Frage von xXMikaneXx, 49

Was ist die Schmelzflusselektrolyse?

Hey ich muss nach den Ferien erklären können was eine Schmelzflusselektrolyse ist, doch ich weiß den vorgang nicht kann es mir jemand so erklären das ich es auch verstehen kann?

P.s: klar hab ich schon auf wikipedia nach geschaut also bitte schickt mir keine links zu dieser seite oder kopiert den text dort nicht um es dann hier zu kommentieren! Es wird dort etwas zu kompliziert erklärt. Schon mal danke im vorraus :)

Antwort
von LeBonyt, 24

Ein pratische Beispiel für Schmelzflusseletrolyse wäre die Gewinnung von Aluminium aus Aluminiumoxid. Hierzu vewendet man Kohleelektroden.

Prinzip ist ein Redoxprozess.

Ein Stoff wird reduziert hier Aluminiumoxid zu Aluminium

Ein Stoff wird im Gegenzug oxidiert, hier Kohlenstoff zu Kohlendioxid/Kohlenstoffmonoxid

Um die Beweglichkeit der Teilchen zu erhöhen wird das ganze Zeug geschmolzen. Damit man nicht so Schmelztemparatur so hoch machen muss, setzt man das Mineral Kyrolith noch hinzu um den Schmelzpunkt zu erniedrigen.

Kommentar von xXMikaneXx ,

Aber für was ist der Kohlenstoff da?

Kommentar von LeBonyt ,

Merke: Keine Reduktion eines Stoffes ohne eine Oxidation eines anderen Stoffes. Der Kohlenstoff ist das Reduktionsmittel des Alumiumiumoxids. Kohle - Graphit - Kohlenstoff - Koks werden manchmal ein bischen synonymmässig benutzt.

Kommentar von Karl37 ,

Das ist aber völlig falsch. Die Reduktion erfolgt durch den elektrischen Strom. Die Söderberg-Elektroden bestehen aus Graphit und bilden die Anode, die Kathode wird durch den mit Kohle und mit Bitumen ausgebildeten Boden der Zelle gebildet. Es gibt einen Abbrand an den Anoden, dort wird aber nicht das Aluminium gebildet.

Die Franzosen fahren ihre Zellen mit 100 kA Strom, deshalb betreibt Péchiney Compagnie ihre Fabriken immer neben einem AKW

Kommentar von LeBonyt ,

Karl hat recht,nobody ist perfect. es blildet sich Sauerstoff durch die Elektrolyse der dann  mit dem Kohlenstoff zu Kohlenmonoxid

Expertenantwort
von musicmaker201, Community-Experte für Chemie, 29

Das Prinzip einer Elektrolyse ist dir bekannt, oder?

Eine Schmelzflusselektrolyse ist im Prinzip das gleiche. Hier wird aber keine (wässrige) Lösung elektrolysiert, sondern ein Feststoff, welcher durch Wärmezufuhr geschmolzen wurde. Er ist somit flüssig und kann auch elektrolysiert werden.

Das Verfahren Verwendet man beispielsweise zur Herstellung von (Erd)Alkalimetallen oder Fluor, in dem man die jeweiligen Salze verwendet. Dies kann man durch die Elektrolyse von wässrigen Lösungen nämlich nicht oder nur schwer herstellen.

Kommentar von xXMikaneXx ,

Ah ok und wie genau ist das mit der Alluminium herstellung??

Kommentar von LeBonyt ,

siehe oben

Kommentar von Karl37 ,

1. Schritt Aufarbeitung des Bauxit. Nach dem gebräuchlichen Bayer-Verfahren wird geglühter Bauxit mit NaOH  unter Druck aufgeschlossen und filtriert. Das Filtrat oder Aluminatlauge wird mit reinem Al(OH)3 Kristallen angeimpft, dabei fällt das Hydroxid aus, abfiltriert und geglüht, es entsteht wasserfreies und reines Al2O3.

2. Schritt. Dieses Aluminiumoxid wird in ein Bad aus Kryolith und etwas CaF2 eingebracht, damit die Lösung ca. 15 bis 20 %ig an Al2O3 ist. Nur beim Anfahren ist das Bad aufzuheizen, im Betrieb erzeugt der Widerstand der Schmelze die notwendige Temperatur von 950 °C. Am Boden der Wanne wird ab und zu das reine Aluminium abgestochen und in Platten oder Barre n gegossen.

Antwort
von Karl37, 7

Bei einer Elektrolyse fließt ein Gleichstrom durch das Bad. Diese muss daher elektrisch leitend sein.

In Wasser gelöste Salze leiten den elektrischen Strom und das machen geschmolzene Salze auch, denn im flüssigen Zustand sind die Ionen beweglich.

Eine Einrichtung mit geschmolzenem Salz nennt man Schmelzflusselektrolyse. Technisch bedeutend sind vor allem die Schmelzflusselektrolyse von Kochsalz und die Aluminiumherstellung.

Zu Beiden kann man googlen und erhält dabei auch die Zeichnungen der Anlagen.

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