Aluminios

Teoría de la Electrolisis
La electrólisis es la descomposición química de una sustancia, producida por el paso de una corriente eléctrica continua.
Para que tenga lugar la electrólisis de un compuesto es preciso que éste sea un ácido, una base o una sal disociable en iones, y que se halle en estado líquido o en disolución. Dicho compuesto, llamado electrólitos, se coloca en un recipiente (cubaelectrolítica) en el que existen dos electrodos entre los que se establece una diferencia de potencial, bajo el influjo de la cual los iones positivos (cationes) son atraídos hacia el cátodo (negativo), donde adquieren el o los electrones que precisan para convertirse en átomos del elemento, mientras que los iones negativos (aniones) se dirigen hacia el ánodo (positivo), donde ceden sus electronessobrantes para alcanzar la estructura atómica estable.
Las leyes de Faraday sobre la electrólisis indican que la cantidad de un elemento químico depositado sobre un electrodo es proporcional a la cantidad de carga eléctrica que atraviesa la disolución, y que el peso de los distintos elementos que deposita en los electrodos una cantidad constante de electricidad es proporcional a los equivalentesquímicos de las sustancias consideradas.
Reducción electrolítica del aluminio. Reacciones en el electrolito. Reacciones en el ánodo y el cátodo.
La electrólisis es un proceso electroquímico en el que se utiliza el paso de la corriente eléctrica a través de una solución que contiene compuestos disociados en iones para provocar una serie de transformaciones químicas. La corriente eléctricase proporciona a la solución sumergiendo en ella dos electrodos, uno llamado cátodo y otro llamado ánodo, conectados respectivamente al polo negativo y al polo positivo de una fuente de corriente continua. Para este caso la electrolisis descompone la alúmina en aluminio y oxígeno y se aplica el uso de corriente eléctrica para lograr la reducción debido a que la elevada reactividad del aluminioimpide extraerlo de la alúmina mediante reducción directa.
El aluminio se obtiene por electrólisis, a partir de la alúmina disuelta en criolita (Na3AlF6) fundida. Esto se debe a que la alúmina, que es una material de tipo refractario, posee un alto punto de fusión, por lo que es conveniente realizar previamente la disolución en criolita, Na3AlF6, que tiene un punto de fusión que ronda los1000ºC, bastante inferior al punto de fusión de la alúmina, el cual es de 2015ºC, lo que reduce el punto de fusión final del baño fundido, que es un conductor de la corriente eléctrica (electrolito).La criolita se produce usando fluorita (CaF2), el hidróxido de aluminio, el carbonato sódico y el ácido sulfúrico.
Se acepta que el proceso electrolítico transcurre como sigue:
Bajo laacción de la corriente la criolita fundida se disocia en iones.
Na3AlF6---------˃ 3Na3+ + AlF63-
La alúmina disuelta también se disocia en iones.
Al2O3 ----------˃ Al3+ + AlO33-

De manera que son transportados al cátodo los iones 3Na+ y Al3+, como el ion de aluminio tiene un potencial negativo menor que el sódico, se descarga allí solo el aluminio,convirtiéndose en aluminio metálico que precipita en el fondo del baño caliente en forma líquida.
Al33+ +3e- -------------˃ Al0 E= -1,57
Na+ + e- ---------------˃ Na0 E= -2,71

Los iones de sodio reaccionan con el anión AlO33-para formar aluminato sódico según:
3Na+ + AlO33- --------------˃ Na3AlO3
Los iones negativos o aniones se dirigen al ánodo, se forma allíalúmina y se desprende oxígeno, según:
2AlO33- + 6e- -------------˃ Al2O3 + 3/2 O2
El oxigeno desprendido reacciona con el carbón para formar CO y CO2 que se desprenden del baño como gases.
Estas reacciones pueden reducir la eficiencia de la célula e incrementar el consumo de carbón de la misma.
El aluminio formado al ser más denso que el electrolito se funde...