РЕФЕРАТ
на тему:
Алюміній
Алюміній — найпоширеніший у земній корі метал На його частку припадає 8
% маси земної кори. Основна маса його зосереджена в алюмосилікатах —
сполуках Алюмінію з Силіцієм. Продуктом руйнування цих гірських порід є
глина, склад якої можна виразити у формулі А120, 2SiA2 2Н20 3 інших
мінералів, утворених Алюмінієм, найбільше значення мають боксит А120,
Н20. корунд А120, і кріоліт A1F3 3NaF.
Вперше чистий алюміній був отриманий Велером у 1827 році при взаємодії
алюміній хлориду з металевим калієм. Однак, незважаючи на широку
поширеність у природі, до кінця XIX століття алюміній належав до числа
рідкісних металів.
Сьогодні у промисловості алюміній одержують електролізом глинозему А120,
у розплавленому кріоліті
На аноді електролізера для виплавляння алюмінію відбуваються наступні
реакції:
А10, ?А13+ + АlO33,
А13++3? = А1°
Рідкий метал збирається на дні печі/
У періодичній системі Менделєєва Алюміній знаходиться в третьому
періоді, у головній підгрупі третьої групи Заряд ядра +13 Електронна
будова атома 1s22s22p63s23p1.
Найбільш характерний ступінь окиснювання атома Алюмінію + 3. Негативний
ступінь окиснювання проявляється рідко.
Алюміній – типовий амфотерний елемент, він утворює як аніонні, так ї
катіонні комплекси.
У вигляді простої речовини алюміній – сріблясто-білий, досить щільний
метал із густиною 2,7 г/см3 температурою плавлення 660 °С і температурою
кипіння 2500 °С. Кристалічний алюміній має гранецентровану кубічну
решітку. Характеризується високою тягучістю, високою тепло-і
електропровідністю. З цим пов’язане його використання у виробництві
електричних дротів, при однаковій електричній провідності алюмінієвий
дріт удвічі легший за мідний.
На повітрі алюміній вкривається найтоншою (0,00001 мм), але дуже щільною
плівкою оксиду А1203, що вберігає метал від подальшого окиснення і надає
йому матового вигляду. Алюміній легко витягується в дріт і сплощується в
тонкі листи. Алюмінієва фольга (завтовшки 0,005 мм) застосовується для
упакування в харчовій і фармацевтичній промисловості.
Основну масу алюмінію використовують для отримання різних сплавів, які
крім гарних механічних якостей характеризуються своєю легкістю
Найважливіші і цих сплавів – дюралюміній (94 % А1, 4 % Сu. по 0.5 % Mg,
Mn, Fe, Si) і силумін (сплав Al Si. Na). Алюмінієві сплави
застосовуються в ракетній техніці, в авіа авто, корабле і
приладобудуванні, виробництві посуду й у багатьох інших галузях
промисловості. За широтою застосування сплави алюмінію займають третє
місце після сталі й чавуну Алюміній, крім того, застосовується й у
вигляді добавки до багатьох сплавів і і метою надання їм жаростійкості
При розжарюванні подрібненого алюмінію він енергійно згоряє на повітрі
4Аl + 3О, ? 2Аl203 + Q
Аналогічно протікає і взаємодія його із сіркою 2A1 + 3S ?Al2S3.
З хлором і бромом реакція сполучення відбувається вже при звичайній
температурі, із йодом при нагріванні
Схема взаємодії алюмінію з галогенами має вигляд
2А1 + 6Н2 О ? 2АlНа1,
При дуже високих температурах алюміній взаємодіє також з азотом і
вуглецем
2А1 + N ? 2Аl 4A1 + 3С ? Аl4С
нітрид карбід
алюміній алюміній
, По відношенню до води алюміній повністю стійкий. Але якщо з поверхні
металу видалити захисну оксидну плівку, то відбувається енергійна
реакція
2АІ + 6Н3О ? 2Аl (ОН)3 + 3H2?
Сильно розведені, а також дуже концентровані сірчана й азотна кислоти
при нормальних умовах майже не діють на алюміній, годі як при середніх
концентраціях них кислої він поступово розчиняється Чистий алюміній
досить стійкий і відносно до соляної кислоти, але звичайний технічний
метал розчиняється в ній
Алюміній помітно розчиняється в розчинах солей, що мають унаслідок
їхнього гідролізу кислу або лужну реакцію, наприклад. У розчині Na2CO3.
В усіх своїх стійких сполуках Алюміній тривалентний, у ряді напруг він
розташовується між Mg і Zn.
Реакція сполучення алюмінію і киснем супроводжується виділенням
величезної кількості тепла. Ця властивість знайшла застосування у
зварюванні сталевих частин, зокрема стиків трамвайних рейок. Ця суміш
складається зазвичай з порошків алюмінію й ферум оксиду Fe304, а
підпалюється вона за допомогою запала із суміші Аl і Ва02. Основна
реакція йде за рівнянням:
8А1 + 3Fe304 -> 4Аl20, + 9Fe + 3350 кДж.
Температура при цьому сягає 3000 °С.
Алюміній оксид являє собою білу, дуже тугоплавку й нерозчинну у воді
масу/ Природний А1203 (мінерал корунд) відрізняється великою твердістю й
стійкістю до кислот. Він застосовується для виготовлення шліфувальних
кіл, брусків, наждаку.
Червоний рубін (корунд із домішкою хрому) і синій сапфір (корунд із
домішками заліза й титану) — дорогоцінні камені. їх одержують також
штучно і використовують для технічних цілей, наприклад, для виготовлення
деталей точних приладів, каменів у годинниках і т. ін. Кристали рубінів,
що містять малу домішку Сг203, застосовують для створення лазерних
випромінювачів.
Алюміній гідроксид Аl(ОН), являє собою драглистий осад білого кольору,
який майже не розчиняться у воді, але легко розчиняється в кислотах і
лугах. Отже, він має аморфний характер. Однак і основні, і особливо
кислотні його властивості виражені досить слабко. При взаємодії його із
сильними лугами утворюються відповідні солі — алюмінати:
NaOH + Al(OH), -> Na[Al(OH)4].
Алюмінати найбільш активних одновалентних металів у воді розчиняються
добре, але через сильний гідроліз їхні розчини стійкі лише при наявності
надлишку лугу. Алюмінати, шо походять від слабших основ, гідролізуються
в розчині практично повністю і тому можуть бути отримані тільки сухим
шляхом — сплавленням А1203 з оксидами відповідних металів.
З кислотами Аl(ОН), утворює солі. Алюмінієві солі більшості сильних
кислот добре розчиняються у воді, при цьому досить сильно гідролізовані.
Унаслідок цього сульфід, карбонат, ціанід і деякі інші солі. Алюмінію з
водних розчинів отримати не вдається.
У водному середовищі аніон Аl3+ безпосередньо оточений шістьма
молекулами води. Такий гідратований іон трохи дисоційований (тобто
розділений на два більш примітивні іони) за схемою:
[Al(OH2)6]3+ + Н20 -> [А1(ОН2)5]2+ + ОН3+
Унаслідок дисоціації цей іон є слабкою кислотою, близької за силою до
оцтової.
Сполуки Алюмінію, Силіцію та Оксигену з лужними металами (алюмосилікати)
утворюють польові шпати, на частку яких припадає більше половини маси
земної кори. Головні їхні представники — мінерали:
ортоклаз K2Al2Si6016,
альбіт Na2Al2Si1O16
анортит CaAl2Si2O8,
а також мінерали групи слюд (наприклад мусковіт). Мінерал нефелін (Na,
K)2 [Al2Si2O8]
використовується для виробництва цементу.
Деякі алюмосилікати мають пухку структуру і здатні обмінюватися іонами з
іншими сполуками. Такі алюмосилікати, природні й особливо штучні,
застосовуються для пом’якшення водопровідної води. Крім того, завдяки
своїй сильно розвинутій поверхні, вони використовуються як матеріали, що
просочуються каталізаторами і застосовуються в хімічній промисловості.
Сполуки Алюмінію з галогенами (галогеніди) у звичайних умовах —
безбарвні кристалічні речовини. Серед них за властивостями сильно
вирізняється алюміній фторид A1F3. Він тугоплавкий, мало розчиняється у
воді, хімічно неактивний. Сполуки Алюмінію з Хлором, Бромом і Іодом
легкоплавкі, досить реакційноздатні і добре розчиняються не тільки у
воді, але й у багатьох хімічних розчинниках. Взаємодія алюміній
галогенідів з водою супроводжується значним виділенням теплоти. У
водному розчині усі вони сильно гідролізовані. Унаслідок гідролізу
алюміній хлорид, бромід і йодид димлять у вологому повітрі. Вони можуть
бути отримані прямою взаємодією простих речовин.
Алюміній сульфат A12(S04)3 • 18Н20 отримується при дії гарячої сірчаної
кислоти на алюміній оксид. Застосовується він для очищення води, а також
при виготовленні деяких сортів паперу.
Алюмокалієві галуни KA1(S04)2 • 12Н20 застосовуються у великих
кількостях для дублення шкір, а також у фарбувальній справі як
протравлення для бавовняних тканин.
З інших сполук Алюмінію слід згадати його ацетат або оцтовокислу сіль
А1(СН3СОО)3, що використовується при фарбуванні тканин і в медицині.
Алюміній нітрат легко розчиняється у воді. Алюміній фосфат не
розчиняється у воді й оцтовій кислоті, але розчиняється у сильних
кислотах і лугах.
Як правило, рослини містять мало Алюмінію, хоча великі кількості цього
елемента є в бруньках. Ще меншим є його вміст у тваринних організмах. У
людини він складає лише десятитисячні частки відсотка за масою.
Біологічна роль Алюмінію не з’ясована; відомо лише те, що його сполуки
не отруйні ні для людини, ні для тварин.
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
