Obtencion De Aluminio Por Electrólisis

Antecedentes

El alumbre y los compuestos de aluminio eran conocidos desde tiempos muy remotos, lo conocían los griegos y los romanos, estos últimos llamaron alumbre a toda sustancia de sabos astringente.

Geber en el siglo VIII, enseñó a purificarlo y a calcinarlo.

Paracelso, diferenció el alumbre vitrio y dijo que su base era un óxido y que no era cal.

Marggraf, demostró en 1754, que no se trata de cal, sino de tierra especial.

Chaptai y Vauquelin, en 1797, demostraron que el aluminio era una sal doble formada de sulfato de aluminio y sulfato de potasio.

Pero el aluminio metálico, no se obtuvo sino hasta el siglo XIX, cuando Hans Christian Oersted científico danés calentó cloruro de aluminio con amalgama de potasio, separo luego el mercurio por destilación y obtuvo aluminio metálico en forma de polvo con brillo metálico.

Deespues de la fabricación del sodio a gran escala en 1854, Henri Sainte Claire Deville, sustituyó el potasio con sodio metálico y en lugar de cloruro de aluminio utilizó cloruro doble de aluminio y sodio y lo obtuvo en gran escala. Casi al mismo tiempo, Paul Héroult, francés, aisló el aluminio metálico, por un método idéntico al de hall.

El aluminio obtenido por el método de reducción de sodio costaba 17.63 dolares el kilo y por el método de hall Héroult en 1946 su precio era de 33 centavos el kilo.

Generalidades

Estado normal

• Símbolo: Al

• Número atómico: 13

• Peso atómico: 26.97

• Trivalente.

• Se encuentra libre en la naturaleza, solo en combinaciones abundantes, como óxidos o silicatos.

• Llega a formar el 8% de la corteza terrestre.

• El aluminio es el metal más abundante y ocupa el tercer lugar entre los elementos que abundan más en la corteza terrestre, de los cuales el primero es el oxígeno, al que le sigue el silicio.

• Es un componente de muchos minerales unos abundantes y otros relativamente raros.

Propiedades físicas y químicas

• Es un metal blanco de brillo argentino.

• No sabor.

• No olor.

• Muy dúctil y maleable.

• Puede ser laminado y de poco peso.

• Buen conductor de calor y de la electricidad.

• Gran reflectividad de la luz y de la energía radiante.

• Es muy tenaz aleado con otros metales.

• Se auto protege de las acciones atmosféricas formando óxidos.

• El aluminio funde a 660˚C.

• El aluminio puro funde mas fácilmente que el impuro.

• Por fusión cristaliza en forma octaédrica (regular).

• Su punto de ebullición es de 2057˚C.

• Su calor de combustión es de 399 kilocalorías.

• El metal se funde pero no arde.

Reacciones importantes

El aluminio metálico con el oxígeno y con el agua, se oxida lentamente formando una capa impermeable y con el agua desprende H2.

4 Al + 3 O2 2 Al2O3

2 Al + 3 H2O Al2O3 + 3 H2

El acido sulfúrico diluido actúa muy lentamente sobre el aluminio, porque el H2 que se desarrolla al primer instante impide la ulterior contacto.

El acido sulfúrico concentrado lo ataca dando sulfato:

2 Al + 6 H2SO4 Al2(SO4)3 + 3 SO2 + 6 H2O

El acido nítrico no lo ataca, ni diluido ni concentrado por su acción oxidante, pero si no se oxidara formaría un nitrato básico.

Al + 4 HNO3 (conc) Al(NO3)3 + NO + 2 H20

8 Al + 30 HN03 (dil) 8 Al (NO3)3 + 3 NH4NO3 + 9 H2O

El ácido clorhídrico y los álcalis lo descomponen fácilmente, desprendiendo H2.

2 Al + 6 HCl 2 AlCl3 + 3 H2

2 Al + 2 NaOH + 2 H2O 2 NaAlO2 + 3H2

El amoniaco ataca lentamente al aluminio:

Al + NH4OH Al (OH)3 + 3 NH4

Loa ácidos orgánicos diluidos en frio no lo atacan.

El ácido acético concentrado lo disuelve en frio, dando:

2 Al + 6HC2H3O2 2 Al(C2H3O2)3 + 3 H2

La mayor parte del Aluminio del comercio se emplea en la fundición de acero, añadido en pequeñas cantidades, el acero fundido se combina con los gases, y de este modo se obtienen los lingotes de metal compactos. Como es buen conductor del calor y de la electricidad, se utiliza en la fabricación de utensilios de cocina y equipos eléctricos.

Obtención del aluminio metálico

La obtención

...