Страница: 1/3
Алюминий (Aluminium) - химический элемент третьей группы периодической системы. Атомный номер 13, атомная масса 26,9815. Обозначается латинскими буквами Al . Это серебристо-белый металл, легкий (r = 2,7 г/см3) , легкоплавкий (tпл = 660,4 °С ), пластичный, легко вытягивается в проволоку и фольгу. Электропроводность алюминия довольно высока и уступает только серебру (Ag) и меди (Cu) (в 2,3 раза больше чем у меди)
Алюминий находится практически везде на земном шаре так как его оксид (Al2O3) составляет основу глинозема. Алюминий в природе встречается в соединениях - его основные минералы:
· боксит - смесь минералов диаспора, бемита AlOOH, гидраргиллита Al(OH)3 и оксидов других металлов - алюминиевая руда;
· алунит - (Na,K)2SO4 * Al2(SO4)3 * 4Al(OH)3 ;
· нефелин - (Na,K)2O * Al2O3 * 2SiO2 ;
· корунд - Al2O3 - прозрачные кристаллы;
· полевой шпат (ортоклаз) - K2O * Al2O3 * 6SiO2 ;
· каолинит - Al2O3 * 2SiO2 * 2H2O - важнейшая составляющая часть глины
и другие алюмосиликаты, входящие в состав глин.
И хотя содержание его в земной коре 8,8% (для сравнения, например, железа в земной коре 4,65% - в два раза меньше), а по распространенности занимает третье место после кислорода (O) кремния (Si) в свободном состоянии впервые был получен в 1825 году Х. К. Эрстедом.
Немецкий химик Ф. Вёлер в 1827 получил алюминий при нагревании хлорида алюминия AlCl3 со щелочными металлами калием (K) и натрием (Na) без доступа воздуха.
AlCl3 + 3K ® 3KCl + Al
(Реакция протекает с выделением тепла).
Для промышленного применения этот способ неприменим из-за его экономической невыгодности, поэтому был разработан способ добычи алюминия из бокситов путем электролиза. Это весьма энергоемкое производство, поэтому заводы, производящие алюминий, как правило, располагаются недалеко от электростанций.
|
|
|
Это весьма энергоемкое производство, поэтому заводы, производящие алюминий, как правило, располагаются недалеко от электростанций. |
Алюминий отличается также своей химической активностью. Порошкообразный алюминий энергично сгорает на воздухе. Если поверхность алюминия потереть солью ртути (HgCl2) , то произойдет следующая реакция
2Al + 3HgCl2 ® 2AlCl3 + 3Hg
Выделившаяся ртуть растворяет алюминий с образованием сплава алюминия с ртутью - амальгаму, которая не удерживается на поверхности алюминия, поэтому, если результат этого опыта поместить в воду, то мы увидим бурную реакцию
2Al +6HOH ® 2Al(OH)3¯ + 3H3
Эта реакция говорит об очень высокой химической активности чистого алюминия.
Остается удивляться как посуда из алюминия не растворяется прямо у нас на глазах когда мы наливаем в неё воду.
Секрет подобного поведения алюминия прост - он настолько активен, что именно благодаря этой своей способности столь интенсивно окисляться постоянно покрыт плотной окисной пленкой Al2O3 которая и препятствует его дальнейшему окислению.
Инертность оксида алюминия настолько велика, что покрытый им алюминий практически не реагирует с концентрированной и разбавленной азотной кислотой (HNO3), с трудом взаимодействует с концентрированной и разбавленной серной кислотой (H2SO4), не растворяется в ортофосфорной кислоте (H3PO4). Хотя, даже при обычной температуре, реагирует с хлором (Cl2 ) и бромом (Br2) а при нагревании с фтором (F2 ) , йодом (I2 ) , серой (S ) , углеродом (C ) , азотом (N2 ) , растворяется в растворах щелочей.
Оксид алюминия используют для получения некоторых марок цемента, для обработки поверхностей, так как он обладает высокой твердостью (разновидность оксида - корунд).
Оксид алюминия (глинозем) существует в нескольких кристаллических модификациях из которых устойчивы a-форма и g-форма. Но даже только одна форма a-Al2O3 в природе очень многолика - это и рубин и сапфир, лейкосапфир и др. - все это разновидности минерала корунд.
g-Форма более химически активна, может существовать и аморфном состоянии но при 900 °С необратимо переходит в a-форму.
Реферат опубликован: 3/01/2010