• Металлургия алюминия
• Способы получения алюминия
• Альтернативные способы получения алюминия
• Основные компоненты электролита
• Свойства электролитов
  • Давление пара
  • Давление пара над различными системами
  • Поверхностные свойства
  • Смачивание
  • Вязкость
  • Диффузия
  • Электрическая проводимость
  • Промышленные электролиты
  • Тепло проводность
  • Активность компонентов электролита

Активность компонентов электролита

Важнейшими термодинамическими свойствами электролита являются активность его компонентов, парциальные и интегральные энтальпия и энтропия расплавленных смесей. Здесь мы рассмотрим системы NaF — AlF3, Na3AlF6 - Аl203 и Na3AlF6 - AlF3 - Аl203.

Система NaF — AlF Наиболее устойчивым химическим соединением в этой системе является криолит — Na3AlFg. Однако результаты многих исследований указывают на частичную диссоциацию криолита. К. Гротгейм рассмотрел наиболее вероятные схемы диссоциации расплавленного криолита, исходя из данных криоскопических измерений и определил, что схема наиболее вероятная для жидкого криолита. Для этой схемы константа диссоциации составляет 0,07 и рассчитанная степень диссоциации криолита а = 0,275. Это означает, что 27,5 % молекул криолита распадается .

И. Дюинг сделал попытку определить активности фторидов натрия и алюминия в системе NaF — AlF3 по содержанию натрия в алюминии. Исходя из равновесия реакции Интегрирование этих уравнений дает возможность определить активности фторидов натрия и алюминия в зависимости от активности натрия в алюминии. Для разбавленных растворов, какими являются растворы натрия в алюминии. Таким образом, установив экспериментально содержание натрия в алюминии для различных систем NaF — AlF3. Константа интегрирования находится по активности натрия в алюминии в насыщенном по фториду алюминия расплаве.

Зависимости активностей фторидов натрия и алюминия от состава системы NaF — AlF3 . При 25 % (мол.) A1F3 (криолит) активности AlF3 и NaF составляют 4-10"4 и 0,425 соответственно. При увеличении содержания A1F3 в системе NaF — AlF3 активность фторида натрия уменьшается, а фторида алюминия возрастает. Для состава NaALF4 активности фторидов натрия и алюминия составляют 5,5- 1СГ3 и 0,425 соответственно, т.е. имеют место соотношения, обратные составу криолита. Это объясняется тем, что в тетрафторалюминате натрия NaF связан прочными ковалент-ными связями с AlF3. При 53 % (мол.) AlF3 и температуре 1000 °С наступает предел насыщения A1F3 и активность его равна единице.

Система Na3AtF6 — Аl2О3 при малых концентрациях глинозема имеет значительное отрицательное отклонение от закона Рауля. При содержании около 10 % (мол.) А1203 изотерма переходит в область положительных отклонений, и при насыщении расплава глиноземом активность становится равной единице. Проведенные автором расчеты показали, что относительные парциальная энергия Гиббса и энтальпия имеют отрицательные значения, что говорит о химическом взаимодействии между компонентами расплава с образованием комплексных ионов. При повышении температуры отрицательные значения энергии Гиббса и энтальпии уменьшаются, что связано с частичным распадом комплексных ионов на более простые.

Система Na3AlFb — AlF — Аl2О представлена диаграмма линий изоактивности глинозема. С повышением концентрации фторида алюминия при постоянном содержании глинозема активность последнего возрастает, что связано с уменьшением растворимости глинозема.