الدرس السادس ... استخلاص الالومنيوم

استخلاص الالومنيوم
فكرة العمل
يستخلص الألومنيوم من خام البوكسيت الذائب فى الكريوليت فى وجود مادة صهارة هى الفلورسبار
تركيب الخلية
1- القطب الموجب
عبارة عن سيقان من الكربون ( اجرافيت )المتصلة مع بعضها
2- القطب السالب
عبارة عن حوض من الحديد المبطن بالجرافيت من الداخل
3-فتحة لخروج مصهور الألومنيوم
خطوات العمل :
1- ضع الكريوليت مع الفلورسبار فى الخلية
2- اغلق الدائرة فتتولد كمية حرارة كبيرة تكفى لصهر الكريوليت
3- ينقى خام البوكسيت ثم يضاف بالتدريج
التفاعلات التى تحدث داخل الخلية
1- يتأين خام البوكسيت
ويتحول لأيون الومنيوم موجب وايون أكسجين سالب
Al2O3 2Al+3 +3O-2
2- عند الآنود (القطب الموجب) ( يحدث عمليةأكسدة )
-تتحرك ايونات الأكسجين السالبة وتفقد إلكترونات وتتحول إلى ذرات أكسجين متعادلة ويحدث لها
أكسدة3O-2 -6e 3O
-يتحد جزء من الأكسجين مع سيقان الكربون ويتكون خليط من اول وثانى أكسيد الكربون الذى
يسبب تآكل سيقان الكربون
2C + 3O CO + CO2
3- عند الكاثود (القطب السالب) (يحدث عملية اختزال)
تتحرك أيونات الألومنيوم الموجبة ناحية القطب السالب وتكتسب الإلكترونات التى فقدتها أيونات الأكسجين وتتعادل ويحدث لها اختزال 2Al+ 3 + 6e  2Al
4-يخرج مصهور الألومنيوم من الفتحة الخاصة بة
5-يتحد جزء من الأكسجين مع سيقان الكربون
ويتكون خليط من أول وثانى أكسيد الكربون الذى يسبب تآكل سيقان الكربون
2C + 3O  CO + CO2

ملاحظات
*الفلورسبار هو فلوريد الكالسيوم CaF2
يستخدم كمادة صهارة تخفض درجة انصهار خام البوكسيت من 2059 إلى 950 درجة
*الكريوليت هو فلوريد مزدوج من الصوديوم والالومنيوم Na3AlF6 يستخدم كمادة مذيبة
-يمكن استبدال الكريوليت بمخلوط لفلوريدات الالومنويم والصوديوم والكالسيوم
علل استخدام الفلورسبار عند استخلاص الالومنيوم
لأنة مادة صهارة تخفض درجة انصهار خام البوكسيت من 2045 إلى 950درجة
علل يمكن استبدال الكريوليت بمخلوط لفلوريدات الالومنويم والصوديوم والكالسيوم
لان هذا المخلوط يعطى مع البوكسيت مصهور يتميز بانخفاض درجة انصهارة وكذلك انخفاض كثافتة
مقارنة بالمصهور مع معدن الكريوليت مملا يسهل فصل مصهور الالومينويوم والذى يكون راسيا فى
قاع خلية التحليل
علل يرش مسحوق الكربون عند استخلاص الالومنويم فى خلية تحليل البوكسيت
ليتفاعل مع الاكسجين الناتج ويمنع تاكل سيقان الكربون
2C + 3O  CO + CO2
علل تآكل سيقان الكربون فى خلية استخلاص الألومنيوم
لآن جزء من الأكسجين يتحد مع سيقان الكربون ويتكون خليط من اول وثانى أكسيد الكربون الذى
يسبب تآكل سيقان الكربون 2C + 3O  CO + CO2
علل ايونات الأكسجين عامل مختزل و أيونات الألومنيوم عامل مؤكسد
ايونات الأكسجين عامل مختزل لانها تفقد إلكترونات و يحدث لها أكسدة 3O-2 - 6e  3O
وايونات الالومنيوم عامل مؤكسد لانها تكتسب إلكترونات ويحدث لها اختزال 2Al+3 + 6e2Al
علل لايوجد الصوديوم والالومنيوم فى صورة مفردة فى الطبيعة ولكن يوجد الذهب والبلاتين
-لا يوجد الصوديوم والالومنيوم فى صورة مفردة فى الطبيعة بسبب نشاطهم الكيميائى الشديد
-ولكن يوجد الذهب والبلاتين لأنها قليلة النشاط الكيميائى
علل يصعب استخلاص الصوديوم والألومنيوم باختزال مركباتها
لشدة نشاطها الكيميائي وثبات مركباتها
علل يسهل اختزال أكسيد النحاس ويصعب اختزال أكسيد الألومنيوم
- يسهل اختزال أكسيد النحاس لأنة عنصر قليل النشاط الكيميائي
-ويصعب اختزال أكسيد أل ألومنيوم لأنة عنصر نشط له ميل شديد لإرتباط بالأكسجين
قارن بين الخلية الجلفانيـــة والتحليليـــة
وجة المقارنة الخلية التحليليــة الخلية الجلفانيـــة
تحويل الطاقــة كهربية إلى طاقة كيميائية الطاقة الحرارية الناتجة من التفاعلات الكيميائية إلى كهربية
نوع التفاعـل أكسدة واختزال أكسدة واختزال
المصـــدر يتطلب وجود مصدر خارجي للتيار الكهربي لا يتطلب ذلك
الأنـــــود القطب الموجب القطب السالب
الكاثـــود القطب السالب القطب الموجب
عملية الأكسدة تحدث عند الأنود تحدث عند الكاثود
عملية الإختزال تحدث عند الكاثود تحدث عند الأنود
مسار التيـار الخارجــى من الأنود ( القطب الموجب) إلى الكاثود( القطب السالب) من الكاثود ( القطب السالب)
إلى الأنود( القطب الموجب)
القنطـرة الملحية لا تحتاج تحتاج
نــوع القطبين لا يشترط أن يكون مختلفان لابد أن يكون القطبين مختلفان
س: وضح التفاعلات التى تحدث عند الاقطاب فى الخلايا التحليلية الاتية:-
الخلية الكاثـــــــــــــود الانــــــــــــــود
محلول يوديد بوتاسيوم بين اقطاب بلاتين 2KI 2K+ +2I-
2K+ +2e 2K
2K+2H2O 2KOH +H2 2I-1 I2 +2e
محلول كبريتات نحاس بين اقطاب نحاس CuSO4 Cu+2 +SO4-2
Cu+2 +2e Cu Cu Cu+2 +2e

محلول كبريتات نحاس بين اقطاب بلاتين CuSO4 Cu+2 +SO4-2
Cu+2 +2e Cu SO4-2 SO4 +2e
SO4+H2O H2SO4 +H2O
محلول كلوريد نحاس بين اقطاب بلاتين CuCl2 Cu+2 +2Cl-1
Cu+2 +2e Cu 2Cl-1 Cl2 +2e

محلول كلوريد صوديوم بين اقطاب بلاتين 2NaCl ماء 2Na+ +2Cl-1
2H2O +2e 2H2 + 2OH-
Na+ + OH- NaOH 2H2O+2e O2+4H++4e
2Cl-1 Cl2 +2e
2H2O + 2Cl- Cl2+ H2 +2OH –
نترات الفضة بين اقطاب من البلاتين AgNO3 ماءAg+1+ NO3 -1
Ag +1 + e Ag Ag Ag +1 + e
محلول كلوريد صوديوم بين اقطاب زئبق NaCl ماء Na+ + Cl-1
Na ++ e Na
2Na+2H2O NaOH +H2 2Cl-1 Cl2 +2e
مصهور كلوريد الصوديوم بين اقطاب بلاتين NaCl صهر Na+ + Cl-1
Na ++ e Na 2Cl-1 Cl2 +2e
حمض الكبرتيك بين اقطاب من الهيدروجين H2SO4 ماء 2H+ + SO4-2
2H+ +2e H2 SO4-2 SO4 +2e
SO4+H2O H2SO4 +H2O
كبريتات البوتاسيوم K2SO4 2K+ +SO4-2
2K++2e 2K
2K+H2O 2KOH +H2 SO4-2 SO4 +2e
SO4+H2O H2SO4 +H2O

» الدرس السادس ... المــــرايـــــا
» الدرس السادس ...الطحالب
» الدرس السادس ... الانعكاس فى الصوت
» الدرس السادس ... المضادات الحيويه
» الدرس السادس ... التحليل المائى