Γιατί το Al δεν μπορεί να ληφθεί με μείωση του οξειδίου του αργιλίου με οπτάνθρακα;

Έχετε δίκιο να είστε περίεργοι! Το οξείδιο του αλουμινίου (al₂o₃) είναι μια πολύ σταθερή ένωση και η μείωση του με οπτάνθρακα (άνθρακα) δεν είναι μια εφικτή μέθοδος για την απόκτηση αλουμινίου. Εδώ είναι γιατί:

1. Θερμοδυναμική:

* Υψηλή ενθαλπία σχηματισμού: Το οξείδιο του αλουμινίου έχει μια πολύ υψηλή ενθαλπία σχηματισμού, που σημαίνει ότι πολλά ενέργεια απελευθερώνονται όταν σχηματίζεται. Αυτό καθιστά απίστευτα δύσκολο να σπάσει τους δεσμούς μεταξύ αλουμινίου και οξυγόνου.

* μειωτική ισχύ του άνθρακα: Ενώ ο άνθρακας είναι ένας καλός αναγωγικός παράγοντας, η μειωτική του δύναμη δεν είναι αρκετά ισχυρή ώστε να ξεπεράσει τον ισχυρό δεσμό στο οξείδιο του αργιλίου. Ο οπτάνθρακας θα μειώσει τα άλλα μεταλλικά οξείδια, όπως το οξείδιο του σιδήρου (Fe₂o₃) στο υψόμετρο, αλλά όχι το οξείδιο του αλουμινίου.

2. Κινητικοί παράγοντες:

* Υψηλό σημείο τήξης: Το οξείδιο του αλουμινίου έχει πολύ υψηλό σημείο τήξης (περίπου 2000 ° C). Στις θερμοκρασίες που απαιτούνται για την τήξη και τη μείωση του οξειδίου του αργιλίου, ο οπτάνθρακα θα αντιδρούσε επίσης με το αλουμίνιο που παράγεται, σχηματίζοντας καρβίδιο αλουμινίου (AL₄C₃), το οποίο είναι ένα ανεπιθύμητο υποπροϊόν.

3. Εναλλακτικές μέθοδοι:

* ηλεκτρόλυση: Ο πιο αποτελεσματικός τρόπος λήψης αλουμινίου είναι μέσω της ηλεκτρόλυσης, συγκεκριμένα της διαδικασίας Hall-Héroult. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί λιωμένο κρυόλιθο (Na₃alf₆) ως διαλύτη για οξείδιο του αργιλίου και εφαρμόζει ένα ισχυρό ηλεκτρικό ρεύμα για να διασπάσει το οξείδιο του αργιλίου σε αλουμίνιο και οξυγόνο.

Συνοπτικά: Ο ισχυρός δεσμός στο οξείδιο του αργιλίου, σε συνδυασμό με τους περιορισμούς του άνθρακα ως αναγωγικού παράγοντα, καθιστά αδύνατο να μειωθεί αποτελεσματικά το οξείδιο του αργιλίου σε αλουμίνιο χρησιμοποιώντας οπτάνθρακα. Η διαδικασία Hall-Héroult, η οποία χρησιμοποιεί ηλεκτρόλυση, είναι η προτιμώμενη μέθοδος για την παραγωγή αλουμινίου.