140156. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium és más hasonló fém előállítására

á 140156 azonáltal, az ércet az anódtérbe visszük be. Azért, hogy az új eljárást a megfelelő régi eljárással összehasonlíthassuk, meg kell vizsgálnunk a régi eljárást úgy, hogy abban érctartalmú anód van alkalmazva, klórban dolgozó ívvel. Ha az érc maga tartalmazza az anódot, ha rendes villamos ívben dolgozunk, a helyzet a következő: Érc- és szénmolekulából álló gőzök hagyják el folytonos áramban az anód megolvadt felszínét. Az anódnak és közvetlenül a kráterrel szomszédos övezetnek a hőfoka az anód anyagának a forrpontja. Ez az övezet telítve van ezekkel a gőzmolekulákkal és ha az egyensúlyi állapot létrejött, a gőzalakú molekulák tekintélyes hányada ismét cseppfolyósodik a kráter felületén s számbajövő értékű gőznyomást fejt ki. Az elgőzölgésből származó tiszta anyagveszteség a gőzalakú molekuláknak ez övezeten át az ív belsején keresztül és kifelé az ív belsejének kerületén át, vagy a koronában fellépő hő okozta diffúzióból származik. Voltaképpen csak ezen a ponton megy végbe äz Oersted-reakció, mert jól tudjuk a rendes ív színképelemzéséből, hogy az ív belsejében igen kisméretű, vagy jóformán semmiféle vegyi átalakulás nem megy végbe. De éppen ha ez nem volna így, az anyag kiáramlásának a tiszta hányada a gőznyomás révén korlátozva volna úgy, ha a molekulák visszatérnek a kondenzált fázisba az anódfelszínre, mielőtt belépnének magába az ívbe. Az irodalom külön kiemeli, hogy az a gázkör, amiben az ívet létesítjük, a jelen esetben a klórgázkör, a rendes ívben sohasem lép be magának az ívnek a belsejébe s így az utóbbi csupán az anód anyagát alkotó molekulák gőzeit tartalmazza. Ezért biztosan tételezhetjük azt, hogy az Oersted-féle reakció magában az ív koronájában megy végbe. Ebből következik, hogy az ezen alapuló reakcióban a határoló tényező az a hányados, melyben a reagáló anyagok, az érc és szén gőze átdiffundál a kráter közvetlen szomszédságában fekvő ív belső részén keresztül az azt körülvevő koronába. Ez a hányad viszonylagosan kifejezve, igen alacsony érték. Mi ezt a késleltető tényezőt valahogy olyan módon képzelhetjük el, mint az olaj- vagy v higany-gőzszivattyúban a kondenzáló gőz szerepét. Ez az a korlátozó tényező, mely az észlelt reakció alacsony hatásfokáért felelőssé tehető még akkor is, ha feltételezzük, hogy az Oerstedféle reakció az ívet körülfogó koronában pillanaíszerűleg is megy végbe, éppen azért, mert igen kismennyiségű az az anyag; ami ezt a pontot eléri. A leírt reakció-mechanizmusbóJ következik, hogy annak a hányadnak a növelése, melyben az anyag az anódról a koronára kerül a reakcióhoz, valamely adott erő esetében úgy érhető el, ha az anöddal szomszédos övezetben a gőznyomást csökkentjük. Ha a gőznyomást pl. zérusra tudnók csökkenteni, a reakció hatásfokának a növelése még sokkal nagyobb lenne. A hatás összehasonlítható azzal a jelenséggel, amikor forró vízzel telt edényt helyeztünk el vákuumban. A hatásfokot ezért csak az a lehetőség korlátozza, amilyen mértékig az anód anyaga elgőzölöghet. Más szóval, az anód anyagának elgőzölgési hője, és az a hányados, aminek arányában energiát vittünk az anyaghoz. Az a feltevés, hogy az Oersted-féle reakció teljesen, vagy pillanatszerűen megy végbe a koronában, mindazonáltal 'vitatható, minthogy az érc anyaga gőzállapotban, de közömbös érc molekulákként jelentkezik és a koronában a hőfokok alacsonyabbak, mint az andódpotenciál terében. Az itt ismertetett új eljárásban, mindkét ilynemű korlátozó tényezőt kiküszöböljük úgy, hogy olyan ívkiképzést alkalmazunk, mely az ércmolekulákat mindjárt elgőzölgésük közben ionizálja és átalakítja ionizált ércmolekulákká és az ezeket alkotó ionokká. Ez az ionizálás nemcsak szétszakítja az ércmolekulákat alkotóelemeikké vagy tehát még kevésbé állandókká teszi, hanem nagymértékben csökkenti vagy teljesen ki is küszöböli a gőznyomást is Ugy találtuk, hogy ha ez az ionjzálás teljes, a gőznyomás lényegileg zérus lesz, az egymással reakcióba lépő anyagok diffúzióját a láng övezetébe nagymértékben elősegítjük s ennek az az eredménye, hogy az átalakulás sebességét igen nagymértékben fokoztuk. Valóban, ha ez az ionizálás uralkodó jelenséggé válik, a reakció váltakozó pályán megy végbe teljesen, ellentétben az Oersted-féle höátalakulásos folyamattal. Ezt a következőleg képzelhetjük el: Azt kell feltételeznünk, hogy az ionizálódás, mely mint alább kifejtjük, villamos ütközések révén áll elő, akként megy végbe, hogy lényegileg mindaz a gőzmolekulamennyíség, mely az anódról származik, ionokká alakul át. Ilyen körülmények között, az ércgőzökből már semmi sem kondenzálódik ismét az anódfelületen, anynyival kevésbé, mert azok az ionok, amelyek az ércből és a szénből származnak, olyan állapotban vannak, hogy azonos a villamos töltésük és kölctönös villamos taszítás tartja egymástól távol- őket. Továbbá, minthogy positiv •töltésűek, az anód villamos mezőjétől kapnak olyan gyorsító hatást, mely kedvező irányú arra, hogy az anódtól igen gyorsan eldiffundáljanak. A villamos ütközés mind olyan iónt termel, melyek pozitív töltésűek s ezért kölcsönösen taszítják egymást. Ezek az iónok abban az övezetben, amelyben képződnek, nem kaphatnak olyan elektront, mely pozitív töltésüket közömbösítené, mert ebben az övezetben az elektronok igen nagy sebességgel mozognak. Jól ismert tény az, hogy -az ebben az övezetben képződött iónok ionizált állapotban maradnak addig, míg nem diffundáltak be az ív koronájába. Mindezek a pozitív iónok átdiffundálnak a koronán s közben közömbösíti őket ai körülvevő gázkör, vagyis a klór negatív töltésű atomjaival való egyesülés. Ezek a klór-iónok úgy képződnek, hogy a klóratomokhoz nagyon lassan mozgó elektronok csatlakoznak, amelyek állandóan diffundálnak az ív magjának a határán keresztül a katódhoz közel eső ív-övezetekbe és