As barras de grafite são utilizadas como cátodos no processo Hall-Heroult para a extração de alumínio metálico do óxido de alumínio. Neste processo, tanto o ânodo como o cátodo são feitos de grafite.
Explicação:
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Processo Hall-Heroult: Este é um dos principais processos industriais para a extração de alumínio. O óxido de alumínio (Al2O3) é dissolvido em criolite fundida (Na3AlF6) e electrolisado numa célula. O processo requer uma temperatura elevada de cerca de 950 a 980 graus Celsius.
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Papel da grafite no processo: No processo de Hall-Heroult, a grafite desempenha um papel duplo como ânodo e cátodo. O ânodo de grafite é consumido durante o processo, uma vez que reage com iões de oxigénio, libertando dióxido de carbono. O cátodo de grafite, por outro lado, permanece relativamente estável e fornece uma superfície para a redução dos iões de alumínio.
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Porque é que a grafite é utilizada: A grafite é escolhida devido à sua condutividade eléctrica, à sua resistência a altas temperaturas e à sua estabilidade no ambiente eletrolítico. É também relativamente barata e fácil de fabricar, o que é crucial para processos industriais em grande escala.
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Propriedades do cátodo no processo Hall-Heroult: De acordo com as propriedades desejáveis para os materiais catódicos mencionados na referência, a grafite satisfaz os critérios de ser um material estável quando em contacto com o eletrólito, ter uma tensão de trabalho útil, ser fácil de fabricar e ter um baixo custo.
Em resumo, a utilização de uma barra de grafite como cátodo é especificamente vista no processo Hall-Heroult para extração de alumínio, em que as suas propriedades a tornam uma escolha ideal para suportar as condições electrolíticas adversas e as altas temperaturas envolvidas no processo.
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