» » Электролиз с растворимым анодом
18.05.2015

В данном случае растворимым анодом является металлический, обычно, расплавленный, электрод, посылающий в электролит ионы. Типичным процессом такого рода является электролитическое рафинирование алюминия с целью получения металла высокой степени чистоты. Анодом служит здесь сплав алюминия с другими металлами: электролитом — расплав из BaCl2, NaF, AlF3. При электролизе происходит анодное растворение алюминия (как менее электроположительного по сравнению с другими металлами, входящими в анодный сплав) с переходом его в электролит в виде ионов;
Аl - 3е → Аl3+.

На катоде происходит разряд ионов алюминия с выделением чистого (рафинированного) алюминия:
Al3+ + 3e → Al.

Элементы, более электроположительные, чем алюминий (медь, железо, кремний и другие), анодно не растворяются и накапливаются в анодном сплаве. Металлы же менее электроположительные, чем алюминий (магний, кальций и другие), будут подвергаться анодному растворению ранее алюминия или одновременно с ним и переходить в электролит в виде соответствующих ионов, которые, однако, остаются в электролите, не разряжаясь на катоде, так как потенциалы их выделения выше, чем у алюминия.
Ввиду того, что при электролитическом рафинировании алюминия анодный процесс (переход алюминия в ионное состояние) энергетически уравновешивается катодным процессом (разрядом ионов алюминия), напряжение на клеммах электролизера должно было бы определяться только падением напряжения в электролите, проводниках и контактах. Однако в действительности в этом процессе возникают две концентрационные цепи; одна в силу разницы в концентрации металлического алюминия в анодном сплаве и на катоде, другая же в силу разницы в концентрации ионов алюминия в прианодном и прикатодном слоях электролита. Возникновение этих цепей является причиной появления определенной противоэлектродвижущей силы (обратная а. д. с.), вызывающей необходимость повышения на эту величину напряжения, приложенного к электролизеру извне. При установившемся процессе и поддержании устойчивой концентрации алюминия в анодном сплаве указанная обратная э. д. с. будет выражаться некоторой постоянной величиной в несколько десятых долей вольта.
Аналогичные процессы электролиза расплавленных солей с растворимым анодом могут быть применены и для других случаев рафинирования и электрохимического разделения металлов. Так, например, одним из возможных путей очистки свинца от примесей (висмута, сурьмы, мышьяка, олова) является его рафинирование в расплавленных солях при электролизе в ячейке типа Рb/РbСl2 + NaCl + KCl/Pb + Me, где анодом является свинец, загрязненный примесями, катодом — чистый свинец, а электролитом — расплавленная тройная эвтектика PbCl2—NaCl—KCl. Здесь анодно растворяется свинец, ионы которого затем разряжаются на катоде, а в анодном сплаве концентрируются более положи тельные компоненты (примеси).
К случаю электролиза с растворимым анодом относится также электролиз расплавленных солей (например, хлоридов) с окисно-угольным анодом, состоящим из окисла того металла, который получают, и углеродистого материала. Такие окисно-угольные аноды могут содержать Аl2О3, MgO, ВеО. При электролизе соответствующих хлоридов (AlCl3, MgCl2, BeCl2) хлор выделяется на аноде, хлорирует (в присутствии угля) окисел анода и образовавшийся хлорид подвергается электролизу. Эти процессы не получили пока промышленного использования, но для отдельных редких трудн01в0сстан0.вимых металлов они могут иметь практическое значение.