ГДЗ по химии, 11 класс, Габриелян, номер 15.12

План сообщения:

• Историческая справка: стоимость алюминия до изобретения электролиза.
• Ключевое открытие: метод Холла–Эру (1886 г.) и роль Д. И. Менделеева в развитии химической науки в России.
• Современное состояние: основные принципы промышленного электролиза расплава глинозёма в криолите.

Основная часть:

В первой половине XIX века алюминий был редким и дорогим металлом, который получали химическим восстановлением солей натрия или калия. Из-за высокой стоимости его называли «серебром из глины», а изделия из него ценились выше золотых. Ситуация кардинально изменилась в 1886 году, когда независимо друг от друга американец Чарльз Холл и француз Поль Эру предложили способ получения алюминия методом электролиза. Этот процесс позволял выделять металл из его оксида (Al₂O₃) с использованием электрического тока, что резко удешевило производство.

В России развитие алюминиевой промышленности началось позже, но опиралось на фундаментальные труды Д. И. Менделеева, который высоко оценивал перспективы этого лёгкого и прочного металла. Первый завод по производству алюминия в Российской империи был построен в начале XX века. В советский период, особенно после открытия крупных месторождений бокситов и строительства мощных гидроэлектростанций (например, Братской ГЭС), СССР стал одним из мировых лидеров по выплавке алюминия. Электролиз проводился в специальных ваннах при температуре около 950^°C, где растворителем для тугоплавкой глинозёмной руды служил расплав криолита (Na₃AlF₆).

Заключение и проверка фактов:

Сегодня алюминиевая промышленность является энергоёмкой отраслью, так как для восстановления одного моля алюминия требуется значительный заряд электричества согласно закону Фарадея. Процесс протекает по схеме: на катоде восстанавливается алюминий (Al³⁺+3e^-→Al⁰), а на аноде окисляется кислород, взаимодействуя с углеродом анода (2O^2--4e^-+C→CO₂). Развитие отрасли шло от лабораторных опытов к гигантским заводам, обеспечивая авиацию, строительство и упаковочную индустрию необходимым материалом.