Sifat kimia al. Sifat kimia dan fizikal aluminium

Logam ringan dengan warna putih keperakan ini ditemui hampir di mana-mana dalam kehidupan moden. Sifat fizikal dan kimia aluminium membolehkan ia digunakan secara meluas dalam industri. Deposit yang paling terkenal adalah di Afrika, Amerika Selatan, dan Caribbean. Di Rusia, tapak perlombongan bauksit terletak di Ural. Pemimpin dunia dalam pengeluaran aluminium ialah China, Rusia, Kanada, dan Amerika Syarikat.

Perlombongan Al

Secara semula jadi, logam keperakan ini, kerana aktiviti kimianya yang tinggi, hanya terdapat dalam bentuk sebatian. Batuan geologi yang paling terkenal yang mengandungi aluminium ialah bauksit, alumina, korundum, dan feldspar. Bauksit dan alumina adalah kepentingan industri; ia adalah mendapan bijih ini yang memungkinkan untuk mengekstrak aluminium dalam bentuk tulennya.

Hartanah

Sifat fizikal aluminium memudahkan untuk menarik kosong logam ini menjadi dawai dan menggulungnya menjadi kepingan nipis. Logam ini tidak tahan lama; untuk meningkatkan penunjuk ini semasa peleburan, ia dialoi dengan pelbagai bahan tambahan: tembaga, silikon, magnesium, mangan, zink. Untuk tujuan perindustrian, satu lagi sifat fizikal aluminium adalah penting - keupayaannya untuk cepat teroksida di udara. Permukaan produk aluminium dalam keadaan semula jadi biasanya ditutup dengan filem oksida nipis, yang melindungi logam dengan berkesan dan menghalang kakisannya. Apabila filem ini dimusnahkan, logam perak cepat teroksida, dan suhunya meningkat dengan ketara.

Struktur dalaman aluminium

Sifat fizikal dan kimia aluminium sebahagian besarnya bergantung pada struktur dalamannya. Kekisi kristal unsur ini adalah sejenis kubus berpusat muka.

Jenis kekisi ini wujud dalam banyak logam, seperti tembaga, bromin, perak, emas, kobalt dan lain-lain. Kekonduksian haba yang tinggi dan keupayaan untuk mengalirkan elektrik telah menjadikan logam ini salah satu yang paling popular di dunia. Baki sifat fizikal aluminium, jadual yang dibentangkan di bawah, mendedahkan sepenuhnya sifatnya dan menunjukkan skop penggunaannya.

Pengaloian aluminium

Sifat fizikal kuprum dan aluminium adalah sedemikian rupa sehingga apabila sejumlah kuprum ditambahkan pada aloi aluminium, kekisi kristalnya menjadi herot, dan kekuatan aloi itu sendiri meningkat. Pengaloian aloi ringan adalah berdasarkan sifat Al ini untuk meningkatkan kekuatan dan rintangannya terhadap persekitaran yang agresif.

Penjelasan untuk proses pengerasan terletak pada tingkah laku atom kuprum dalam kekisi kristal aluminium. Zarah Cu cenderung terjatuh daripada kekisi kristal Al dan dikelompokkan dalam kawasan khasnya.

Di mana atom kuprum membentuk kelompok, kekisi kristal jenis campuran CuAl 2 terbentuk, di mana zarah logam perak dimasukkan secara serentak dalam kedua-dua kekisi kristal aluminium am dan kekisi jenis campuran CuAl 2. Daya ikatan dalaman dalam kekisi herot adalah jauh lebih besar daripada yang biasa. Ini bermakna kekuatan bahan yang baru terbentuk jauh lebih tinggi.

Sifat kimia

Interaksi aluminium dengan sulfurik cair dan asid hidroklorik diketahui. Apabila dipanaskan, logam ini mudah larut di dalamnya. Asid nitrik pekat sejuk atau sangat cair tidak melarutkan unsur ini. Larutan berair alkali secara aktif mempengaruhi bahan, semasa tindak balas membentuk aluminat - garam yang mengandungi ion aluminium. Sebagai contoh:

Al 2 O 3 +3H2O+2NaOH=2Na

Kompaun yang terhasil dipanggil natrium tetrahydroxoaluminate.

Filem nipis pada permukaan produk aluminium melindungi logam ini bukan sahaja dari udara, tetapi juga dari air. Jika penghalang nipis ini dialihkan, unsur itu akan berinteraksi secara ganas dengan air, membebaskan hidrogen daripadanya.

2AL+6H 2 O= 2 AL (OH) 3 +3H 2

Bahan yang terhasil dipanggil aluminium hidroksida.

AL (OH) 3 bertindak balas dengan alkali, membentuk kristal hidroksoaluminat:

Al(OH) 2 +NaOH=2Na

Jika persamaan kimia ini ditambah kepada yang sebelumnya, kita memperoleh formula untuk melarutkan unsur dalam larutan alkali.

Al(OH) 3 +2NaOH+6H 2 O=2Na +3H 2

Pembakaran aluminium

Sifat fizikal aluminium membolehkan ia bertindak balas dengan oksigen. Jika serbuk logam atau kerajang aluminium ini dipanaskan, ia akan menyala dan terbakar dengan nyalaan putih yang menyilaukan. Pada akhir tindak balas, aluminium oksida Al 2 O 3 terbentuk.

alumina

Aluminium oksida yang terhasil mempunyai nama geologi alumina. Di bawah keadaan semula jadi, ia berlaku dalam bentuk korundum - kristal telus keras. Korundum sangat keras, dengan penarafan kekerasan 9. Korundum itu sendiri tidak berwarna, tetapi pelbagai kekotoran boleh mengubahnya menjadi merah dan biru, menghasilkan batu permata yang dikenali dalam barang kemas sebagai delima dan nilam.

Sifat fizikal aluminium oksida membolehkan batu permata ini ditanam dalam keadaan buatan. Batu permata industri digunakan bukan sahaja untuk perhiasan, ia digunakan dalam pembuatan instrumen ketepatan, pembuatan jam tangan dan lain-lain. Kristal delima tiruan juga digunakan secara meluas dalam peranti laser.

Pelbagai korundum berbutir halus dengan sejumlah besar kekotoran, digunakan pada permukaan khas, dikenali oleh semua orang sebagai ampelas. Sifat fizikal aluminium oksida menerangkan sifat kasar korundum yang tinggi, serta kekerasan dan ketahanannya terhadap geseran.

Aluminium hidroksida

Al 2 (OH) 3 ialah hidroksida amfoterik biasa. Dalam kombinasi dengan asid, bahan ini membentuk garam yang mengandungi ion aluminium bercas positif; dalam alkali ia membentuk aluminat. Sifat amfoterik sesuatu bahan ditunjukkan dalam fakta bahawa ia boleh bertindak sebagai asid dan sebagai alkali. Sebatian ini boleh wujud dalam bentuk jeli dan pepejal.

Ia boleh dikatakan tidak larut dalam air, tetapi bertindak balas dengan kebanyakan asid dan alkali aktif. Sifat fizikal aluminium hidroksida digunakan dalam perubatan; ia adalah cara yang popular dan selamat untuk mengurangkan keasidan dalam badan; ia digunakan untuk gastritis, duodenitis, dan ulser. Dalam industri, Al 2 (OH) 3 digunakan sebagai penjerap; ia memurnikan air dengan sempurna dan memendakan unsur berbahaya yang terlarut di dalamnya.

Kegunaan industri

Aluminium ditemui pada tahun 1825. Pada mulanya, logam ini dinilai lebih tinggi daripada emas dan perak. Ini dijelaskan oleh kesukaran mengekstraknya dari bijih. Sifat fizikal aluminium dan keupayaannya untuk membentuk filem pelindung dengan cepat pada permukaannya menyukarkan kajian unsur ini. Hanya pada akhir abad ke-19 kaedah mudah untuk mencairkan unsur tulen yang sesuai untuk digunakan pada skala perindustrian ditemui.

Keringanan dan keupayaan untuk menahan kakisan adalah sifat fizikal unik aluminium. Aloi logam keperakan ini digunakan dalam roket, kereta, kapal, pesawat dan pembuatan instrumen, dan dalam pengeluaran kutleri dan pinggan mangkuk.

Sebagai logam tulen, Al digunakan dalam pembuatan bahagian untuk peralatan kimia, wayar elektrik dan kapasitor. Sifat fizikal aluminium adalah sedemikian rupa sehingga kekonduksian elektriknya tidak setinggi tembaga, tetapi kelemahan ini dikompensasikan oleh keringanan logam yang dimaksudkan, yang memungkinkan untuk membuat wayar aluminium lebih tebal. Jadi, dengan kekonduksian elektrik yang sama, berat dawai aluminium separuh daripada dawai kuprum.

Tidak kurang pentingnya ialah penggunaan Al dalam proses aluminisasi. Ini adalah nama yang diberikan kepada tindak balas menepu permukaan produk besi tuang atau keluli dengan aluminium untuk melindungi logam asas daripada kakisan apabila dipanaskan.

Pada masa ini, rizab bijih aluminium yang diketahui agak setanding dengan keperluan orang untuk logam perak ini. Sifat fizikal aluminium masih boleh memberikan banyak kejutan kepada penyelidiknya, dan skop penggunaan logam ini jauh lebih luas daripada yang dibayangkan.

aluminium- unsur subkumpulan utama kumpulan ketiga tempoh ketiga sistem berkala unsur kimia D.I. Mendeleev, nombor atom 13. Ditandakan dengan simbol Al (Aluminium). Kepunyaan kumpulan logam ringan. Logam yang paling biasa dan unsur kimia ketiga paling banyak (selepas oksigen dan silikon) dalam kerak bumi.

Bahan mudah aluminium (nombor CAS: 7429-90-5) ialah logam putih perak paramagnet yang ringan yang boleh dibentuk, tuang dan dimesin dengan mudah. Aluminium mempunyai kekonduksian terma dan elektrik yang tinggi dan ketahanan terhadap kakisan disebabkan oleh pembentukan pantas filem oksida yang kuat yang melindungi permukaan daripada interaksi selanjutnya.

Menurut beberapa kajian biologi, pengambilan aluminium dalam tubuh manusia dianggap sebagai faktor dalam perkembangan penyakit Alzheimer, tetapi kajian ini kemudiannya dikritik dan kesimpulan tentang hubungan antara satu dan yang lain telah disangkal.

cerita

Aluminium pertama kali diperoleh oleh Hans Oersted pada tahun 1825 dengan tindakan amalgam kalium pada aluminium klorida diikuti dengan penyulingan merkuri.

resit

Kaedah pengeluaran moden telah dibangunkan secara bebas oleh American Charles Hall dan orang Perancis Paul Héroult. Ia terdiri daripada melarutkan aluminium oksida Al 2 O 3 dalam leburan kriolit Na 3 AlF 6 diikuti dengan elektrolisis menggunakan elektrod grafit. Kaedah pengeluaran ini memerlukan banyak tenaga elektrik, dan oleh itu menjadi popular hanya pada abad ke-20.

Untuk menghasilkan 1 tan aluminium mentah, 1.920 tan alumina, 0.065 tan kriolit, 0.035 tan aluminium fluorida, 0.600 tan jisim anod dan 17 ribu kWj elektrik DC diperlukan.

Ciri-ciri fizikal

Logam berwarna perak-putih, ringan, ketumpatan - 2.7 g/cm³, takat lebur untuk aluminium teknikal - 658 °C, untuk aluminium ketulenan tinggi - 660 °C, haba tentu pelakuran - 390 kJ/kg, takat didih - 2500 ° C, haba tentu penyejatan - 10.53 MJ/kg, rintangan sementara aluminium tuang - 10-12 kg/mm², boleh ubah bentuk - 18-25 kg/mm², aloi - 38-42 kg/mm².

Kekerasan Brinell ialah 24-32 kgf/mm², kemuluran tinggi: teknikal - 35%, tulen - 50%, digulung menjadi kepingan nipis dan juga kerajang.

Aluminium mempunyai kekonduksian elektrik dan haba yang tinggi, 65% daripada kekonduksian elektrik tembaga, dan mempunyai pemantulan cahaya yang tinggi.

Aluminium membentuk aloi dengan hampir semua logam.

Berada di alam semula jadi

Aluminium asli hampir keseluruhannya terdiri daripada satu isotop stabil tunggal, 27Al, dengan kesan 26Al, isotop radioaktif dengan separuh hayat 720,000 tahun yang dihasilkan di atmosfera melalui pengeboman nukleus argon proton sinar kosmik.

Dari segi kelaziman dalam alam semula jadi, ia menduduki tempat pertama di kalangan logam dan ke-3 di kalangan unsur, kedua selepas oksigen dan silikon. Peratusan kandungan aluminium dalam kerak bumi, menurut pelbagai penyelidik, berkisar antara 7.45 hingga 8.14% daripada jisim kerak bumi.

Secara semula jadi, aluminium hanya terdapat dalam sebatian (mineral). Sebahagian daripada mereka:

• Bauksit - Al 2 O 3. H 2 O (dengan kekotoran SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)
• Nephelines - KNa 3 4
• Alunit - KAl(SO 4) 2. 2Al(OH) 3
• Alumina (campuran kaolin dengan pasir SiO 2, batu kapur CaCO 3, magnesit MgCO 3)
• Korundum - Al 2 O 3
• Feldspar (orthoclase) - K 2 O×Al 2 O 3 ×6SiO 2
• Kaolinit - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O
• Alunit - (Na,K) 2 SO 4 ×Al 2 (SO 4) 3 ×4Al(OH) 3
• Beryl - 3BeO. Al 2 O 3 . 6SiO2

Air semulajadi mengandungi aluminium dalam bentuk sebatian kimia rendah toksik, contohnya, aluminium fluorida. Jenis kation atau anion bergantung, pertama sekali, pada keasidan medium akueus. Kepekatan aluminium dalam badan air permukaan di Rusia berkisar antara 0.001 hingga 10 mg/l.

Sifat kimia

Aluminium hidroksida

Di bawah keadaan biasa, aluminium ditutup dengan filem oksida yang nipis dan tahan lama dan oleh itu tidak bertindak balas dengan agen pengoksidaan klasik: dengan H 2 O (t°); O 2, HNO 3 (tanpa pemanasan). Terima kasih kepada ini, aluminium boleh dikatakan tidak tertakluk kepada kakisan dan oleh itu permintaan secara meluas dalam industri moden. Walau bagaimanapun, apabila filem oksida dimusnahkan (contohnya, apabila bersentuhan dengan larutan garam ammonium NH 4 +, alkali panas atau akibat penyatuan), aluminium bertindak sebagai logam penurun aktif.

Bertindak balas dengan mudah dengan bahan mudah:

• dengan oksigen: 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
• dengan halogen: 2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
• bertindak balas dengan bukan logam lain apabila dipanaskan:
  • dengan sulfur, membentuk aluminium sulfida: 2Al + 3S = Al 2 S 3
  • dengan nitrogen, membentuk aluminium nitrida: 2Al + N 2 = 2AlN
  • dengan karbon, membentuk aluminium karbida: 4Al + 3C = Al 4 C 3

Kaedah ini, yang dicipta hampir serentak oleh Charles Hall di Perancis dan Paul Héroux di Amerika Syarikat pada tahun 1886 dan berdasarkan pengeluaran aluminium melalui elektrolisis alumina yang dilarutkan dalam kriolit cair, meletakkan asas bagi kaedah pengeluaran aluminium moden. Sejak itu, disebabkan penambahbaikan dalam kejuruteraan elektrik, pengeluaran aluminium telah bertambah baik. Sumbangan ketara kepada pembangunan pengeluaran alumina telah dibuat oleh saintis Rusia K. I. Bayer, D. A. Penyakov, A. N. Kuznetsov, E. I. Zhukovsky, A. A. Yakovkin dan lain-lain.

Peleburan aluminium pertama di Rusia dibina pada tahun 1932 di Volkhov. Industri metalurgi USSR pada tahun 1939 menghasilkan 47.7 ribu tan aluminium, 2.2 ribu tan lagi diimport.

Di Rusia, monopoli de facto dalam pengeluaran aluminium ialah Aluminium OJSC Rusia, yang menyumbang kira-kira 13% daripada pasaran aluminium dunia dan 16% daripada alumina.

Rizab bauksit dunia boleh dikatakan tidak terhad, iaitu, ia tidak sepadan dengan dinamik permintaan. Kemudahan sedia ada boleh menghasilkan sehingga 44.3 juta tan aluminium primer setahun. Ia juga harus diambil kira bahawa pada masa hadapan beberapa aplikasi aluminium mungkin diorientasikan semula kepada penggunaan, sebagai contoh, bahan komposit.

Permohonan

Sekeping aluminium dan syiling Amerika.

Digunakan secara meluas sebagai bahan binaan. Kelebihan utama aluminium dalam kualiti ini ialah ringan, mudah ditempa untuk pengecapan, rintangan kakisan (dalam udara, aluminium serta-merta ditutup dengan filem tahan lama Al 2 O 3, yang menghalang pengoksidaan selanjutnya), kekonduksian terma yang tinggi, dan tidak toksik. sebatiannya. Khususnya, sifat-sifat ini telah menjadikan aluminium sangat popular dalam pengeluaran alat memasak, kerajang aluminium dalam industri makanan dan untuk pembungkusan.

Kelemahan utama aluminium sebagai bahan struktur adalah kekuatannya yang rendah, jadi ia biasanya dialoi dengan sejumlah kecil tembaga dan magnesium - aloi duralumin.

Kekonduksian elektrik aluminium hanya 1.7 kali lebih rendah daripada tembaga, manakala aluminium lebih kurang 2 kali lebih murah. Oleh itu, ia digunakan secara meluas dalam kejuruteraan elektrik untuk pembuatan wayar, perisai mereka, dan juga dalam mikroelektronik untuk pembuatan konduktor dalam cip. Kekonduksian elektrik aluminium yang lebih rendah (37 1/ohm) berbanding kuprum (63 1/ohm) dikompensasikan dengan meningkatkan keratan rentas konduktor aluminium. Kelemahan aluminium sebagai bahan elektrik ialah filem oksida yang kuat, yang menyukarkan pematerian.

• Oleh kerana sifatnya yang kompleks, ia digunakan secara meluas dalam peralatan pemanasan.
• Aluminium dan aloinya mengekalkan kekuatan pada suhu ultra rendah. Disebabkan ini, ia digunakan secara meluas dalam teknologi kriogenik.
• Pemantulan tinggi, digabungkan dengan kos rendah dan kemudahan pemendapan, menjadikan aluminium sebagai bahan yang ideal untuk membuat cermin.
• Dalam penghasilan bahan binaan sebagai agen pembentuk gas.
• Aluminizing memberikan ketahanan kakisan dan skala kepada keluli dan aloi lain, seperti injap enjin pembakaran dalaman omboh, bilah turbin, platform minyak, peralatan pertukaran haba, dan juga menggantikan galvanizing.
• Aluminium sulfida digunakan untuk menghasilkan hidrogen sulfida.
• Penyelidikan sedang dijalankan untuk membangunkan aluminium berbuih sebagai bahan yang sangat kuat dan ringan.

Sebagai agen pengurangan

• Sebagai komponen termit, campuran untuk aluminothermy
• Aluminium digunakan untuk mendapatkan semula logam nadir daripada oksida atau halidanya.

Aloi aluminium

Bahan struktur yang biasanya digunakan bukanlah aluminium tulen, tetapi pelbagai aloi berdasarkannya.

— Aloi aluminium-magnesium mempunyai rintangan kakisan yang tinggi dan dikimpal dengan baik; Ia digunakan, sebagai contoh, untuk membuat badan kapal berkelajuan tinggi.

— Aloi aluminium-mangan dalam banyak cara serupa dengan aloi aluminium-magnesium.

— Aloi aluminium-tembaga (khususnya, duralumin) boleh dikenakan rawatan haba, yang sangat meningkatkan kekuatannya. Malangnya, bahan yang dirawat haba tidak boleh dikimpal, jadi bahagian pesawat masih disambungkan dengan rivet. Aloi dengan kandungan kuprum yang lebih tinggi mempunyai warna yang hampir sama dengan emas, dan kadangkala digunakan untuk meniru yang terakhir.

— Aloi aluminium-silikon (silumin) paling sesuai untuk tuangan. Kes pelbagai mekanisme sering dibuang daripada mereka.

— Aloi kompleks berasaskan aluminium: avial.

— Aluminium masuk ke dalam keadaan superkonduktor pada suhu 1.2 Kelvin.

Aluminium sebagai bahan tambahan kepada aloi lain

Aluminium adalah komponen penting dalam banyak aloi. Sebagai contoh, dalam gangsa aluminium komponen utama adalah tembaga dan aluminium. Dalam aloi magnesium, aluminium paling kerap digunakan sebagai bahan tambahan. Untuk pembuatan lingkaran dalam peranti pemanasan elektrik, fechral (Fe, Cr, Al) digunakan (bersama-sama dengan aloi lain).

Barang kemas

Apabila aluminium sangat mahal, pelbagai perhiasan dibuat daripadanya. Fesyen untuk mereka segera berlalu apabila teknologi baru untuk pengeluarannya muncul, yang mengurangkan kos berkali-kali ganda. Pada masa kini, aluminium kadang-kadang digunakan dalam pengeluaran barang kemas pakaian.

Pembuatan kaca

Fluorida, fosfat dan aluminium oksida digunakan dalam pembuatan kaca.

Industri Makanan

Aluminium didaftarkan sebagai bahan tambahan makanan E173.

Aluminium dan sebatiannya dalam teknologi roket

Aluminium dan sebatiannya digunakan sebagai propelan yang sangat cekap dalam propelan roket dua propelan dan sebagai komponen mudah terbakar dalam propelan roket pepejal. Sebatian aluminium berikut adalah kepentingan praktikal yang paling besar sebagai bahan api roket:

- Aluminium: bahan api dalam bahan api roket. Digunakan dalam bentuk serbuk dan suspensi dalam hidrokarbon, dsb.
- Aluminium hidrida
- Aluminium boranat
- Trimethylaluminum
- Trietilaluminum
- Tripropylaluminum

Ciri-ciri teori bahan api yang dibentuk oleh aluminium hidrida dengan pelbagai pengoksida.

Aluminium dalam budaya dunia

Penyair Andrei Voznesensky menulis puisi "Musim luruh" pada tahun 1959, di mana dia menggunakan aluminium sebagai imej artistik:
... Dan di belakang tingkap dalam fros muda
terdapat bidang aluminium...

Viktor Tsoi menulis lagu "Aluminium Cucumbers" dengan korus:
Menanam timun aluminium
Di atas padang terpal
Saya menanam timun aluminium
Di atas padang terpal

Ketoksikan

Ia mempunyai sedikit kesan toksik, tetapi banyak sebatian aluminium tak organik larut air kekal dalam keadaan terlarut untuk masa yang lama dan boleh memberi kesan berbahaya kepada manusia dan haiwan berdarah panas melalui air minuman. Yang paling toksik ialah klorida, nitrat, asetat, sulfat, dll. Bagi manusia, dos sebatian aluminium berikut (mg/kg berat badan) mempunyai kesan toksik apabila ditelan: aluminium asetat - 0.2-0.4; aluminium hidroksida - 3.7-7.3; tawas aluminium - 2.9. Terutamanya menjejaskan sistem saraf (terkumpul dalam tisu saraf, yang membawa kepada gangguan teruk sistem saraf pusat). Walau bagaimanapun, neurotoksisiti aluminium telah dikaji sejak pertengahan 1960-an, kerana pengumpulan logam dalam tubuh manusia dihalang oleh mekanisme penyingkirannya. Dalam keadaan biasa, sehingga 15 mg unsur sehari boleh dikumuhkan dalam air kencing. Oleh itu, kesan negatif yang paling besar diperhatikan pada orang yang mengalami gangguan fungsi perkumuhan buah pinggang.

Maklumat tambahan

- Aluminium hidroksida
— Ensiklopedia tentang aluminium
- Sambungan aluminium
- Institut Aluminium Antarabangsa

Aluminium, Aluminium, Al (13)

Pengikat yang mengandungi aluminium telah diketahui sejak zaman purba. Walau bagaimanapun, tawas (Latin Alumen atau Alumin, German Alaun), yang disebut, khususnya, oleh Pliny, telah difahami pada zaman dahulu dan pada Zaman Pertengahan sebagai pelbagai bahan. Dalam Kamus Alkimia Ruland, perkataan Alumen, dengan penambahan pelbagai definisi, diberikan dalam 34 makna. Khususnya, ia bermaksud antimoni, Alumen alafuri - garam alkali, Alumen Alcori - nitrum atau alkali alum, Alumen creptum - tartar (tartar) wain yang baik, Alumen fascioli - alkali, Alumen odig - ammonia, Alumen scoriole - gipsum, dll. Lemery , pengarang "Kamus Produk Farmaseutikal Mudah" yang terkenal (1716), juga menyediakan senarai besar jenis tawas.

Sehingga abad ke-18 sebatian aluminium (alum dan oksida) tidak dapat dibezakan daripada sebatian lain yang serupa dari segi rupa. Lemery menerangkan tentang tawas seperti berikut: “Pada tahun 1754 r. Marggraf mengasingkan daripada larutan alum (dengan tindakan alkali) mendakan aluminium oksida, yang dipanggilnya "tanah tawas" (Alaunerde), dan mewujudkan perbezaannya daripada bumi lain. Tidak lama kemudian alum bumi menerima nama alumina (Alumina atau Alumine). Pada tahun 1782, Lavoisier menyatakan idea bahawa aluminium adalah oksida unsur yang tidak diketahui. Dalam Jadual Badan Mudahnya, Lavoisier meletakkan Alumine di antara "badan ringkas, membentuk garam, tanah." Berikut adalah sinonim untuk nama alumina: argile, alum. tanah, asas tawas. Perkataan argilla, atau argilla, seperti yang ditunjukkan oleh Lemery dalam kamusnya, berasal dari bahasa Yunani. tanah liat tembikar. Dalton dalam "Sistem Falsafah Kimia Baharu"nya memberikan tanda khas untuk aluminium dan memberikan formula struktur (!) yang kompleks untuk tawas.

Selepas penemuan logam alkali menggunakan elektrik galvanik, Davy dan Berzelius tidak berjaya cuba mengasingkan aluminium logam daripada alumina dengan cara yang sama. Hanya pada tahun 1825 masalah itu diselesaikan oleh ahli fizik Denmark Oersted menggunakan kaedah kimia. Dia melepasi klorin melalui campuran panas alumina dan arang batu, dan aluminium klorida kontang yang terhasil dipanaskan dengan amalgam kalium. Selepas penyejatan merkuri, tulis Oersted, logam yang serupa dengan timah diperolehi. Akhirnya, pada tahun 1827, Wöhler mengasingkan logam aluminium dengan cara yang lebih cekap - dengan memanaskan aluminium klorida kontang dengan logam kalium.

Sekitar tahun 1807, Davy, yang cuba menjalankan elektrolisis alumina, memberi nama kepada logam yang sepatutnya mengandungi aluminium (Aluminium) atau aluminium (Aluminium). Nama yang terakhir telah menjadi biasa di Amerika Syarikat, manakala di England dan negara lain nama Aluminium, yang kemudiannya dicadangkan oleh Davy yang sama, telah diterima pakai. Agak jelas bahawa semua nama ini berasal dari perkataan Latin alum (Alumen), tentang asal usulnya terdapat pendapat yang berbeza, berdasarkan bukti pelbagai pengarang, sejak zaman purbakala.

A. M. Vasiliev, mencatat asal usul perkataan ini yang tidak jelas, memetik pendapat Isidore tertentu (jelas Isidore dari Seville, seorang uskup yang tinggal di 560 - 636, seorang ensiklopedia yang terlibat, khususnya, dalam penyelidikan etimologi): "Alumen adalah dipanggil lumen, jadi bagaimana ia memberikan lumen (cahaya, kecerahan) kepada cat apabila ditambah semasa pencelupan." Walau bagaimanapun, penjelasan ini, walaupun sangat lama, tidak membuktikan bahawa perkataan alumen mempunyai asal-usul yang tepat. Di sini, hanya tautologi tidak sengaja yang berkemungkinan besar. Lemery (1716) pula menunjukkan bahawa perkataan alumen berkaitan dengan bahasa Yunani (halmi), yang bermaksud kemasinan, air garam, air garam, dll.

Nama Rusia untuk aluminium pada dekad pertama abad ke-19. agak pelbagai. Setiap pengarang buku mengenai kimia pada zaman ini jelas berusaha untuk mencadangkan tajuknya sendiri. Oleh itu, Zakharov memanggil aluminium alumina (1810), Giese - alumium (1813), Strakhov - alum (1825), Iovsky - tanah liat, Shcheglov - alumina (1830). Di Dvigubsky's Store (1822 - 1830), alumina dipanggil alumina, alumina, alumina (contohnya, alumina asid fosforik), dan logam dipanggil aluminium dan aluminium (1824). Hess dalam edisi pertama "Asas Kimia Tulen" (1831) menggunakan nama alumina (Aluminium), dan dalam edisi kelima (1840) - tanah liat. Walau bagaimanapun, dia membentuk nama untuk garam berdasarkan istilah alumina, contohnya, alumina sulfat. Mendeleev dalam edisi pertama "Asas Kimia" (1871) menggunakan nama aluminium dan tanah liat. Dalam edisi berikutnya perkataan tanah liat tidak lagi muncul.

(A l), galium (Ga), indium (In) dan talium (T l).

Seperti yang dapat dilihat daripada data di atas, semua elemen ini ditemui dalam abad XIX.

Penemuan logam subkumpulan utama III kumpulan

Boron ialah bukan logam. Aluminium ialah logam peralihan, manakala galium, indium dan talium adalah logam penuh. Oleh itu, dengan peningkatan jejari atom unsur setiap kumpulan jadual berkala, sifat logam bahan mudah meningkat.

Dalam kuliah ini kita akan melihat dengan lebih dekat sifat-sifat aluminium.

1. Kedudukan aluminium dalam meja D. I. Mendeleev. Struktur atom, menunjukkan keadaan pengoksidaan.

Unsur aluminium terletak di III kumpulan, subkumpulan utama "A", tempoh ke-3 sistem berkala, nombor siri No. 13, jisim atom relatif Ar(Al ) = 27. Jirannya di sebelah kiri dalam jadual ialah magnesium, logam biasa, dan di sebelah kanan, silikon, bukan logam. Akibatnya, aluminium mesti mempamerkan sifat-sifat beberapa sifat perantaraan dan sebatiannya adalah amfoterik.

Al +13) 2) 8) 3, p – unsur,

Aluminium mempamerkan keadaan pengoksidaan +3 dalam sebatian:

Al 0 – 3 e - → Al +3

2. Sifat fizikal

Aluminium dalam bentuk bebasnya adalah logam putih keperakan dengan kekonduksian haba dan elektrik yang tinggi.Takat lebur 650 o C. Aluminium mempunyai ketumpatan rendah (2.7 g/cm 3) - kira-kira tiga kali lebih rendah daripada besi atau tembaga, dan pada masa yang sama ia adalah logam tahan lama.

3. Berada di alam semula jadi

Dari segi kelaziman dalam alam semula jadi, ia berpangkat Pertama di kalangan logam dan ke-3 di kalangan unsur, kedua selepas oksigen dan silikon. Peratusan kandungan aluminium dalam kerak bumi, menurut pelbagai penyelidik, berkisar antara 7.45 hingga 8.14% daripada jisim kerak bumi.

Secara semula jadi, aluminium hanya terdapat dalam sebatian (mineral).

Sebahagian daripada mereka:

· Bauksit - Al 2 O 3 H 2 O (dengan kekotoran SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)

· Nephelines - KNa 3 4

· Alunit - KAl(SO 4) 2 2Al(OH) 3

· Alumina (campuran kaolin dengan pasir SiO 2, batu kapur CaCO 3, magnesit MgCO 3)

· Korundum - Al 2 O 3

· Feldspar (orthoclase) - K 2 O×Al 2 O 3 ×6SiO 2

· Kaolinit - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O

· Alunite - (Na,K) 2 SO 4 ×Al 2 (SO 4) 3 ×4Al(OH) 3

· Beryl - 3BeO Al 2 O 3 6SiO 2

4. Sifat kimia aluminium dan sebatiannya

Aluminium bertindak balas dengan mudah dengan oksigen dalam keadaan biasa dan disalut dengan filem oksida (yang memberikan rupa matte).

DEMONSTRASI FILEM OKSIDA

Ketebalannya ialah 0.00001 mm, tetapi terima kasih kepadanya, aluminium tidak menghakis. Untuk mengkaji sifat kimia aluminium, filem oksida dikeluarkan. (Menggunakan kertas pasir, atau secara kimia: mula-mula mencelupkannya ke dalam larutan alkali untuk mengeluarkan filem oksida, dan kemudian ke dalam larutan garam merkuri untuk membentuk aloi aluminium dengan merkuri - amalgam).

saya. Interaksi dengan bahan mudah

Sudah pada suhu bilik, aluminium bertindak balas secara aktif dengan semua halogen, membentuk halida. Apabila dipanaskan, ia bertindak balas dengan sulfur (200 °C), nitrogen (800 °C), fosforus (500 °C) dan karbon (2000 °C), dengan iodin dengan kehadiran mangkin - air:

2A l + 3 S = A l 2 S 3 (aluminium sulfida),

2A l + N 2 = 2A lN (aluminium nitrida),

A l + P = A l P (aluminium fosfida),

4A l + 3C = A l 4 C 3 (aluminium karbida).

2 Al +3 I 2 =2 Al I 3 (aluminium iodida) PENGALAMAN

Semua sebatian ini dihidrolisis sepenuhnya untuk membentuk aluminium hidroksida dan, oleh itu, hidrogen sulfida, ammonia, fosfin dan metana:

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 + 3CH 4

Dalam bentuk cukur atau serbuk, ia terbakar dengan terang di udara, melepaskan sejumlah besar haba:

4A l + 3 O 2 = 2A l 2 O 3 + 1676 kJ.

PEMBAKARAN ALUMINIUM DALAM UDARA

PENGALAMAN

II. Interaksi dengan bahan kompleks

Interaksi dengan air :

2 Al + 6 H 2 O=2 Al (OH) 3 +3 H 2

tanpa filem oksida

PENGALAMAN

Interaksi dengan oksida logam:

Aluminium adalah agen penurunan yang baik, kerana ia adalah salah satu logam aktif. Ia berada dalam siri aktiviti sejurus selepas logam alkali tanah. sebab tu memulihkan logam daripada oksidanya . Tindak balas ini, aluminothermy, digunakan untuk menghasilkan logam nadir tulen, seperti tungsten, vanadium, dll.

3 Fe 3 O 4 +8 Al =4 Al 2 O 3 +9 Fe + Q

Campuran termit Fe 3 O 4 dan Al (serbuk) juga digunakan dalam kimpalan termit.

C r 2 O 3 + 2A l = 2C r + A l 2 O 3

Interaksi dengan asid :

Dengan larutan asid sulfurik: 2 Al+ 3 H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 +3 H 2

Ia tidak bertindak balas dengan sulfur dan nitrogen pekat sejuk (pasif). Oleh itu, asid nitrik diangkut dalam tangki aluminium. Apabila dipanaskan, aluminium dapat mengurangkan asid ini tanpa melepaskan hidrogen:

2A l + 6H 2 S O 4 (conc) = A l 2 (S O 4) 3 + 3 S O 2 + 6H 2 O,

A l + 6H NO 3 (conc) = A l (NO 3 ) 3 + 3 NO 2 + 3H 2 O.

Interaksi dengan alkali .

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O = 2 Na [ Al(OH)4 ] +3 H 2

PENGALAMAN

Na[Al(OH) 4 ] – natrium tetrahydroxyaluminate

Atas cadangan ahli kimia Gorbov, semasa Perang Rusia-Jepun, tindak balas ini digunakan untuk menghasilkan hidrogen untuk belon.

Dengan larutan garam:

2 Al + 3 CuSO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3 Cu

Jika permukaan aluminium disapu dengan garam merkuri, tindak balas berikut berlaku:

2 Al + 3 HgCl 2 = 2 AlCl 3 + 3 Hg

Merkuri yang dibebaskan melarutkan aluminium, membentuk amalgam .

Pengesanan ion aluminium dalam larutan : PENGALAMAN

5. Penggunaan aluminium dan sebatiannya

Sifat fizikal dan kimia aluminium telah menyebabkan penggunaannya secara meluas dalam teknologi. Industri penerbangan adalah pengguna utama aluminium: 2/3 daripada pesawat itu terdiri daripada aluminium dan aloinya. Pesawat keluli akan menjadi terlalu berat dan boleh membawa penumpang yang jauh lebih sedikit. Itulah sebabnya aluminium dipanggil logam bersayap. Kabel dan wayar diperbuat daripada aluminium: dengan kekonduksian elektrik yang sama, jisim mereka adalah 2 kali kurang daripada produk kuprum yang sepadan.

Memandangkan rintangan kakisan aluminium, ia adalah mengeluarkan bahagian mesin dan bekas untuk asid nitrik. Serbuk aluminium adalah asas untuk pembuatan cat perak untuk melindungi produk besi daripada kakisan, dan untuk memantulkan sinaran haba, cat tersebut digunakan untuk menutup tangki simpanan minyak dan sut bomba.

Aluminium oksida digunakan untuk menghasilkan aluminium dan juga sebagai bahan refraktori.

Aluminium hidroksida adalah komponen utama ubat terkenal Maalox dan Almagel, yang mengurangkan keasidan jus gastrik.

Garam aluminium sangat terhidrolisis. Harta ini digunakan dalam proses pembersihan air. Aluminium sulfat dan sedikit kapur slaked ditambah ke dalam air untuk ditulenkan untuk meneutralkan asid yang terhasil. Akibatnya, mendakan besar aluminium hidroksida dibebaskan, yang, mengendap, membawa bersamanya zarah terampai kekeruhan dan bakteria.

Oleh itu, aluminium sulfat adalah koagulan.

6. Pengeluaran aluminium

1) Kaedah moden yang menjimatkan kos untuk menghasilkan aluminium telah dicipta oleh Dewan Amerika dan orang Perancis Héroult pada tahun 1886. Ia melibatkan elektrolisis larutan aluminium oksida dalam kriolit cair. Kriolit cair Na 3 AlF 6 melarutkan Al 2 O 3, sama seperti air melarutkan gula. Elektrolisis "penyelesaian" aluminium oksida dalam kriolit cair berlaku seolah-olah kriolit hanyalah pelarut dan aluminium oksida sebagai elektrolit.

2Al 2 O 3 arus elektrik →4Al + 3O 2

Dalam bahasa Inggeris "Ensiklopedia untuk Lelaki dan Perempuan," artikel mengenai aluminium bermula dengan perkataan berikut: "Pada 23 Februari 1886, zaman logam baru bermula dalam sejarah tamadun - zaman aluminium. Pada hari ini, Charles Hall, seorang ahli kimia berusia 22 tahun, masuk ke makmal guru pertamanya dengan sedozen bola kecil aluminium putih keperakan di tangannya dan dengan berita bahawa dia telah menemui cara untuk membuat logam itu dengan murah dan dalam kuantiti yang banyak." Jadi Hall menjadi pengasas industri aluminium Amerika dan wira negara Anglo-Saxon, sebagai seorang yang mengubah sains menjadi perniagaan yang hebat.

2) 2Al 2 O 3 +3 C=4 Al+3 CO 2

INI MENARIK:

• Logam aluminium pertama kali diasingkan pada tahun 1825 oleh ahli fizik Denmark Hans Christian Oersted. Dengan mengalirkan gas klorin melalui lapisan aluminium oksida panas yang dicampur dengan arang batu, Oersted mengasingkan aluminium klorida tanpa sedikit pun lembapan. Untuk memulihkan aluminium logam, Oersted perlu merawat aluminium klorida dengan amalgam kalium. 2 tahun kemudian, ahli kimia Jerman Friedrich Woeller. Beliau menambah baik kaedah dengan menggantikan kalium amalgam dengan kalium tulen.
• Pada abad ke-18 dan ke-19, aluminium adalah logam utama untuk perhiasan. Pada tahun 1889, D.I. Mendeleev di London telah dianugerahkan hadiah berharga untuk perkhidmatannya dalam pembangunan kimia - skala yang diperbuat daripada emas dan aluminium.
• Menjelang 1855, saintis Perancis Saint-Clair Deville telah membangunkan kaedah untuk menghasilkan logam aluminium pada skala teknikal. Tetapi kaedah itu sangat mahal. Deville menikmati naungan istimewa Napoleon III, Maharaja Perancis. Sebagai tanda pengabdian dan rasa terima kasihnya, Deville membuat untuk anak lelaki Napoleon, putera yang baru lahir, kompang yang terukir dengan elegan - "produk pengguna" pertama yang diperbuat daripada aluminium. Napoleon juga berhasrat untuk melengkapkan pengawalnya dengan aluminium cuirass, tetapi harganya ternyata mahal. Pada masa itu, 1 kg aluminium berharga 1000 markah, i.e. 5 kali lebih mahal daripada perak. Hanya selepas penciptaan proses elektrolitik, aluminium menjadi sama nilainya dengan logam biasa.
• Tahukah anda aluminium apabila masuk ke dalam tubuh manusia menyebabkan gangguan pada sistem saraf.Apabila berlebihan, metabolisme terganggu. Dan agen pelindung ialah sebatian vitamin C, kalsium dan zink.
• Apabila aluminium terbakar dalam oksigen dan fluorin, banyak haba dibebaskan. Oleh itu, ia digunakan sebagai bahan tambahan kepada bahan api roket. Roket Zuhal membakar 36 tan serbuk aluminium semasa penerbangannya. Idea untuk menggunakan logam sebagai komponen bahan api roket pertama kali dicadangkan oleh F. A. Zander.

SENAMAN

Simulator No. 1 - Ciri-ciri aluminium mengikut kedudukan dalam Jadual Berkala Unsur D. I. Mendeleev

Simulator No. 2 - Persamaan tindak balas aluminium dengan bahan ringkas dan kompleks

Simulator No. 3 - Sifat kimia aluminium

TUGASAN TUGASAN

No 1. Untuk mendapatkan aluminium daripada aluminium klorida, logam kalsium boleh digunakan sebagai agen penurunan. Tulis persamaan untuk tindak balas kimia ini dan sifatkan proses ini menggunakan neraca elektronik.
Fikirkan! Mengapakah tindak balas ini tidak boleh dijalankan dalam larutan akueus?

No 2. Lengkapkan persamaan tindak balas kimia:
Al + H 2 SO 4 (penyelesaian ) ->
Al + CuCl 2 ->
Al + HNO3 ( konk. ) - t ->
Al + NaOH + H 2 O ->

No 3. Menjalankan transformasi:
Al -> AlCl 3 -> Al -> Al 2 S 3 -> Al(OH) 3 - t -> Al 2 O 3 -> Al

No 4. Menyelesaikan masalah:
Aloi aluminium-kuprum terdedah kepada lebihan larutan natrium hidroksida pekat semasa dipanaskan. 2.24 liter gas (no.) telah dikeluarkan. Kirakan peratusan komposisi aloi itu jika jumlah jisimnya ialah 10 g?

Sekitar tahun 1807, Davy, yang cuba menjalankan elektrolisis alumina, memberi nama kepada logam yang sepatutnya mengandunginya, Alumium. Aluminium pertama kali diperoleh oleh Hans Oersted pada tahun 1825 dengan tindakan amalgam kalium pada aluminium klorida diikuti dengan penyulingan merkuri. Pada tahun 1827, Wöhler mengasingkan logam aluminium dengan cara yang lebih cekap - dengan memanaskan aluminium klorida kontang dengan logam kalium.

Berada di alam semula jadi, menerima:

Dari segi kelaziman dalam alam semula jadi, ia menduduki tempat pertama di kalangan logam dan ke-3 di kalangan unsur, kedua selepas oksigen dan silikon. Kandungan aluminium dalam kerak bumi, menurut pelbagai penyelidik, berkisar antara 7.45% hingga 8.14% daripada jisim kerak bumi. Secara semula jadi, aluminium hanya terdapat dalam sebatian (mineral).
korundum: Al 2 O 3 - tergolong dalam kelas oksida mudah, dan kadang-kadang membentuk kristal berharga telus - nilam, dan, dengan penambahan kromium, delima. Terkumpul dalam peletakan.
bauksit: Al 2 O 3 *nH 2 O - bijih aluminium sedimen. Mengandungi kekotoran berbahaya - SiO 2. Bauksit berfungsi sebagai bahan mentah penting untuk pengeluaran aluminium, serta cat dan pelelas.
Kaolinit: Al 2 O 3 *2SiO 2 *2H 2 O ialah mineral subkelas silikat berlapis, komponen utama tanah liat putih, refraktori, dan porselin.
Kaedah moden untuk menghasilkan aluminium telah dibangunkan secara bebas oleh American Charles Hall dan Perancis Paul Héroux. Ia terdiri daripada melarutkan aluminium oksida Al 2 O 3 dalam leburan kriolit Na 3 AlF 3 diikuti dengan elektrolisis menggunakan elektrod grafit. Kaedah pengeluaran ini memerlukan banyak tenaga elektrik, dan oleh itu menjadi popular hanya pada abad ke-20. Untuk menghasilkan 1 tan aluminium, 1.9 tan alumina dan 18 ribu kWj tenaga elektrik diperlukan.

Ciri-ciri fizikal:

Logam itu berwarna putih keperakan, ringan, ketumpatan 2.7 g/cm 3, takat lebur 660°C, takat didih 2500°C. Kemuluran yang tinggi, digulung menjadi kepingan nipis dan juga kerajang. Aluminium mempunyai kekonduksian elektrik dan haba yang tinggi dan sangat reflektif. Aluminium membentuk aloi dengan hampir semua logam.

Sifat kimia:

Di bawah keadaan biasa, aluminium ditutup dengan filem oksida yang nipis dan tahan lama dan oleh itu tidak bertindak balas dengan agen pengoksidaan klasik: dengan H 2 O (t°); O 2, HNO 3 (tanpa pemanasan). Terima kasih kepada ini, aluminium boleh dikatakan tidak tertakluk kepada kakisan dan oleh itu permintaan secara meluas dalam industri moden. Walau bagaimanapun, apabila filem oksida dimusnahkan (contohnya, apabila bersentuhan dengan larutan garam ammonium NH 4 +, alkali panas atau akibat penyatuan), aluminium bertindak sebagai logam penurun aktif. Bertindak balas dengan mudah dengan bahan ringkas: oksigen, halogen: 2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
Aluminium bertindak balas dengan bukan logam lain apabila dipanaskan:
2Al + 3S = Al 2 S 3 2Al + N 2 = 2AlN
Aluminium hanya boleh melarutkan hidrogen, tetapi tidak bertindak balas dengannya.
Dengan bahan kompleks: aluminium bertindak balas dengan alkali (untuk membentuk tetrahydroxyaluminates):
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2
Mudah larut dalam asid sulfurik cair dan pekat:
2Al + 3H 2 SO 4 (dil) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 2Al + 6H 2 SO 4 (conc) = Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
Aluminium mengurangkan logam daripada oksidanya (aluminothermy): 8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe

Sambungan yang paling penting:

Aluminium oksida, Al 2 O 3: pepejal, bahan putih refraktori. Kristal Al 2 O 3 secara kimia pasif, amorfus lebih aktif. Bertindak balas perlahan dengan asid dan alkali dalam larutan, menunjukkan sifat amfoterik:
Al 2 O 3 + 6HCl (conc.) = 2AlCl 3 + ZH 2 O Al 2 O 3 + 2NaOH (conc.) + 3H 2 O = 2Na
(NaAlO 2 terbentuk dalam leburan alkali).
Aluminium hidroksida, Al(OH) 3: amorfus putih (seperti gel) atau hablur. Praktikal tidak larut dalam air. Apabila dipanaskan, ia terurai secara berperingkat. Ia mempamerkan sifat amfoterik, sama nyata berasid dan asas. Apabila bercantum dengan NaOH, NaAlO 2 terbentuk. Untuk mendapatkan mendakan Al(OH) 3, alkali biasanya tidak digunakan (kerana mudahnya peralihan mendakan menjadi larutan), tetapi bertindak ke atas garam aluminium dengan larutan ammonia - Al(OH) 3 terbentuk pada suhu bilik
Garam aluminium. Garam aluminium dan asid kuat sangat larut dalam air dan mengalami hidrolisis kation yang ketara, mewujudkan persekitaran berasid kuat di mana logam seperti magnesium dan zink larut: Al 3+ + H 2 O = AlOH 2+ + H +
AlF 3 fluorida dan AlPO 4 ortofosfat tidak larut dalam air, dan garam asid sangat lemah, contohnya H 2 CO 3, tidak terbentuk sama sekali melalui pemendakan daripada larutan akueus.
Garam aluminium berganda diketahui - tawas komposisi MAl(SO 4) 2 *12H 2 O (M=Na +, K +, Rb +, Cs +, TI +, NH 4 +), yang paling biasa ialah kalium tawas KAl(SO 4) 2 *12H 2 O .
Pelarutan hidroksida amfoterik dalam larutan alkali dianggap sebagai proses pembentukan garam hidrokso(kompleks hidroksi). Kewujudan hidroksokompleks [Al(OH) 4 (H 2 O) 2] -, [Al(OH) 6] 3-, [Al(OH) 5 (H 2 O)] 2- telah dibuktikan secara eksperimen; daripada ini, yang pertama adalah yang paling tahan lama. Nombor koordinasi aluminium dalam kompleks ini ialah 6, i.e. aluminium adalah enam selaras.
Sebatian aluminium binari Sebatian dengan ikatan kovalen kebanyakannya, contohnya Al 2 S 3 sulfida dan Al 4 C 3 karbida, diuraikan sepenuhnya oleh air:
Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 + 3CH 4

Permohonan:

Digunakan secara meluas sebagai bahan binaan. Kelebihan utama aluminium dalam kualiti ini ialah ringan, kebolehtempaan untuk pengecapan, rintangan kakisan, dan kekonduksian terma yang tinggi. Aluminium adalah komponen penting dalam banyak aloi (tembaga - aluminium gangsa, magnesium, dll.)
Ia digunakan dalam kejuruteraan elektrik untuk pembuatan wayar dan perisainya.
Aluminium digunakan secara meluas dalam kedua-dua peralatan haba dan teknologi kriogenik.
Pemantulan tinggi, digabungkan dengan kos rendah dan kemudahan pemendapan, menjadikan aluminium sebagai bahan yang ideal untuk membuat cermin.
Aluminium dan sebatiannya digunakan dalam teknologi roket sebagai bahan api roket. Dalam penghasilan bahan binaan sebagai agen pembentuk gas.

Allayarov Damir
HF Tyumen State University, 561 kumpulan.

DEFINISI

aluminium– unsur kimia tempoh ke-3 kumpulan IIIA. Nombor siri – 13. Logam. Aluminium tergolong dalam unsur-unsur keluarga p. Simbol – Al.

Jisim atom – 27 amu. Konfigurasi elektronik aras tenaga luar ialah 3s 2 3p 1. Dalam sebatiannya, aluminium mempamerkan keadaan pengoksidaan "+3".

Sifat kimia aluminium

Aluminium mempamerkan sifat pengurangan dalam tindak balas. Oleh kerana filem oksida terbentuk pada permukaannya apabila terdedah kepada udara, ia tahan terhadap interaksi dengan bahan lain. Sebagai contoh, aluminium dipasifkan dalam air, asid nitrik pekat dan larutan kalium dikromat. Walau bagaimanapun, selepas mengeluarkan filem oksida dari permukaannya, ia dapat berinteraksi dengan bahan mudah. Kebanyakan tindak balas berlaku apabila dipanaskan:

Serbuk 2Al +3/2O 2 = Al 2 O 3;

2Al + 3F 2 = 2AlF 3 (t);

Serbuk 2Al + 3Hal 2 = 2AlHal 3 (t = 25C);

2Al + N 2 = 2AlN (t);

2Al +3S = Al 2 S 3 (t);

4Al + 3C grafit = Al 4 C 3 (t);

4Al + P 4 = 4AlP (t, dalam suasana H 2).

Juga, selepas mengeluarkan filem oksida dari permukaannya, aluminium dapat berinteraksi dengan air untuk membentuk hidroksida:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2.

Aluminium mempamerkan sifat amfoterik, jadi ia dapat larut dalam larutan cair asid dan alkali:

2Al + 3H 2 SO 4 (cairkan) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2;

2Al + 6HCl cair = 2AlCl 3 + 3 H 2 ;

8Al + 30HNO 3 (cairkan) = 8Al(NO 3) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O;

2Al +2NaOH +3H 2 O = 2Na + 3H 2;

2Al + 2(NaOH×H 2 O) = 2NaAlO 2 + 3 H 2.

Aluminothermy ialah kaedah menghasilkan logam daripada oksidanya, berdasarkan pengurangan logam ini dengan aluminium:

8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe;

2Al + Cr 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2Cr.

Sifat fizikal aluminium

Aluminium adalah warna putih keperakan. Sifat fizikal utama aluminium ialah ringan, kekonduksian haba dan elektrik yang tinggi. Dalam keadaan bebas, apabila terdedah kepada udara, aluminium ditutup dengan filem tahan lama Al 2 O 3 oksida, yang menjadikannya tahan terhadap tindakan asid pekat. Takat lebur – 660.37C, takat didih – 2500C.

Pengeluaran dan penggunaan aluminium

Aluminium dihasilkan melalui elektrolisis oksida cair unsur ini:

2Al 2 O 3 = 4Al + 3O 2

Walau bagaimanapun, disebabkan hasil produk yang rendah, kaedah menghasilkan aluminium secara elektrolisis campuran Na 3 dan Al 2 O 3 lebih kerap digunakan. Tindak balas berlaku apabila dipanaskan hingga 960C dan dengan kehadiran pemangkin - fluorida (AlF 3, CaF 2, dll.), manakala pelepasan aluminium berlaku di katod, dan oksigen dibebaskan di anod.

Aluminium telah menemui aplikasi yang meluas dalam industri; aloi berasaskan aluminium adalah bahan struktur utama dalam pesawat dan pembinaan kapal.

Contoh penyelesaian masalah

CONTOH 1