Электролиз растворов одних электролитов в расплавах других

[Nobody85]

Здравствуйте. Заранее извиняюсь, если вдруг буду писать глупости, просто разобраться в этом вопросе в одиночку мне достаточно трудно. Как известно, очень активные металлы, например, натрий, калий или алюминий, нельзя выделить электролизом из водного раствора. Поэтому для их выделения приходится применять либо расплавы соответствующих электролитов (зачастую довольно тугоплавких), либо их растворы в неводных полярных растворителях. У меня следующий вопрос: можно ли растворять тугоплавкие соли активных металлов в расплавах легкоплавких электролитов подобно растворению в воде или другом полярном растворителе, а затем осаждать эти металлы на катоде (только электролит-растворитель, разумеется, не должен давать при диссоциации катионы, разряжающиеся легче катионов выделяемого металла)? По логике вещей, ионные кристаллические решётки должны разрушаться под действием ионов расплавленного электролита подобно тому, как они разрушаются под действием полярных молекул растворителя. Хотя растворить в расплаве электролита невысокой температуры неограниченное количество тугоплавкой соли, конечно, не получится, так как при добавлении этой соли эвтектическая температура системы будет повышаться. Электролиты с ковалентной полярной связью тоже, возможно, будут диссоциировать в подобных растворах вследствие своего рода "сольватации" ионов ионами электролита-растворителя, хотя здесь я не уверен. Теперь об электровыделении металлов. Металлический натрий, например, можно получать так: расплавлять гидроксид натрия, растворять в нём некоторое количество поваренной соли, затем подвергать этот двойной расплав электролизу, и, по мере разложения хлорида натрия, добавлять последний в электролитическую ванну. Поскольку на аноде в первую очередь будут разряжаться ионы хлора, то расход гидроксида натрия в ходе процесса будет небольшим. Я растворял хлористый натрий в расплаве аммиачной селитры, и при электролизе с графитовыми электродами на аноде выделялся хлор, что говорит о распаде хлорида натрия на ионы. Натрий я осадить на катоде не смог, поскольку ионы аммония разряжаются легче ионов натрия. Аналогично можно получать алюминий электролизом раствора сульфата алюминия в расплаве какой-либо легкоплавкой натриевой соли (ацетата натрия, например). Насколько справедливо и полезно в практическом отношении то, о чём я написал, и вообще, может ли расплав электролита заменить полярный растворитель? Заранее спасибо.

[borodul]

я

Здравствуйте. Заранее извиняюсь, если вдруг буду писать глупости, просто разобраться в этом вопросе в одиночку мне достаточно трудно. Как известно, очень активные металлы, например, натрий, калий или алюминий, нельзя выделить электролизом из водного раствора. Поэтому для их выделения приходится применять либо расплавы соответствующих электролитов (зачастую довольно тугоплавких), либо их растворы в неводных полярных растворителях. У меня следующий вопрос: можно ли растворять тугоплавкие соли активных металлов в расплавах легкоплавких электролитов подобно растворению в воде или другом полярном растворителе, а затем осаждать эти металлы на катоде (только электролит-растворитель, разумеется, не должен давать при диссоциации катионы, разряжающиеся легче катионов выделяемого металла)? По логике вещей, ионные кристаллические решётки должны разрушаться под действием ионов расплавленного электролита подобно тому, как они разрушаются под действием полярных молекул растворителя. Хотя растворить в расплаве электролита невысокой температуры неограниченное количество тугоплавкой соли, конечно, не получится, так как при добавлении этой соли эвтектическая температура системы будет повышаться. Электролиты с ковалентной полярной связью тоже, возможно, будут диссоциировать в подобных растворах вследствие своего рода "сольватации" ионов ионами электролита-растворителя, хотя здесь я не уверен. Теперь об электровыделении металлов. Металлический натрий, например, можно получать так: расплавлять гидроксид натрия, растворять в нём некоторое количество поваренной соли, затем подвергать этот двойной расплав электролизу, и, по мере разложения хлорида натрия, добавлять последний в электролитическую ванну. Поскольку на аноде в первую очередь будут разряжаться ионы хлора, то расход гидроксида натрия в ходе процесса будет небольшим. Я растворял хлористый натрий в расплаве аммиачной селитры, и при электролизе с графитовыми электродами на аноде выделялся хлор, что говорит о распаде хлорида натрия на ионы. Натрий я осадить на катоде не смог, поскольку ионы аммония разряжаются легче ионов натрия. Аналогично можно получать алюминий электролизом раствора сульфата алюминия в расплаве какой-либо легкоплавкой натриевой соли (ацетата натрия, например). Насколько справедливо и полезно в практическом отношении то, о чём я написал, и вообще, может ли расплав электролита заменить полярный растворитель? Заранее спасибо.

 

В практическом отношении - пожалуй, полезно. На днях я на работе высказал идею похожего рода(но с лантаноидами), начальник поддержал.

 

Теперь о растворителях. К растворителю требования следующие - он должен иметь большую диэлектрическую проницаемость и обладать большой устойчивостью к электрическому току(иначе говоря, с ним не должно при воздействии тока ничего происходить). А токи на него будут воздействовать мощные - потенциалы щелочных, щелочноземельных, редкоземельных металлов велики, выход по току будет, как правило, мал - следовательно, чтобы был выхлоп, придется действовать большими токами и напряжениями. Не всякий растворитель выдержит такое издевательство.

У меня есть вариант, как справиться с этими проблемами, - надо ионную жидкость использовать. Правда, я не знаю, какую. Пока не знаю.

[aversun]

Так уже давно делается, например, для для получения натрия берут эвтектическую смесь солей KCl+CaCl2+ NaCl которая плавится не при 800°, а при 580°, по сути это и есть раствор основного вещества в расплаве других солей.