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En plus de la cryolite, quel autre fluorure métallique est inclus dans le mélange fondu utilisé pour dissoudre l’alumine ? (A) BaF2, (B) CaF2, (C) LiF, (D) NaF, (E) MgF2.
Tout d’abord, la bauxite est le nom du minerai d’aluminium impur extrait de la terre. Au cours du procédé Bayer, la bauxite est convertie en alumine pure, soit Al2O3. L’alumine est ensuite convertie en aluminium métallique par le procédé Hall–Héroult. Le point de fusion de l’alumine est supérieur à 2 000 degrés Celsius. L’alumine est donc mélangée avec de la cryolithe fondue, soit Na3AlF6, ce qui abaisse le point de fusion de l’alumine. À environ 900 degrés Celsius, l’alumine se dissout dans la cryolite et forme un électrolyte fondu. Un électrolyte est une substance contenant des ions qui se déplacent librement et peuvent conduire de l’électricité.
Le mélange alumine-cryolite peut ensuite être décomposé par le processus d’électrolyse dans une cellule d’électrolytique comme celle illustrée. Un courant électrique traverse la solution d’électrolytique en utilisant des anodes chargées positivement et la cathode chargée négativement. À la cathode, chaque ion Al3+ gagne trois électrons. Ce processus de réduction forme de l’aluminium liquide qui s’écoule vers le bas et peut être collecté. Les ions oxyde perdent des électrons aux anodes. Ce processus d’oxydation produit de l’oxygène gazeux, qui forme des bulles. Hélas, le processus d’électrolyse pour former de l’aluminium métallique est très coûteux. Et il faut beaucoup d’énergie pour faire passer un fort courant électrique dans plusieurs cellules électrolytiques en même temps.
De plus, il faut beaucoup d’énergie pour maintenir le mélange d’électrolytes suffisamment chaud pour qu’il soit fondu. Certains additifs peuvent être ajoutés au mélange alumine-cryolite pour abaisser le point de fusion et augmenter la conductivité électrique, ce qui réduit le coût et la quantité d’énergie nécessaire à la réaction. L’un de ces additifs est le fluorure de calcium, ou CaF2, également connu sous le nom de spath fluor.
En examinant les choix de réponses, nous voyons que le fluorure de calcium est l’une des options. En conclusion, l’additif fluorure de métal qui est inclus dans le mélange fondu utilisé pour dissoudre l’alumine est CaF2, soit le choix de réponse (B).
