» » Электролиз с нерастворимым (углеродистым) анодом
18.05.2015

Электролиз с нерастворимым анодом, т. е. таким, который не посылает ионов в электролит, является наиболее распространенным при получении металлов из расплавленных солей (рис. 10, а).
Такие металлы, как алюминий, магний, бериллий, литий, натрий и другие, получаются электролизом с нерастворимыми анодами. В качестве последних применяют угольные (при выделении на них кислорода) или графитированные (при выделении на них хлора).
Электролиз с нерастворимым (углеродистым) анодом

При электролизе расплавленных хлоридов анодный процесс прост и заключается в первичном разряде ионов хлора, который в элементарном виде выделяется на аноде, хотя в переносе тока к аноду могут принимать участие и более сложные комплексные анионы. Например, в случае электролиза расплавленного карналлита (при получении магния) в электролите, помимо анионов Cl присутствуют, по-видимому, и более сложные комплексные анионы MgCl3-, которые находятся в равновесии с простыми ионами:
Электролиз с нерастворимым (углеродистым) анодом

и наряду с нонами Cl- также принимают участие в переносе тока к аноду, хотя разряжаются на аноде только ионы хлора:
Электролиз с нерастворимым (углеродистым) анодом

Ток к катоду переносится здесь всеми катионами: Mg2+, K+ и Na+, однако на катоде имеет место первичный разряд только ионов магния, обладающего среди этих металлов наиболее положительным электродным потенциалом.
Более сложен, по всей вероятности, механизм переноса тока, в том числе и к аноду, при получении алюминия электролизом криолито-глиноземных расплавов. Криолит, исходя из строения его кристаллической решетки, в расплаве распадается в первую очередь на ионы Na + и AlF3-:
Электролиз с нерастворимым (углеродистым) анодом

Сложные же комплексные анионы AlF6в3- находятся в равновесии с простыми ионами:
Электролиз с нерастворимым (углеродистым) анодом

Глинозем, в силу взаимодействия ионов О2- и Al3+, образует в расплаве сложные ионы AlO+ и AlO2:
Электролиз с нерастворимым (углеродистым) анодом

находятся в равновесии с простыми ионами:
Электролиз с нерастворимым (углеродистым) анодом

причем эти равновесия по мере течения процесса электролиза все более и более сдвигаются в сторону образования простых ионов Al3+ и O2-. К аноду ток переносится всеми анионами, присутствующими в электролите. (AlF6в3-, AlO2-, и O2-), но на аноде разряжаются только ионы кислорода, причем этот разряд, как мы указывали выше, происходит без образования молекулярного кислорода и на угольном аноде непосредственно образуются в результате хемосорбции углерод-кислородные комплексы (CхО).
Перенос тока к катоду осуществляется, соответственно всеми катионами, присутствующими в электролите (Na+, Аl3+), однако на катоде первично разряжаются ионы алюминия с выделением элементарного металла:
Электролиз с нерастворимым (углеродистым) анодом

При электролизе расплавленного хлористого натрия в смеси, например с фтористым натрием и калием или расплавленного хлористого лития в смеси с хлористым калием анодным процессом является первичный разряд ионов хлора (хотя в переносе тока в случае электролитического получения натрия принимают участие и ионы F-), а на катоде первично разряжаются ионы Na+ (в первом случае) и Li+ (во втором). Однако в переносе тока к катоду участвуют также и ионы калия.