రసాయన లక్షణాలు అల్. అల్యూమినియం యొక్క రసాయన మరియు భౌతిక లక్షణాలు

వెండి-తెలుపు రంగుతో ఉన్న ఈ తేలికపాటి లోహం ఆధునిక జీవితంలో దాదాపు ప్రతిచోటా కనిపిస్తుంది. అల్యూమినియం యొక్క భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు పరిశ్రమలో విస్తృతంగా ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తాయి. అత్యంత ప్రసిద్ధ నిక్షేపాలు ఆఫ్రికా, దక్షిణ అమెరికా మరియు కరేబియన్‌లో ఉన్నాయి. రష్యాలో, బాక్సైట్ మైనింగ్ సైట్లు యురల్స్లో ఉన్నాయి. అల్యూమినియం ఉత్పత్తిలో ప్రపంచ నాయకులు చైనా, రష్యా, కెనడా మరియు USA.

అల్ మైనింగ్

ప్రకృతిలో, ఈ వెండి లోహం, దాని అధిక రసాయన చర్య కారణంగా, సమ్మేళనాల రూపంలో మాత్రమే కనిపిస్తుంది. అల్యూమినియం కలిగిన అత్యంత ప్రసిద్ధ భౌగోళిక శిలలు బాక్సైట్, అల్యూమినా, కొరండం మరియు ఫెల్డ్‌స్పార్. బాక్సైట్ మరియు అల్యూమినా పారిశ్రామిక ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉన్నాయి; ఈ ఖనిజాల నిక్షేపాలు అల్యూమినియంను దాని స్వచ్ఛమైన రూపంలో తీయడం సాధ్యం చేస్తాయి.

లక్షణాలు

అల్యూమినియం యొక్క భౌతిక లక్షణాలు ఈ లోహం యొక్క ఖాళీలను వైర్‌లోకి లాగడం మరియు సన్నని షీట్‌లుగా చుట్టడం సులభం చేస్తాయి. ఈ లోహం మన్నికైనది కాదు; కరిగించే సమయంలో ఈ సూచికను పెంచడానికి, ఇది వివిధ సంకలితాలతో మిశ్రమంగా ఉంటుంది: రాగి, సిలికాన్, మెగ్నీషియం, మాంగనీస్, జింక్. పారిశ్రామిక ప్రయోజనాల కోసం, అల్యూమినియం యొక్క మరొక భౌతిక ఆస్తి ముఖ్యమైనది - గాలిలో త్వరగా ఆక్సీకరణం చెందగల సామర్థ్యం. సహజ పరిస్థితులలో అల్యూమినియం ఉత్పత్తి యొక్క ఉపరితలం సాధారణంగా సన్నని ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది, ఇది మెటల్‌ను సమర్థవంతంగా రక్షిస్తుంది మరియు దాని తుప్పును నిరోధిస్తుంది. ఈ చిత్రం నాశనం అయినప్పుడు, వెండి మెటల్ త్వరగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది మరియు దాని ఉష్ణోగ్రత గమనించదగ్గ విధంగా పెరుగుతుంది.

అల్యూమినియం యొక్క అంతర్గత నిర్మాణం

అల్యూమినియం యొక్క భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు ఎక్కువగా దాని అంతర్గత నిర్మాణంపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఈ మూలకం యొక్క క్రిస్టల్ లాటిస్ ముఖం-కేంద్రీకృత క్యూబ్ రకం.

ఈ రకమైన జాలక రాగి, బ్రోమిన్, వెండి, బంగారం, కోబాల్ట్ మరియు ఇతరులు వంటి అనేక లోహాలలో అంతర్లీనంగా ఉంటుంది. అధిక ఉష్ణ వాహకత మరియు విద్యుత్తును నిర్వహించగల సామర్థ్యం ఈ లోహాన్ని ప్రపంచంలో అత్యంత ప్రాచుర్యం పొందాయి. అల్యూమినియం యొక్క మిగిలిన భౌతిక లక్షణాలు, దిగువన ప్రదర్శించబడిన పట్టిక, దాని లక్షణాలను పూర్తిగా బహిర్గతం చేస్తుంది మరియు వాటి అప్లికేషన్ యొక్క పరిధిని చూపుతుంది.

అల్యూమినియం మిశ్రమం

రాగి మరియు అల్యూమినియం యొక్క భౌతిక లక్షణాలు అల్యూమినియం మిశ్రమంలో కొంత మొత్తంలో రాగిని జోడించినప్పుడు, దాని క్రిస్టల్ లాటిస్ వక్రీకరించబడుతుంది మరియు మిశ్రమం యొక్క బలం పెరుగుతుంది. దూకుడు వాతావరణాలకు వాటి బలాన్ని మరియు ప్రతిఘటనను పెంచడానికి అల్ యొక్క ఈ ఆస్తిపై కాంతి మిశ్రమాల మిశ్రమం ఆధారపడి ఉంటుంది.

గట్టిపడే ప్రక్రియకు వివరణ అల్యూమినియం క్రిస్టల్ లాటిస్‌లోని రాగి అణువుల ప్రవర్తనలో ఉంటుంది. Cu కణాలు అల్ క్రిస్టల్ లాటిస్ నుండి బయటకు వస్తాయి మరియు దాని ప్రత్యేక ప్రాంతాలలో సమూహం చేయబడతాయి.

రాగి పరమాణువులు సమూహాలను ఏర్పరుస్తున్న చోట, ఒక CuAl 2 మిశ్రమ-రకం క్రిస్టల్ లాటిస్ ఏర్పడుతుంది, దీనిలో వెండి లోహ కణాలు సాధారణ అల్యూమినియం క్రిస్టల్ లాటిస్ మరియు CuAl 2 మిశ్రమ-రకం లాటిస్ రెండింటిలోనూ ఏకకాలంలో చేర్చబడతాయి. వక్రీకరించిన లాటిస్‌లోని అంతర్గత బంధాల శక్తులు సాధారణం కంటే చాలా ఎక్కువ. అంటే కొత్తగా ఏర్పడిన పదార్ధం యొక్క బలం చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది.

రసాయన లక్షణాలు

పలుచన సల్ఫ్యూరిక్ మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లంతో అల్యూమినియం యొక్క పరస్పర చర్య అంటారు. వేడి చేసినప్పుడు, ఈ మెటల్ సులభంగా వాటిని కరిగిపోతుంది. చల్లని గాఢత లేదా అధిక పలుచన నైట్రిక్ యాసిడ్ ఈ మూలకాన్ని కరిగించదు. ఆల్కాలిస్ యొక్క సజల ద్రావణాలు పదార్ధాన్ని చురుకుగా ప్రభావితం చేస్తాయి, ప్రతిచర్య సమయంలో అల్యూమినేట్లను ఏర్పరుస్తాయి - అల్యూమినియం అయాన్లను కలిగి ఉన్న లవణాలు. ఉదాహరణకి:

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

ఫలితంగా వచ్చే సమ్మేళనాన్ని సోడియం టెట్రాహైడ్రాక్సోఅల్యూమినేట్ అంటారు.

అల్యూమినియం ఉత్పత్తుల ఉపరితలంపై ఒక సన్నని చలనచిత్రం ఈ లోహాన్ని గాలి నుండి మాత్రమే కాకుండా, నీటి నుండి కూడా రక్షిస్తుంది. ఈ సన్నని అవరోధం తొలగించబడితే, మూలకం నీటితో హింసాత్మకంగా సంకర్షణ చెందుతుంది, దాని నుండి హైడ్రోజన్‌ను విడుదల చేస్తుంది.

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

ఫలితంగా వచ్చే పదార్థాన్ని అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్ అంటారు.

AL (OH) 3 క్షారంతో చర్య జరిపి, హైడ్రాక్సోఅల్యూమినేట్ స్ఫటికాలను ఏర్పరుస్తుంది:

Al(OH) 2 +NaOH=2Na

ఈ రసాయన సమీకరణం మునుపటిదానికి జోడించబడితే, ఆల్కలీన్ ద్రావణంలో మూలకాన్ని కరిగించడానికి మేము సూత్రాన్ని పొందుతాము.

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

అల్యూమినియం బర్నింగ్

అల్యూమినియం యొక్క భౌతిక లక్షణాలు ఆక్సిజన్‌తో ప్రతిస్పందించడానికి అనుమతిస్తాయి. ఈ మెటల్ లేదా అల్యూమినియం ఫాయిల్ యొక్క పొడిని వేడి చేస్తే, అది తెల్లటి, బ్లైండ్ మంటతో మండుతుంది. ప్రతిచర్య ముగింపులో, అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ Al 2 O 3 ఏర్పడుతుంది.

అల్యూమినా

ఫలితంగా ఏర్పడే అల్యూమినియం ఆక్సైడ్‌కు అల్యూమినా అనే భౌగోళిక నామం ఉంది. సహజ పరిస్థితులలో, ఇది కొరండం రూపంలో సంభవిస్తుంది - కఠినమైన పారదర్శక స్ఫటికాలు. కొరండం చాలా గట్టిది, కాఠిన్యం రేటింగ్ 9. కొరండం స్వయంగా రంగులేనిది, కానీ వివిధ మలినాలు దానిని ఎరుపు మరియు నీలం రంగులోకి మార్చగలవు, ఫలితంగా విలువైన రాళ్లను ఆభరణాలలో కెంపులు మరియు నీలమణి అని పిలుస్తారు.

అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ యొక్క భౌతిక లక్షణాలు ఈ రత్నాలను కృత్రిమ పరిస్థితులలో పెంచడానికి అనుమతిస్తాయి. పారిశ్రామిక రత్నాలను ఆభరణాలకు మాత్రమే కాకుండా, ఖచ్చితత్వ సాధనాల తయారీ, వాచ్ తయారీ మరియు ఇతర వస్తువులలో ఉపయోగిస్తారు. కృత్రిమ రూబీ స్ఫటికాలు కూడా లేజర్ పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

పెద్ద సంఖ్యలో మలినాలతో కూడిన చక్కటి-కణిత రకం కొరండం, ప్రత్యేక ఉపరితలంపై వర్తించబడుతుంది, దీనిని ప్రతి ఒక్కరూ ఎమెరీ అని పిలుస్తారు. అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ యొక్క భౌతిక లక్షణాలు కొరండం యొక్క అధిక రాపిడి లక్షణాలను, అలాగే దాని కాఠిన్యం మరియు ఘర్షణకు నిరోధకతను వివరిస్తాయి.

అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్

Al 2 (OH) 3 అనేది ఒక సాధారణ యాంఫోటెరిక్ హైడ్రాక్సైడ్. ఆమ్లంతో కలిపి, ఈ పదార్ధం సానుకూలంగా చార్జ్ చేయబడిన అల్యూమినియం అయాన్లను కలిగి ఉన్న ఉప్పును ఏర్పరుస్తుంది; ఆల్కాలిస్లో ఇది అల్యూమినేట్లను ఏర్పరుస్తుంది. ఒక పదార్ధం యొక్క యాంఫోటెరిక్ స్వభావం అది ఆమ్లంగా మరియు క్షారంగా ప్రవర్తించగలదు అనే వాస్తవంలో వ్యక్తమవుతుంది. ఈ సమ్మేళనం జెల్లీ మరియు ఘన రూపంలో రెండింటిలోనూ ఉంటుంది.

ఇది నీటిలో ఆచరణాత్మకంగా కరగదు, కానీ చాలా క్రియాశీల ఆమ్లాలు మరియు క్షారాలతో ప్రతిస్పందిస్తుంది. అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క భౌతిక లక్షణాలు వైద్యంలో ఉపయోగించబడతాయి; ఇది శరీరంలో ఆమ్లతను తగ్గించడానికి ఒక ప్రసిద్ధ మరియు సురక్షితమైన సాధనం; ఇది పొట్టలో పుండ్లు, డ్యూడెనిటిస్ మరియు అల్సర్లకు ఉపయోగిస్తారు. పరిశ్రమలో, Al 2 (OH) 3 ఒక యాడ్సోర్బెంట్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది; ఇది నీటిని సంపూర్ణంగా శుద్ధి చేస్తుంది మరియు దానిలో కరిగిన హానికరమైన మూలకాలను అవక్షేపిస్తుంది.

పారిశ్రామిక ఉపయోగం

అల్యూమినియం 1825లో కనుగొనబడింది. మొదట, ఈ మెటల్ బంగారం మరియు వెండి కంటే ఎక్కువ విలువైనది. ధాతువు నుండి తీయడం కష్టమని ఇది వివరించబడింది. అల్యూమినియం యొక్క భౌతిక లక్షణాలు మరియు దాని ఉపరితలంపై రక్షిత చలనచిత్రాన్ని త్వరగా రూపొందించే సామర్థ్యం ఈ మూలకం యొక్క అధ్యయనాన్ని కష్టతరం చేసింది. 19వ శతాబ్దపు చివరిలో మాత్రమే పారిశ్రామిక స్థాయిలో ఉపయోగించడానికి అనువైన స్వచ్ఛమైన మూలకాన్ని కరిగించడానికి అనుకూలమైన పద్ధతి కనుగొనబడింది.

తేలిక మరియు తుప్పును నిరోధించే సామర్థ్యం అల్యూమినియం యొక్క ప్రత్యేక భౌతిక లక్షణాలు. ఈ వెండి లోహం యొక్క మిశ్రమాలు రాకెట్రీ, ఆటోమొబైల్, ఓడ, విమానం మరియు పరికరాల తయారీలో మరియు కత్తిపీట మరియు టేబుల్‌వేర్ ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడతాయి.

స్వచ్ఛమైన లోహంగా, రసాయన పరికరాలు, విద్యుత్ తీగలు మరియు కెపాసిటర్ల కోసం భాగాల తయారీలో Al ఉపయోగించబడుతుంది. అల్యూమినియం యొక్క భౌతిక లక్షణాలు దాని విద్యుత్ వాహకత రాగి కంటే ఎక్కువగా ఉండదు, అయితే ఈ ప్రతికూలత ప్రశ్నలోని లోహం యొక్క తేలికతో భర్తీ చేయబడుతుంది, ఇది అల్యూమినియం వైర్లను మందంగా చేయడం సాధ్యపడుతుంది. కాబట్టి, అదే విద్యుత్ వాహకతతో, అల్యూమినియం వైర్ రాగి తీగతో పోలిస్తే సగం బరువు ఉంటుంది.

అల్యూమినిజింగ్ ప్రక్రియలో అల్ వాడకం తక్కువ ముఖ్యమైనది కాదు. తారాగణం ఇనుము లేదా ఉక్కు ఉత్పత్తి యొక్క ఉపరితలాన్ని అల్యూమినియంతో సంతృప్తపరిచే ప్రతిచర్యకు ఇది పేరు పెట్టబడింది, వేడిచేసినప్పుడు మూల లోహాన్ని తుప్పు నుండి రక్షించడానికి.

ప్రస్తుతం, అల్యూమినియం ఖనిజాల యొక్క తెలిసిన నిల్వలు ఈ వెండి లోహం కోసం ప్రజల అవసరాలతో పోల్చవచ్చు. అల్యూమినియం యొక్క భౌతిక లక్షణాలు ఇప్పటికీ దాని పరిశోధకులకు అనేక ఆశ్చర్యాలను అందించగలవు మరియు ఈ మెటల్ యొక్క అప్లికేషన్ యొక్క పరిధి ఊహించిన దాని కంటే చాలా విస్తృతమైనది.

అల్యూమినియం- D.I. మెండలీవ్ యొక్క రసాయన మూలకాల యొక్క ఆవర్తన వ్యవస్థ యొక్క మూడవ కాలం యొక్క మూడవ సమూహం యొక్క ప్రధాన ఉప సమూహం యొక్క మూలకం, పరమాణు సంఖ్య 13. చిహ్నం అల్ (అల్యూమినియం) ద్వారా సూచించబడుతుంది. కాంతి లోహాల సమూహానికి చెందినది. భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో అత్యంత సాధారణ లోహం మరియు మూడవ అత్యంత సమృద్ధిగా (ఆక్సిజన్ మరియు సిలికాన్ తర్వాత) రసాయన మూలకం.

సాధారణ పదార్ధం అల్యూమినియం (CAS సంఖ్య: 7429-90-5) తేలికైన, పారా అయస్కాంత వెండి-తెలుపు లోహం, ఇది సులభంగా ఏర్పడుతుంది, తారాగణం మరియు యంత్రంతో తయారు చేయబడుతుంది. అల్యూమినియం అధిక ఉష్ణ మరియు విద్యుత్ వాహకత మరియు మరింత పరస్పర చర్య నుండి ఉపరితలాన్ని రక్షించే బలమైన ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌ల వేగవంతమైన నిర్మాణం కారణంగా తుప్పుకు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది.

కొన్ని జీవశాస్త్ర అధ్యయనాల ప్రకారం, అల్జీమర్స్ వ్యాధి అభివృద్ధికి మానవ శరీరంలో అల్యూమినియం తీసుకోవడం ఒక కారకంగా పరిగణించబడింది, అయితే ఈ అధ్యయనాలు తరువాత విమర్శించబడ్డాయి మరియు ఒకదానికొకటి మధ్య ఉన్న సంబంధం గురించి తీర్మానం తిరస్కరించబడింది.

కథ

అల్యూమినియం క్లోరైడ్‌పై పొటాషియం సమ్మేళనం మరియు పాదరసం స్వేదనం చేయడం ద్వారా 1825లో హన్స్ ఓర్స్టెడ్ ద్వారా అల్యూమినియం మొదటిసారిగా పొందబడింది.

రసీదు

ఆధునిక ఉత్పత్తి పద్ధతిని అమెరికన్ చార్లెస్ హాల్ మరియు ఫ్రెంచ్ వ్యక్తి పాల్ హెరౌల్ట్ స్వతంత్రంగా అభివృద్ధి చేశారు. ఇది క్రయోలైట్ Na 3 AlF 6 కరిగే అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ Al 2 O 3ని కరిగించి, గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్‌లను ఉపయోగించి విద్యుద్విశ్లేషణను కలిగి ఉంటుంది. ఈ ఉత్పత్తి పద్ధతికి చాలా విద్యుత్తు అవసరం, అందువలన 20వ శతాబ్దంలో మాత్రమే ప్రజాదరణ పొందింది.

1 టన్ను ముడి అల్యూమినియం ఉత్పత్తి చేయడానికి, 1.920 టన్నుల అల్యూమినా, 0.065 టన్నుల క్రయోలైట్, 0.035 టన్నుల అల్యూమినియం ఫ్లోరైడ్, 0.600 టన్నుల యానోడ్ మాస్ మరియు 17 వేల kWh DC విద్యుత్ అవసరం.

భౌతిక లక్షణాలు

మెటల్ వెండి-తెలుపు రంగు, కాంతి, సాంద్రత - 2.7 g/cm³, సాంకేతిక అల్యూమినియం కోసం ద్రవీభవన స్థానం - 658 °C, అధిక స్వచ్ఛత అల్యూమినియం కోసం - 660 °C, ఫ్యూజన్ యొక్క నిర్దిష్ట వేడి - 390 kJ/kg, మరిగే స్థానం - 2500 ° C, ఆవిరి యొక్క నిర్దిష్ట వేడి - 10.53 MJ/kg, తారాగణం అల్యూమినియం యొక్క తాత్కాలిక నిరోధం - 10-12 kg/mm², deformable - 18-25 kg/mm², మిశ్రమాలు - 38-42 kg/mm².

బ్రినెల్ కాఠిన్యం 24-32 kgf/mm², అధిక డక్టిలిటీ: టెక్నికల్ - 35%, స్వచ్ఛమైన - 50%, సన్నని షీట్‌లుగా మరియు రేకుగా కూడా చుట్టబడుతుంది.

అల్యూమినియం అధిక విద్యుత్ మరియు ఉష్ణ వాహకతను కలిగి ఉంటుంది, రాగి యొక్క విద్యుత్ వాహకతలో 65% మరియు అధిక కాంతి పరావర్తనాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

అల్యూమినియం దాదాపు అన్ని లోహాలతో మిశ్రమాలను ఏర్పరుస్తుంది.

ప్రకృతిలో ఉండటం

సహజ అల్యూమినియం దాదాపు పూర్తిగా ఒకే స్థిరమైన ఐసోటోప్, 27Al, 26Al యొక్క జాడలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది 720,000 సంవత్సరాల సగం-జీవితాన్ని కలిగి ఉన్న రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్, న్యూక్లియైల బాంబు దాడి ద్వారా వాతావరణంలో ఉత్పత్తి అవుతుంది. ఆర్గాన్కాస్మిక్ రే ప్రోటాన్లు.

ప్రకృతిలో ప్రాబల్యం పరంగా, ఇది లోహాలలో 1వ స్థానంలో మరియు మూలకాలలో 3వ స్థానంలో ఉంది, ఆక్సిజన్ మరియు సిలికాన్ తర్వాత రెండవ స్థానంలో ఉంది. భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లోని అల్యూమినియం కంటెంట్ శాతం, వివిధ పరిశోధకుల ప్రకారం, భూమి యొక్క క్రస్ట్ ద్రవ్యరాశిలో 7.45 నుండి 8.14% వరకు ఉంటుంది.

ప్రకృతిలో, అల్యూమినియం సమ్మేళనాలలో (ఖనిజాలు) మాత్రమే కనిపిస్తుంది. వాళ్ళలో కొందరు:

• బాక్సైట్ - అల్ 2 O 3. H 2 O (మలినాలతో SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)
• నెఫెలైన్స్ - KNa 3 4
• అల్యూనైట్స్ - KAl(SO 4) 2. 2Al(OH) 3
• అల్యూమినా (ఇసుక SiO 2, సున్నపురాయి CaCO 3, మాగ్నసైట్ MgCO 3తో కయోలిన్ మిశ్రమాలు)
• కొరండం - అల్ 2 O 3
• ఫెల్డ్‌స్పార్ (ఆర్థోక్లేస్) - K 2 O×Al 2 O 3 × 6SiO 2
• కయోలినైట్ - అల్ 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O
• అల్యూనైట్ - (Na,K) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al(OH) 3
• బెరిల్ - 3BeO. అల్ 2 ఓ 3 . 6SiO2

సహజ జలాల్లో అల్యూమినియం తక్కువ విషపూరిత రసాయన సమ్మేళనాల రూపంలో ఉంటుంది, ఉదాహరణకు, అల్యూమినియం ఫ్లోరైడ్. కేషన్ లేదా అయాన్ రకం, మొదటగా, సజల మాధ్యమం యొక్క ఆమ్లత్వంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. రష్యాలోని ఉపరితల నీటి వనరులలో అల్యూమినియం సాంద్రతలు 0.001 నుండి 10 mg/l వరకు ఉంటాయి.

రసాయన లక్షణాలు

అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్

సాధారణ పరిస్థితులలో, అల్యూమినియం సన్నని మరియు మన్నికైన ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది మరియు అందువల్ల క్లాసికల్ ఆక్సీకరణ ఏజెంట్లతో చర్య తీసుకోదు: H 2 O (t°); O 2, HNO 3 (తాపన లేకుండా). దీనికి ధన్యవాదాలు, అల్యూమినియం ఆచరణాత్మకంగా తుప్పుకు లోబడి ఉండదు మరియు అందువల్ల ఆధునిక పరిశ్రమలో విస్తృతంగా డిమాండ్ ఉంది. అయినప్పటికీ, ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ నాశనమైనప్పుడు (ఉదాహరణకు, అమ్మోనియం లవణాలు NH 4+, వేడి క్షారాలు లేదా సమ్మేళనం యొక్క ద్రావణాలతో సంబంధం కలిగి ఉన్నప్పుడు), అల్యూమినియం చురుకైన తగ్గించే లోహం వలె పనిచేస్తుంది.

సాధారణ పదార్ధాలతో సులభంగా ప్రతిస్పందిస్తుంది:

• ఆక్సిజన్‌తో: 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
• హాలోజెన్‌లతో: 2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
• వేడిచేసినప్పుడు ఇతర నాన్-లోహాలతో చర్య జరుపుతుంది:
  • సల్ఫర్‌తో, అల్యూమినియం సల్ఫైడ్ ఏర్పడుతుంది: 2Al + 3S = Al 2 S 3
  • నైట్రోజన్‌తో, అల్యూమినియం నైట్రైడ్ ఏర్పడుతుంది: 2Al + N 2 = 2AlN
  • కార్బన్‌తో, అల్యూమినియం కార్బైడ్ ఏర్పడుతుంది: 4Al + 3C = Al 4 C 3

1886లో ఫ్రాన్స్‌లోని చార్లెస్ హాల్ మరియు USAలోని పాల్ హెరోక్స్ దాదాపు ఏకకాలంలో కనిపెట్టిన పద్ధతి మరియు కరిగిన క్రయోలైట్‌లో కరిగిన అల్యూమినా యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా అల్యూమినియం ఉత్పత్తి ఆధారంగా, ఆధునిక అల్యూమినియం ఉత్పత్తికి పునాది వేసింది. అప్పటి నుండి, ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో మెరుగుదలల కారణంగా, అల్యూమినియం ఉత్పత్తి మెరుగుపడింది. అల్యూమినా ఉత్పత్తి అభివృద్ధికి రష్యన్ శాస్త్రవేత్తలు K. I. బేయర్, D. A. పెన్యాకోవ్, A. N. కుజ్నెత్సోవ్, E. I. జుకోవ్స్కీ, A. A. యాకోవ్కిన్ మరియు ఇతరులు గుర్తించదగిన సహకారం అందించారు.

రష్యాలో మొట్టమొదటి అల్యూమినియం స్మెల్టర్ 1932లో వోల్ఖోవ్‌లో నిర్మించబడింది. 1939 లో USSR యొక్క మెటలర్జికల్ పరిశ్రమ 47.7 వేల టన్నుల అల్యూమినియంను ఉత్పత్తి చేసింది, మరో 2.2 వేల టన్నులు దిగుమతి చేయబడ్డాయి.

రష్యాలో, అల్యూమినియం ఉత్పత్తిలో వాస్తవ గుత్తాధిపత్యం రష్యన్ అల్యూమినియం OJSC, ఇది ప్రపంచ అల్యూమినియం మార్కెట్‌లో 13% మరియు అల్యూమినాలో 16% వాటా కలిగి ఉంది.

ప్రపంచంలోని బాక్సైట్ నిల్వలు ఆచరణాత్మకంగా అపరిమితంగా ఉన్నాయి, అంటే అవి డిమాండ్ యొక్క డైనమిక్స్‌కు సరిపోవు. ప్రస్తుత సౌకర్యాలు సంవత్సరానికి 44.3 మిలియన్ టన్నుల ప్రాథమిక అల్యూమినియంను ఉత్పత్తి చేయగలవు. భవిష్యత్తులో అల్యూమినియం యొక్క కొన్ని అనువర్తనాలు, ఉదాహరణకు, మిశ్రమ పదార్థాల వినియోగానికి తిరిగి మార్చబడవచ్చని కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

అప్లికేషన్

అల్యూమినియం ముక్క మరియు ఒక అమెరికన్ నాణెం.

నిర్మాణ సామగ్రిగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ నాణ్యతలో అల్యూమినియం యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనాలు తేలిక, స్టాంపింగ్ కోసం సున్నితత్వం, తుప్పు నిరోధకత (గాలిలో, అల్యూమినియం తక్షణమే Al 2 O 3 యొక్క మన్నికైన ఫిల్మ్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది, ఇది దాని తదుపరి ఆక్సీకరణను నిరోధిస్తుంది), అధిక ఉష్ణ వాహకత మరియు విషపూరితం కాదు. దాని సమ్మేళనాలు. ప్రత్యేకించి, ఈ లక్షణాలు అల్యూమినియంను వంటసామాను ఉత్పత్తిలో, ఆహార పరిశ్రమలో అల్యూమినియం రేకు మరియు ప్యాకేజింగ్ కోసం బాగా ప్రాచుర్యం పొందాయి.

నిర్మాణ పదార్థంగా అల్యూమినియం యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలత దాని తక్కువ బలం, కాబట్టి ఇది సాధారణంగా తక్కువ మొత్తంలో రాగి మరియు మెగ్నీషియంతో కలిపి ఉంటుంది - duralumin మిశ్రమం.

అల్యూమినియం యొక్క విద్యుత్ వాహకత రాగి కంటే 1.7 రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది, అయితే అల్యూమినియం సుమారు 2 రెట్లు చౌకగా ఉంటుంది. అందువల్ల, ఇది వైర్ల తయారీకి ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, వాటి కవచం, మరియు చిప్స్‌లో కండక్టర్ల తయారీకి మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్‌లో కూడా. అల్యూమినియం యొక్క తక్కువ విద్యుత్ వాహకత (37 1/ఓం) రాగి (63 1/ఓం)తో పోలిస్తే అల్యూమినియం కండక్టర్ల క్రాస్-సెక్షన్‌ను పెంచడం ద్వారా భర్తీ చేయబడుతుంది. విద్యుత్ పదార్థంగా అల్యూమినియం యొక్క ప్రతికూలత దాని బలమైన ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్, ఇది టంకం కష్టతరం చేస్తుంది.

• దాని సంక్లిష్ట లక్షణాల కారణంగా, ఇది తాపన పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
• అల్యూమినియం మరియు దాని మిశ్రమాలు అల్ట్రా-తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద బలాన్ని కలిగి ఉంటాయి. దీని కారణంగా, క్రయోజెనిక్ టెక్నాలజీలో ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
• అధిక పరావర్తనం, తక్కువ ధర మరియు నిక్షేపణ సౌలభ్యంతో కలిపి, అల్యూమినియంను అద్దాల తయారీకి అనువైన పదార్థంగా చేస్తుంది.
• గ్యాస్-ఫార్మింగ్ ఏజెంట్‌గా నిర్మాణ సామగ్రి ఉత్పత్తిలో.
• అల్యూమినైజింగ్ అనేది ఉక్కు మరియు ఇతర మిశ్రమాలకు తుప్పు మరియు స్కేల్ నిరోధకతను అందిస్తుంది, పిస్టన్ అంతర్గత దహన ఇంజిన్ వాల్వ్‌లు, టర్బైన్ బ్లేడ్‌లు, ఆయిల్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌లు, హీట్ ఎక్స్ఛేంజ్ పరికరాలు మరియు గాల్వనైజింగ్‌ను కూడా భర్తీ చేస్తుంది.
• హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ ఉత్పత్తి చేయడానికి అల్యూమినియం సల్ఫైడ్ ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఫోమ్డ్ అల్యూమినియంను ముఖ్యంగా బలమైన మరియు తేలికైన పదార్థంగా అభివృద్ధి చేయడానికి పరిశోధనలు జరుగుతున్నాయి.

తగ్గించే ఏజెంట్‌గా

• థర్మైట్ యొక్క ఒక భాగం వలె, అల్యూమినోథర్మీ కోసం మిశ్రమాలు
• అల్యూమినియం అరుదైన లోహాలను వాటి ఆక్సైడ్లు లేదా హాలైడ్‌ల నుండి తిరిగి పొందేందుకు ఉపయోగిస్తారు.

అల్యూమినియం మిశ్రమాలు

సాధారణంగా ఉపయోగించే నిర్మాణ పదార్థం స్వచ్ఛమైన అల్యూమినియం కాదు, దాని ఆధారంగా వివిధ మిశ్రమాలు.

- అల్యూమినియం-మెగ్నీషియం మిశ్రమాలు అధిక తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి మరియు బాగా వెల్డింగ్ చేయబడతాయి; ఉదాహరణకు, హై-స్పీడ్ షిప్‌ల పొట్టును తయారు చేయడానికి వీటిని ఉపయోగిస్తారు.

- అల్యూమినియం-మాంగనీస్ మిశ్రమాలు అనేక విధాలుగా అల్యూమినియం-మెగ్నీషియం మిశ్రమాలకు సమానంగా ఉంటాయి.

- అల్యూమినియం-రాగి మిశ్రమాలు (ముఖ్యంగా, duralumin) వేడి చికిత్సకు లోబడి ఉంటాయి, ఇది వారి బలాన్ని బాగా పెంచుతుంది. దురదృష్టవశాత్తు, వేడి-చికిత్స చేయబడిన పదార్థాలు వెల్డింగ్ చేయబడవు, కాబట్టి విమాన భాగాలు ఇప్పటికీ రివెట్‌లతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. అధిక రాగి కంటెంట్ ఉన్న మిశ్రమం బంగారం రంగులో చాలా పోలి ఉంటుంది మరియు కొన్నిసార్లు రెండోదాన్ని అనుకరించడానికి ఉపయోగిస్తారు.

- అల్యూమినియం-సిలికాన్ మిశ్రమాలు (సిలుమిన్లు) కాస్టింగ్ కోసం ఉత్తమంగా సరిపోతాయి. వివిధ యంత్రాంగాల కేసులు తరచుగా వాటి నుండి వేయబడతాయి.

- అల్యూమినియం ఆధారంగా సంక్లిష్ట మిశ్రమాలు: అవియల్.

- అల్యూమినియం 1.2 కెల్విన్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితికి వెళుతుంది.

ఇతర మిశ్రమాలకు సంకలితంగా అల్యూమినియం

అల్యూమినియం అనేక మిశ్రమాలలో ముఖ్యమైన భాగం. ఉదాహరణకు, అల్యూమినియం కాంస్యాలలో ప్రధాన భాగాలు రాగి మరియు అల్యూమినియం. మెగ్నీషియం మిశ్రమాలలో, అల్యూమినియం చాలా తరచుగా సంకలితంగా ఉపయోగించబడుతుంది. విద్యుత్ తాపన పరికరాలలో స్పైరల్స్ తయారీకి, ఫెచ్రల్ (Fe, Cr, Al) ఉపయోగించబడుతుంది (ఇతర మిశ్రమాలతో పాటు).

నగలు

అల్యూమినియం చాలా ఖరీదైనప్పుడు, దాని నుండి వివిధ రకాల నగలు తయారు చేయబడ్డాయి. దాని ఉత్పత్తికి కొత్త సాంకేతికతలు కనిపించినప్పుడు వాటి కోసం ఫ్యాషన్ వెంటనే ఆమోదించింది, ఇది ఖర్చును చాలా రెట్లు తగ్గించింది. ఈ రోజుల్లో, అల్యూమినియం కొన్నిసార్లు కాస్ట్యూమ్ నగల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

గాజు తయారీ

ఫ్లోరైడ్, ఫాస్ఫేట్ మరియు అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ గాజు తయారీలో ఉపయోగిస్తారు.

ఆహార పరిశ్రమ

అల్యూమినియం ఆహార సంకలితం E173గా నమోదు చేయబడింది.

రాకెట్ టెక్నాలజీలో అల్యూమినియం మరియు దాని సమ్మేళనాలు

అల్యూమినియం మరియు దాని సమ్మేళనాలు రెండు-ప్రొపెల్లెంట్ రాకెట్ ప్రొపెల్లెంట్లలో అత్యంత సమర్థవంతమైన ప్రొపెల్లెంట్‌గా మరియు ఘన రాకెట్ ప్రొపెల్లెంట్‌లలో మండే అంశంగా ఉపయోగించబడతాయి. కింది అల్యూమినియం సమ్మేళనాలు రాకెట్ ఇంధనంగా గొప్ప ఆచరణాత్మక ఆసక్తిని కలిగి ఉన్నాయి:

- అల్యూమినియం: రాకెట్ ఇంధనాలలో ఇంధనం. హైడ్రోకార్బన్లు మొదలైన వాటిలో పొడి మరియు సస్పెన్షన్ల రూపంలో ఉపయోగిస్తారు.
- అల్యూమినియం హైడ్రైడ్
- అల్యూమినియం బోరనేట్
- ట్రిమెథైలాల్యూమినియం
- ట్రైథైలాల్యూమినియం
- ట్రిప్రోపిలాల్యూమినియం

వివిధ ఆక్సిడైజర్లతో అల్యూమినియం హైడ్రైడ్ ద్వారా ఏర్పడిన ఇంధనాల యొక్క సైద్ధాంతిక లక్షణాలు.

ప్రపంచ సంస్కృతిలో అల్యూమినియం

కవి ఆండ్రీ వోజ్నెస్కీ 1959 లో "శరదృతువు" అనే కవితను వ్రాసాడు, దీనిలో అతను అల్యూమినియంను కళాత్మక చిత్రంగా ఉపయోగించాడు:
... మరియు యువ మంచు లో విండో వెనుక
అల్యూమినియం క్షేత్రాలు ఉన్నాయి ...

విక్టర్ త్సోయ్ "అల్యూమినియం దోసకాయలు" పాటను కోరస్‌తో రాశారు:
అల్యూమినియం దోసకాయలను నాటడం
టార్పాలిన్ మైదానంలో
నేను అల్యూమినియం దోసకాయలను నాటాను
టార్పాలిన్ మైదానంలో

విషపూరితం

ఇది కొంచెం విషపూరితమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అయితే అనేక నీటిలో కరిగే అకర్బన అల్యూమినియం సమ్మేళనాలు చాలా కాలం పాటు కరిగిన స్థితిలో ఉంటాయి మరియు త్రాగునీటి ద్వారా మానవులు మరియు వెచ్చని-బ్లడెడ్ జంతువులపై హానికరమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అత్యంత విషపూరితమైనవి క్లోరైడ్లు, నైట్రేట్లు, అసిటేట్‌లు, సల్ఫేట్లు మొదలైనవి. మానవులకు, అల్యూమినియం సమ్మేళనాలు (mg/kg శరీర బరువు) యొక్క క్రింది మోతాదులు తీసుకున్నప్పుడు విషపూరిత ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటాయి: అల్యూమినియం అసిటేట్ - 0.2-0.4; అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్ - 3.7-7.3; అల్యూమినియం అల్యూమ్ - 2.9. ప్రధానంగా నాడీ వ్యవస్థను ప్రభావితం చేస్తుంది (నాడీ కణజాలంలో పేరుకుపోతుంది, ఇది కేంద్ర నాడీ వ్యవస్థ యొక్క తీవ్రమైన రుగ్మతలకు దారితీస్తుంది). అయినప్పటికీ, అల్యూమినియం యొక్క న్యూరోటాక్సిసిటీ 1960ల మధ్యకాలం నుండి అధ్యయనం చేయబడింది, ఎందుకంటే మానవ శరీరంలో లోహం చేరడం దాని తొలగింపు విధానం ద్వారా నిరోధించబడుతుంది. సాధారణ పరిస్థితుల్లో, రోజుకు 15 mg వరకు మూలకం మూత్రంలో విసర్జించబడుతుంది. దీని ప్రకారం, బలహీనమైన మూత్రపిండ విసర్జన పనితీరు ఉన్నవారిలో గొప్ప ప్రతికూల ప్రభావం గమనించవచ్చు.

అదనపు సమాచారం

- అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్
- అల్యూమినియం గురించి ఎన్సైక్లోపీడియా
- అల్యూమినియం కనెక్షన్లు
- ఇంటర్నేషనల్ అల్యూమినియం ఇన్స్టిట్యూట్

అల్యూమినియం, అల్యూమినియం, అల్ (13)

అల్యూమినియం కలిగిన బైండర్లు పురాతన కాలం నుండి తెలిసినవి. ఏది ఏమయినప్పటికీ, ఆలమ్ (లాటిన్ అలుమెన్ లేదా అల్యూమిన్, జర్మన్ అలాన్), ముఖ్యంగా ప్లినీచే ప్రస్తావించబడింది, పురాతన కాలంలో మరియు మధ్య యుగాలలో వివిధ పదార్థాలుగా అర్థం చేసుకోబడింది. రులాండ్ యొక్క ఆల్కెమికల్ డిక్షనరీలో, అలుమెన్ అనే పదం, వివిధ నిర్వచనాలతో కలిపి, 34 అర్థాలలో ఇవ్వబడింది. ప్రత్యేకించి, ఇది యాంటీమోనీని సూచిస్తుంది, అల్యూమెన్ అలఫురి - ఆల్కలీన్ ఉప్పు, అల్యూమెన్ ఆల్కోరి - నైట్రమ్ లేదా ఆల్కలీ అల్యూమ్, అల్యూమెన్ క్రెప్టమ్ - మంచి వైన్ యొక్క టార్టార్ (టార్టార్), అల్యూమెన్ ఫాసియోలి - ఆల్కలీ, అల్యూమెన్ ఒడిగ్ - అమ్మోనియా, అల్యూమెన్ స్కోరియోల్ - జిప్సమ్ మొదలైనవి. , ప్రసిద్ధ "డిక్షనరీ ఆఫ్ సింపుల్ ఫార్మాస్యూటికల్ ప్రొడక్ట్స్" (1716) రచయిత, పటిక రకాలు యొక్క పెద్ద జాబితాను కూడా అందిస్తుంది.

18వ శతాబ్దం వరకు అల్యూమినియం సమ్మేళనాలు (ఆలమ్ మరియు ఆక్సైడ్) రూపాన్ని పోలి ఉండే ఇతర సమ్మేళనాల నుండి వేరు చేయలేవు. లెమెరీ ఆలమ్‌ను ఈ క్రింది విధంగా వివరించాడు: “1754లో ఆర్. మార్గ్‌గ్రాఫ్ అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ యొక్క అవక్షేపణ అల్యూమినియం ద్రావణం (క్షార చర్య ద్వారా) నుండి వేరుచేయబడింది, దీనిని అతను "ఆలమ్ ఎర్త్" (అలౌనెర్డే) అని పిలిచాడు మరియు ఇతర భూమి నుండి దాని వ్యత్యాసాన్ని స్థాపించాడు. త్వరలో అల్యూమ్ ఎర్త్ అల్యూమినా (అల్యూమినా లేదా అల్యూమిన్) అనే పేరును పొందింది. 1782లో, లావోసియర్ అల్యూమినియం ఒక తెలియని మూలకం యొక్క ఆక్సైడ్ అనే ఆలోచనను వ్యక్తం చేశాడు. తన టేబుల్ ఆఫ్ సింపుల్ బాడీస్‌లో, లావోసియర్ అల్యూమిన్‌ను "సరళమైన శరీరాలు, ఉప్పు-ఏర్పడే, మట్టి"లో ఉంచాడు. అల్యూమినా పేరుకు పర్యాయపదాలు ఇక్కడ ఉన్నాయి: ఆర్గిల్, ఆలమ్. భూమి, పటిక పునాది. లెమెరీ తన డిక్షనరీలో సూచించినట్లుగా అర్గిల్లా లేదా అర్గిల్లా అనే పదం గ్రీకు నుండి వచ్చింది. కుండల మట్టి. డాల్టన్ తన "న్యూ సిస్టమ్ ఆఫ్ కెమికల్ ఫిలాసఫీ"లో అల్యూమినియం కోసం ఒక ప్రత్యేక సంకేతాన్ని ఇచ్చాడు మరియు పటిక కోసం సంక్లిష్టమైన నిర్మాణాత్మక (!) సూత్రాన్ని ఇస్తాడు.

గాల్వానిక్ విద్యుత్తును ఉపయోగించి క్షార లోహాలను కనుగొన్న తర్వాత, డేవి మరియు బెర్జెలియస్ అదే విధంగా అల్యూమినా నుండి మెటాలిక్ అల్యూమినియంను వేరుచేయడానికి విఫలమయ్యారు. 1825లో మాత్రమే డానిష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఓర్స్టెడ్ రసాయన పద్ధతిని ఉపయోగించి సమస్యను పరిష్కరించారు. అతను అల్యూమినా మరియు బొగ్గు యొక్క వేడి మిశ్రమం ద్వారా క్లోరిన్‌ను పంపాడు మరియు ఫలితంగా ఏర్పడిన అన్‌హైడ్రస్ అల్యూమినియం క్లోరైడ్‌ను పొటాషియం సమ్మేళనంతో వేడి చేశారు. పాదరసం బాష్పీభవనం తర్వాత, ఓర్స్టెడ్ వ్రాస్తూ, టిన్కు సమానమైన లోహం లభించింది. చివరగా, 1827లో, వోహ్లర్ అల్యూమినియం లోహాన్ని మరింత ప్రభావవంతమైన మార్గంలో వేరుచేసాడు - అన్‌హైడ్రస్ అల్యూమినియం క్లోరైడ్‌ను పొటాషియం మెటల్‌తో వేడి చేయడం ద్వారా.

1807లో, అల్యూమినా యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణను నిర్వహించడానికి ప్రయత్నిస్తున్న డేవీ, అల్యూమినియం (అల్యూమియం) లేదా అల్యూమినియం (అల్యూమినియం) కలిగి ఉండాల్సిన లోహానికి పేరు పెట్టారు. తరువాతి పేరు USAలో సాధారణమైంది, అయితే ఇంగ్లాండ్ మరియు ఇతర దేశాలలో అదే డేవీ ప్రతిపాదించిన అల్యూమినియం పేరు స్వీకరించబడింది. ఈ పేర్లన్నీ లాటిన్ పదం అలుమ్ (అలుమెన్) నుండి వచ్చాయని చాలా స్పష్టంగా ఉంది, దీని మూలం గురించి వివిధ రచయితల సాక్ష్యాల ఆధారంగా, పురాతన కాలం నాటి వివిధ అభిప్రాయాలు ఉన్నాయి.

A. M. వాసిలీవ్, ఈ పదం యొక్క అస్పష్టమైన మూలాన్ని గమనిస్తూ, ఒక నిర్దిష్ట ఇసిడోర్ (స్పష్టంగా సెవిల్లె యొక్క ఇసిడోర్, 560 - 636లో నివసించిన బిషప్, ప్రత్యేకించి, శబ్దవ్యుత్పత్తి పరిశోధనలో నిమగ్నమై ఉన్న ఎన్సైక్లోపెడిస్ట్) అభిప్రాయాన్ని ఉదహరించారు: “అలుమెన్ ల్యూమన్ అని పిలుస్తారు, కాబట్టి రంగు వేసేటప్పుడు జోడించినప్పుడు పెయింట్‌లకు ల్యూమన్ (కాంతి, ప్రకాశం) ఎలా ఇస్తుంది." అయితే, ఈ వివరణ చాలా పాతది అయినప్పటికీ, అల్యూమెన్ అనే పదానికి ఖచ్చితంగా అలాంటి మూలాలు ఉన్నాయని నిరూపించలేదు. ఇక్కడ, ప్రమాదవశాత్తూ టాటాలజీ మాత్రమే చాలా అవకాశం ఉంది. లెమెరీ (1716) అల్యూమెన్ అనే పదం గ్రీకు (హల్మీ)కి సంబంధించినది, అంటే లవణీయత, ఉప్పునీరు, ఉప్పునీరు మొదలైనవి.

19వ శతాబ్దం మొదటి దశాబ్దాలలో అల్యూమినియం కోసం రష్యన్ పేర్లు. చాలా వైవిధ్యమైనది. ఈ కాలానికి చెందిన రసాయన శాస్త్రంపై పుస్తకాల రచయితలు ప్రతి ఒక్కరు దాని స్వంత శీర్షికను ప్రతిపాదించాలని కోరుకున్నారు. అందువలన, జఖారోవ్ అల్యూమినియం అల్యూమినా (1810), గీసే - అల్యూమియం (1813), స్ట్రాఖోవ్ - అల్యూమ్ (1825), ఐయోవ్స్కీ - క్లే, షెగ్లోవ్ - అల్యూమినా (1830) అని పిలుస్తాడు. ద్విగుబ్స్కీ స్టోర్‌లో (1822 - 1830), అల్యూమినాను అల్యూమినా, అల్యూమినా, అల్యూమినా (ఉదాహరణకు, ఫాస్పోరిక్ యాసిడ్ అల్యూమినా) అని పిలుస్తారు మరియు లోహాన్ని అల్యూమినియం మరియు అల్యూమినియం (1824) అని పిలుస్తారు. "ఫౌండేషన్స్ ఆఫ్ ప్యూర్ కెమిస్ట్రీ" (1831) యొక్క మొదటి ఎడిషన్‌లో హెస్ అల్యూమినా (అల్యూమినియం) మరియు ఐదవ ఎడిషన్ (1840) - క్లే అనే పేరును ఉపయోగించాడు. అయినప్పటికీ, అతను అల్యూమినా అనే పదం ఆధారంగా లవణాల పేర్లను ఏర్పరుస్తాడు, ఉదాహరణకు, అల్యూమినా సల్ఫేట్. "ఫండమెంటల్స్ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ" (1871) యొక్క మొదటి ఎడిషన్‌లో మెండలీవ్ అల్యూమినియం మరియు క్లే అనే పేర్లను ఉపయోగించాడు.తదుపరి సంచికలలో క్లే అనే పదం కనిపించదు.

(A l), గాలియం (Ga), ఇండియం (In) మరియు థాలియం (T l).

పై డేటా నుండి చూడగలిగినట్లుగా, ఈ అంశాలన్నీ కనుగొనబడ్డాయి XIX శతాబ్దం.

ప్రధాన ఉప సమూహం యొక్క లోహాల ఆవిష్కరణ III సమూహాలు

బోరాన్ నాన్-మెటల్. అల్యూమినియం ఒక పరివర్తన లోహం, అయితే గాలియం, ఇండియం మరియు థాలియం పూర్తిస్థాయి లోహాలు. అందువల్ల, ఆవర్తన పట్టికలోని ప్రతి సమూహంలోని మూలకాల యొక్క పరమాణువుల రేడియాలు పెరగడంతో, సాధారణ పదార్ధాల లోహ లక్షణాలు పెరుగుతాయి.

ఈ ఉపన్యాసంలో మేము అల్యూమినియం యొక్క లక్షణాలను నిశితంగా పరిశీలిస్తాము.

1. D.I. మెండలీవ్ పట్టికలో అల్యూమినియం స్థానం. పరమాణు నిర్మాణం, ఆక్సీకరణ స్థితులను ప్రదర్శించారు.

అల్యూమినియం మూలకం ఉంది III సమూహం, ప్రధాన "A" ఉప సమూహం, ఆవర్తన వ్యవస్థ యొక్క 3వ కాలం, క్రమ సంఖ్య. 13, సాపేక్ష పరమాణు ద్రవ్యరాశిఅర్(అల్ ) = 27. పట్టికలో ఎడమవైపున దాని పొరుగు మెగ్నీషియం, ఒక సాధారణ మెటల్, మరియు కుడి వైపున, సిలికాన్, ఒక నాన్-మెటల్. పర్యవసానంగా, అల్యూమినియం తప్పనిసరిగా కొన్ని ఇంటర్మీడియట్ స్వభావం యొక్క లక్షణాలను ప్రదర్శించాలి మరియు దాని సమ్మేళనాలు యాంఫోటెరిక్.

అల్ +13) 2) 8) 3, p – మూలకం,

అల్యూమినియం సమ్మేళనాలలో +3 యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది:

అల్ 0 – 3 ఇ - → అల్ +3

2. భౌతిక లక్షణాలు

అల్యూమినియం దాని ఉచిత రూపంలో అధిక ఉష్ణ మరియు విద్యుత్ వాహకత కలిగిన వెండి-తెలుపు లోహం.ద్రవీభవన స్థానం 650 o C. అల్యూమినియం తక్కువ సాంద్రత (2.7 g/cm 3) కలిగి ఉంటుంది - ఇనుము లేదా రాగి కంటే దాదాపు మూడు రెట్లు తక్కువ, మరియు అదే సమయంలో ఇది మన్నికైన లోహం.

3. ప్రకృతిలో ఉండటం

ప్రకృతిలో ప్రాబల్యం పరంగా, ఇది ర్యాంక్ లోహాలలో 1వ మరియు మూలకాలలో 3వది, ఆక్సిజన్ మరియు సిలికాన్ తర్వాత రెండవది. భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లోని అల్యూమినియం కంటెంట్ శాతం, వివిధ పరిశోధకుల ప్రకారం, భూమి యొక్క క్రస్ట్ ద్రవ్యరాశిలో 7.45 నుండి 8.14% వరకు ఉంటుంది.

ప్రకృతిలో, అల్యూమినియం సమ్మేళనాలలో మాత్రమే సంభవిస్తుంది (ఖనిజాలు).

వాళ్ళలో కొందరు:

· బాక్సైట్ - Al 2 O 3 H 2 O (SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3 యొక్క మలినాలతో)

· నెఫెలైన్స్ - KNa 3 4

· అల్యూనైట్స్ - KAl(SO 4) 2 2Al(OH) 3

· అల్యూమినా (ఇసుక SiO 2, సున్నపురాయి CaCO 3, మాగ్నసైట్ MgCO 3తో కయోలిన్ మిశ్రమాలు)

· కొరండం - అల్ 2 O 3

· ఫెల్డ్‌స్పార్ (ఆర్థోక్లేస్) - K 2 O×Al 2 O 3 × 6SiO 2

· కయోలినైట్ - అల్ 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O

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

· బెరిల్ - 3BeO అల్ 2 O 3 6SiO 2

4. అల్యూమినియం మరియు దాని సమ్మేళనాల రసాయన లక్షణాలు

అల్యూమినియం సాధారణ పరిస్థితుల్లో ఆక్సిజన్‌తో సులభంగా చర్య జరుపుతుంది మరియు ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌తో పూత పూయబడుతుంది (ఇది మాట్టే రూపాన్ని ఇస్తుంది).

ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ ప్రదర్శన

దీని మందం 0.00001 మిమీ, కానీ దానికి ధన్యవాదాలు, అల్యూమినియం తుప్పు పట్టదు. అల్యూమినియం యొక్క రసాయన లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడానికి, ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ తొలగించబడుతుంది. (ఇసుక అట్టను ఉపయోగించడం లేదా రసాయనికంగా: ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌ను తొలగించడానికి మొదట క్షార ద్రావణంలో ముంచి, ఆపై పాదరసం లవణాల ద్రావణంలో పాదరసంతో అల్యూమినియం మిశ్రమాన్ని ఏర్పరుస్తుంది - సమ్మేళనం).

I. సాధారణ పదార్ధాలతో పరస్పర చర్య

ఇప్పటికే గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద, అల్యూమినియం అన్ని హాలోజన్‌లతో చురుకుగా చర్య జరుపుతుంది, హాలైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. వేడిచేసినప్పుడు, ఇది సల్ఫర్ (200 °C), నైట్రోజన్ (800 °C), భాస్వరం (500 °C) మరియు కార్బన్ (2000 °C), ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో అయోడిన్‌తో ప్రతిస్పందిస్తుంది - నీరు:

2A l + 3 S = A l 2 S 3 (అల్యూమినియం సల్ఫైడ్),

2A l + N 2 = 2A lN (అల్యూమినియం నైట్రైడ్),

A l + P = A l పి (అల్యూమినియం ఫాస్ఫైడ్),

4A l + 3C = A l 4 C 3 (అల్యూమినియం కార్బైడ్).

2 అల్ +3 I 2 =2 అల్ I 3 (అల్యూమినియం అయోడైడ్) అనుభవం

అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్ మరియు తదనుగుణంగా, హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్, అమ్మోనియా, ఫాస్ఫైన్ మరియు మీథేన్ ఏర్పడటానికి ఈ సమ్మేళనాలన్నీ పూర్తిగా హైడ్రోలైజ్ చేయబడతాయి:

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

షేవింగ్ లేదా పౌడర్ రూపంలో, ఇది గాలిలో ప్రకాశవంతంగా కాలిపోతుంది, పెద్ద మొత్తంలో వేడిని విడుదల చేస్తుంది:

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

గాలిలో అల్యూమినియం దహనం

అనుభవం

II. సంక్లిష్ట పదార్ధాలతో పరస్పర చర్య

నీటితో పరస్పర చర్య :

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

ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ లేకుండా

అనుభవం

మెటల్ ఆక్సైడ్‌లతో పరస్పర చర్య:

అల్యూమినియం మంచి తగ్గించే ఏజెంట్, ఎందుకంటే ఇది క్రియాశీల లోహాలలో ఒకటి. ఇది ఆల్కలీన్ ఎర్త్ లోహాల తర్వాత వెంటనే కార్యాచరణ శ్రేణిలో స్థానం పొందుతుంది. అందుకే వాటి ఆక్సైడ్ల నుండి లోహాలను పునరుద్ధరిస్తుంది . ఈ ప్రతిచర్య, అల్యూమినోథర్మీ, టంగ్‌స్టన్, వెనాడియం మొదలైన స్వచ్ఛమైన అరుదైన లోహాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

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

Fe 3 O 4 మరియు Al (పొడి) యొక్క థర్మైట్ మిశ్రమం కూడా థర్మైట్ వెల్డింగ్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.

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

ఆమ్లాలతో పరస్పర చర్య :

సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ ద్రావణంతో: 2 Al+ 3 H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 +3 H 2

ఇది చల్లని గాఢమైన సల్ఫర్ మరియు నైట్రోజన్ (పాసివేట్స్)తో చర్య తీసుకోదు. అందువల్ల, నైట్రిక్ యాసిడ్ అల్యూమినియం ట్యాంకులలో రవాణా చేయబడుతుంది. వేడిచేసినప్పుడు, అల్యూమినియం హైడ్రోజన్‌ను విడుదల చేయకుండా ఈ ఆమ్లాలను తగ్గించగలదు:

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.

క్షారాలతో పరస్పర చర్య .

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

అనుభవం

నా[ఎఎల్(OH) 4 ] – సోడియం టెట్రాహైడ్రాక్సీలుమినేట్

రసాయన శాస్త్రవేత్త గోర్బోవ్ సూచన మేరకు, రస్సో-జపనీస్ యుద్ధంలో ఈ ప్రతిచర్య బెలూన్‌ల కోసం హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడింది.

ఉప్పు పరిష్కారాలతో:

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

అల్యూమినియం యొక్క ఉపరితలం పాదరసం ఉప్పుతో రుద్దినట్లయితే, ఈ క్రింది ప్రతిచర్య సంభవిస్తుంది:

2 అల్ + 3 HgCl 2 = 2 AlCl 3 + 3 Hg

విడుదలైన పాదరసం అల్యూమినియంను కరిగించి, సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరుస్తుంది .

ద్రావణాలలో అల్యూమినియం అయాన్ల గుర్తింపు : అనుభవం

5. అల్యూమినియం మరియు దాని సమ్మేళనాల అప్లికేషన్

అల్యూమినియం యొక్క భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు సాంకేతికతలో దాని విస్తృత వినియోగానికి దారితీశాయి. విమానయాన పరిశ్రమ అల్యూమినియం యొక్క ప్రధాన వినియోగదారు: విమానంలో 2/3 అల్యూమినియం మరియు దాని మిశ్రమాలను కలిగి ఉంటుంది. ఉక్కు విమానం చాలా బరువుగా ఉంటుంది మరియు చాలా తక్కువ మంది ప్రయాణీకులను తీసుకువెళుతుంది. అందుకే అల్యూమినియంను రెక్కల లోహం అంటారు. కేబుల్స్ మరియు వైర్లు అల్యూమినియంతో తయారు చేస్తారు: అదే విద్యుత్ వాహకతతో, వాటి ద్రవ్యరాశి సంబంధిత రాగి ఉత్పత్తుల కంటే 2 రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది.

అల్యూమినియం యొక్క తుప్పు నిరోధకతను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ఇది నైట్రిక్ యాసిడ్ కోసం యంత్ర భాగాలు మరియు కంటైనర్లను తయారు చేయండి. అల్యూమినియం పౌడర్ ఇనుప ఉత్పత్తులను తుప్పు నుండి రక్షించడానికి వెండి పెయింట్ తయారీకి ఆధారం, మరియు వేడి కిరణాలను ప్రతిబింబించేలా, అటువంటి పెయింట్ చమురు నిల్వ ట్యాంకులు మరియు అగ్నిమాపక సూట్లను కవర్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ అల్యూమినియం ఉత్పత్తికి మరియు వక్రీభవన పదార్థంగా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.

అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్ అనేది మాలోక్స్ మరియు అల్మాగెల్ అనే ప్రసిద్ధ ఔషధాలలో ప్రధాన భాగం, ఇది గ్యాస్ట్రిక్ రసం యొక్క ఆమ్లతను తగ్గిస్తుంది.

అల్యూమినియం లవణాలు అధికంగా హైడ్రోలైజ్ చేయబడతాయి. ఈ ఆస్తి నీటి శుద్దీకరణ ప్రక్రియలో ఉపయోగించబడుతుంది. అల్యూమినియం సల్ఫేట్ మరియు తక్కువ మొత్తంలో స్లాక్డ్ లైమ్‌ను నీటిలో కలుపుతారు, ఫలితంగా వచ్చే యాసిడ్‌ను తటస్థీకరిస్తుంది. తత్ఫలితంగా, అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క భారీ అవక్షేపం విడుదల అవుతుంది, ఇది స్థిరపడటం, దానితో పాటు టర్బిడిటీ మరియు బ్యాక్టీరియా యొక్క సస్పెండ్ చేయబడిన కణాలను కలిగి ఉంటుంది.

అందువలన, అల్యూమినియం సల్ఫేట్ ఒక గడ్డకట్టే పదార్థం.

6. అల్యూమినియం ఉత్పత్తి

1) అల్యూమినియంను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఆధునిక, తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన పద్ధతిని అమెరికన్ హాల్ మరియు ఫ్రెంచ్ వ్యక్తి హెరోక్స్ 1886లో కనుగొన్నారు. ఇది కరిగిన క్రయోలైట్‌లో అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ యొక్క ద్రావణం యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణను కలిగి ఉంటుంది. కరిగిన క్రయోలైట్ Na 3 AlF 6 Al 2 O 3ని కరిగిస్తుంది, అలాగే నీరు చక్కెరను కరిగిస్తుంది. కరిగిన క్రియోలైట్‌లో అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ యొక్క “పరిష్కారం” యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ క్రయోలైట్ మాత్రమే ద్రావకం మరియు అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ ఎలక్ట్రోలైట్ అయినట్లుగా జరుగుతుంది.

2Al 2 O 3 విద్యుత్ ప్రవాహం →4Al + 3O 2

ఆంగ్లంలో “ఎన్‌సైక్లోపీడియా ఫర్ బాయ్స్ అండ్ గర్ల్స్,” అల్యూమినియంపై ఒక కథనం ఈ క్రింది పదాలతో ప్రారంభమవుతుంది: “ఫిబ్రవరి 23, 1886 న, నాగరికత చరిత్రలో కొత్త లోహ యుగం ప్రారంభమైంది - అల్యూమినియం యుగం. ఈ రోజున, చార్లెస్ హాల్ అనే 22 ఏళ్ల రసాయన శాస్త్రవేత్త, చేతిలో ఒక డజను చిన్న వెండి-తెలుపు అల్యూమినియం బంతులతో మరియు లోహాన్ని చౌకగా తయారు చేసే మార్గాన్ని కనుగొన్నట్లు వార్తలతో తన మొదటి ఉపాధ్యాయుల ప్రయోగశాలలోకి వెళ్లాడు. పెద్ద పరిమాణంలో." కాబట్టి హాల్ అమెరికన్ అల్యూమినియం పరిశ్రమ స్థాపకుడు మరియు ఆంగ్లో-సాక్సన్ జాతీయ హీరో అయ్యాడు, సైన్స్‌ను గొప్ప వ్యాపారంగా మార్చిన వ్యక్తి.

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

ఇది ఆసక్తికరంగా ఉంది:

• అల్యూమినియం మెటల్ మొదటిసారిగా 1825లో డానిష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త హన్స్ క్రిస్టియన్ ఓర్స్టెడ్ చేత వేరుచేయబడింది. బొగ్గుతో కలిపిన వేడి అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ పొర ద్వారా క్లోరిన్ వాయువును పంపడం ద్వారా, ఆర్స్టెడ్ అల్యూమినియం క్లోరైడ్ తేమ యొక్క స్వల్ప జాడ లేకుండా వేరు చేయబడుతుంది. మెటాలిక్ అల్యూమినియంను పునరుద్ధరించడానికి, అల్యూమినియం క్లోరైడ్‌ను పొటాషియం సమ్మేళనంతో చికిత్స చేయడానికి Oersted అవసరం. 2 సంవత్సరాల తరువాత, జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త ఫ్రెడరిక్ వోల్లెర్. అతను పొటాషియం సమ్మేళనాన్ని స్వచ్ఛమైన పొటాషియంతో భర్తీ చేయడం ద్వారా పద్ధతిని మెరుగుపరిచాడు.
• 18వ మరియు 19వ శతాబ్దాలలో, అల్యూమినియం ఆభరణాలకు ప్రధాన లోహం. 1889లో, లండన్‌లోని D.I. మెండలీవ్‌కు కెమిస్ట్రీ అభివృద్ధిలో తన సేవలకు విలువైన బహుమతి లభించింది - బంగారం మరియు అల్యూమినియంతో చేసిన ప్రమాణాలు.
• 1855 నాటికి, ఫ్రెంచ్ శాస్త్రవేత్త సెయింట్-క్లైర్ డెవిల్లే సాంకేతిక స్థాయిలో అల్యూమినియం లోహాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశాడు. కానీ పద్ధతి చాలా ఖరీదైనది. ఫ్రాన్స్ చక్రవర్తి నెపోలియన్ III యొక్క ప్రత్యేక పోషణను డెవిల్ ఆస్వాదించాడు. అతని భక్తి మరియు కృతజ్ఞతకు చిహ్నంగా, డెవిల్ నెపోలియన్ కుమారుడు, నవజాత యువరాజు కోసం ఒక సొగసైన చెక్కిన గిలక్కాయలను తయారు చేశాడు - ఇది అల్యూమినియంతో చేసిన మొదటి "వినియోగదారు ఉత్పత్తి". నెపోలియన్ తన గార్డులను అల్యూమినియం క్యూరాస్‌తో సన్నద్ధం చేయాలని అనుకున్నాడు, కాని ధర నిషేధించబడింది. ఆ సమయంలో, 1 కిలోల అల్యూమినియం ధర 1000 మార్కులు, అనగా. వెండి కంటే 5 రెట్లు ఎక్కువ. విద్యుద్విశ్లేషణ ప్రక్రియ యొక్క ఆవిష్కరణ తర్వాత మాత్రమే అల్యూమినియం సాధారణ లోహాల విలువతో సమానంగా మారింది.
• అల్యూమినియం, మానవ శరీరంలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, నాడీ వ్యవస్థ యొక్క రుగ్మతకు కారణమవుతుందని మీకు తెలుసా.అది అధికంగా ఉన్నప్పుడు, జీవక్రియ చెదిరిపోతుంది. మరియు రక్షిత ఏజెంట్లు విటమిన్ సి, కాల్షియం మరియు జింక్ సమ్మేళనాలు.
• అల్యూమినియం ఆక్సిజన్ మరియు ఫ్లోరిన్‌లో మండినప్పుడు, చాలా వేడి విడుదల అవుతుంది. అందువల్ల, ఇది రాకెట్ ఇంధనానికి సంకలితంగా ఉపయోగించబడుతుంది. సాటర్న్ రాకెట్ తన ప్రయాణ సమయంలో 36 టన్నుల అల్యూమినియం పౌడర్‌ను కాల్చివేస్తుంది. రాకెట్ ఇంధనం యొక్క ఒక భాగంగా లోహాలను ఉపయోగించాలనే ఆలోచనను మొదట F.A. జాండర్ ప్రతిపాదించారు.

వ్యాయామాలు

సిమ్యులేటర్ నం. 1 - D. I. మెండలీవ్ యొక్క మూలకాల యొక్క ఆవర్తన పట్టికలో స్థానం ద్వారా అల్యూమినియం యొక్క లక్షణాలు

సిమ్యులేటర్ సంఖ్య 2 - సాధారణ మరియు సంక్లిష్ట పదార్ధాలతో అల్యూమినియం యొక్క ప్రతిచర్యల సమీకరణాలు

సిమ్యులేటర్ సంఖ్య 3 - అల్యూమినియం యొక్క రసాయన లక్షణాలు

అసైన్‌మెంట్ టాస్క్‌లు

నం. 1. అల్యూమినియం క్లోరైడ్ నుండి అల్యూమినియం పొందేందుకు, కాల్షియం లోహాన్ని తగ్గించే ఏజెంట్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. ఈ రసాయన ప్రతిచర్య కోసం ఒక సమీకరణాన్ని వ్రాయండి మరియు ఎలక్ట్రానిక్ బ్యాలెన్స్ ఉపయోగించి ఈ ప్రక్రియను వర్గీకరించండి.
ఆలోచించండి! ఈ ప్రతిచర్య సజల ద్రావణంలో ఎందుకు నిర్వహించబడదు?

సంఖ్య 2. రసాయన ప్రతిచర్యల సమీకరణాలను పూర్తి చేయండి:
Al + H 2 SO 4 (పరిష్కారం ) ->
Al + CuCl 2 ->
Al + HNO3 ( conc ) - t ->
Al + NaOH + H 2 O ->

నం. 3. పరివర్తనలను నిర్వహించండి:
Al -> AlCl 3 -> Al -> Al 2 S 3 -> Al(OH) 3 - t -> Al 2 O 3 -> Al

సంఖ్య 4. సమస్యను పరిష్కరించండి:
ఒక అల్యూమినియం-రాగి మిశ్రమం వేడి చేస్తున్నప్పుడు సాంద్రీకృత సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ ద్రావణానికి ఎక్కువ బహిర్గతమైంది. 2.24 లీటర్ల గ్యాస్ (n.o.) విడుదలైంది. మిశ్రమం మొత్తం ద్రవ్యరాశి 10 గ్రా అయితే దాని శాతాన్ని గణించండి?

1807లో, అల్యూమినా యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణను నిర్వహించడానికి ప్రయత్నిస్తున్న డేవీ, దానిని కలిగి ఉండాల్సిన లోహానికి అల్యూమియం అని పేరు పెట్టారు. అల్యూమినియం క్లోరైడ్‌పై పొటాషియం సమ్మేళనం మరియు పాదరసం స్వేదనం చేయడం ద్వారా 1825లో హన్స్ ఓర్స్టెడ్ ద్వారా అల్యూమినియం మొదటిసారిగా పొందబడింది. 1827లో, వోహ్లర్ అల్యూమినియం లోహాన్ని మరింత సమర్ధవంతంగా - పొటాషియం మెటల్‌తో అన్‌హైడ్రస్ అల్యూమినియం క్లోరైడ్‌ను వేడి చేయడం ద్వారా వేరు చేశాడు.

ప్రకృతిలో ఉండటం, స్వీకరించడం:

ప్రకృతిలో ప్రాబల్యం పరంగా, ఇది లోహాలలో 1వ స్థానంలో మరియు మూలకాలలో 3వ స్థానంలో ఉంది, ఆక్సిజన్ మరియు సిలికాన్ తర్వాత రెండవ స్థానంలో ఉంది. భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లోని అల్యూమినియం కంటెంట్, వివిధ పరిశోధకుల ప్రకారం, భూమి యొక్క క్రస్ట్ ద్రవ్యరాశిలో 7.45% నుండి 8.14% వరకు ఉంటుంది. ప్రకృతిలో, అల్యూమినియం సమ్మేళనాలలో (ఖనిజాలు) మాత్రమే కనిపిస్తుంది.
కొరండం: Al 2 O 3 - సాధారణ ఆక్సైడ్ల తరగతికి చెందినది, మరియు కొన్నిసార్లు పారదర్శక విలువైన స్ఫటికాలను ఏర్పరుస్తుంది - నీలమణి, మరియు, క్రోమియం, రూబీ చేరికతో. ప్లేసర్లలో పేరుకుపోతుంది.
బాక్సైట్: Al 2 O 3 *nH 2 O - అవక్షేపణ అల్యూమినియం ఖనిజాలు. హానికరమైన మలినాన్ని కలిగి ఉంటుంది - SiO 2. బాక్సైట్ అల్యూమినియం, అలాగే పెయింట్స్ మరియు అబ్రాసివ్‌ల ఉత్పత్తికి ముఖ్యమైన ముడి పదార్థంగా పనిచేస్తుంది.
కయోలినైట్: Al 2 O 3 *2SiO 2 *2H 2 O అనేది లేయర్డ్ సిలికేట్ సబ్‌క్లాస్ యొక్క ఖనిజం, ఇది తెలుపు, వక్రీభవన మరియు పింగాణీ మట్టి యొక్క ప్రధాన భాగం.
అల్యూమినియం ఉత్పత్తికి ఆధునిక పద్ధతిని అమెరికన్ చార్లెస్ హాల్ మరియు ఫ్రెంచ్ వ్యక్తి పాల్ హెరౌల్ట్ స్వతంత్రంగా అభివృద్ధి చేశారు. ఇది క్రయోలైట్ Na 3 AlF 3 కరిగే అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ Al 2 O 3ని కరిగించి, గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్‌లను ఉపయోగించి విద్యుద్విశ్లేషణను కలిగి ఉంటుంది. ఈ ఉత్పత్తి పద్ధతికి చాలా విద్యుత్తు అవసరం, అందువలన 20వ శతాబ్దంలో మాత్రమే ప్రజాదరణ పొందింది. 1 టన్ను అల్యూమినియం ఉత్పత్తి చేయడానికి, 1.9 టన్నుల అల్యూమినా మరియు 18 వేల kWh విద్యుత్ అవసరం.

భౌతిక లక్షణాలు:

మెటల్ వెండి-తెలుపు, కాంతి, సాంద్రత 2.7 g/cm 3, ద్రవీభవన స్థానం 660 ° C, మరిగే స్థానం 2500 ° C. అధిక డక్టిలిటీ, సన్నని షీట్లు మరియు రేకుగా కూడా చుట్టబడుతుంది. అల్యూమినియం అధిక విద్యుత్ మరియు ఉష్ణ వాహకతను కలిగి ఉంటుంది మరియు అత్యంత ప్రతిబింబిస్తుంది. అల్యూమినియం దాదాపు అన్ని లోహాలతో మిశ్రమాలను ఏర్పరుస్తుంది.

రసాయన లక్షణాలు:

సాధారణ పరిస్థితులలో, అల్యూమినియం సన్నని మరియు మన్నికైన ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది మరియు అందువల్ల క్లాసికల్ ఆక్సీకరణ ఏజెంట్లతో చర్య తీసుకోదు: H 2 O (t°); O 2, HNO 3 (తాపన లేకుండా). దీనికి ధన్యవాదాలు, అల్యూమినియం ఆచరణాత్మకంగా తుప్పుకు లోబడి ఉండదు మరియు అందువల్ల ఆధునిక పరిశ్రమలో విస్తృతంగా డిమాండ్ ఉంది. అయినప్పటికీ, ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ నాశనమైనప్పుడు (ఉదాహరణకు, అమ్మోనియం లవణాలు NH 4+, వేడి క్షారాలు లేదా సమ్మేళనం యొక్క ద్రావణాలతో సంబంధం కలిగి ఉన్నప్పుడు), అల్యూమినియం చురుకైన తగ్గించే లోహం వలె పనిచేస్తుంది. సాధారణ పదార్ధాలతో సులభంగా ప్రతిస్పందిస్తుంది: ఆక్సిజన్, హాలోజన్లు: 2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
వేడిచేసినప్పుడు అల్యూమినియం ఇతర లోహాలతో చర్య జరుపుతుంది:
2Al + 3S = Al 2 S 3 2Al + N 2 = 2AlN
అల్యూమినియం హైడ్రోజన్‌ను మాత్రమే కరిగించగలదు, కానీ దానితో చర్య తీసుకోదు.
సంక్లిష్ట పదార్ధాలతో: అల్యూమినియం ఆల్కాలిస్‌తో చర్య జరుపుతుంది (టెట్రాహైడ్రాక్సీలుమినేట్‌లను ఏర్పరుస్తుంది):
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2
పలుచన మరియు సాంద్రీకృత సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాలలో సులభంగా కరిగిపోతుంది:
2Al + 3H 2 SO 4 (దిల్) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 2Al + 6H 2 SO 4 (conc) = Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
అల్యూమినియం వాటి ఆక్సైడ్ల నుండి లోహాలను తగ్గిస్తుంది (అల్యూమినోథర్మీ): 8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe

అత్యంత ముఖ్యమైన కనెక్షన్లు:

అల్యూమినియం ఆక్సైడ్, Al 2 O 3: ఘన, వక్రీభవన తెల్లని పదార్థం. స్ఫటికాకార Al 2 O 3 రసాయనికంగా నిష్క్రియాత్మకమైనది, నిరాకారమైనది మరింత చురుకుగా ఉంటుంది. ద్రావణంలో ఆమ్లాలు మరియు క్షారాలతో నెమ్మదిగా ప్రతిస్పందిస్తుంది, యాంఫోటెరిక్ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది:
Al 2 O 3 + 6HCl (conc.) = 2AlCl 3 + ZH 2 O Al 2 O 3 + 2NaOH (conc.) + 3H 2 O = 2Na
(NaAlO 2 క్షార కరుగులో ఏర్పడుతుంది).
అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్, Al(OH) 3: తెలుపు నిరాకార (జెల్ లాంటిది) లేదా స్ఫటికాకార. నీటిలో ఆచరణాత్మకంగా కరగదు. వేడి చేసినప్పుడు, అది దశలవారీగా కుళ్ళిపోతుంది. ఇది యాంఫోటెరిక్, సమానంగా ఉచ్ఛరించే ఆమ్ల మరియు ప్రాథమిక లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది. NaOHతో కలిసినప్పుడు, NaAlO 2 ఏర్పడుతుంది. Al(OH) 3 అవక్షేపణను పొందేందుకు, క్షారాలు సాధారణంగా ఉపయోగించబడవు (అవక్షేపణను ద్రావణంలోకి మార్చే సౌలభ్యం కారణంగా), కానీ అల్యూమినియం లవణాలపై అమ్మోనియా ద్రావణంతో పనిచేస్తుంది - Al(OH) 3 గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఏర్పడుతుంది.
అల్యూమినియం లవణాలు. అల్యూమినియం లవణాలు మరియు బలమైన ఆమ్లాలు నీటిలో బాగా కరుగుతాయి మరియు ముఖ్యమైన కేషన్ జలవిశ్లేషణకు లోనవుతాయి, మెగ్నీషియం మరియు జింక్ వంటి లోహాలు కరిగిపోయే బలమైన ఆమ్ల వాతావరణాన్ని సృష్టిస్తాయి: Al 3+ + H 2 O = AlOH 2+ + H +
AlF 3 ఫ్లోరైడ్ మరియు AlPO 4 ఆర్థోఫాస్ఫేట్ నీటిలో కరగవు మరియు చాలా బలహీనమైన ఆమ్లాల లవణాలు, ఉదాహరణకు H 2 CO 3, సజల ద్రావణం నుండి అవపాతం ద్వారా ఏర్పడవు.
డబుల్ అల్యూమినియం లవణాలు అంటారు - పటికకూర్పు MAl(SO 4) 2 *12H 2 O (M=Na +, K +, Rb +, Cs +, TI +, NH 4 +), వాటిలో అత్యంత సాధారణమైనది పొటాషియం అల్యూమ్ KAl(SO 4) 2 *12H 2 O.
ఆల్కలీన్ ద్రావణాలలో ఆంఫోటెరిక్ హైడ్రాక్సైడ్‌ల కరిగిపోవడం ఏర్పడే ప్రక్రియగా పరిగణించబడుతుంది హైడ్రాక్సో లవణాలు(హైడ్రాక్సీ కాంప్లెక్స్). హైడ్రాక్సోకాంప్లెక్స్‌ల ఉనికి [Al(OH) 4 (H 2 O) 2] -, [Al(OH) 6] 3-, [Al(OH) 5 (H 2 O)] 2- ప్రయోగాత్మకంగా నిరూపించబడింది; వీటిలో మొదటిది అత్యంత మన్నికైనది. ఈ సముదాయాలలో అల్యూమినియం యొక్క సమన్వయ సంఖ్య 6, అనగా. అల్యూమినియం ఆరు-కోఆర్డినేటెడ్.
బైనరీ అల్యూమినియం సమ్మేళనాలుప్రధానంగా సమయోజనీయ బంధాలతో కూడిన సమ్మేళనాలు, ఉదాహరణకు Al 2 S 3 సల్ఫైడ్ మరియు Al 4 C 3 కార్బైడ్, పూర్తిగా నీటితో కుళ్ళిపోతాయి:
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

అప్లికేషన్:

నిర్మాణ సామగ్రిగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ నాణ్యతలో అల్యూమినియం యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనాలు తేలిక, స్టాంపింగ్ కోసం సున్నితత్వం, తుప్పు నిరోధకత మరియు అధిక ఉష్ణ వాహకత. అల్యూమినియం అనేక మిశ్రమాలలో ముఖ్యమైన భాగం (రాగి - అల్యూమినియం కాంస్య, మెగ్నీషియం మొదలైనవి)
ఇది వైర్లు మరియు వాటి షీల్డింగ్ తయారీకి ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.
అల్యూమినియం థర్మల్ పరికరాలు మరియు క్రయోజెనిక్ టెక్నాలజీ రెండింటిలోనూ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
అధిక పరావర్తనం, తక్కువ ధర మరియు నిక్షేపణ సౌలభ్యంతో కలిపి, అల్యూమినియంను అద్దాల తయారీకి అనువైన పదార్థంగా చేస్తుంది.
అల్యూమినియం మరియు దాని సమ్మేళనాలను రాకెట్ టెక్నాలజీలో రాకెట్ ఇంధనంగా ఉపయోగిస్తారు. గ్యాస్-ఫార్మింగ్ ఏజెంట్‌గా నిర్మాణ సామగ్రి ఉత్పత్తిలో.

అల్లయరోవ్ డామిర్
HF Tyumen స్టేట్ యూనివర్శిటీ, 561 సమూహం.

నిర్వచనం

అల్యూమినియం- సమూహం IIIA యొక్క 3వ కాలం యొక్క రసాయన మూలకం. సీరియల్ నంబర్ - 13. మెటల్. అల్యూమినియం p-కుటుంబంలోని మూలకాలకు చెందినది. చిహ్నం - అల్.

పరమాణు ద్రవ్యరాశి - 27 అము. బాహ్య శక్తి స్థాయి యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్ 3s 2 3p 1. దాని సమ్మేళనాలలో, అల్యూమినియం "+3" యొక్క ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది.

అల్యూమినియం యొక్క రసాయన లక్షణాలు

అల్యూమినియం ప్రతిచర్యలలో తగ్గించే లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది. గాలికి గురైనప్పుడు ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ దాని ఉపరితలంపై ఏర్పడుతుంది కాబట్టి, ఇది ఇతర పదార్ధాలతో పరస్పర చర్యకు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, అల్యూమినియం నీటిలో నిష్క్రియం చేయబడుతుంది, సాంద్రీకృత నైట్రిక్ యాసిడ్ మరియు పొటాషియం డైక్రోమేట్ యొక్క పరిష్కారం. అయినప్పటికీ, దాని ఉపరితలం నుండి ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌ను తొలగించిన తర్వాత, ఇది సాధారణ పదార్ధాలతో సంకర్షణ చెందుతుంది. వేడిచేసినప్పుడు చాలా ప్రతిచర్యలు సంభవిస్తాయి:

2Al పొడి +3/2O 2 = Al 2 O 3;

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

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

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

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

4Al + 3C గ్రాఫైట్ = Al 4 C 3 (t);

4Al + P 4 = 4AlP (t, H 2 వాతావరణంలో).

అలాగే, దాని ఉపరితలం నుండి ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌ను తొలగించిన తర్వాత, అల్యూమినియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను ఏర్పరచడానికి నీటితో సంకర్షణ చెందుతుంది:

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

అల్యూమినియం యాంఫోటెరిక్ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది, కాబట్టి ఇది ఆమ్లాలు మరియు ఆల్కాలిస్ యొక్క పలుచన ద్రావణాలలో కరిగిపోతుంది:

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

2Al + 6HCl పలుచన = 2AlCl 3 + 3 H 2 ;

8Al + 30HNO 3 (పలచన) = 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.

అల్యూమినోథర్మీ అనేది అల్యూమినియంతో ఈ లోహాల తగ్గింపు ఆధారంగా వాటి ఆక్సైడ్ల నుండి లోహాలను ఉత్పత్తి చేసే పద్ధతి:

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

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

అల్యూమినియం యొక్క భౌతిక లక్షణాలు

అల్యూమినియం వెండి-తెలుపు రంగు. అల్యూమినియం యొక్క ప్రధాన భౌతిక లక్షణాలు తేలిక, అధిక ఉష్ణ మరియు విద్యుత్ వాహకత. ఉచిత స్థితిలో, గాలికి గురైనప్పుడు, అల్యూమినియం అల్ 2 O 3 ఆక్సైడ్ యొక్క మన్నికైన ఫిల్మ్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది, ఇది సాంద్రీకృత ఆమ్లాల చర్యకు నిరోధకతను కలిగిస్తుంది. ద్రవీభవన స్థానం - 660.37C, మరిగే స్థానం - 2500C.

అల్యూమినియం ఉత్పత్తి మరియు ఉపయోగం

అల్యూమినియం ఈ మూలకం యొక్క కరిగిన ఆక్సైడ్ యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది:

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

అయినప్పటికీ, ఉత్పత్తి యొక్క తక్కువ దిగుబడి కారణంగా, Na 3 మరియు Al 2 O 3 మిశ్రమం యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా అల్యూమినియంను ఉత్పత్తి చేసే పద్ధతి ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది. 960Cకి వేడిచేసినప్పుడు మరియు ఉత్ప్రేరకాలు - ఫ్లోరైడ్లు (AlF 3, CaF 2, మొదలైనవి) సమక్షంలో, అల్యూమినియం విడుదల కాథోడ్ వద్ద జరుగుతుంది మరియు ఆక్సిజన్ యానోడ్ వద్ద విడుదలవుతుంది.

అల్యూమినియం పరిశ్రమలో విస్తృతమైన అనువర్తనాన్ని కనుగొంది; అల్యూమినియం-ఆధారిత మిశ్రమాలు విమానం మరియు నౌకానిర్మాణంలో ప్రధాన నిర్మాణ పదార్థాలు.

సమస్య పరిష్కారానికి ఉదాహరణలు

ఉదాహరణ 1