Le barre di grafite sono utilizzate come catodi nel processo Hall-Heroult per l'estrazione dell'alluminio metallico dall'ossido di alluminio. In questo processo, sia l'anodo che il catodo sono fatti di grafite.
Spiegazione:
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Processo di Hall-Heroult: Si tratta di un importante processo industriale per l'estrazione dell'alluminio. L'ossido di alluminio (Al2O3) viene sciolto in criolite fusa (Na3AlF6) ed elettrolizzato in una cella. Il processo richiede una temperatura elevata, compresa tra 950 e 980 gradi Celsius.
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Ruolo della grafite nel processo: Nel processo di Hall-Heroult, la grafite svolge un duplice ruolo, sia come anodo che come catodo. L'anodo di grafite viene consumato durante il processo poiché reagisce con gli ioni di ossigeno, rilasciando anidride carbonica. Il catodo di grafite, invece, rimane relativamente stabile e fornisce una superficie per la riduzione degli ioni di alluminio.
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Perché si usa la grafite: La grafite viene scelta per la sua conducibilità elettrica, la sua resistenza alle alte temperature e la sua stabilità nell'ambiente elettrolitico. Inoltre, è relativamente poco costosa e facile da fabbricare, il che è fondamentale per i processi industriali su larga scala.
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Proprietà del catodo nel processo Hall-Heroult: In base alle proprietà desiderabili per i materiali catodici citate nel riferimento, la grafite soddisfa i criteri di stabilità del materiale a contatto con l'elettrolita, di tensione di lavoro utile, di facilità di fabbricazione e di basso costo.
In sintesi, l'uso di una barretta di grafite come catodo si riscontra in particolare nel processo Hall-Heroult per l'estrazione dell'alluminio, dove le sue proprietà la rendono una scelta ideale per resistere alle dure condizioni elettrolitiche e alle alte temperature coinvolte nel processo.
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