Номер 3, страница 91, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. С какой целью используется криолит?

3. С какой целью используется криолит?

Криолит, химическая формула которого $Na_3AlF_6$ (гексафторалюминат натрия), является ключевым компонентом в современной промышленности, прежде всего в металлургии алюминия. Его основное применение связано с процессом Холла–Эру – электролитическим методом получения чистого алюминия из его оксида (глинозёма, $Al_2O_3$).

Главные цели использования криолита в этом процессе следующие:

1. Снижение температуры плавления. Чистый глинозём ($Al_2O_3$) плавится при очень высокой температуре, около 2072 o C. Поддержание такой температуры в промышленных масштабах требует огромных затрат энергии и создает технические трудности. Криолит выступает в роли флюса-растворителя. Он растворяет глинозём, образуя эвтектическую смесь (электролит), температура плавления которой составляет всего около 950-1000 o C. Это позволяет проводить электролиз при значительно более низкой и экономически приемлемой температуре, что является решающим фактором для рентабельности производства алюминия.

2. Создание проводящей среды (электролита). Для протекания электролиза необходима среда, проводящая электрический ток. Расплавленная смесь криолита и глинозёма является ионной жидкостью, которая обладает хорошей электропроводностью, позволяя ионам алюминия и кислорода двигаться к электродам.

3. Обеспечение разделения продуктов реакции. Плотность расплавленного криолито-глинозёмного электролита меньше плотности жидкого алюминия, который образуется на катоде в ходе электролиза. Благодаря этой разнице в плотности, капли расплавленного алюминия оседают на дно электролизной ванны, где образуют сплошной слой, который можно легко отводить, в то время как электролит остается сверху.

Помимо производства алюминия, криолит в меньших объёмах используется в качестве флюса в стекольной и эмалевой промышленности, как компонент абразивных материалов (например, в шлифовальных кругах) и в производстве некоторых пестицидов.

Ответ: Основная цель использования криолита ($Na_3AlF_6$) — применение его в качестве растворителя и основного компонента электролита при производстве алюминия методом Холла–Эру. Он кардинально снижает температуру плавления оксида алюминия ($Al_2O_3$) с ~2072 o C до ~950 o C, создаёт электропроводящую среду и обеспечивает удобное разделение жидкого алюминия и электролита, что делает промышленное производство алюминия технически возможным и экономически эффективным.