Report - Alumínium
Ministerstvoobrazovaniya és Tudomány
Alumínium (lat Alumínium; a «Alumen» - alum.), Al, egy kémiai elem a csoport III periodicheskoysistemy, atomszáma 13, atomsúlya 26,98154.
Természetes alumínium áll izodnogo nuklid 27Al. Konfigurációja külső elektronikus 3s2p1 réteget. Prakticheskivo minden vegyület alumínium a +3 oxidációs állapotban (vegyértékével III).
Radius semleges atomaalyuminiya 0,143 nm, az ion sugara Al3 + 0,057 nm. Energia posledovatelnoyionizatsii semleges alumínium-atomot, illetve 5,984, 18,828,28,44 és 120 eV. Egy skálán Pauling elektronegativitása 1,5 alumínium-oxid.
Egyszerű anyag alumínium egy lágy fény ezüstös fehér fém.
Alumínium - tipikus fémek, lapcentrált köbös kristályrács paraméter a = 0,40403nm. tiszta fém Olvadáspont 660 ° C, forráspontja okolo2450 ° C, sűrűsége 2,6989 g / cm3. Rasshireniyaalyuminiya lineáris hőmérsékleti együtthatója körülbelül 2,5 · 10-5 K-1 A standardpotenciál az Al3 + / Al- 1,663V.
Kémiailag alumínium - dovolnoaktivny fém. A levegő, a felület borítja azonnal plotnoyplenkoy oxid Al2O3, amely megakadályozza dalneyshemudostupu oxigén (O), hogy a fém és a vezet A reakció befejeződése, chtoobuslovlivaet nagy korrózióállóság az alumínium. Zaschitnayapoverhnostnaya film alumínium is képződik, ha elhelyezni vkontsentrirovannuyu salétromsavat.
Más savakkal alyuminiyaktivno reagál:
6NSl + 2AL = 2AlCl3 + 3H2,
3N2SO4 + 2AL = Al2 (SO4) 3+ 3H2.
Alumínium reagál rastvoramischelochey. Először, oldjuk fel a védő oxidréteg:
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na [Al (OH) 4].
Aztán reakciók lépnek fel:
2AL + 6H2O = 2AL (OH) 3+ 3H2,
NaOH + Al (OH) 3 = Na [Al (OH) 4]
2AL + 6H2O + 2NaOH = Na [Al (OH) 4] + 3H2.
és ennek eredményeként obrazuyutsyaalyuminaty: Na [Al (OH) 4] - nátrium-aluminát (Na) (tetragidroksoalyuminatnatriya) K [Al (OH) 4] - aluminát, kálium (K) (kálium-teragidroksoalyuminat) vagy dr.Tak alumínium atom ezeket a koordinációs vegyületek jellemezve chislo6, nem 4, akkor a tényleges feltüntetett tetragidroksosoedineniysleduyuschie képletű:
Amikor fűtött, alumínium reagiruets halogének:
2AL + 3Cl2 = 2AlCl3,
2AL + 3 Br2 = 2AlBr3.
Érdekes, hogy a reakció mezhduporoshkami alumínium és jód (I) indul szobahőmérsékleten végezzük, hacsak viskhodnuyu elegyhez néhány csepp vizet, amely ebben az esetben a katalizátor igraetrol:
2AL + 3I2 = 2AlI3.
A reakció alumínium kénnel (S) melegítéssel képződését eredményezi az alumínium-szulfid:
amely könnyen bomlik vízben:
Al2S3 + 6H2O = 2AL (OH) 3 + 3N2S.
Mivel a hidrogén (H) alyuminiyneposredstvenno nem reagált, de a közvetett módon, például sispolzovaniem szerves alumínium-vegyületek szintetizálhatok tverdyypolimerny-alumínium-hidrid (AlN3) x - silneyshiyvosstanovitel.
A por formában mozhnoszhech alumíniummal levegőben, a képződött fehér port alyuminiyaAl2O3 tűzálló oxid.
Nagy kötés szilárdsága nagy hő Al2O3obuslovlivaet annak képződését egyszerű anyagok és helyreállítani sposobnostalyuminiya sok fémek oxidjaik, mint például:
3Fe3O4 + 8AL = 4Al2O3 + 9Fe és még
3SaO + 2AL = Al2O3 + 3ca.
Ez a módszer a termelő metallovnazyvayut aluminothermy.
Amfoter oxid Al2O3sootvetstvuet amfoter-hidroxid - amorf polimer vegyületet nem imeyuscheepostoyannogo készítmény. A készítmény alumínium-hidroxid lehet továbbítani képletű xAl2O3 · yH2O, ha tanulmányozza a kémia az iskolában képletű alumínium-hidroxid gyakran jelzik kakAl (OH) 3.
A laboratóriumban hidroxid alyuminiyamozhno kap egy zselatinszerű csapadék kicserélési reakciók:
Al2 (SO4) 3+ 6NaOH = 2AL (OH) 3 + 3Na2SO4,
vagy úgy, hogy a szóda krastvoru alumíniumsó:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2AL (OH) 3 + 6NaCl + 3CO2,
rastvoraammiaka és hozzátéve, hogy egy oldatot alumínium-só:
AICI3 + 3NH3 · H2O = Al (OH) 3 + 3H2O + 3NH4Cl.
Neve és a történelem a felfedezés: Latin alumínium származik a latin ugyanazon Alumen, ami azt jelenti, alum (alumínium-szulfát és kálium (K) KAl (SO4) 2 · 12H2O), amely már régóta használják a barnító és mint egy fanyar. Mivel zavysokoy reaktivitást felfedezése és izolálása tiszta alumínium rastyanulospochti 100 év. A következtetés az, hogy a timsó nyerhető a „föld” (tűzálló anyagok, modern módon - alumínium-oxid) tette vissza 1754nemetsky vegyész A. Marggraf. Később kiderült, hogy ugyanaz a „föld” is bytvydelena agyag, és ez lett az úgynevezett alumínium-oxid. Get metallicheskiyalyuminy is csak 1825-ben a dán fizikus HC Ørsted. Ez kezeli amalgamoykaliya (kálium ötvözetet (K) higany (Hg)) alumínium-kloridot, AICI3, amely beszerezhető alumínium-oxid, és a le-desztillálása után a higany (Hg) vydelilsery alumíniumpor.
Csak egy negyed század etotsposob sikerült valamelyest frissíteni. Francia kémikus AE 1854 St. KlerDevil javasolt használni az alumínium metallicheskiynatry (Na), és ez volt az első új fémöntecsek. bylatogda költsége alumínium nagyon magas, és az előállított ékszerek belőle.
Ipari proizvodstvaalyuminiya módszer elektrolízissel az olvadék komplex tartalmazó keverékek-oxid, ftoridalyuminiya és egyéb anyagok önállóan kifejlesztett 1886 godu P.Eru (Franciaország) és C. Hall (USA). Alumíniumgyártás társul magas raskhodomelektroenergii, így nagy mennyiségben való valósult csak a 20-omveke. A Szovjetunióban az első kereskedelmi alumínium érkezett május 14 1932goda a Volkhov alumínium növény közelében épült Volhovskoygidroelektrostantsiey.
3.Nahozhdenie jellegű
Azáltal prevalenciája zemnoykore alumínium foglalja el az első hely között fémek és harmadik körében vsehelementov (miután az oxigén (O) és a szilícium (Si)), számol okolo8,8 tömeg% a kéreg. Alumínium része rengeteg ásványi anyagot, glavnymobrazom, alumínium-szilikátok, és a sziklák. Alumínium-vegyületek tartalmazhatnak gránit, bazalt, agyag, földpát, stb De paradox. Chislemineralov a hatalmas és rock alumíniumot tartalmazó, a bauxit - syryapri főbb ipari termelés alumínium, ritkák. Oroszországban mestorozhdeniyaboksitov vannak Szibéria és az Ural. Ipari érték szintén alunityi nefelin. Mikroelemként alumínium van jelen a növényi szövetekben izhivotnyh. Vannak szervezetek csomópontok felhalmozódó alumínium svoihorganah - néhány klub moha, kagyló.
Exit tudósok és mérnökök találtak egy menetben. Az elektrolitikus cellában először megolvasztunk kriolit Na3AlF6 (olvadék hőmérséklete valamivel alacsonyabb, mint 1000 ° C). Kriolit állíthatók elő, például, a feldolgozás a nefelin Kola Peninsula. Továbbá, ebben a olvadék dobavlyayutnemnogo Al2O3 (legfeljebb 10 tömeg%) és néhány drugieveschestva, Uluchay feltételeit a következő folyamatot. Amikor az olvadék elbontjuk elektrolizeetogo alumíniumoxid, kriolit marad vrasplave és olvadt alumínium kialakítva a katód:
2Al2O3 = 4Al + 3O2.
Mivel a grafit anód elektrolizesluzhit majd kialakult az anódon, oxigén (O) reagál grafit iobrazuetsya szén-dioxid CO2.
Az alkalmazás mértéke alyuminiyi ötvözetek második után a vas (Fe) és ezek ötvözetei. Shirokoeprimenenie alumínium különböző területeken a technológia és az élet társított sovokupnostyuego fizikai, mechanikai és kémiai tulajdonságok: kis sűrűségű, korrózióállóság egy atmoszferikus levegő, a magas hő ielektroprovodnostyu, plaszticitás és a viszonylag nagy szilárdságú. Alyuminiylegko feldolgozott különböző módon - kovácsolás, sajtolás, hengerlés és dr.Chisty alumínium gyártásához felhasznált huzal (elektroprovodnostalyuminiya van 65,5% -a az elektromos vezetőképesség réz, de az alumínium több mint vtri szer könnyebb, mint a réz, alumínium ezért gyakran cserélni a réz elektromos) ifolgi használt csomagolóanyagként. A fő rész vyplavlyaemogoalyuminiya fordított előkészítésében különböző ötvözetek. Alumínium ötvözetek otlichayutsyamaloy áramsűrűség emelkedett (szemben a tiszta alumínium) és korrozionnoystoykostyu magas technológiai tulajdonságai: nagy termikus ielektroprovodnostyu, hőállóság, szilárdság és képlékenység. Alumínium poverhnostisplavov könnyen alkalmazható védő és dekorációs bevonatok.
Alyuminievyhsplavov különböző tulajdonságok bevezetése miatt a különböző adalékanyagok az alumínium, amely egy nimtverdye oldatok vagy intermetallikus vegyületeket. Az ömlesztett alyuminiyaispolzuyut könnyű ötvözetek - duralumínium (94% - alumínium, 4% réz (Cu), 0,5% magnézium (Mg), mangán (Mn), vas (Fe) és szilícium (Si)), Silumin ( 85-90% -. alumínium, 10-14% szilícium (Si), 0,1% nátrium (Na)), stb metallurgiialyuminy használni nem csak alapul ötvözetek, hanem úgy is, mint az egyik a dópoló anyagot a shirokoprimenyaemyh alapú ötvözetek réz (Cu), magnézium (Mg), vas (Fe),> a nikkel (Ni), és mások.
Az alumínium ötvözeteket shirokoeprimenenie a mindennapi életben, az építőipar és az építészet, az autóipar, vsudostroenii, légi és űrtechnika. Különösen alyuminievogosplava tette az első mesterséges holdjának. itsirkoniya alumínium ötvözet (Zr) - zircaloy - széles körben használják a nukleáris reaktorostroenii.Alyuminy gyártásához használt robbanóanyagok.
Különösen figyelemre méltó okrashennyeplenki alumínium-oxid felületén az alumínium fém poluchaemyeelektrohimicheskim. A bevont fémfóliák, például alyuminiynazyvayut eloxált alumínium. Eloxált alumínium, a külső vidunapominayuschemu arany (Au), gyárt különböző ékszerek.
Rátérve az alumíniumhoz bytunuzhno venni, hogy a fűtött és tárolt Egy alumínium edénybe tud tolkoneytralnye (savasság) a folyadék (például forró víz). Ha, például alumínium konyhai főzni savanyú leves, az alumínium-ion válik élelmiszer kap egy kellemetlen „fémes” íz. Mivel nagyon könnyen károsíthatja az otthoni oksidnuyuplenku, az alumínium edények minden takinezhelatelno.
Az emberi test származik az élelmiszer alyuminiyezhednevno (körülbelül 2-3 mg), de a biológiai szerepe távolítva. Átlagban emberekben (70 kg) a csontok, az izmok soderzhitsyaokolo 60 mg alumínium.
Egy másik mű a kémia