電解鋁發明

㈠ 霍爾和埃魯各自創電解法制鋁

現代制鋁法出現史前時代，人們已經使用含鋁的粘土燒制陶器。鋁在地殼中的分布量在所有化學元素中僅次於氧和硅，在所有金屬元素中居第一位，但由於鋁的氧化能力強，不易還原，因而發現得較晚，製造得也較遲。

在西方，認識鋁是從17世紀開始的。德國化學家施塔爾（George Ernst Stahl,1660-1734）首先察覺到明礬（K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O）中含有一種與普通金屬迥然不同的物質。他的學生馬格拉夫（Andreas Sigismund Marggraf,1709-1782）在1754年從明礬中分離出礬土，即氧化鋁（Al2O3），並確定它與氧化鈣不同。

1800年，義大利物理學家伏打發明電池後，英國化學家戴維和瑞典化學家貝采利烏斯都曾試圖利用電解法從鋁礬土中分離出鋁，但都沒有成功。戴維卻給這個未能取得的金屬起了一個名字aluminium，是從拉丁文alumen來的。這個名詞在中世紀的歐洲是對具有收斂性礬的總稱，是指染棉織性的媒染劑，我們從它的第二音節音譯成鋁。

1825年，丹麥葯劑師奧斯特（Hans Christian Oersted，1777-1851）發表製得鋁的過程：將氯氣通過燒紅的木炭和氧化鋁的混合物，獲得無水氯化鋁，然後與鉀汞齊混合加熱，得氯化鉀和鋁汞齊，再將鋁汞齊在隔絕空氣的情況下蒸餾，除去汞，得到具有金屬光澤的類似錫的金屬，這是不純的鋁。

1827年德國化學家維勒（Friedrich W?hler，1800-1882）重復了奧斯特的實驗。他按照奧斯特的方法製得無水氯化鋁後用鉀將鋁置換出來，再將氯化鋁和金屬鉀放置在坩堝中，密封後加熱，發生激烈的反應，待坩堝冷卻後在內容物中有灰色粉末狀鋁。

到1854年，法國化學家德維爾（Henri êtienne Sainte Claire Deville，1818—1881）利用金屬鈉代替鉀還原氯化鋁。他先從含鐵鋁土礦（bauxite）中提取出氧化鋁，再將氯化鋁與木炭、食鹽混合後與氯氣反應，生成NaCl?AlCl3的復鹽，用鈉還原這個復鹽中的AlCl3，製得成錠的鋁。

由於鋁的製取成本高，抽取較麻煩，所以鋁在當時比鐵、銅等貴重。在一段時期里，鋁是珠寶店裡的商品、是帝王和貴族們的珍寶。法國皇帝拿破崙三世在宴會上用過鋁制的叉子，泰國國王用過鋁制的鏈子。1855年，在巴黎舉辦的世界商品展覽會上展有一小塊鋁放置在珠寶旁邊，它的標簽上寫著：「來自粘土的白銀」。一直到1884年，美國第一任總統華盛頓（George Washington,1732-1799）紀念碑建成，碑上豎立一個6磅（約2000克）重的裝飾角錐體，是用鋁制的。1889年俄羅斯化學家門捷列夫（Дмитрий Иванович Мeнделeeв，1834-1907）得到英國倫敦化學會贈送的用鋁和金的合金製成的花瓶和杯子。

1881年英國人威伯斯特（James Fern Webster）取得工業生產鋁的專利，在伯明翰（Birminghan）附近建廠生產，每星期產量約20噸，1883年將產品送往印度加爾各答（Calcutta）國際博覽會展出，獲兩枚金質獎章，但他一直保守著生產秘密。

在20世紀50年代裡，我國出版的一些科學雜志和報刊上紛紛刊出關於我國古代勞動人民首先製得鋁的文章。事情是這樣，1956年我國考古工作者在江蘇省宜興縣發掘晉代將軍周處（242-297）的墳墓的，發現這位將軍束腰大帶的飾件帶有20多片鏤空花紋的金屬片散失在淤泥里，經過南京大學化學系、中國科學院前應用物理研究所和清華大學化學工程系等單位的科學工作者的分析，其中有一兩片金屬片確定是銅鋁合金，含鋁85%、銅10%、錳5%，於是一些科學史研究者判斷，在公元297年以前，或者說在公元3世紀或3世紀前，我們的祖先已經在使用鋁，於是一些人士在報紙、雜志上發表這一觀點的文章。

也有一些人持不同意見，為什麼在已分析的飾片中只有一兩片含有鋁，而其他幾片皆為銀？如果晉代已經生產了鋁，為什麼在晉代以後沒有發現過？更有人提出，在3世紀我國的科學技術是不可能將鋁從它的化合物中還原出來的，應當實事求是地考慮問題。最後考古學家夏鼐在《考古》雜志1972年第4期中發表《晉周處墓出土的金屬帶飾的重新鑒定》文章作出結論：晉墓中發現的小塊鋁片，有後世混入物的重大嫌疑，絕不能作為晉代已有金屬鋁的物證。

近代鋁是在1886年由兩位大學生經過實驗研究，各自獨立創造電解法獲得成功的。

兩位大學生中一位是美國俄亥俄（Ohio）州奧伯林（Oberlin）大學化學系學生霍爾（Charles Martin Hall，1863-1914），他受到老師朱伊特（Frank Fanning Jewett,1844—？）教授的鼓勵，尋找電解制鋁的方法。朱伊特曾在德國跟從維勒學習，對制鋁抱有濃厚興趣。

霍爾從1884年開始在朱伊特的實驗室中進行實驗，自製電池，用具有危險性的氫氟化合物製成氟化鋁，然後電解氟化鋁的水溶液，得到氫氣和氫氧化鋁。

1885年6月，霍爾大學畢業後，繼續在家裡堆放柴薪的小棚屋裡進行實驗，得到曾學習過化學的姐姐朱莉婭（Julia Hall）的幫助，霍爾改用熔點較低的熔融的冰晶石（AlF3?3NaF）作為溶劑，溶解氧化鋁，進行電解。從1886年2月9日開始，進行了多次實驗，直到2月23日在陰極出現了銀白色的金屬球，用鹽酸檢驗，確定是鋁。

霍爾懂得一項重大發現或發明需要有記錄旁證。他在1886年取得成功後立即給他的哥哥（一位政府官員）寄去一封信，敘述他所發現的科學技術資料。這封信後來在法律上證明了他優先發現電解法制鋁。

Vinay Kumar，Linda Milewskl．Charles Martin Hall and the great aluminum revolution．Journal of chemical ecation,1987,64（8）。

19世紀60年代出現的發電機使鋁得到電解法的大規模生產。1888年霍爾得到工業巨子亨特（Captain Alfred Hunt）的資助開始投入小規模工業生產，1889年組建美國制鋁公司，1889年4月2日獲鋁生產過程的專利。到1907年，美國制鋁公司已擁有幾座生產氧化鋁的礦場和三座電解鋁的工廠。鋁的價格從500美元／磅大幅度下降，到1884年的8美元／磅，1886年為5美元／磅，1888年為1美元／磅，1893年為0.70美元／磅，1914年為0.18美元／磅。按照霍爾創造的鋁的現代工業製法已使這種金屬普遍應用於家庭、工業和運輸業。圖25-1是現代制鋁電解爐。

㈡ 鋁在1886年電解法制鋁工藝發明前用什麼方法制

1800年義大利物理學家伏特創建電池後，1808～1810年間英國化學家戴維和瑞典化學家貝齊里烏斯都內曾試圖利用電流從容鋁釩土中分離出鋁，但都沒有成功。貝齊里烏斯卻給這個未能取得的金屬起了一個名字alumien。這是從拉丁文alumen來。該名詞在中世紀的歐洲是對具有收斂性礬的總稱，是指染棉織品時的媒染劑。鋁後來的拉丁名稱aluminium和元素符號Al正是由此而來。

1825年丹麥化學家奧斯德發表實驗製取鋁的經過。1827年，德國化學家武勒重復了奧斯德的實驗，並不斷改進製取鋁的方法。1854年，德國化學家德維爾利用鈉代替鉀還原氯化鋁，製得成錠的金屬鋁。

㈢ 霍爾是怎樣發明出來的電解熔鹽制鋁法

美國化學家查爾斯·馬丁·霍爾(1863～1914)從小就是一個科學迷。他在幼年還認不全書上的字母時，就曾把父親的化學教科書翻開來放在地板上煞有介事地仔細「閱讀」。青年霍爾就讀於奧柏林學院時是個全面發展的學生，對化學更情有獨鍾。因此，他的化學教授特地為他在實驗室里安排一個位置，以便更好地指導他學習化學。這時，煉鋁的方法已發展到電解氯化鋁的時代，但這種方法仍不能從根本上大量制鋁而大幅降低成本。因此，他畢業後，就在家中布置了一個簡陋的實驗室，繼續研究制鋁的新方法。最終於1886年發明了能大量制鋁且生產成本很低的煉鋁法——電解熔鹽制鋁法。

㈣ 鋁什麼時候開始應用

鋁在地球上的蘊藏量雖然豐富，但適合煉鋁的鋁礦只有鋁釩土，它是1821年法國勒巴斯鎮附近首次發現的。金屬鋁是丹麥化學家奧斯特1824年用鉀汞齊還原製得。也有人認為是德國人沃勒1827年用鉀還原無水氯化鋁製得的，這些都是實驗室的產物，數量極少，質量不純。30年後1854年法國戴維改用較廉價的鈉作還原劑，才生產了稍多的鋁,純度也較高。拿破崙三世對此很感興趣,在他的支持下建立了煉鋁工廠。拿破倉三世還特地讓工匠製造了一頂鋁盔和一套鋁餐具，以示其尊貴和豪華。可見當時鋁的價格十分昂貴。
1854年法國的戴維和德國的本生都在實驗室里研究過熔鹽電解生產鋁的方法。1886年美國的霍爾和法國的赫魯特，各自獨立的發明了熔鹽電解熔鋁法，他們用冰晶石作溶劑，將氧化鋁溶解，然後電解。冰晶石在這里起了關鍵作用，它解決了氧化鋁熔點高(達2 050 ℃)，又不導電，無法單獨電解的困難。氧化鋁溶入冰晶石之後就可以在的溫度(940 ℃～980 ℃)下進行電解.冰晶石還有其他妙用，它在熔融狀態時比鋁輕，電解得到的鋁沉於槽底，冰晶石浮於其上，起著防止鋁被空氣氧化的作用。熔鹽電解煉鋁法的發明，大大降低了煉鋁的成本，使鋁廣泛地被用於工業和生活之中。

㈤ 電解法制鋁是如何發明的

史前時代，人類已經會使用含鋁化合物的黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）製作陶器。鋁在地殼中的分布量在所有化學元素中僅次於氧和硅，占第3位，在全部金屬元素中占第1位。但是由於鋁化合物的氧化性弱，鋁不易從其他化合物中被還原出來，因而遲遲不能分離出金屬鋁。

最早認識鋁從17世紀開始，德國化學家施塔爾首先察覺到明礬［K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O］里含有一種與普通金屬迥然不同的物質。他的學生馬格拉夫（A.S.Marggraf，1709～1782）在1754年從明礬中分離出礬土，即氧化鋁，確定它和氧化鈣不同。

義大利物理學家伏打創造電池後，1808～1810年間英國化學家戴維和瑞典化學家貝齊里烏斯都曾試圖利用電流從礬土中分離出金屬鋁，但沒有成功。貝齊里烏斯卻給這個未能取得的金屬先起了一個名字叫alumien。這是從拉丁文alumen而來的。在中世紀的歐洲，這個詞是對具有收斂性的礬的總稱。鋁今天的拉丁名稱aluminium正是從貝齊里烏斯的命名轉變而來的。我們從它的第二音節音譯為鋁。

到1825年，丹麥化學家厄斯泰茲（H.C.Oersted，1777～1851）利用鉀的化學活動性比鋁強，試圖將鋁從它的氯化物中置換出來。他將氯氣通過燒紅的木炭和氧化鋁的混合物，獲得無水氯化鋁（AlCl3），然後將氯化鋁與鉀汞齊（合金）混合加熱，得到氯化鉀（KCl）和鋁汞齊。再將鋁汞齊在隔絕空氣的情況下蒸餾，除去汞，得到具有金屬光澤的、與錫相似的金屬。盡管產物中含有雜質，但是金屬鋁畢竟誕生了。

1827年，德國化學家韋勒（F.W?hler，1800～1882）重復了厄斯泰茲的實驗，製得無水氯化鋁後將氯化鋁和金屬鉀混合放在鉑制的坩堝中，嚴密封蓋後加熱，發生激烈反應，獲得灰色粉末狀的鋁。

1854年，法國化學家德維爾（H.S.C.Deville，1818～1881）利用鈉代替鉀還原氯化鋁，製得金屬鋁並鑄成鋁錠。

在這以後的一段時期里，鋁是珠寶店裡的名貴商品，是帝王貴族們享用的珍寶。法國皇帝拿破崙三世在宴會上用過鋁制的叉子；泰國國王用過鋁制的表鏈。1855年在巴黎舉行的世界商品展覽會上，有一小塊鋁放在最珍貴的珠寶旁邊，它的標簽上註明：來自黏土的白銀。直到1884年，美國第一任總統華盛頓（G.Washington，1732～1799）的紀念碑建立完成，碑的頂端豎立一個6磅重的裝飾用的角錐體，就是用鋁製成的。1889年，俄羅斯化學家門捷列夫還曾得到倫敦化學會贈送的鋁和金製成的花瓶和杯子。

1886年，兩位青年化學家，美國的霍爾（C.M.Hall，1863～1914）和法國的埃魯（P.L.T.Héroult，1863～1914）分別獨立發明電解熔融的冰晶石（Na3AlF6）和鋁礬土（Al2O3）的混合物而製得鋁，使鋁得以大規模生產，奠定了今天世界各國電解鋁的工業方法。

冰晶石學名氟鋁酸鈉，存在自然界中，但通常用氫氧化鋁［Al（OH）3］、碳酸鈉（Na2CO3）和氫氟酸（HF）製取。它在電解氧化鋁中起、作用。由於氧化鋁很穩定，直接熔融電解需要2050℃以上的高溫，但在氧化鋁中加入冰晶石後，只要在950℃左右就能熔化電解。

霍爾進行的實驗是在1884～1886年間。當時他是美國俄亥俄（Ohio）州奧柏林城（Oberlin）奧伯林學院化學系的學生。

霍爾的成功得到他的老師、化學和礦物學教授朱伊特（F.F.Jewett）和他的姐姐朱莉亞·霍爾（Julia Hall）的鼓勵和幫助。朱伊特曾赴德國跟從韋勒學習化學，韋勒在講課時提到製取鋁的試驗，鼓勵學生們尋找一種廉價的還原鋁的方法，並指導霍爾進行化學試驗。朱莉亞·霍爾先她的弟弟畢業於奧柏林學院化學系，協助霍爾在他們的家中建立起簡陋的實驗室，幫助霍爾進行化學實驗，還保存了霍爾的實驗筆記。顯然，霍爾堅持不懈地進行試驗和不屈不撓的精神是他取得成功的關鍵。

霍爾最初也曾重復試驗了前人製取鋁的方法，失敗後才考慮到利用電使鋁從它的化合物中被還原出來。他沒有選用氧化鋁，他知道它很難熔融。

在電解實驗中，首先需要電池。19世紀80年代，在美國奧柏林這樣的小城市中也不得不自己動手組裝電池。他首先電解氟化鋁（AlF3）的水溶液，得到的是氫氣和氫氧化鋁，沒有任何鋁的蹤跡。他選擇氟化鋁，不用前人所用的氯化鋁，是一種創新。製取氟化鋁要比製取氯化鋁困難，要用氫氟酸，這是一種劇毒並具有強烈腐蝕性的酸，能腐蝕玻璃，不能像鹽酸、硫酸那樣盛在玻璃瓶里，而要盛在用鉛製成的容器里。他製取氟化鋁獲得成功，闖過了實驗中的一道難關，也給了他繼續進行實驗的勇氣。

霍爾在電解氟化鋁的水溶液失敗後，遂考慮電解熔融的氟化鋁。他考慮到這樣必須具備高溫，普通的煤炭爐不能滿足這種要求，於是不得不組裝一個燃燒汽油的爐子。但是即使如此，他也未能維持氟化鋁在熔融狀態，原來氟化鋁的凝固點在1 291℃。

要解決維持電解物質熔融狀態的難題，這就迫使他找到冰晶石助熔，於是又動手製取它。1886年2月9日，他進行了電解氧化鋁和冰晶石的混合熔融體的第一次實驗，第二天又進行了一次實驗，沒有見到效果。6天後，2月16日他再次實驗，他的姐姐也在場。他用石墨棒作為電極，浸入盛有熔融氧化鋁和冰晶石混合物的黏土坩堝中，接通電流後，在陰極出現灰色的沉積物，而不是閃光的金屬鋁。霍爾認為這種灰色沉積物是來自黏土硅酸鹽中的硅。於是霍爾改用了石墨坩堝，在1886年2月23日再次實驗。當電流接通數小時後，在陰極出現銀色的小珠球，用鹽酸檢驗後確認是鋁。他立即將產品送給他的老師朱伊特，證實是鋁，霍爾獲得了成功。

霍爾在取得成功後立即給他的哥哥、一位官員喬治·霍爾（George Hall）寄去一封信，報告他的發現。2月24日又寄去第二封信，詳細敘述了他所發現的有關的技術資料。這些信件後來成為他優先發現電解鋁在法律上獲得承認的證明。

霍爾設法把他的發現投入工業生產中，一開始又遇到困難。直到1888年夏天，得到匹茲堡（Pittsburgh）還原公司創建人、工程師亨特（A.Hunt）的一筆資金，又得到工程師戴維斯（A.V.Davis）在生產技術上的幫助，更得到一座蒸汽機驅動的發電機，終於在1888年11月最後一個星期四開始了小規模的工業生產。1889年4月2日匹茲堡還原公司更名為美國制鋁公司。到1907年，美國制鋁公司已擁有幾座生產氧化鋁的礦場和三座鋁廠。鋁產品不斷增加，鋁的價格也隨之不斷下降。

霍爾在1885年大學畢業。1890年成為美國礦業、冶金和石油工程學會會員。1911年美國化學會和化學工程學會等團體聯合授予他獎章，表彰他在應用化學方面作出有價值的貢獻。不幸他在1914年12月27日因白血病逝世，享年51歲。他終身未結婚，留下500萬美元捐贈給他的母校奧柏林學院，用這筆捐款在校園內建立一座禮堂，紀念他的母親。現在，用鋁鑄成的年青的霍爾全身塑像仍豎立在奧柏林學院的校園內，留給後人景仰。

在霍爾獲得成功的同時，埃魯也獲得同樣的成功。當時埃魯是法國巴黎礦業學院的學生，也從事制鋁的研究，同樣得到他的老師、法國化學家勒沙特列（H.L.Le Chatelier，1850～1936）的鼓勵和指導。埃魯在1886年4月23日取得法國批準的關於制鋁的專利，於是引起霍爾與埃魯關於鋁的發明專利的沖突。美國法院在1893年判決霍爾優先，因為他是在1886年2月23日發現的，比埃魯早兩個月。埃魯旅行到美國時，適逢霍爾接受美國化學會等團體授予的獎章，應邀參加了典禮，兩人相遇，互相祝賀。這是一次很值得的祝賀，正是他們兩人，把這個來自黏土的「白銀」從帝王貴族們的手中傳到世界各地千萬人的手中。

在第一次世界大戰期間，出現鋁和銅、錳、鎂的合金，應用在各種工業生產中，到1930年，飛機製造中應用了鋁合金。至今各種鋁壺、鋁鍋等鋁製品已廣泛地進入千家萬戶。據國外的統計資料表明，1995年美國人均消費鋁達19.2千克，中國人均消費1.5千克，印度人均消費0.6千克。

㈥ 在電解技術出現之前，人們怎麼製取鋁如果是置換，又是怎麼製取的更活潑的金屬的

工業上冶煉鋁應用電解法，：以純凈的氧化鋁為原料採用電解制鋁 ，因純凈的氧化鋁熔點高（約2045℃），很難熔化，所以工業上都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔劑,使氧化鋁在1000℃左右溶解在液態的冰晶石中，成為冰晶石和氧化鋁的熔融體，然後在電解槽中，用碳塊作陰陽兩極，進行電解。
化學方程式：2 Al2O3 ＝通電＝ 4 Al ＋ 3 O2 ↑
目前工業生產原鋁的唯一方法是霍爾－埃魯鋁電解法。由美國的霍爾和法國的埃魯於1886年發明。霍爾－埃魯鋁電解法是以氧化鋁為原料、冰晶石 （Na3AlF6）為熔劑組成的電解質，在950－970℃的條件下通過電解的方法使電解質熔體中的氧化鋁分解為鋁和氧，鋁在碳陰極以液相形式析出，氧在 碳陽極上以二氧化碳氣體的形式逸出。每生產一噸原鋁，可產生1.5噸的二氧化碳，綜合耗電在15000kwh左右。
工業鋁電解槽大體上可以分為側插陽極自焙槽、上插陽極自焙槽和預焙陽極槽三類。由於自焙槽技術在電解過程中電耗高、並且不利於對環境的保護，所以自焙槽技術正在被逐漸淘汰。必要時可以對電解得到的原鋁進行精煉得到高純鋁。

㈦ 電化鋁是誰發明的

我看過一個故事，電解鋁是法國人發明的。拿破崙時代，鋁做的扣子只有拿破崙的衣服上才有。後來有了電解鋁，它甚至被作成飯盒。

㈧ 在電解法製取鋁發明之前

對 所以那個時候的鋁比金和銀還要貴 鋁因為那會還不知道用冰晶石做助熔劑 而氧化鋁的熔點有非常高{經常用作耐火材料} ，同時缺乏其他化合物（如氯化鋁為共價型不能導電）能電解 所以不能用電解法。 像鈉的話是電解氯化鈉和氯化鈣的混合熔融物（降低熔點，氯化鈉的熔點也想到高） 鈣的話可以電解氯化鈣 鉀也可以用置換（這里的置換主要是利用蒸汽壓不同）也可以電解 （鉀在氯化物中溶解度較大所以電解時爆炸危險需添加其他成分） 鈉和鉀發明是英國化學家戴維電解熔融的氫氧化物制的的 自己就能做

㈨ 鋁的發展歷史

鋁（Aluminium）的英文名出自明礬（alum），即硫酸復鹽KAl(SO4)2·12H2O。 史前時代，人類已經使用含鋁化合物的黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）製成陶器。鋁在地殼中的含量僅次於氧和硅，位列第三。但是由於鋁化合物的氧化性很弱，鋁不易從其化合物中被還原出來，因而遲遲不能分離出金屬鋁。 義大利物理學家伏打發明電池後，戴維試圖利用電流從礬土中分離出金屬鋁，都沒有成功 ，但他建議將其命名為「alumium」，後改為「aluminum」，不久即修飾成aluminium。這種詞形在全世界通用，但北美除外，那裡的美國化學會（ACS）於1925年決定在出版刊物中採用「aluminum」。丹麥化學家奧斯特利用稀的鉀汞齊與氯化鋁反應第一次分離出不純的金屬鋁。1827年德國化學家武勒重復了奧斯特的實驗，並不斷改進製取鋁的方法。1854年，德國化學家德維爾利用鈉代替鉀還原氯化鋁，製得鋁錠。 在以後的一段時期里，鋁是帝王貴族們享用的珍寶。法國皇帝拿破崙三世在宴會上使用過鋁制叉子；泰國國王使用過鋁製表鏈。 1855年在巴黎博覽會上，它與王冠上的寶石一起展出，標簽上註明「來自黏土的白銀」。1889年，門捷列夫還曾得到倫敦化學會贈送的鋁合金製成的花瓶和杯子。
到19世紀末，鋁的價格發生了成千倍的跌落。首先是由於19世紀70年代西門子改進了發電機後，有了廉價的電力；其次是由於法國的Heroult和美國的C. M. Hall於1886年分別發展了將氧化鋁溶解在冰晶石（Na3AlF6）中電解的方法。當時他們都是22歲。這項創舉使鋁以大規模生產，奠定了今天世界電解鋁的工業方法。至今各種鋁製品已廣泛進入千家萬戶。