Alumínium - tudod hogyan
Alumínium (Alumínium; lat Alumen (aluminis) - alum], Al - kémiai elem a csoport III a periódusos rendszer; ....... N 13 atm, am m 26,98154 ezüstös fehér fém, normál feltételek mellett borított vékony oxidfilm. minden stabil háromértékű alumínium-vegyületek, de magas-pAX t lehet monovalens (képző subsoedineniya) és még ritkábban, kétértékű. Ez egy stabil izotóp 27Al. első alumínium szabad formában azonosított 1825-ben a dán tudós X. K. Oersted: Az A. első ipari gyártási eljárását 1854-ben az A. E. St Claire DeVille francia vegyész javasolt .
A szakítószilárdsága 10,8 kgf / mm2, szakítószilárdsággal 3 kgf / mm2, szakadási 35%, kontrakciós arányt 80%, Brinell keménysége 25, szabály modul rugalmassági 7100 kg / mm2, a sebességváltó modul 2600 kgf / mm2 . Miután hideghengerlés, a szakítószilárdság növeljük 18-25 kgf / mm2, keménység HB - 45 -60, nyúlás csökken 3-5%. Az alumínium erősen elektromosan vezető (a negyedik hely a fémek között - ezüst, réz és arany után).
A szennyeződések és az ötvöző adalékok csökkentik az alumínium elektromos vezetőképességét, különösen a mangánt. vanádium. króm és titán. kisebb mértékben - a nikkel. szilícium. cink. vas és réz. Így az alumínium 99,997% -os tisztaságú elektromos vezetőképessége a réz elektromos vezetőképességének 65,5% -a, és az A. 99,5% -os tisztaságú elektromos vezetőképessége 62,5% -ra csökken. Az alumínium reaktív fémekre vonatkozik. A levegőben gyorsan bevonódik egy vékony, stabil, 50-100 A vastag oxidfilmre, amely megvédi a további oxidációt.
A film nagy elektromossággal rendelkezik. ellenállás (a leállítási feszültség meghaladja az 500 V-ot), és ellentétben a szerves szigetelőkkel, ellenáll a magas hőmérsékletnek. Az alumínium szinte minden elemet képez, és k-tah-ban és lúgban oldódik. Azonban sikeresen alkalmazható korrozív környezetben, amelyben az alumínium-oxid felületi védőfilmje oldhatatlan. Az alumínium erősen korrózióálló a vízben, beleértve a forrázást és a tengervizet. Stabil, ecetsavban, citromban, tartárban stb. Szerves c-tach.
Az alumínium gyakorlatilag nem befolyásolja a koncentrált nitrogén-kationt, sok más. szerves anyagok és élelmiszerek gyorsan feloldódnak a maró lúgok (formázó aluminátok), a sósav, a hidrogén-fluorid és a hidrogén-bromid oldatokban. Gyengén kölcsönhatásba lép a bórral. Normál hőmérsékleten nem reagál vízzel, vízgőzzel, oxiddal és széndioxiddal; elég magas hőmérsékleten képes reagálni velük. Az A. stabil a magnézium, a nátrium és a hyposulfit szulfát semleges sóinak oldatában. A kénes gáz, az ammónia és a hidrogén-szulfid nem túl befolyásos.
A lúg, a sók, a higany, a réz és a klorid ionok vízhez való hozzáadása növeli a korróziót. Hidrogén oldható szilárd alumínium, a növekedés a oldhatóságát T-ture növekszik (az m-D 350 ° C-on ez 0,002 cm3 / 100 g, és amikor a m-D 660 ° C - 0,036 cm3 / 100 g). A kompakt A. nitrogént tartalmazó közeget vékony nitridfilm borítja. Halogénnel, kénnel és foszforral együtt A. kölcsönhatás magas hőmérsékleten. Több elektro-pozitív elemekkel alumíniumokat képez. Fűtés közben az alumínium visszanyeri a legtöbb fém oxidját, amelyet aluminotermiában használnak. Alumínium termelés előállítására alumínium-oxid alumínium-érc, lúgos, savas, elektrotermikus vagy kombinált módszerek, a készítmény a primer fém elektrolízisével alumínium-oxid (a speciális készülékek -. Elektrolizáló), feloldunk olvadt kriolit m-D körülbelül 950 ° C-on, és a finomítás fém.
A termelés folyamatos önsütési anódokkal és oldalsó vagy felső áramellátással ellátott elektrolizáló készülékeket, égetett anódokkal ellátott elektroliteket használ. A katód a fürdő alja, az anód az égetett blokkok az elektrolitba vagy nyomtatott önsajtoló elektródákba merülnek. A fürdő működtetése 4,0-4,5 volt. Az elektrolizátorokhoz szállított áram 130-160 kA. Az anódban az áramsűrűség 0,7-0,8 A / cm2. a katódon 0,4-0,5 a / cm2. Villamosenergia-fogyasztás 1mA termelésre. 14 000 - 15 000 kW-h. A durva alumínium olyan szennyeződéseket tartalmaz, amelyekből az olvadék klórral 750-770 ° C-on 10-15 percig fúj, majd sertésekbe öntik.
A primer A tisztasága, 99,7-99,5%. Az alumínium megkötésére szolgáló klorid módszer ígéretes, lehetővé téve az energiaköltségek csökkentését és a környezet szennyezésének nyalását. A gyártási módtól és a vegyi anyagtól függően. a készítményt megkülönböztetik: Nagy tisztaságú alumínium, A. nagy tisztaság és A. műszaki tisztaság. A. különleges tisztaság (A999 osztály) legfeljebb 0,001% szennyeződést tartalmaz. Ezt az ólomötvözetet és az elektrolitikusan finomított fémek szubhalidjain végzett desztillációval nyerik. A mélyebb tisztításhoz ezek a módszerek kombináltak. Kutatásra, félvezetőre és nukleáris mérnöki tevékenységre használják. A nagy tisztaságú alumínium (A995, A99, A97, A95 osztály) 0,005-0,05% szennyeződést tartalmaz.
Alumíniumötvözetek gyártásához alumínium és más bázisok számára, speciális. ligatúra, kábel, és a vezető fém terméket használt védjegyet, Hem-aration alumínium ötvözetek, a gyártás mester ötvözet alyumoter-képzeletbeli - fém osztályú termelési szigetek alumínium rúd - AE minőségű fém. A. magas és műszaki tisztaság, 5 súlyú sertésekben; 15 és 1000 kg. DOS. típusú alumínium félig - lemezek, huzalok és szalag.
Félkész termékek és termékek szállítása melegen hengerelt, hidegen működő és lágyított állapotban. Alacsony fém sűrűség, magas elektromos vezetőképesség, megfelelő mechanikai szilárdság és magas korrózióállóság néhány vegyszerrel kapcsolatban. reagensek, valamint alacsony költségűek, széles körben alkalmazzák az A-t a különböző technológiai területeken.
Viszonylag alacsony termikus neutronabszorpciós keresztmetszet, alacsony szerkezeti érzékenység és prém. A sugárzási ellenállás, valamint néhány jelentős hőátadó közeg jelentős korrózióállósága lehetővé teszi, hogy az A-t az atomreaktorok szerkezeti anyagaként használják, Ch. arr. vízhűtéssel. A. a tüzelőanyag-elemek és csővezetékek védőhéjainak előállítására is. Az alumínium az alumíniumötvözetek alapja, a magnézium, a cink, a réz, a titán és más ötvözetek ötvözőeleme.
A szinterezett alumínium ötvözeteket alumínium alapján különböztetik meg porhéjazással, amelyet nagy hőállóság jellemez. A. az acél deoxidizálására, bizonyos fémek alumínium-termelésre, robbanóanyagok előállítására és más összetevőkön történő előállítására használják. Lásd még: Alumínium bronz, alumínium réz. Alumíniumöntvény, alumínium, Alitriding.
A természetes alumínium 27 Al stabil izotópja
Számos alumínium radioaktív izotóp található mesterségesen. közülük ... jelölt atomként használják.
A litoszféra prevalenciájával az alumínium az első helyet foglalja el a fémek és az összes harmadik helyen (oxigén és szilícium után). a nagy kémiai aktivitás következtében nem szabad állapotban van.
Fontos alumíniumércek az Al 2 O 3 · nH 2O bauxitok (amelyek 32-60% Al 2 O 3-ot tartalmaznak). alunit K 2SO 4 · Al 2 (SO 4) 3 · 2AL 2 O 3 · 6H 2 O. Kaolin Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O. nefelin Na 2O · Al 2 O 3 · 2SiO 2. idomulni az apatittal együtt.
Az alumínium szintén számos felszaporpálya része. ortokláz K [AlSiO 8]. albit Na [AlSi 3O 8]. zeolit. csillám és mások.
Az alumínium megszerzésének összetettségét az a tény határozza meg. hogy az alumínium-oxid nem vezet elektromos áramot és nagy olvadáspontja 2050 ° C. Ezért az olvadt keveréket elektrolízisnek vetjük alá. amely 6-8% A1203-at és 92-94% cryolite Na3 [AlF6] -t tartalmaz. Ezen kívül. Kalcium fluoridokat adunk az olvadékhoz. magnéziumot vagy alumíniumot, hogy csökkentse az elektrolit olvadáspontját és javítsa az eljárást. Mindezek eredményeképpen az eljárást 960 ° C-os hőmérsékleten folytathatjuk. Az elektrolizáló alja. tömörített szénblokkokból összeállítva. katódként szolgál. Alumínium keretek. A tetején található, és szén brikettekkel töltött. az anódok szerepe.
Al 2 O 3 ⇄ Al ³ + + AlO 3 ³ ˉ
A katódon a fém alumínium felszabadul.
Alumínium-hidroxidban az alap- és savas tulajdonságok megközelítőleg azonosak.
Az alumíniumsók könnyen oldhatók vízben. könnyen hidrolizálható, és néhányuk (Al 2S 3), azaz a bázis és a sav.
Az AlCl-klorid A1CI3 szerves szintézisként katalizátorként ismert.
Alumínium-szulfát Al 2 (SO 4) 3 · 18H 2 O a természetes vizek kolloid részecskék tisztítására használatos. amelyeket alumínium-hidroxid foglal magában. a só hidrolízise során keletkezik.
A bőriparban kálium-alumínium-szulfátot (alum-kalium alum) használunk KAl (SO 4) 2 · 12H 2O-ra. A pamutszövetek festésénél fogékony.
Alacsony sűrűség. plaszticitás és korrózióállóság biztosította az alumínium alkalmazást a légi jármű és az autóipar területén. Ez a könnyűötvözetek része. duralumint (alumínium ötvözetet, réz-magnéziumot és mangánt). silumin (ötvözet alumínium és szilícium) és néhány más. Az alumíniumötvözeteket mesterséges földi műholdak és űrhajók gyártására használják.
Az elektrotechnika területén az alumíniumot a rézcserélőként helyettesítették. Redukálószerként használják a fémek olvasztásakor (aluminotermia).
Cr2O3 + 2Al = 2Cr + A1203
Aluminothermy. Kinyitottam NN Beketov 1859-ben és fém alkatrészek hegesztésére használják. A porított alumínium és a vas (IIIII) Fe3O4 vas-oxid keveréke termeszetnek nevezik.
8Al + 3Fe3O4 = 9Fe + 4Al2O3
a reakció mintegy 3000 ° C-os hőmérsékletet alakít ki. a kapott vas olvad. a leeresztés és a hegesztés részletei.
A technikai alumínium mellett nagy biológiai jelentőségű is van. Alacsony koncentrációjú alumíniumionok stimulálják a létfontosságú növényi folyamatokat. például a magok csírázása. De nagyobb koncentrációk (> 2 mg / l oldat). csökkenti a fotoszintézis intenzitását. megsértik a foszforcserét. késlelteti a gyökérrendszer növekedését.
Az Al-kationok jelenléte a talajban részben meghatározza a talaj oldat anyagcsere savasságát, ami káros a növényekre. Az alumíniumionokat általában a talajkolloidok abszorbeálják. de semleges sók (például kálium-klorid) hatására a talaj abszorbeáló komplexéből kiszorulnak.
A kationcserélési folyamat eredményeként az alumíniumionok átjutnak a talajba. A kapott sót hidrolizáljuk.
AlCl3 + H20 + HCI + Al (OH) Cl2
A hidrolízis eredményeként nemkívánatos növekedést mutat a hidrogénionok koncentrációja a talajban (a pH érték csökkenése).