Schmelzflusselektrolyse Aluminium mit Kryolith

Wissenschaft Chemie
#1

Hi

Ich versuche gerade die Schmelzflusselektrolyse von Aluminiumoxid mit Kryolith zu lernen.

Da wird ja Aluminiumoxid mit Kryolith elektrolysiert. Jetzt steht in meinem Schema, dass dort auch Fluor entsteht und dass der Elektrolyt nur 3% Aluminiumoxid enthält, da man so die Dichte vom Aluminium ausnutzt um es unten aufzufangen. Das eutektische Gemisch liegt bei 18,5%. Man muss so wenig Aluminiumoxid nehmen, weil das allein einen zu hohen Schmelzpunkt hätte.

Was ich nicht kapiere: wenn da Fluor entsteht, dann elektrolysiert man sich ja sein Kryolith weg? Oder ist das nur in Spuren? Und wenn ja, warum hält es sich dann so, im Gegensatz zum Aluminiumoxid, das ja dann in Sauerstoff und Aluminium zersetzt (oder besser aufgebaut) wird?

Liegt es allein daran, dass Kryolith ein Komplex ist?

Danke für die Hilfe

Karana

#2

Hallo,

Was ich nicht kapiere: wenn da Fluor entsteht, dann
elektrolysiert man sich ja sein Kryolith weg? Oder ist das nur

siehe z.B.:
http://www.hbg.ka.bw.schule.de/publikat/referate/che…

Darin u.a.:
„Dies muss vermieden werden, da sonst die Kontinuität des Verfahrens gefährdet ist. Ein weiteres Problem bei sinkender Aluminiumoxidzahl die Bildung von Fluorverbindungen an der Anode. Das dies nicht passiert, sorgt eine computergesteuerte Dosiermaschine dafür, dass in Abständen von wenigen Minuten Oxid nachgefüllt wird.“

Gruß

watergolf

#3

Huhu!

Es wird bevorzugt der Sauerstoff oxidiert. (Leider finde ich nirgendwo die Potentiale für Schmelzen). Da aber (Hydr)Oxid bei normalen Bedingungen leichter zu oxidieren ist als Fluorid, sollte das in der Schmelze genau so sein.
In sofern sollte eig. nur Al2O3 elektrolysiert werden, aber es geht ja nunmal nicht nur nach den Standardpotentialen, sondern eben auch nach der Konzentration (s. Nernstsche Gleichung).

E = E0 + zF/RT * ln (aOx/aRed)

Wenn nun a(Ox) (also F2) = 0 ist, wird der ln davon ja minus unendlich. D.h. das Potential wird theoretisch unendlich negativ. Daher bildet sich immer auch F2. Und zwar nun genau so viel, dass das Potential genau dem der Konkurrenzreaktion entspricht, also der von Oxid zu Sauerstoff.

D.h. die beiden E sind gleich:

E(F-/F2) = E (O2-/O2)

Also:

E0 F + zF/RT * ln (a(F2)/a(F-) = das ganze dann mit O

dann die Zahlenwerte einsetzen. und man erhält nach Umformen ein Verhältnis von O2 zu F2, (da alle anderen Werte ja bekannt sind).
Das dürfte einige Zehnerpotenzen betragen.

Es entsteht also Beispielsweise (nicht ausgerechnet, nur als Bsp) auf 1 Mio. Liter O2 (die ja CO und CO2 werden) 0,1 L F2.

Da F2 als Gas sich aus dem Gleichgewicht entzieht, muss es konstant nachgebildet werden.

Gruß

#4

Hallo

Ich vermute, das das entstehende Flour das Al2O3 aufschliessen kann, was sonst nur sehr schwierig ist.
Der Sauerstoff wird dann frei.
Es muß nur genügend Oxid da sein, um das Flour aufzufangen.

MfG
Matthias

#5

Ich vermute, das das entstehende Flour das Al2O3 aufschliessen
kann, was sonst nur sehr schwierig ist.
Der Sauerstoff wird dann frei.
Es muß nur genügend Oxid da sein, um das Flour aufzufangen.

Hi

Das denke ich nicht, denn in meinem Buch stand als Erklärung nur, dass man Kryolith hinzufügt, damit es ein eutektisches Gemisch bildet, da reines Aluminiumoxid erst bei über 2000°C schmilzen würde.

#6

Hallo

Das trifft sicher zu.
Aber Na und Fluor lassen sich besser abscheiden, als Al oder Sauerstoff aus Al2O3.
Letzteres ist aber nur meine Vermutung, genau reinsehen kann ich nicht in die Materie.

MfG

#7

Moin,

Das trifft sicher zu.

tut es.

Aber Na und Fluor lassen sich besser abscheiden, als Al oder
Sauerstoff aus Al2O3.

Wenn man keine Ahnung hat…

Letzteres ist aber nur meine Vermutung, genau reinsehen kann
ich nicht in die Materie.

Dann lass es bitte sein, denn in letzter Zeit hast Du einige grenzwertig unkorrekte Antworten gegeben, bei denen ich schon kurz davor war zu kommentieren oder gar zu löschen.

Mit so was tust Du weder den Fragern noch Dir selber einen Gefallen, weil Du Dich so selber vorführst!

Gandalf

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