Viskas apie aliuminį. Cheminės ir fizinės aliuminio savybės
Vienas iš gausiausių planetos elementų yra aliuminis. Fizinės ir cheminės aliuminio savybės naudojamos pramonėje. Viską, ką reikia žinoti apie šį metalą, galite rasti mūsų straipsnyje.
Atomo struktūra
Aliuminis yra 13-asis periodinės lentelės elementas. Jis yra trečiojo periodo, III grupės, pagrindiniame pogrupyje.
Aliuminio savybės ir pritaikymas yra susijęs su jo elektronine struktūra. Aliuminio atomas turi teigiamai įkrautą branduolį (+13) ir 13 neigiamai įkrautų elektronų, esančių trijuose energijos lygiuose. Elektroninė atomo konfigūracija yra 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1.
Išoriniame energijos lygyje yra trys elektronai, kurie lemia pastovų III valentingumą. Reaguodamas su medžiagomis, aliuminis patenka į sužadintą būseną ir sugeba paaukoti visus tris elektronus, formuodamas kovalentinius ryšius. Kaip ir kiti aktyvūs metalai, aliuminis yra galingas reduktorius.
Paveikslėlis: 1. Aliuminio atomo sandara.
Aliuminis yra amfoterinis metalas, kuris sudaro amfoterinius oksidus ir hidroksidus. Junginiai pasižymi rūgštinėmis ar bazinėmis savybėmis, priklausomai nuo sąlygų.
Fizinis aprašymas
Aliuminis turi:
- lengvumas (tankis 2,7 g / cm 3);
- sidabro pilka;
- didelis elektros laidumas;
- formuojamumas;
- plastiškumas;
- lydymosi temperatūra - 658 ° C;
- virimo temperatūra - 2518,8 ° C.
Alavo tara, folija, viela, lydiniai gaminami iš metalo. Aliuminis naudojamas gaminant mikroschemas, veidrodžius, kompozicines medžiagas.
Paveikslėlis: 2. Alavo tara.
Aliuminis yra paramagnetinis. Metalas magnetu traukiasi tik esant magnetiniam laukui.
Cheminės savybės
Ore aliuminis greitai oksiduojasi, pasidengdamas oksido plėvele. Jis apsaugo metalą nuo korozijos, taip pat apsaugo nuo sąveikos su koncentruotomis rūgštimis (azoto, sieros). Todėl rūgštys laikomos ir gabenamos aliuminio induose.
Normaliomis sąlygomis reakcijos su aliuminiu įmanomos tik nuėmus oksido plėvelę. Dauguma reakcijų vyksta esant aukštai temperatūrai.
Pagrindinės elemento cheminės savybės aprašytos lentelėje.
|
Reakcija |
apibūdinimas |
Lygtis |
|
Su deguonimi |
Dega aukštoje temperatūroje gamindamas šilumą |
4Al + 3O2 → 2Al 2O3 |
|
Su nemetalu |
Reaguoja su siera aukštesnėje nei 200 ° С temperatūroje, su fosforu - esant 500 ° С, su azotu - 800 ° С, su anglimi - esant 2000 ° С |
2Al + 3S → Al 2 S3; Al + P → AlP; 2Al + N2 → 2AlN; 4Al + 3C → Al 4 C3 |
|
Su halogenais |
Reaguoja normaliomis sąlygomis su jodu - kaitinamas dalyvaujant katalizatoriui (vandeniui) |
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3; 2Al + 3I2 → 2AlI3; 2Al + 3Br 2 → 2AlBr 3 |
|
Su rūgštimis |
Normaliomis sąlygomis reaguoja su praskiestomis rūgštimis, kaitinant su koncentruotomis rūgštimis |
2Al + 3H2S04 (praskiestas) → Al2 (SO4) 3 + 3H2; Al + 6HNO3 (koncentr.) → Al (NO3) 3 + 3NO2 + 3H2O |
|
Su šarmais |
Reaguoja su vandeniniais šarmų tirpalais ir susiliejus |
2Al + 2NaOH + 10H 2O → 2Na + 3H2; 2Al + 6KOH → 2KAlO 2 + 2K2O + 3H2 |
|
Su oksidais |
Išstumia mažiau aktyvius metalus |
2Al + Fe 2 O 3 → 2Fe + Al 2 O 3 |
Aliuminis tiesiogiai nereaguoja su vandeniliu. Reakcija su vandeniu įmanoma pašalinus oksido plėvelę.
Paveikslėlis: 3. Aliuminio reakcija su vandeniu.
Ko mes išmokome?
Aliuminis yra amfoterinis aktyvus metalas, turintis pastovią valentingumą. Turi mažą tankį, didelį elektros laidumą, plastiškumą. Jį magnetas traukia tik esant magnetiniam laukui. Aliuminis reaguoja su deguonimi, susidaro apsauginė plėvelė, neleidžianti reaguoti su vandeniu, koncentruotomis azoto ir sieros rūgštimis. Kaitinamas sąveikauja su nemetalais ir koncentruotomis rūgštimis, normaliomis sąlygomis - su halogenais ir praskiestomis rūgštimis. Jis išstumia mažiau aktyvius metalus oksiduose. Nereaguoja su vandeniliu.
Testas pagal temas
Ataskaitos vertinimas
Vidutinis reitingas: 4.3. Iš viso gautų įvertinimų: 74.
(pagal Paulingą)
Aliuminis - DI Mendelejevo periodinės cheminių elementų sistemos trečiojo laikotarpio trečiosios grupės pagrindinio pogrupio elementas, atominis skaičius 13. Jis žymimas simboliu Al (aliuminis). Ji priklauso lengvųjų metalų grupei. Labiausiai paplitęs metalas ir trečiasis (po deguonies ir silicio) cheminis elementas žemės plutoje.
Paprasta aliuminio medžiaga (CAS numeris: 7429-90-5) yra lengvas, paramagnetinis sidabro-baltas metalas, kurį lengva formuoti, išlieti ir apdoroti. Aliuminis pasižymi dideliu šilumos ir elektros laidumu, atsparumu korozijai, nes greitai susidaro stiprios oksido plėvelės, kurios apsaugo paviršių nuo tolesnės sąveikos.
Remiantis kai kuriais biologiniais tyrimais, aliuminio patekimas į žmogaus organizmą buvo laikomas Alzheimerio ligos išsivystymo veiksniu, tačiau vėliau šie tyrimai buvo sukritikuoti ir išvada apie vieno ir kito santykį buvo paneigta.
Istorija
Pirmą kartą aliuminį Hansas Oerstedas gavo 1825 m., Veikdamas kalio amalgamą aliuminio chloridu, po to pašalindamas gyvsidabrį.
Gaunasi
Šiuolaikinį paruošimo būdą savarankiškai sukūrė amerikietis Charlesas Hallas ir prancūzas Paulas Hérouxas. Jį sudaro aliuminio oksido Al 2 O 3 ištirpinimas kriolito lydinyje Na 3 AlF 6, po to atliekama elektrolizė naudojant grafito elektrodus. Šis metodas reikalauja didelių elektros energijos kiekių, todėl paklausus jis pasirodė tik XX amžiuje.
Norint pagaminti 1 toną žalio aliuminio, reikia 1,920 tonų aliuminio oksido, 0,065 tonos kriolito, 0,035 tonų aliuminio fluoro, 0,600 tonų anodo masės ir 17 tūkstančių kWh nuolatinės srovės elektros energijos.
Fizinės savybės
Metalas yra sidabriškai baltas, lengvas, tankis - 2,7 g / cm³, pramoninio aliuminio lydymosi temperatūra - 658 ° C, didelio grynumo aliuminio - 660 ° C, specifinė lydymosi šiluma - 390 kJ / kg, virimo temperatūra - 2500 ° C, savitoji garavimo šiluma - 10,53 MJ / kg, laikinas lietinio aliuminio atsparumas - 10-12 kg / mm², deformuotas - 18-25 kg / mm², lydinių - 38-42 kg / mm².
„Brinell“ kietumas - 24-32 kgf / mm², didelis plastiškumas: techniniam - 35%, grynam - 50%, suvyniotas į ploną lakštą ir net foliją.
Aliuminis pasižymi dideliu elektriniu ir šilumos laidumu, 65% vario elektrinio laidumo ir dideliu šviesos atspindžiu.
Aliuminis sudaro beveik visų metalų lydinius.
Buvimas gamtoje
Natūralų aliuminį beveik visiškai sudaro vienas stabilus 27 Al izotopas su 26 Al pėdsakais, radioaktyvus izotopas, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 720 tūkstančių metų, susidaręs atmosferoje bombarduojant branduolius argonas kosminių spindulių protonų.
Pagal paplitimą gamtoje jis užima 1 vietą tarp metalų ir 3 vietą tarp elementų, nusileidžiant tik deguoniui ir siliciui. Pasak įvairių tyrėjų, aliuminio procentas žemės plutoje svyruoja nuo 7,45 iki 8,14% žemės plutos masės.
Gamtoje aliuminio yra tik junginiuose (mineraluose). Kai kurie iš jų:
- Boksitai - Al 2 O 3. H 2 O (su SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3 priemaišomis)
- Nefelina - KNa 3 4
- Alunitai - KAl (SO 4) 2. 2Al (OH) 3
- Aliuminio oksidas (kaolino ir smėlio SiO 2, kalkakmenio CaCO 3, magnezito MgCO 3 mišiniai)
- Korundas - Al 2 O 3
- Lauko špatas (ortoklazas) - K 2 O × Al 2 O 3 × 6SiO 2
- Kaolinitas - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O
- Alunitas - (Na, K) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al (OH) 3
- Berilas - 3ВеО. Al 2 O 3. 6SiO 2
Natūraliuose vandenyse aliuminis yra mažai toksiškų cheminių junginių pavidalu, pavyzdžiui, aliuminio fluoridas. Katijono ar anijono tipas pirmiausia priklauso nuo vandeninės terpės rūgštingumo. Aliuminio koncentracija Rusijos paviršiniuose vandens telkiniuose svyruoja nuo 0,001 iki 10 mg / l.
Cheminės savybės
Aliuminio hidroksidas
Normaliomis sąlygomis aliuminis padengtas plona ir patvaria oksido plėvele, todėl nereaguoja su klasikiniais oksidatoriais: su H 2 O (t °); O 2, HNO 3 (be kaitinimo). Dėl to aliuminis praktiškai nėra korozinis, todėl šiuolaikinė pramonė to labai reikalauja. Tačiau sunaikinus oksido plėvelę (pavyzdžiui, susilietus su amonio druskų NH4 +, karštų šarmų tirpalais arba sujungus), aliuminis veikia kaip aktyvus redukuojantis metalas.
Lengvai reaguoja su paprastomis medžiagomis:
- su deguonimi: 4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3
- su halogenais: 2Al + 3Br 2 \u003d 2AlBr 3
- kaitinant reaguoja su kitais nemetalais:
- su siera, susidarant aliuminio sulfidui: 2Al + 3S \u003d Al 2 S 3
- su azotu, susidarant aliuminio nitridui: 2Al + N 2 \u003d 2AlN
- su anglimi, sudarant aliuminio karbidą: 4Al + 3C \u003d Al 4 C 3
Beveik vienu metu 1886 metais Charleso Hallo (Prancūzija) ir Paulo Hérouxo (JAV) sugalvotas metodas, pagrįstas aliuminio gamyba elektrolizuojant aliuminio oksidą, ištirpintą ištirpusiame kriolite, padėjo pagrindą šiuolaikiniam aliuminio gamybos metodui. Nuo to laiko, tobulinant elektrotechniką, aliuminio gamyba pagerėjo. Nemažą indėlį į aliuminio oksido gamybos plėtrą įnešė Rusijos mokslininkai K.I.Bayer, D.A.Penyakovas, A.N.Kuznecovas, E.I.Žukovskis, A.A.Jakovkinas ir kiti.
Pirmoji aliuminio lydykla Rusijoje buvo pastatyta 1932 m. Volchove. SSRS metalurgijos pramonė 1939 m. Pagamino 47,7 tūkst. Tonų aliuminio, dar 2,2 tūkst. Tonų buvo importuota.
Rusijoje faktinė aliuminio gamybos monopolija yra UAB „Russian Aluminium“, kuriai tenka apie 13% pasaulio aliuminio rinkos ir 16% aliuminio oksido.
Pasaulinės boksito atsargos yra praktiškai neribotos, tai yra, jos nėra proporcingos paklausos dinamikai. Esami įrenginiai gali pagaminti iki 44,3 milijono tonų pirminio aliuminio per metus. Taip pat reikėtų nepamiršti, kad ateityje kai kurias aliuminio panaudojimo galimybes galima perorientuoti, pavyzdžiui, į kompozicines medžiagas.
Taikymas
Aliuminio gabalėlis ir amerikietiška moneta.
Jis plačiai naudojamas kaip statybinė medžiaga. Pagrindiniai šio aliuminio aliuminio privalumai yra lengvumas, lankstumas štampavimui, atsparumas korozijai (ore aliuminis akimirksniu padengtas stipria Al 2 O 3 plėvele, neleidžiančia toliau oksiduotis), didelis šilumos laidumas ir jo junginių netoksiškumas. Dėl šių savybių aliuminis tapo itin populiarus gaminant virtuvės reikmenis, aliuminio foliją maisto pramonėje ir pakuojant.
Pagrindinis aliuminio, kaip konstrukcinės medžiagos, trūkumas yra jo mažas stiprumas, todėl jis paprastai legiruojamas su nedideliu kiekiu vario ir magnio - duraliuminio lydinys.
Aliuminio elektrinis laidumas yra tik 1,7 karto mažesnis nei vario, tuo tarpu aliuminis yra maždaug 2 kartus pigesnis. Todėl elektrotechnikoje jis plačiai naudojamas laidų gamybai, jų ekranavimui ir netgi mikroelektronikoje laidininkams laiduose gaminti. Mažesnį aliuminio laidumą (37 1 / omai), palyginti su variu (63 1 / omas), kompensuoja padidėjęs aliuminio laidininkų skerspjūvis. Aliuminio, kaip elektrinės medžiagos, trūkumas yra stipri oksido plėvelė, dėl kurios sunku lituoti.
- Dėl savo savybių komplekso jis plačiai naudojamas šiluminėje įrangoje.
- Aliuminis ir jo lydiniai išlaiko savo stiprumą esant labai žemai temperatūrai. Dėl to jis plačiai naudojamas kriogeninėse technologijose.
- Dėl didelio atspindžio, kartu su mažomis sąnaudomis ir lengvu purškimu aliuminis tampa idealia medžiaga veidrodžiams.
- Gaminant statybines medžiagas kaip dujas formuojančią medžiagą.
- Aliuminis suteikia plienui ir kitiems lydiniams atsparumą korozijai ir mastams, pavyzdžiui, stūmoklinių vidaus degimo variklių vožtuvus, turbinų mentes, alyvos platformas, šilumokaičius, taip pat pakeičia cinkavimą.
- Aliuminio sulfidas naudojamas vandenilio sulfidui gaminti.
- Vykdomi putplasčio aliuminio, kaip ypač stiprios ir lengvos, medžiagos tyrimai.
Kaip reduktorius
- Kaip termito komponentas, aliumotermijos mišiniai
- Aliuminis naudojamas retų metalų redukcijai iš jų oksidų ar halogenidų.
Aliuminio lydiniai
Kaip konstrukcinė medžiaga paprastai naudojamas ne grynas aliuminis, o įvairūs jo pagrindu pagaminti lydiniai.
- aliuminio ir magnio lydiniai turi aukštą atsparumą korozijai ir suvirinamumą; jie gamina, pavyzdžiui, greitųjų laivų korpusus.
- Aliuminio-mangano lydiniai daugeliu atžvilgių yra panašūs į aliuminio-magnio.
- Aliuminio ir vario lydinius (ypač duraliuminį) galima termiškai apdoroti, o tai labai padidina jų stiprumą. Deja, termiškai apdorotų medžiagų negalima suvirinti, todėl orlaivių dalys vis tiek kniedijamos. Lydinys, kurio vario kiekis yra didesnis, savo spalva yra labai panašus į auksą, ir kartais jis naudojamas pastarajam imituoti.
- Liejimui geriausiai tinka aliuminio ir silicio lydiniai (siluminai). Jie dažnai naudojami įvairių mechanizmų byloms perduoti.
- Sudėtiniai aliuminio lydiniai: aviacija.
- Aliuminis patenka į superlaidžią būseną 1,2 Kelvino temperatūroje.
Aliuminis kaip priedas prie kitų lydinių
Aliuminis yra esminis daugelio lydinių komponentas. Pavyzdžiui, aliuminio bronzose pagrindiniai komponentai yra varis ir aliuminis. Magnio lydiniuose aliuminis dažniausiai naudojamas kaip priedas. Elektrinių šildymo prietaisų spiralėms gaminti naudojamas fechralas (Fe, Cr, Al) (kartu su kitais lydiniais).
Papuošalai
Kai aliuminis buvo labai brangus, iš jo buvo gaminami įvairūs papuošalai. Jų mada iškart praėjo, kai pasirodė naujos jo gamybos technologijos, kurios žymiai sumažino išlaidas. Šiais laikais aliuminis kartais naudojamas papuošalų gamybai.
Stiklo gamyba
Stiklo gamyboje naudojami fluoras, fosfatas ir aliuminio oksidas.
Maisto pramone
Aliuminis yra registruotas kaip maisto priedas E173.
Aliuminis ir jo junginiai raketose
Aliuminis ir jo junginiai naudojami kaip labai efektyvus raketinis kuras dviejų komponentų raketiniame kure ir kaip kuro komponentas kietajame raketiniame kure. Šie aliuminio junginiai, kaip raketų kuras, labiausiai domisi praktiškai:
- Aliuminis: kuras raketų raketose. Jis naudojamas miltelių ir suspensijų pavidalu angliavandeniliuose ir kt.
- Aliuminio hidridas
- Aliuminio boranatas
- Trimetilaliuminis
- trietilaliuminis
- Tripropilo aliuminis
Teorinės degalų, susidarančių aliuminio hidridu su įvairiais oksidatoriais, charakteristikos.
| Oksidatorius | Specifinė trauka (P1, sek.) | Degimo temperatūra ° С | Kuro tankis, g / cm³ | Greičio padidėjimas, ΔV id, 25, m / s | Svorio kiekis kuras,% |
|---|---|---|---|---|---|
| Fluoras | 348,4 | 5009 | 1,504 | 5328 | 25 |
| Tetrafluorohidrazinas | 327,4 | 4758 | 1,193 | 4434 | 19 |
| ClF 3 | 287,7 | 4402 | 1,764 | 4762 | 20 |
| ClF 5 | 303,7 | 4604 | 1,691 | 4922 | 20 |
| Perchlorilo fluoridas | 293,7 | 3788 | 1,589 | 4617 | 47 |
| Deguonies fluoridas | 326,5 | 4067 | 1,511 | 5004 | 38,5 |
| Deguonis | 310,8 | 4028 | 1,312 | 4428 | 56 |
| Vandenilio peroksidas | 318,4 | 3561 | 1,466 | 4806 | 52 |
| N 2 O 4 | 300,5 | 3906 | 1,467 | 4537 | 47 |
| Azoto rūgštis | 301,3 | 3720 | 1,496 | 4595 | 49 |
Aliuminis pasaulio kultūroje
Poetas Andrejus Voznesenskis 1959 metais parašė eilėraštį „Ruduo“, kuriame kaip meninį vaizdą panaudojo aliuminį:
... Ir už lango jauna šalna
yra aliuminio laukai ...
Viktoras Tsoi choru parašė dainą „Aliuminio agurkai“:
Sodinu aliuminio agurkus
Brezento lauke
Sodinu aliuminio agurkus
Brezento lauke
Toksiškumas
Tai turi nedidelį toksinį poveikį, tačiau daugelis vandenyje tirpių neorganinių aliuminio junginių ilgą laiką išlieka ištirpusios būsenos ir gerdami vandenį gali turėti žalingą poveikį žmonėms ir šiltakraujams gyvūnams. Labiausiai toksiški yra chloridai, nitratai, acetatai, sulfatai ir kt. Žmonėms toksišką poveikį sukelia šios aliuminio junginių dozės (mg / kg kūno svorio): aliuminio acetatas - 0,2–0,4; aliuminio hidroksidas - 3,7-7,3; aliuminio alūnas - 2.9. Visų pirma, jis veikia nervų sistemą (kaupiasi nerviniame audinyje, todėl atsiranda sunkių centrinės nervų sistemos sutrikimų). Tačiau aliuminio neurotoksiškumo savybės buvo tiriamos nuo 1960-ųjų vidurio, nes metalo kaupimąsi žmogaus organizme trukdo jo eliminacijos mechanizmas. Normaliomis sąlygomis per parą su šlapimu gali išsiskirti iki 15 mg elemento. Atitinkamai didžiausias neigiamas poveikis pastebimas žmonėms, kurių inkstų ekskrecijos funkcija yra sutrikusi.
Papildoma informacija
- Aliuminio hidroksidas
- aliuminio enciklopedija
- Aliuminio junginiai
- Tarptautinis aliuminio institutas
Aliuminis, aliuminis, Al (13)
Rišikliai, kuriuose yra aliuminio, buvo žinomi nuo senų senovės. Tačiau po alumi (lot. Alumen arba Alumin, vok. Alaun), kurį ypač Plinijus mini, senovėje ir viduramžiais buvo suprantamos įvairios medžiagos. Rulando alcheminiame žodyne žodis „Alumen“, pridėjus įvairių apibrėžimų, pateikiamas 34 reikšmėmis. Visų pirma, tai reiškė stibį, Alumen alafuri - šarminę druską, Alumen Alcori - nitrą arba šarminį alūną, Alumen creptum - gero vyno tartarą (tartarą), Alumen fascioli - šarmą, Alumen odig - amoniaką, Alumen scoriole - gipsą ir kt. Garsiojo „Paprastų farmacijos produktų žodyno“ (1716 m.) Autorius Lemery taip pat pateikia didelį alų veislių sąrašą.
Iki XVIII a. aliuminio junginių (alūno ir oksido) nebuvo galima atskirti nuo kitų, panašių išvaizda junginių. Lemery apibūdina alūną taip: „1754 m. Marggrafas iš aliuminio tirpalo (veikdamas šarmą) išskyrė aliuminio oksido nuosėdas, kurias jis pavadino „alūno žeme“ (Alaunerde), ir nustatė jos skirtumą nuo kitų kraštų. Netrukus alūno žemė buvo pavadinta aliuminio oksidu (aliuminio oksidu arba aluminu). 1782 m. Lavoisier teigė, kad aliuminio oksidas yra nežinomo elemento oksidas. Paprastų kūnų lentelėje Lavoisier įrašė Aluminą tarp „paprastų kūnų, druską formuojančių, žemiškų“. Čia yra aliuminio pavadinimo sinonimai: argyle (Argile), alūnas. žemė, alūno pagrindas. Žodis argila, arba argilla, kaip Lemery nurodo savo žodyne, kilęs iš graikų kalbos. vazoninis molis. Daltonas savo „Naujoje cheminės filosofijos sistemoje“ suteikia ypatingą ženklą alūnams ir pateikia sudėtingą (!) Alūno formulę.
Po atradimo naudojant šarminių metalų galvaninę elektrą, Davy ir Berzelius nesėkmingai bandė tokiu pačiu būdu izoliuoti metalinį aliuminį nuo aliuminio oksido. Tik 1825 m. Problemą danų fizikas Oerstedas išsprendė cheminiu metodu. Jis praleido chlorą per kaitinamąjį aliuminio oksido ir anglies mišinį, o gautas bevandenis aliuminio chloridas buvo pašildytas kalio amalgama. Išgaravus gyvsidabriui, rašo Oerstedas, gautas metalas, savo išvaizda panašus į alavo. Galiausiai 1827 m. Wöhleris efektyviau išskyrė metalinį aliuminį - kaitindamas bevandenį aliuminio chloridą metaliniu kaliu.
Maždaug 1807 m. Davy, bandydamas atlikti aliuminio oksido elektrolizę, davė metalui pavadinimą, kuris turėtų būti aliuminis (Alumium) arba aliuminis (aliuminis). Paskutinė pavardė nuo to laiko egzistuoja JAV, o Anglijoje ir kitose šalyse priimamas aliuminio pavadinimas, kurį vėliau pasiūlė tas pats Davy. Visiškai aišku, kad visi šie pavadinimai kilo iš lotyniško žodžio alūnas (Alumen), apie kurio kilmę yra įvairių nuomonių, remiantis įvairių autorių liudijimais, pradedant nuo senovės.
A. M. Vasilievas, atkreipdamas dėmesį į neaiškią šio žodžio kilmę, cituoja tam tikro Izidoriaus (matyt, 560–636 m. Gyvenusio vyskupo Sevilijos Izidoriaus, - enciklopedisto, kuris visų pirma užsiėmė etimologiniais tyrimais), nuomonę: „Aluminas vadinamas liumenu, taigi kaip jis suteikia dažams liumenų (šviesos, ryškumo), kai jie pridedami dažant “. Tačiau tai, nors ir labai senas, neįrodo, kad žodis aluminai turi būtent tokią kilmę. Čia tikėtina tik atsitiktinė tautologija. Savo ruožtu Lemery (1716) nurodo, kad žodis aluminai siejamas su graikų (Halmi), reiškiančiu druskingumą, fiziologinį tirpalą, sūrymą ir kt.
Rusiški aliuminio pavadinimai XIX a. Pirmaisiais dešimtmečiais. gana įvairus. Kiekvienas šio laikotarpio chemijos knygų autorius, matyt, stengėsi pasiūlyti vardą. Taigi, Zacharovas aliuminio aliuminio oksidu (1810 m.), Giza - aliuminiu (1813 m.), Strachovas - alumi (1825 m.), Iovskisy - molingumu, Ščeglovas - aliuminio oksidu (1830 m.). „Parduotuvėje Dvigubsky“ (1822 - 1830) aliuminio oksidas vadinamas aliuminiu, aliuminio oksidu, aliuminiu (pavyzdžiui, rūgščiu fosforo aliuminio oksidu), o metalu - aliuminiu ir aliuminiu (1824). Hessas pirmajame leidinyje „Grynosios chemijos pagrindai“ (1831) naudoja pavadinimą aliuminio oksidas (aliuminis), o penktajame leidime (1840) - molis. Tačiau jis suformuoja druskų pavadinimus remdamasis aliuminio oksido terminu, pavyzdžiui, aliuminio oksido sulfatu. Pirmajame „Chemijos pagrindų“ leidime (1871 m.) Mendelejevas naudoja aliuminio ir molio pavadinimus, kituose leidimuose žodžio molis nebėra.
Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerija
„ALUMINIUM“
2007 metai
ALIUMINIS (lot. Aliuminis; iš "aliuminio" - alūnas), Al, periodinės sistemos III grupės cheminis elementas, atominis skaičius 13, atominė masė 26,98154.
1. Bendrosios aliuminio savybės
Natūralus aliuminis susideda iš vieno 27Al nuklido. Išorinio elektronų sluoksnio konfigūracija yra 3s2p1. Beveik visuose junginiuose aliuminio oksidacijos laipsnis yra +3 (III valentingumas).
Neutralaus aliuminio atomo spindulys yra 0,143 nm, Al3 + jono spindulys yra 0,057 nm. Neutralaus aliuminio atomo nuoseklios jonizacijos energijos yra atitinkamai 5,984, 18,828,28,44 ir 120 eV. Paulingo skalėje aliuminio elektronegatyvumas yra 1,5.
Paprasta aliuminio medžiaga yra minkštas šviesiai sidabriškai baltas metalas.
2. Nuosavybės
Aliuminis yra tipiškas metalinis kubinių kristalinių gardelių veidas, kurio parametras a \u003d 0,40403 nm. Gryno metalo lydymosi temperatūra yra 660 ° C, virimo temperatūra yra apie 2450 ° C, o tankis yra 2,6989 g / cm3. Aliuminio linijinio išsiplėtimo temperatūros koeficientas apie 2,5 · 10–5 K - 1 Standartinis elektrodo potencialas Al3 + / Al- 1,663V.
Cheminiu požiūriu aliuminis yra gana reaktyvus metalas. Ore jo paviršius akimirksniu padengtas tankia Al2O3 oksido plėvele, kuri neleidžia deguoniui (O) patekti į metalą ir lemia reakcijos nutraukimą, o tai lemia aukštas aliuminio antikorozines savybes. Apsauginė paviršiaus plėvelė taip pat susidarys ant aliuminio, įdėjus į koncentruotą azoto rūgštį.
Aliuminis aktyviai reaguoja su kitomis rūgštimis:
6HCl + 2Al \u003d 2AlCl3 + 3H2,
3Н2SO4 + 2Al \u003d Al2 (SO4) 3+ 3H2.
Aliuminis reaguoja su šarmų tirpalais. Pirmiausia ištirpsta apsauginė oksido plėvelė:
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O \u003d 2Na.
Tada vyksta reakcijos:
2Al + 6H2O \u003d 2Al (OH) 3+ 3H2,
NaOH + Al (OH) 3 \u003d Na,
arba iš viso:
2Al + 6H2O + 2NaOH \u003d Na + 3H2,
ir dėl to susidaro aliuminatai: Na - natrio aliuminatas (Na) (natrio tetrahidroksoaluminatas), K - kalio aliuminatas (K) (kalio terahidroksoaluminatas) ir tt tetrahidrokso junginiai:
Na ir K.
Kaitinamas aliuminis reaguoja su halogenais:
2Al + 3Cl2 \u003d 2AlCl3,
2Al + 3 Br2 \u003d 2AlBr3.
Įdomu tai, kad reakcija tarp aliuminio ir jodo (I) miltelių prasideda kambario temperatūroje, jei į pradinį mišinį įpilama keli lašai vandens, kuris šiuo atveju atlieka katalizatoriaus vaidmenį:
2Al + 3I2 \u003d 2AlI3.
Aliuminio sąveika su siera (S) kaitinant sukelia aliuminio sulfido susidarymą:
2Al + 3S \u003d Al2S3,
kuris yra lengvai biologiškai skaidomas:
Al2S3 + 6H2O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H2S.
Aliuminis tiesiogiai nesąveikauja su vandeniliu (H), tačiau netiesiogiai, pavyzdžiui, naudojant organinius aliuminio junginius, galima sintetinti kietąjį polimerinį aliuminio hidridą (AlH3) x - stipriausią reduktorių.
Miltelių pavidalu aliuminį galima sudeginti ore, susidaro balti ugniai atsparūs aliuminio oksido Al2O3 milteliai.
Didelis Al2O3 jungties stiprumas lemia didelę jo susidarymo iš paprastų medžiagų šilumą ir aliuminio gebėjimą redukuoti daug metalų iš jų oksidų, pavyzdžiui:
3Fe3O4 + 8Al \u003d 4Al2O3 + 9Fe ir tolygus
3СаО + 2Al \u003d Al2О3 + 3Са.
Šis metalų gavimo būdas vadinamas aliumotermija.
Amfoterinis oksidas Al2O3 atitinka amfoterinį hidroksidą - amorfinį polimero junginį, neturintį pastovios sudėties. Aliuminio hidroksido sudėtis gali būti perteikta formule xAl2O3 · yH2O, mokantis chemijos mokykloje, aliuminio hidroksido formulė dažniausiai nurodoma kaip Al (OH) 3.
Laboratorijoje keitimosi reakcijomis aliuminio hidroksidą galima gauti želatinų nuosėdų pavidalu:
Al2 (SO4) 3+ 6NaOH \u003d 2Al (OH) 3 + 3Na2SO4,
arba į aliuminio druskos tirpalą įpilant sodos:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O \u003d 2Al (OH) 3 + 6NaCl + 3CO2,
ir į aliuminio druskos tirpalą įpilant amoniako tirpalo:
AlCl3 + 3NH3 H2O \u003d Al (OH) 3 + 3H2O + 3NH4Cl.
Atradimo pavadinimas ir istorija: lotyniškas aliuminis kilęs iš lotynų aliuminio, reiškiančio alūną (aliuminio ir kalio sulfatą (K) KAl (SO4) 2 · 12H2O), kurie ilgą laiką buvo naudojami odos padažu ir kaip sutraukiantis. Dėl didelio cheminio aktyvumo gryno aliuminio atradimas ir išskyrimas užtruko beveik 100 metų. Išvadą, kad „žemę“ (ugniai atsparią medžiagą, šiuolaikine prasme - aliuminio oksidą) galima gauti iš alūno, dar 1754 metais padarė vokiečių chemikas A. Marggrafas. Vėliau paaiškėjo, kad tą pačią „žemę“ galima izoliuoti nuo molio, ir ji buvo pradėta vadinti aliuminio oksidu. Tik 1825 m. Danų fizikas H. K. Oerstedas sugebėjo gauti metalinio aliuminio. Jis apdorojo kalio amalgamą (kalio (K) lydinį su gyvsidabriu (Hg)) aliuminio chloridu AlCl3, kurį buvo galima gauti iš aliuminio oksido, o distiliavęs gyvsidabrį (Hg), jis išskyrė pilkus aliuminio miltelius.
Tik po ketvirčio amžiaus šis metodas buvo šiek tiek modernizuotas. Prancūzų chemikas A. E. Saint-Clair-Deville'as 1854 m. Pasiūlė aliuminiui gaminti naudoti metalinį natrį (Na) ir gavo pirmuosius naujojo metalo luitus. Aliuminio kaina tuo metu buvo labai didelė, iš jo buvo gaminami papuošalai.
Pramoninį metodą aliuminio gamybai, atliekant sudėtingų mišinių, įskaitant oksidą, aliuminio fluoridą ir kitas medžiagas, lydymą, nepriklausomai vienas nuo kito, 1886 m. Sukūrė P. Heroux (Prancūzija) ir C. Hall (JAV). Aliuminio gamyba siejama su dideliu elektros energijos suvartojimu, todėl dideliu mastu ji buvo realizuota tik 20 amžiuje. Sovietų Sąjungoje pirmasis pramoninis aliuminis buvo gautas 1932 m. Gegužės 14 d. Volchovo aliuminio gamykloje, pastatytoje šalia Volchovo hidroelektrinės.
3 buvimas gamtoje
Pagal paplitimą žemės plutoje aliuminis užima pirmąją vietą tarp metalų ir trečią vietą tarp visų elementų (po deguonies (O) ir silicio (Si)) sudaro apie 8,8% žemės plutos masės. Aliuminis yra labai daug mineralų, daugiausia aliumosilikatų ir uolienų. Aliuminio junginiuose yra granitų, bazaltų, molio, lauko špatų ir kt. Tačiau čia yra paradoksas: turint daugybę mineralų ir uolienų, turinčių aliuminio, boksito nuosėdos - pagrindinė pramoninės aliuminio gamybos žaliava - yra gana retos. Rusijoje yra boksito telkinių Sibire ir Uraluose. Alunitai ir nefelinai taip pat turi pramoninę reikšmę. Kaip mikroelementas aliuminis yra augalų ir gyvūnų audiniuose. Yra susikaupusių organizmų, kurie organuose kaupia aliuminį - kai kurie šarmai, moliuskai.
4. Gauti
Pramoninė gamyba: pramoninėje gamyboje boksitas pirmiausia apdorojamas chemiškai, pašalinant priemaišas iš silicio oksidų (Si), geležies (Fe) ir kitų elementų. Dėl tokio perdirbimo gaunamas grynas aliuminio oksidas Al2O3 - pagrindinė žaliava gaminant metalą elektrolizės būdu. Tačiau dėl to, kad Al2O3 lydymosi temperatūra yra labai aukšta (daugiau nei 2000 ° C), negalima jo lydalo naudoti elektrolizei.
Mokslininkai ir inžinieriai išeitį rado taip. Kriolitas Na3AlF6 pirmiausia ištirpinamas elektrolizės vonioje (lydymosi temperatūra yra šiek tiek žemesnė nei 1000 ° C). Kriolitas gali būti gaunamas, pavyzdžiui, apdorojant Kolos pusiasalio nefelinus. Tada į šį lydymą pridedama šiek tiek Al2O3 (iki 10% masės) ir kai kurių kitų medžiagų, kurios pagerina vėlesnio proceso sąlygas. Atliekant šio lydalo elektrolizę, aliuminio oksidas suyra, lydinyje lieka kriolitas, o katode susidaro išlydytas aliuminis:
2Al2O3 \u003d 4Al + 3O2.
Kadangi grafitas elektrolizės metu tarnauja kaip anodas, prie anodo išsiskyręs deguonis (O) reaguoja su grafitu ir susidaro anglies dioksidas CO2.
Elektrolizės metu gaunamas metalas, kuriame yra apie 99,7% aliuminio. Technologijose taip pat naudojamas daug grynesnis aliuminis, kuriame šio elemento kiekis siekia 99,999% ir daugiau.
5. Taikymas
Pagal panaudojimo mastą aliuminis ir jo lydiniai užima antrąją vietą po geležies (Fe) ir lydinių. Platus aliuminio naudojimas įvairiose technologijų ir kasdienio gyvenimo srityse siejamas su jo fizinių, mechaninių ir cheminių savybių deriniu: mažu tankiu, atsparumu korozijai atmosferos ore, dideliu šilumos ir elektros laidumu, plastiškumu ir santykinai dideliu stiprumu. Aliuminis lengvai apdorojamas įvairiais būdais - kalimas, štampavimas, valcavimas ir kt. Grynas aliuminis naudojamas vielai gaminti (aliuminio elektrinis laidumas yra 65,5% vario elektros laidumo, tačiau aliuminis yra daugiau nei tris kartus lengvesnis už varį, todėl aliuminis elektrotechnikoje dažnai pakeičia varį) ir naudojama folija kaip pakavimo medžiaga. Pagrindinė lydyto aliuminio dalis išleidžiama įvairiems lydiniams gauti. Aliuminio lydiniai išsiskiria mažu tankiu, padidėjusiu (palyginti su grynu aliuminiu) atsparumu korozijai ir aukštomis technologinėmis savybėmis: aukštu šilumos ir elektros laidumu, atsparumu šilumai, stiprumu ir plastiškumu. Apsauginės ir dekoratyvinės dangos lengvai tepamos ant aliuminio lydinių paviršiaus.
Aliuminio lydinių savybių įvairovė yra dėl to, kad į aliuminį įleidžiami įvairūs priedai, kurie su juo sudaro kietus tirpalus arba intermetalinius junginius. Didžioji aliuminio dalis naudojama lengviesiems lydiniams - duraliuminiui (94% - aliuminiui, 4% variui (Cu), po 0,5% magnio (Mg), manganui (Mn), geležiai (Fe) ir siliciui (Si)), siluminiui ( 85–90% - aliuminis, 10–14% silicio (Si), 0,1% natrio (Na)) ir kt. Metalurgijoje aliuminis naudojamas ne tik kaip lydinių pagrindas, bet ir kaip vienas iš plačiausiai naudojamų lydinių varis (Cu), magnis (Mg), geležis (Fe),\u003e nikelis (Ni) ir kt.
Aliuminio lydiniai yra plačiai naudojami kasdieniame gyvenime, statybose ir architektūroje, automobilių pramonėje, laivų statyboje, aviacijoje ir kosminėse technologijose. Pirmasis dirbtinis Žemės palydovas buvo pagamintas iš aliuminio lydinio. Aliuminio ir cirkonio (Zr) lydinys - zircaloy - plačiai naudojamas branduolinių reaktorių statyboje.Aliuminis naudojamas sprogmenų gamybai.
Ypač pažymėtinos spalvotos aliuminio oksido plėvelės ant metalinio aliuminio paviršiaus, gautos elektrocheminėmis priemonėmis. Padengtas tokiomis plėvelėmis, metalinis aliuminis vadinamas anoduotu aliuminiu. Iš anoduoto aliuminio, kuris atrodo kaip auksas (Au), gaminkite įvairius papuošalus.
Dirbdami su aliuminiu kasdieniame gyvenime turėtumėte nepamiršti, kad aliuminio induose galima kaitinti ir laikyti tik neutralius (rūgštingumo požiūriu) skysčius (pavyzdžiui, užvirinti vandenį). Pavyzdžiui, jei aliuminio inde verdama rūgščių kopūstų sriuba, aliuminis patenka į jonų maistą ir įgauna nemalonų „metalinį“ skonį. Kadangi kasdieniame gyvenime labai lengva sugadinti oksido plėvelę, vis tiek nepageidautina naudoti aliuminio indus.
6 biologinis vaidmuo
Aliuminis kasdien patenka į žmogaus organizmą su maistu (apie 2-3 mg), tačiau jo biologinis vaidmuo nebuvo nustatytas. Vidutiniškai žmogaus organizme (70 kg) kauluose ir raumenyse yra apie 60 mg aliuminio.
Aliuminis ir jo junginiai
Pagrindinis periodinės sistemos III grupės pogrupis yra boras (B), aliuminis (Al), galis (Ga), indis (In) ir talis (Tl).
Kaip matyti iš pateiktų duomenų, visi šie elementai buvo atrasti XIX a.
Boras yra nemetalas. Aliuminis yra pereinamasis metalas, o galis, indis ir talis yra pilnieji metalai. Taigi, padidėjus kiekvienos periodinės sistemos grupės elementų atomų spinduliams, paprastųjų medžiagų metalinės savybės padidėja.
Aliuminio padėtis D. I. Mendelejevo lentelėje. Atomo sandara, oksidacijos būsenos
Elementas aliuminis yra III grupėje, pagrindiniame „A“ pogrupyje, periodinės sistemos 3-ajame laikotarpyje, serijos numeris 13, santykinė atominė masė Ar (Al) \u003d 27. Jo kaimynas kairėje lentelėje yra magnis - tipiškas metalas, o dešinėje - silicis - jau nemetaliniai. Taigi aliuminis turi pasižymėti tam tikromis tarpinėmis savybėmis, o jo junginiai yra amfoteriniai.
Al +13) 2) 8) 3, p - elementas,
| Pagrindinė būsena 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 |
| Sužadinta būsena 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2 |
Aliuminio oksidacijos būsena +3 junginiuose:
Al 0 - 3 e - → Al +3
Fizinės savybės
Laisvas aliuminis yra sidabriškai baltas metalas, pasižymintis dideliu šilumos ir elektros laidumu. Lydymosi temperatūra yra 650 o C. Aliuminio tankis mažas (2,7 g / cm 3) - maždaug tris kartus mažesnis nei geležies ar vario, ir tuo pačiu metu jis yra stiprus metalas.
Buvimas gamtoje
Pagal paplitimą gamtoje jis užima 1-as tarp metalų ir 3-as tarp elementų, nusileidžia tik deguoniui ir siliciui. Pasak įvairių tyrėjų, aliuminio procentas žemės plutoje svyruoja nuo 7,45 iki 8,14% žemės plutos masės.
Gamtoje aliuminio yra tik junginiuose (mineralai).
Kai kurie iš jų:
Boksitas - Al 2 O 3 H 2 O (su SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3 priemaišomis)
Nefelina - KNa 3 4
Alunitai - KAl (SO 4) 2 2Al (OH) 3
Aliuminio oksidas (kaolinų mišiniai su smėliu SiO 2, kalkakmeniu CaCO 3, magnezitu MgCO 3)
Korundas - Al 2 O 3 (rubinas, safyras)
Lauko špatas (ortoklazas) - K 2 O × Al 2 O 3 × 6SiO 2
Kaolinitas - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O
Alunitas - (Na, K) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al (OH) 3
Berilas - 3ВеО Al 2 О 3 6SiO 2
Cheminės aliuminio ir jo junginių savybės
Aliuminis normaliomis sąlygomis lengvai sąveikauja su deguonimi ir yra padengtas oksido plėvele (ji suteikia matinę išvaizdą).
Jo storis yra 0,00001 mm, tačiau jo dėka aliuminis nerūdija. Norint ištirti aliuminio chemines savybes, oksido plėvelė pašalinama. (Naudokite švitrinį popierių arba chemiškai: pirmiausia panardinkite į šarminį tirpalą, kad pašalintumėte oksido plėvelę, o tada į gyvsidabrio druskų tirpalą, kad susidarytumėte aliuminio lydinį su gyvsidabriu - amalgamą).
Šis šviesiai metalas su sidabriškai baltu atspalviu yra beveik visur šiuolaikiniame gyvenime. Fizinės ir cheminės aliuminio savybės leidžia jį plačiai naudoti pramonėje. Garsiausi indėliai yra Afrikoje, Pietų Amerikoje ir Karibuose. Rusijoje Urale yra boksito kasybos vietų. Pasaulio lyderiai aliuminio gamybos srityje yra Kinija, Rusija, Kanada ir JAV.
Al kasyba
Gamtoje šis sidabrinis metalas dėl didelio cheminio aktyvumo yra tik junginių pavidalu. Garsiausios aliuminio turinčios geologinės uolienos yra boksitas, aliuminio oksidas, korundas, lauko špatai. Boksitas ir aliuminio oksidas yra pramoninės svarbos; būtent šių rūdų nuosėdos leidžia išgauti gryną aliuminį.
Savybės
Fizinės aliuminio savybės leidžia lengvai ištraukti šio metalo ruošinius į vielą ir suvynioti į plonus lakštus. Šis metalas nėra stiprus; norint padidinti šį rodiklį lydant, jis legiruojamas su įvairiais priedais: variu, siliciu, magniu, manganu, cinku. Pramoniniam naudojimui yra svarbi dar viena aliuminio medžiagos fizinė savybė - jos gebėjimas greitai oksiduotis ore. Aliuminio gaminio paviršius natūraliomis sąlygomis paprastai yra padengtas plona oksido plėvele, kuri efektyviai apsaugo metalą ir apsaugo nuo korozijos. Kai ši plėvelė sunaikinama, sidabriškas metalas greitai oksiduojasi, o jo temperatūra žymiai pakyla.
Vidinė aliuminio struktūra
Fizinės ir cheminės aliuminio savybės daugiausia priklauso nuo jo vidinės struktūros. Šio elemento kristalinė grotelė yra tam tikras į veidą nukreiptas kubas.
Šio tipo gardelės yra būdingos daugeliui metalų, tokių kaip varis, bromas, sidabras, auksas, kobaltas ir kt. Aukštas šilumos laidumas ir gebėjimas praleisti elektrą pavertė šį metalą vienu populiariausių pasaulyje. Likusios aliuminio fizinės savybės, kurių lentelė pateikiama žemiau, visiškai atskleidžia jo savybes ir parodo jų taikymo sritį.
Legiruojantis aliuminis
Fizinės vario ir aliuminio savybės yra tokios, kad pridedant tam tikrą vario kiekį į aliuminio lydinį, jo kristalinė grotelė yra išlenkta ir padidėja paties lydinio stiprumas. Lengvųjų lydinių legiravimas grindžiamas šia Al savybe padidinti jų stiprumą ir atsparumą agresyviai aplinkai.
Sukietėjimo proceso paaiškinimas slypi vario atomų elgesyje aliuminio kristalinėje gardelėje. Cu dalelės linkusios iškristi iš Al kristalų gardelės ir yra sugrupuotos į specialias jos sritis.
Kai vario atomai sudaro sankaupas, susidaro mišraus tipo CuAl 2 kristalinė gardelė, kurioje sidabriško metalo dalelės tuo pačiu metu yra įtrauktos tiek į bendrą aliuminio kristalinę gardelę, tiek į mišraus tipo CuAl 2 gardelės sudėtį. Vidinių ryšių jėgos iškreiptoje gardelėje yra daug didesnės nei įprastu. Tai reiškia, kad naujai susidariusios medžiagos stiprumas yra daug didesnis.
Cheminės savybės
Yra žinoma aliuminio sąveika su praskiesta sieros ir druskos rūgštimi. Kaitinant šis metalas juose lengvai ištirpsta. Šaltai koncentruota arba labai atskiesta azoto rūgštis šio elemento neištirpdo. Vandeniniai šarmų tirpalai aktyviai veikia medžiagą, vykstant reakcijai, susidaro aliuminatai - druskos, kuriose yra aliuminio jonų. Pavyzdžiui:
Al 2 O 3 + 3H2O + 2NaOH \u003d 2Na
Gautas junginys vadinamas natrio tetrahidroksoaluminatu.
Plona plėvelė ant aliuminio gaminių paviršiaus apsaugo šį metalą ne tik nuo oro, bet ir nuo vandens. Pašalinus šį ploną barjerą, elementas smarkiai sąveikaus su vandeniu ir iš jo išskirs vandenilį.
2AL + 6H2O \u003d 2 AL (OH) 3 + 3H2
Gauta medžiaga vadinama aliuminio hidroksidu.
AL (OH) 3 reaguoja su šarmu ir sudaro hidroksoaluminato kristalus:
Al (OH) 2 + NaOH \u003d 2Na
Jei ši cheminė lygtis pridedama prie ankstesnės, gauname elemento tirpimo šarminiame tirpale formulę.
Al (OH) 3 + 2NaOH + 6H20 \u003d 2Na + 3H2
Degantis aliuminis
Fizinės aliuminio savybės leidžia reaguoti su deguonimi. Jei šio metalo arba aliuminio folijos milteliai yra kaitinami, jie užsidega ir dega balta akinančia liepsna. Reakcijos pabaigoje susidaro aliuminio oksidas Al 2 O 3.
Aliuminio oksidas
Gautas aliuminio oksidas turi geologinį pavadinimą aliuminio oksidas. Natūraliomis sąlygomis jis atsiranda korundo - kietų skaidrių kristalų pavidalu. Korundas išsiskiria dideliu kietumu, kietųjų medžiagų skalėje jo rodiklis yra 9. Pats korundas yra bespalvis, tačiau raudonos ir mėlynos spalvos gali nuspalvinti įvairios priemaišos, todėl gaunami brangakmeniai, kurie papuošaluose vadinami rubinais ir safyrais.
Fizinės aliuminio oksido savybės leidžia auginti šiuos brangakmenius dirbtinėmis sąlygomis. Techniniai brangakmeniai naudojami ne tik papuošalams, jie naudojami tiksliajai aparatūrai, laikrodžiams ir kitiems daiktams gaminti. Dirbtiniai rubino kristalai plačiai naudojami lazeriuose.
Smulkiagrūdė korundo įvairovė su dideliu priemaišų kiekiu, padengta specialiu paviršiumi, visiems žinoma kaip švitrinė. Fizinės aliuminio oksido savybės paaiškina dideles korundo abrazyvines savybes, taip pat jo kietumą ir atsparumą trinčiai.
Aliuminio hidroksidas
Al 2 (OH) 3 yra tipiškas amfoterinis hidroksidas. Kartu su rūgštimi ši medžiaga sudaro druską, turinčią teigiamai įkrautų aliuminio jonų, ir šarmuose formuoja aliuminatus. Medžiagos amfoteriškumas pasireiškia tuo, kad ji gali elgtis ir kaip rūgštis, ir kaip šarmas. Šis junginys gali būti ir želė, ir kietos formos.
Jis praktiškai netirpsta vandenyje, bet reaguoja su daugeliu veikliųjų rūgščių ir šarmų. Fizinės aliuminio hidroksido savybės naudojamos medicinoje, tai yra populiari ir saugi priemonė rūgštingumui mažinti organizme, jis naudojamas esant gastritui, duodenitui ir opoms. Pramonėje Al 2 (OH) 3 naudojamas kaip adsorbentas, jis puikiai valo vandenį ir nusodina jame ištirpusius kenksmingus elementus.
Pramoninis naudojimas
Aliuminis buvo atrastas 1825 m. Iš pradžių šis metalas buvo vertinamas aukščiau aukso ir sidabro. Tai įvyko dėl sudėtingo jo gavybos iš rūdos. Fizinės aliuminio savybės ir gebėjimas ant paviršiaus greitai suformuoti apsauginę plėvelę apsunkino šio elemento tyrimą. Tik XIX amžiaus pabaigoje buvo atrastas patogus gryno elemento lydymo būdas, tinkamas naudoti pramoniniu mastu.
Lengvumas ir gebėjimas atsispirti korozijai yra unikalios fizinės aliuminio savybės. Šio sidabro metalo lydiniai naudojami raketose, automobilių, laivų, lėktuvų ir prietaisų gamyboje, stalo įrankių ir stalo reikmenų gamyboje.
Kaip grynas metalas, Al naudojamas gaminant cheminės įrangos dalis, elektros laidus ir kondensatorius. Fizinės aliuminio savybės yra tokios, kad jo elektrinis laidumas nėra toks didelis kaip vario, tačiau šį trūkumą kompensuoja aptariamo metalo lengvumas, dėl kurio aliuminio laidai tampa storesni. Taigi, esant tokiam pačiam elektros laidumui, aliuminio viela sveria pusę varinės vielos.
Ne mažiau svarbu Al naudojimas aluminizacijos procese. Tai yra ketaus ar plieno gaminio paviršiaus prisotinimo reakcijos su aliuminiu pavadinimas, siekiant kaitinti netaurųjį metalą nuo korozijos.
Šiuo metu ištirtos aliuminio rūdos atsargos yra gana panašios į šio sidabro metalo žmonių poreikius. Fizinės aliuminio savybės vis tiek gali sukelti daug staigmenų jo tyrinėtojams, o šio metalo taikymo sritis yra daug platesnė, nei galima įsivaizduoti.
