fused-salt-electrolysis

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イオン化傾向の大きさが\ce{Al}以上の金属の単体}}は水溶液を電解分解しても得られない. \\[.2zh]  \textbf{\textcolor{purple}{金属よりも先に水溶液中の水が還元されてしまう}}からである. \\[.2zh]  そこで,\ \textbf{\textcolor{red}{結晶そのものを直接加熱融解した水がない状態で電気分解}}することになる. \\\\\\  \textbf{\textcolor{blue}{ナトリウムの精錬}(\textcolor{red}{塩化ナトリウム}の融解塩電解)} \\[.5zh]  陽極}(炭素電極) \ce{2Cl- Cl2 ^ + 2e-} \\[.2zh] \textcolor{magenta}{陰極}(鉄電極)  \ce{Na+ + e- Na} \textcolor{red}{\ce{Na}の単体が析出}) アルミニウムの精錬}(\textcolor{red}{\ce{Al2O3}\,(アルミナ)}の融解塩電解)} \\[.5zh] 陽極}(炭素電極)  \ce{C + 2O^2- CO2 + 4e-}\\ \ce{C + O^2- CO + 2e-}炭素電極が消費される}) \\\\[-1zh] \textcolor{magenta}{陰極}(炭素電極)  \ce{Al^3+ + 3e- Al} (\textcolor{red}{\ce{Al}の単体が析出})    \ce{Al2O3}(アルミナ)の融点を下げるため,\ \textbf{\textcolor{red}{氷晶石}}(\ce{Na3AlF6})を加える必要がある. \\\\\\ \ce{Al}単体は原料のボーキサイトから複数の手順を踏んで製造されるが,\ 詳細は無機化学で学習する. \\[.2zh] ここではその最終過程である融解塩電解(ホール・エルー法)のみ確認する. \\[.2zh] アルミナは融点が非常に高い(2054℃)ので,\ 融点降下剤を加えて950℃で融解塩電解する. \\[.2zh] また,\ \bm{陽極では電極の炭素が酸化されて\ce{CO2}\,や\ce{CO}が生成する.} \\[.2zh] つまり,\ \bm{陽極の炭素は消費されていくため,\ 絶えず補給する必要がある.} \\[1zh] \ce{Al}の製造には莫大な電気エネルギーを要するため,\ 電気代が高い日本ではほとんど製造されない. \\[.2zh] 一方で軽金属である\ce{Al}は,\ \ce{Fe}等の重金属に比べて融点が低く加工しやすい. \\[.2zh] それゆえ融解塩電解のわずか数\%のエネルギーでリサイクルできる利点がある.