نیمه واکنش ها و واکنش کلی در تولید آلومینیم به روش هال

تولید آلومینیوم به روش هال شامل مجموعه واکنش و نیمه واکنش های شیمیایی می باشد که نخستین بار توسط چارلز مارتین هال کشف شده است. در ادامه از جم شیمی به بررسی نیمه واکنش ها و واکنش کلی در تولید آلومینیم به روش چارلز مارتین هال می پردازیم و نکات مهم این فرایند شیمیایی را مرور می کنیم.
گونه های که برای کاهیده شدن رقابت می کنند: یون آلومینیوم و یون سدیم می باشد. و در این میدان رقابت یون آلومینیوم برنده است. چرا؟

(Al³⁺(l)+3e→Al(l

گونه هایی که برای اکسید شدن رقابت می کنند: یون فلوئورید و یون اکسید و در این رقابت یون اکسید برنده است. چرا؟

2O^2-(l)→O₂(g)+4e

توجه: گاز اکسیژن تولید شده در شرایط واکنش با الکترود آند که از جنس گرافیت است واکنش می دهد:

2C(s)+O₂(g)→2CO(g)

2CO(g)+O₂(g)→2CO₂(g)

جمع دو واکنش بالا و حذف ضرایب

C(s)+O₂(g)→CO₂(g)

پس نیمه واکنش آندی :

C(s)+2O^2-(l)→CO2(g)+4e

برای واکنش کلی نیمه واکنش کاتدی و آندی با حذف الکترون ها با هم جمع می کنیم:

(4Al³⁺(l)+6O^2-(l)+3C(s)→4Al(l)+3CO₂(g
or
(2Al₂O₃(l)+3C(s)→4Al(l)+3CO₂(g

چرا جنس الکترود آند را گرافیت انتخاب می کنند و مدام آن را تعویض می کنند؟
1- از واکنش اکسیژن با آن مقدار زیادی گرما تولید می شود که قسمتی از دمای مورد نیاز را تامین می کند.
2- تولید کربن مونوکسید خود می تواند سبب کاهش یون آلومینیوم شود.