιηθεί για να μετατοπίσει το αλουμίνιο. Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι δεν είναι εμπορικά βιώσιμες λόγω του υψηλού κόστους τους και των προκλήσεων στο χειρισμό εξαιρετικά αντιδραστικών αλκαλικών μετάλλων.

Ως εκ τούτου, η διαδικασία hall-héroult χρησιμοποιείται για την εξαγωγή αλουμινίου, η οποία χρησιμοποιεί ηλεκτρόλυση. Σε αυτή τη διαδικασία, ένα τετηγμένο μίγμα οξειδίου του αργιλίου και κρυολίτη (Na ₃ Alf 6 ) υποβάλλεται σε ηλεκτρικό ρεύμα, αναγκάζοντας τα ιόντα αλουμινίου να κερδίσουν ηλεκτρόνια και να γίνουν συμπαγές αλουμίνιο. Αυτή η διαδικασία είναι αποτελεσματική και οικονομικά αποδοτική, καθιστώντας την τυπική μέθοδο για την παραγωγή αλουμινίου.