La extracción del aluminio

Incluido en: Los cambios energéticos

La extracción del aluminio

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Resumen

Examina las dificultades que presenta la extracción del aluminio de su mineral y cómo las inmensas cantidades de calor y de electricidad generadas por la electrólisis permiten obtener este metal.

Claves de aprendizaje

  • Como el aluminio es muy reactivo, es difícil extraerlo de la corteza terrestre.
  • El aluminio forma compuestos que son muy estables y difíciles de separar.
  • La bauxita es un mineral natural de aluminio.
  • Para extraer el aluminio se emplean muchos procesos y reacciones químicos.

La casi totalidad de los temas cuenta con un pack de materiales de aprendizaje dirigidos tanto al docente como a los alumnos. Entre los recursos incluidos hay bloques con ampliación de las preguntas formuladas, diagramas etiquetados y mudos así como diversas imágenes asociadas. Puedes descargarte todos estos recursos bien en una carpeta zip o bien uno o a uno.

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El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre, pero no es un metal fácil de extraer.

Aparece como mineral, lo que significa que está combinado con otros elementos.

Y la gran reactividad del aluminio significa que los compuestos que forma son muy estables y difíciles de separar.

Bauxita

La bauxita es un mineral natural de aluminio.

Las rocas toman su color de las impurezas del óxido de hierro (III) de color rojo presentes en el mineral.

Antes de poder obtener aluminio, hay que eliminarlas para tener óxido de aluminio puro, que recibe el nombre de «alúmina».

Proceso Bayer

El proceso Bayer extrae la alúmina mediante una serie de reacciones químicas.

Tras la filtración, queda una mezcla de óxido de aluminio puro y agua.

La mezcla se calienta a 1.200 ºC, lo que hace que se evapore toda el agua y quede un polvo blanco seco: la alúmina.

Alúmina (Al2O3)

Para extraer el aluminio puro se necesita otro proceso.

Electrólisis

Es posible hacer pasar electricidad por un compuesto químico para extraer distintos elementos.

Cuando se hace pasar una corriente por bromuro de plomo calentado, se obtiene plomo metal fundido y brillante, y gas bromo de color marrón.

bromuro de plomo = plomo + bromo. PbBr2(l) = Pb(l) + Br2(g)

Este mismo proceso, la electrólisis, puede usarse para separar el aluminio y el oxígeno que forman la alúmina...

Aunque esto requiere mucho más calor y electricidad.

El compuesto se coloca en celdas electrolíticas que aumentan la temperatura hasta 1.000 ºC aproximadamente.

Se requiere tanta electricidad como para abastecer a una pequeña ciudad.

Esto hace que el óxido de aluminio se funda, lo que libera los iones de aluminio con carga positiva y los iones de óxido con carga negativa.

A medida que la corriente atraviesa la celda electrolítica, los cationes de aluminio son atraídos por el cátodo de carbono negativo, donde obtienen electrones y forman átomos de aluminio.

Al3+ + 3 e = Al

Los iones de óxido negativos se ven atraídos hacia el ánodo de carbono positivo, donde pierden electrones y forman gas oxígeno...

2 O2– = O2 + 4 e

...Antes de combinarse con el carbono del ánodo para dar dióxido de carbono gaseoso.

C(s) + O2(g) = CO2(g)

Cuando se eliminan las últimas impurezas, queda aluminio puro.

Este proceso se emplea para extraer cada año millones de toneladas de aluminio.


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