Электролитическое выделение металлов из расплавов

Некоторые металлы нельзя выделить цементацией и электролизом из водных растворов. К таким металлам относятся в частности алюминий, магний и другие легкие металлы.

Причина невозможности выделения алюминия, магния и других металлов из водных растворов заключается в том, что эти металлы обладают большим электроотрицательным потенциалом. Попытка цементации алюминия из его соединения в водном растворе другим металлом с еще большим электроотрицательным потенциалом; (например натрием) приведет к тому, что вместо алюминия будет выделяться водород, причем будет выделяться ранее, чем алюминий. Выделение алюминия начнется только тогда, когда в растворе не будет водорода, а это произойдет лишь тогда, когда в смеси с алюминиевой солью не будет воды. Таким образом, из водных растворов выделение алюминия невозможно.

По этой же причине невозможно электролитическое выделения алюминия из водных растворов - на катоде будет выделяться более электроположительный металл - газообразный водород, который будет выделяться до полного исчезновения воды.

Для выделения металлических алюминия, магния и др. прибегают к электролизу соединений их в расплавленном состоянии, большей частью вместе с другими веществами. Расплавление смесей делает возможным проведение процесса электролиза, что практически невозможно для тех же соединений в их твердом агрегатном состоянии.

Для проведения электролиза в расплавленном состоянии, соединения алюминия и магния (оксид алюминия Al₂O₃, хлористый магний MgCl₂) выделяют из растворов различными приемами, тщательно обезвоживают эти вещества и подвергают электролизу в расплавленных средах. В качестве основной добавки при электролитическом получении алюминия из оксида алюминия (глинозема) применяют криолит Na₃AlF₆, который в расплавленном состоянии является растворителем для глинозема. При электролизе; протекают процессы, результат которых можно представить уравнением

А1₂О₃ + Na₃AlF₆ + ток =

= 2А1 (на катоде) + 1,5О₂ (на аноде) + Na₃AlF₆ (в расплаве).

При электролитическом получении магния из хлористого магния обычной добавкой является хлористый калий, иногда прибавляют другие соединения (хлористые барий и кальций, фтористый натрий и др.). Получение металлического магния электролитическим путем можно представить уравнением:

MgCl₂ + добавки + ток =

= Mg (на катоде) + С1₂ (на аноде) + добавки (в расплаве).