Розкладання фторидів

Розглянемо реакції розкладання AF3 і NaF з урахуванням участі вуглецю і активності цих компонентів в розплаві. Для реакції

4AlF3 + 3C = 4Al + 3CF4 (19)

зміна енергії Гіббса при 1300 К становить ΔG ° 1300k = 644 кДж / моль A1F3, що відповідає напрузі розкладання фтористого алюмінію Eр ° = 2,22 В. Для складу кріоліту, де активність AlF3 дорівнює 3 ∙ 10-4 (див. рис. 8 ), напруга розкладання фтористого алюмінію складе 2,52 В. Ця величина відповідає енергії Гіббса для реакції розкладання кріоліту 2Na3AlF6 + 1,5с = 6NaF + 2 Al + 1,5CF4. (20)

Для реакції

4NaF + С = CF4 + 4Na (21)

зміна енергії Гіббса для чистого фториду натрію становить при 1300 К 253 кДж / моль, що відповідає напрузі розкладання Eр ° = 2,62 В. Для складу кріоліту напруга розкладання NaF підвищиться незначно: Eр = 2,70 В.

З вищенаведених даних випливає, що напруга розкладання фториду натрію на 0,34 В вище, ніж фториду алюмінію. Отже, потенціал виділення алюмінію в стандартному стані на 0,34 В положительнее, ніж натрію. Однак, як буде показано далі, це не виключає можливості спільного розряду алюмінію і натрію.

Різниця між напругою розкладання фториду алюмінію по реакції (19) і глинозему по реакції (15) ще більш значно і становить при 1300 К 1,07 В. Але і в даному випадку не виключається можливість спільного розряду іонів кисню і фтору за певних умов електролізу. При звичайних же умовах електролізу на катоді відбувається відновлення іонів алюмінію, на аноді – окислення іонів кисню, причому і ті, й інші іони знаходяться в розплаві у вигляді комплексів.

Посилання на основну публікацію