アルミニウムの製錬（溶融塩電解）と電気量の計算
着眼点Al はイオン化傾向が大きく水溶液の電気分解では得られない。氷晶石に溶かしたアルミナを溶融塩電解する。計算は「\ce{Al^3+ + 3e- -> Al}」の係数3が全て。
- ボーキサイトを NaOH で処理して精製し、酸化アルミニウム（アルミナ）\ce{Al2O3} をつくる。
- 融解した氷晶石 \ce{Na3AlF6} にアルミナを溶かして（融点を下げる）、炭素電極で電気分解する。
陽極では炭素電極が酸化物イオンと反応して \ce{CO}・\ce{CO2} になり、電極が消耗する。
例題
1
ファラデー定数を F=9.65\times10^4\ \mathrm{C/mol}、原子量を \ce{Al}=27 とする。アルミニウム 9.0\ \mathrm{kg} を得るのに必要な電気量は何 C か。また 1.0\times10^4\ \mathrm{A} で電解すると何秒かかるか。
解答
\ce{Al}：\dfrac{9.0\times10^3}{27}=\dfrac{1}{3}\times10^3\ \mathrm{mol}。
電子はその3倍で 1.0\times10^3\ \mathrm{mol}。
電気量 1.0\times10^3\times9.65\times10^4= 9.65\times10^7\ \mathrm{C}（有効数字2桁なら 9.7\times10^7\ \mathrm{C}）。
時間 \dfrac{9.65\times10^7}{1.0\times10^4}=9.65\times10^3\ \mathrm{s}、約 9.7\times10^3\ \mathrm{s}（約2.7時間）。
（検算：1.0\times10^4\times9.65\times10^3=9.65\times10^7。一致。）
電子はその3倍で 1.0\times10^3\ \mathrm{mol}。
電気量 1.0\times10^3\times9.65\times10^4= 9.65\times10^7\ \mathrm{C}（有効数字2桁なら 9.7\times10^7\ \mathrm{C}）。
時間 \dfrac{9.65\times10^7}{1.0\times10^4}=9.65\times10^3\ \mathrm{s}、約 9.7\times10^3\ \mathrm{s}（約2.7時間）。
（検算：1.0\times10^4\times9.65\times10^3=9.65\times10^7。一致。）
確認問題
1
氷晶石を使う目的は？
答え
アルミナ（融点が非常に高い）を溶かして、より低い温度で融解状態にするため。