Obtenção de alumínio por meio de eletrólise

Na produção do alumínio, ele é obtido no estado líquido e é colocado em moldes

https://brasilescola.uol.com.br/quimica/obtencao-aluminio-por-meio-eletrolise.htm

” Jennifer Fogaça”

“Graduada em Química”

[NOTA DO WEBSITE: precisamos saber como as ‘coisas’ são fabricadas e industrializadas para termos domínio do que fazemos com os produtos que são colocados, COMO SE INÓCUOS FOSSEM, no mercado para comprarmos e depois, sem termos noção, ‘jogamos fora’ como lixo. MAS AQUI É IMPORTANTÍSSIMO NOS APROPRIARMOS DO CONHECIMENTO COMO AS ‘COISAS’, por exemplo, DE ALUMÍNIO CHEGAM ATÉ NÓS! Primeiro como vimos no texto antes publicado, “Por que as fábricas de alumínio americanas emitem muito mais poluição climática do que algumas de suas contrapartes no exterior“, há dois dias antes aqui no site, que a produção já final da alumina em alumínio, há a produção de gases de efeito estufa. E em segundo, e talvez tão ou mais importante do que a anterior, é a produção de , ou seja, forever chemicals/químicos para sempre’. E o que quer dizer isso? Que estamos favorecendo que se produza substâncias que, TENDO FLÚOR, gera os problemas de RETARDO MENTAL, em nossos crianças, conforme mostra o documentário também publicado neste nosso site: ‘Amanhã, seremos todos cretinos?‘ já que o flúor desloca o iodo do hormônio tiroxina, produzido pelas mães e que possibilita o desenvolvimento cerebral tanto do embrião como o feto que não recebendo a tiroxina com iodo, nasce com dificuldades mentais. Assim, não usar mais produtos de alumínio como enlatados, cervejas e refrigerantes, é muito mais uma atitude de amor aos nossos descendentes muito maior do que poderíamos imaginar! E ainda tem mais, também diminuímos a pressão de novas fontes de energia elétrica como Tucuruí, Belo Monte e tantas outros ‘loucuras’ que estão sendo feitas para atender os interesses das imensas transnacionais que exploram a bauxita na Amazônia e precisam de muita energia como se vê abaixo, mesmo com a diminuição da temperatura com o uso de uma rocha fluorada que gera o que se viu acima. Ainda têm mais coisas? Sim, mas nós do site achamos que isso acima já é mais do que convincente para se dizer: alumínio dispensável e descartável, jamais!].

O alumínio é obtido por meio do processo de Hall-Héroult, em que é realizada a eletrólise ígnea da alumina fundida na criolita.

“O alumínio é obtido por meio de processos metalúrgicos. A metalurgia é uma área que estuda a transformação de minérios em metais ou em ligas metálicas. Vários metais são obtidos por esse método, tais como o cobre, o titânio, o ferro e o manganês.

No caso do alumínio, o principal minério utilizado é a bauxita (figura), que contém óxido de alumínio hidratado (Aℓ2O3 . x H2O) e diversas impurezas.

Na metalurgia do alumínio, ocorrem as quatro etapas a seguir:

Quando o óxido de alumínio (Aℓ2O3(s)) é separado da bauxita, seu nome passa a ser alumina. 

Antigamente, fazia-se o seguinte: tratava-se a alumina com ácido clorídrico, para gerar o cloreto de alumínio; que era colocado para reagir com potássio ou sódio metálicos, causando a redução do composto e originando o alumínio metálico:

Aℓ2O3(s) + 6 HCℓ(aq)→ 4 AℓCℓ3(aq) + 3 H2O(ℓ)
AℓCℓ3(aq) + 3 K(s)→ 3 KCℓ(s) + Aℓ(s)

Entretanto, esse método era muito caro e ineficiente, por isso o alumínio era considerado um metal raro.

Mas, em 1886, dois cientistas de modo separado desenvolveram o método citado acima, em que se utilizava a eletrólise ígnea. Esses cientistas eram o americano Charles M. Hall e o francês Paul Héroult, por isso esse método passou a ser chamado de Processo de Hall-Héroult ou, simplesmente, Processo de Hall, visto que Charles M. Hall o patenteou.

 O ponto chave que eles descobriram era como fazer o óxido de alumínio ficar no estado líquido para assim conseguir realizar a sua eletrólise ígnea, pois o problema era que o ponto de fusão dele era acima de 2000ºC. Eles utilizaram um fundente, o minério criolita (Na3AℓF6), que foi capaz de abaixar a temperatura de fusão do óxido de alumínio para cerca de 1000 ºC.

Assim, como mostra o esquema abaixo, essa mistura de óxido de alumínio e criolita foi colocada em uma cuba eletrolítica de aço revestida de carbono. Por essa mistura fundida passa uma corrente elétrica. As paredes do recipiente que ficam em contato com a mistura funcionam como polo negativo da eletrólise (cátodo), onde ocorre a redução dos cátions de alumínio. Já o ânodo (polo positivo) são cilindros constituídos de grafite ou de carvão, isto é, ambos formados de carbono, onde ocorre a oxidação dos ânions de oxigênio:”

“Semirreação do cátodo: 4 Aℓ3+(ℓ) + 12 e- → 4 Aℓ(ℓ)
Semirreação do ânodo: 6 O2-(ℓ)  → 12 e- + 3 O2(g)

O oxigênio formado reage com o carbono do ânodo e gera também dióxido de carbono:

3 O2(g)  + 3 C(s) → 3 CO2(g)

De modo que a reação global e o esquema dessa eletrólise ígnea que dá origem ao alumínio são dados por:

O alumínio obtido está na forma líquida, porque o seu ponto de fusão é de 660,37 ºC, ou seja, menor que o da mistura de alumina e criolita. O alumínio também é mais denso que a mistura e, por isso, vai se depositando no fundo do recipiente, por onde é recolhido.

Na produção de 1 tonelada de alumínio usa-se:

4 a 5 toneladas de bauxita, de onde são extraídas cerca de 2 toneladas de alumina;
50 quilogramas de criolita (não há muitas reservas naturais de criolita, por isso, ela costuma ser obtida por meio de sua síntese a partir da fluorita (CaF2), um mineral mais abundante na natureza);
0,6 toneladas de carvão para os eletrodos.
Anualmente a produção de alumínio ultrapassa 27,4 milhões de toneladas.

Entre as principais ligas metálicas do alumínio, temos as seguintes: