Razmišljajući o alkalnim metalima i njihovim rudama zapazio sam sulfate. Kako nigde nisam našao kako se iz sulfata mogu dobiti alkalni i zemnoalkalni metali počeo sam da dublje razmišljam i došao do zaključka da bi možda jedini pogodan postupak bio elektroliza rastopa ovih soli.
Konkretan primer je Na2SO4. On, možda nije toliko važan za obijanje natrijuma, ali neki alkalni i zemnoalkalni metali dolaze veoma često u obliku ovih ruda. Najbolji primer je barijum, čija je najzastupljenija ruda barit, BaSO4.
Koji bi se proizvodi dobili elektrolizom rastopa ovih soli, ili nekim drugim pogodnim postupkom (ako ga ima) za dobijanje metala iz sulfata?
powered by Drupal
Hipotetiza
Verovatno bi se dobijali Na s jedne strane i O2 i H20.
No mogao bi se dobiti mnogo jednostavnije redukcijom C (koksom), kao i BaSO4. Dakle:
Na2SO4 + 2C --> Na2S + 2CO2
Na2S + CO2 + H2O --> Na2CO3 + H2S
Na2CO3 + 2C -->2Na + 3CO
Elektroliza alkalnih i zemnoalkalnih sulfata
Da prvo direktno odogvorim na tvoje pitanje. Elektrolizom rastopa alkalnog ili zemnoalkalnog sulfata došlo bi do sledećih elektrohemijskih reakcija: na katodi bi se metalni joni redukovali do elementarnog metala, a na anodi bi se sulfat oksidovao do tiosulfata.
Elektroliza je, bar što se tiče industrijskog dobijanja, verovatno neprevaziđena metoda kada posmatamo čistoću dobijenog proizvoda. Međutim, ona ima i svoje nedostatke, a oni posebno dolaze do izražaja u ovom slučaju.
Prvo, elektroliza je skup postupak zbog velikog utroška električne energije, koja je najskuplji vid energije. To bi svakako moralo da uđe u cenu tako dobijenog metala.
Drugo, jasno je da ovde elektroliza vodenih rastvora ne dolazi u obzir zbog burnog reagovanja ovih metala sa vodom; a i na katodi bi se pre izdvajao vodonik, a na anodi kiseonik, nego što bi došlo do potrebne elektrohemijske reakcije. Ovo se naizgled lako prevazilazi upotrebom rastopa umesto rastvora, međutim, tu se javlja novi problem. Jonske soli imaju vrlo visoke temperature topljenja (npr. Na2SO4 - 884 stepeni C; BaSO4 - 1580 stepeni C, itd.), a kada pričamo o industrijskoj proizvodnji, njihovo topljenje zahteva ekstremno veliki utrošak energije.
Zbog gore navedenog, u novije vreme u elektrohemiji se koriste rastvarači koji ne sadrže reaktivni vodonik i koji se zovu aprotični rastvarači. Među aprotičnim rastvaračima od posebnog značaja su oni koji imaju visoke relativne dielektrične konstante, pa zato dobro rastvaraju jonska jedinjenja i omogućuju velike stepene disocijacije. Neki od tih rastvarača su: acetonitril; N,N-dimetilformamid; dimetil sulfoksid; propilen karbonat; etilen karbonat; dimetoksietan, itd. Zbog nešto nižih dielektričnih propustljivosti, rastvorljivost jonskih soli u ovim rastvaračima je u proseku niža nego u vodi. Oni su, ipak, dovoljno dobri elektroliti i danas se u sve većoj meri koriste.