Aluminum base. aluminyo

3s 2 3p 1 Mga katangian ng kemikal Covalent radius 118 pm Ion radius 51 (+3e) ng hapon Electronegativity
(ayon kay Pauling) 1,61 Potensyal ng elektrod -1.66 V Mga estado ng oksihenasyon 3 Thermodynamic properties ng isang simpleng substance Densidad 2.6989 /cm³ Kapasidad ng init ng molar 24.35 J /( mol) Thermal conductivity 237 W/( ·) Temperaturang pantunaw 933,5 Init ng Pagkatunaw 10.75 kJ/mol Temperatura ng kumukulo 2792 Init ng singaw 284.1 kJ/mol Dami ng molar 10.0 cm³/mol Crystal lattice ng isang simpleng substance Istraktura ng sala-sala cubic face-centered Mga parameter ng sala-sala 4,050 c/a ratio — Temperatura ni Debye 394

aluminyo- isang elemento ng pangunahing subgroup ng ikatlong pangkat ng ikatlong panahon ng periodic system ng mga elemento ng kemikal ng D.I. Mendeleev, atomic number 13. Tinutukoy ng simbolo na Al (Aluminium). Nabibilang sa pangkat ng mga magaan na metal. Ang pinakakaraniwang metal at ang pangatlo sa pinaka-sagana (pagkatapos ng oxygen at silicon) na elemento ng kemikal sa crust ng lupa.

Ang simpleng substance na aluminum (CAS number: 7429-90-5) ay isang magaan, paramagnetic na silver-white na metal na madaling mabuo, i-cast, at ma-machine. Ang aluminyo ay may mataas na thermal at electrical conductivity at paglaban sa kaagnasan dahil sa mabilis na pagbuo ng malalakas na oxide film na nagpoprotekta sa ibabaw mula sa karagdagang pakikipag-ugnayan.

Ayon sa ilang mga biological na pag-aaral, ang paggamit ng aluminyo sa katawan ng tao ay itinuturing na isang kadahilanan sa pag-unlad ng sakit na Alzheimer, ngunit ang mga pag-aaral na ito ay binatikos kalaunan at ang konklusyon tungkol sa koneksyon sa pagitan ng isa at ng isa ay pinabulaanan.

Kwento

Ang aluminyo ay unang nakuha ni Hans Oersted noong 1825 sa pamamagitan ng pagkilos ng potassium amalgam sa aluminum chloride na sinundan ng distillation ng mercury.

Resibo

Ang modernong paraan ng produksyon ay binuo nang nakapag-iisa ng American Charles Hall at ng Frenchman na si Paul Héroux. Binubuo ito ng dissolving aluminum oxide Al 2 O 3 sa isang melt ng cryolite Na 3 AlF 6 na sinusundan ng electrolysis gamit ang graphite electrodes. Ang pamamaraang ito ng produksyon ay nangangailangan ng maraming kuryente, at samakatuwid ay naging tanyag lamang noong ika-20 siglo.

Upang makabuo ng 1 tonelada ng krudo na aluminyo, 1.920 tonelada ng alumina, 0.065 tonelada ng cryolite, 0.035 tonelada ng aluminum fluoride, 0.600 tonelada ng anode mass at 17 libong kWh ng DC na kuryente ay kinakailangan.

Mga katangiang pisikal

Ang metal ay kulay pilak-puti, magaan, density - 2.7 g/cm³, punto ng pagkatunaw para sa teknikal na aluminyo - 658 °C, para sa mataas na kadalisayan ng aluminyo - 660 °C, tiyak na init ng pagsasanib - 390 kJ/kg, punto ng kumukulo - 2500 ° C, tiyak na init ng pagsingaw - 10.53 MJ/kg, pansamantalang pagtutol ng cast aluminum - 10-12 kg/mm², deformable - 18-25 kg/mm², mga haluang metal - 38-42 kg/mm².

Ang katigasan ng Brinell ay 24-32 kgf/mm², mataas na ductility: teknikal - 35%, dalisay - 50%, pinagsama sa manipis na mga sheet at kahit na foil.

Ang aluminyo ay may mataas na electrical at thermal conductivity, 65% ng electrical conductivity ng tanso, at may mataas na light reflectivity.

Ang aluminyo ay bumubuo ng mga haluang metal na may halos lahat ng mga metal.

Ang pagiging likas

Ang natural na aluminyo ay halos binubuo ng isang solong matatag na isotope, 27Al, na may mga bakas ng 26Al, isang radioactive isotope na may kalahating buhay na 720,000 taon na ginawa sa atmospera sa pamamagitan ng pambobomba ng nuclei argon mga proton ng cosmic ray.

Sa mga tuntunin ng pagkalat sa kalikasan, ito ay nagraranggo sa ika-1 sa mga metal at ika-3 sa mga elemento, pangalawa lamang sa oxygen at silikon. Ang porsyento ng nilalaman ng aluminyo sa crust ng lupa, ayon sa iba't ibang mga mananaliksik, ay umaabot mula 7.45 hanggang 8.14% ng masa ng crust ng lupa.

Sa kalikasan, ang aluminyo ay matatagpuan lamang sa mga compound (mineral). Iba sa kanila:

Bauxite - Al 2 O 3. H 2 O (may mga impurities SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)
Nephelines - KNa 3 4
Alunites - KAl(SO 4) 2. 2Al(OH) 3
Alumina (mga pinaghalong kaolin na may buhangin SiO 2, limestone CaCO 3, magnesite MgCO 3)
Corundum - 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 . 6SiO2

Ang mga likas na tubig ay naglalaman ng aluminyo sa anyo ng mga low-toxic na kemikal na compound, halimbawa, aluminum fluoride. Ang uri ng cation o anion ay nakasalalay, una sa lahat, sa kaasiman ng may tubig na daluyan. Ang mga konsentrasyon ng aluminyo sa mga katawan ng tubig sa ibabaw sa Russia ay mula 0.001 hanggang 10 mg/l.

Mga katangian ng kemikal

Aluminum hydroxide

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang aluminyo ay natatakpan ng manipis at matibay na oxide film at samakatuwid ay hindi tumutugon sa mga klasikal na ahente ng oxidizing: na may H 2 O (t°); O 2, HNO 3 (nang walang pag-init). Dahil dito, ang aluminyo ay halos hindi napapailalim sa kaagnasan at samakatuwid ay malawak na hinihiling sa modernong industriya. Gayunpaman, kapag ang oxide film ay nawasak (halimbawa, sa pakikipag-ugnay sa mga solusyon ng ammonium salts NH 4 +, mainit na alkalis o bilang isang resulta ng amalgamation), ang aluminyo ay kumikilos bilang isang aktibong pagbabawas ng metal.

Madaling tumugon sa mga simpleng sangkap:

may oxygen: 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
may mga halogens: 2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
tumutugon sa iba pang mga di-metal kapag pinainit:
- na may sulfur, na bumubuo ng aluminum sulfide: 2Al + 3S = Al 2 S 3
- na may nitrogen, na bumubuo ng aluminum nitride: 2Al + N 2 = 2AlN
- na may carbon, na bumubuo ng aluminum carbide: 4Al + 3C = Al 4 C 3

Ang pamamaraan, na imbento ng halos sabay-sabay ni Charles Hall sa France at Paul Héroux sa USA noong 1886 at batay sa produksyon ng aluminyo sa pamamagitan ng electrolysis ng alumina na natunaw sa tinunaw na cryolite, ay naglatag ng pundasyon para sa modernong paraan ng produksyon ng aluminyo. Simula noon, dahil sa mga pagpapabuti sa electrical engineering, ang produksyon ng aluminyo ay bumuti. Ang isang kapansin-pansing kontribusyon sa pag-unlad ng produksyon ng alumina ay ginawa ng mga siyentipikong Ruso na K. I. Bayer, D. A. Penyakov, A. N. Kuznetsov, E. I. Zhukovsky, A. A. Yakovkin at iba pa.

Ang unang aluminyo smelter sa Russia ay itinayo noong 1932 sa Volkhov. Ang industriya ng metalurhiko ng USSR noong 1939 ay gumawa ng 47.7 libong tonelada ng aluminyo, isa pang 2.2 libong tonelada ang na-import.

Sa Russia, ang de facto monopolist sa produksyon ng aluminyo ay ang Russian Aluminum OJSC, na bumubuo ng halos 13% ng pandaigdigang merkado ng aluminyo at 16% ng alumina.

Ang mga reserbang bauxite sa daigdig ay halos walang limitasyon, ibig sabihin, ang mga ito ay hindi katumbas ng dynamics ng demand. Ang mga kasalukuyang pasilidad ay maaaring makagawa ng hanggang 44.3 milyong tonelada ng pangunahing aluminyo bawat taon. Dapat din itong isaalang-alang na sa hinaharap ang ilan sa mga aplikasyon ng aluminyo ay maaaring muling i-orient sa paggamit ng, halimbawa, mga pinagsama-samang materyales.

Aplikasyon

Isang piraso ng aluminum at isang American coin.

Malawakang ginagamit bilang isang materyales sa pagtatayo. Ang pangunahing bentahe ng aluminyo sa kalidad na ito ay magaan, malleability para sa stamping, corrosion resistance (sa hangin, ang aluminyo ay agad na natatakpan ng isang matibay na pelikula ng Al 2 O 3, na pumipigil sa karagdagang oksihenasyon nito), mataas na thermal conductivity, at non-toxicity. ng mga compound nito. Sa partikular, ang mga pag-aari na ito ay gumawa ng aluminyo na napakapopular sa paggawa ng mga kagamitan sa pagluluto, aluminum foil sa industriya ng pagkain at para sa packaging.

Ang pangunahing kawalan ng aluminyo bilang isang materyal na istruktura ay ang mababang lakas nito, kaya kadalasang pinagsama ito ng isang maliit na halaga ng tanso at magnesiyo - haluang metal ng duralumin.

Ang electrical conductivity ng aluminyo ay 1.7 beses na mas mababa kaysa sa tanso, habang ang aluminyo ay humigit-kumulang 2 beses na mas mura. Samakatuwid, ito ay malawakang ginagamit sa electrical engineering para sa paggawa ng mga wire, kanilang shielding, at maging sa microelectronics para sa paggawa ng mga conductor sa chips. Ang mas mababang electrical conductivity ng aluminum (37 1/ohm) kumpara sa tanso (63 1/ohm) ay nabayaran sa pamamagitan ng pagtaas ng cross-section ng aluminum conductors. Ang kawalan ng aluminyo bilang isang de-koryenteng materyal ay ang malakas na oxide film nito, na nagpapahirap sa paghihinang.

Dahil sa kumplikadong mga katangian nito, malawak itong ginagamit sa mga kagamitan sa pag-init.
Ang aluminyo at ang mga haluang metal nito ay nagpapanatili ng lakas sa napakababang temperatura. Dahil dito, malawak itong ginagamit sa teknolohiyang cryogenic.
Ang mataas na reflectivity, na sinamahan ng mababang gastos at kadalian ng pag-deposition, ay gumagawa ng aluminyo na isang perpektong materyal para sa paggawa ng mga salamin.
Sa paggawa ng mga materyales sa gusali bilang isang ahente na bumubuo ng gas.
Ang aluminizing ay nagbibigay ng corrosion at scale resistance sa bakal at iba pang mga haluang metal, tulad ng piston internal combustion engine valves, turbine blades, oil platform, heat exchange equipment, at pinapalitan din ang galvanizing.
Ang aluminyo sulfide ay ginagamit upang makagawa ng hydrogen sulfide.
Ang pananaliksik ay isinasagawa upang bumuo ng foamed aluminum bilang isang partikular na malakas at magaan na materyal.

Bilang isang ahente ng pagbabawas

Bilang bahagi ng thermite, mga mixtures para sa aluminothermy
Ang aluminyo ay ginagamit upang mabawi ang mga bihirang metal mula sa kanilang mga oxide o halides.

Mga haluang metal

Ang istrukturang materyal na karaniwang ginagamit ay hindi purong aluminyo, ngunit iba't ibang mga haluang metal batay dito.

— Ang mga aluminyo-magnesium alloy ay may mataas na resistensya sa kaagnasan at mahusay na hinangin; Ginagamit ang mga ito, halimbawa, upang gawin ang mga hull ng mga high-speed na barko.

— Ang mga aluminyo-manganese na haluang metal sa maraming paraan ay katulad ng mga aluminyo-magnesium na haluang metal.

— Ang mga haluang metal na aluminyo-tanso (sa partikular, duralumin) ay maaaring mapailalim sa paggamot sa init, na lubos na nagpapataas ng kanilang lakas. Sa kasamaang palad, ang mga materyales na ginagamot sa init ay hindi maaaring welded, kaya ang mga bahagi ng sasakyang panghimpapawid ay konektado pa rin sa mga rivet. Ang isang haluang metal na may mas mataas na nilalaman ng tanso ay halos kapareho ng kulay sa ginto, at kung minsan ay ginagamit upang gayahin ang huli.

— Ang mga aluminyo-silikon na haluang metal (silumins) ay pinakaangkop para sa paghahagis. Ang mga kaso ng iba't ibang mga mekanismo ay madalas na inihagis mula sa kanila.

— Mga kumplikadong haluang metal batay sa aluminyo: avial.

— Ang aluminyo ay napupunta sa isang superconducting state sa temperatura na 1.2 Kelvin.

Ang aluminyo bilang isang additive sa iba pang mga haluang metal

Ang aluminyo ay isang mahalagang bahagi ng maraming haluang metal. Halimbawa, sa aluminum bronzes ang mga pangunahing bahagi ay tanso at aluminyo. Sa mga haluang metal ng magnesiyo, ang aluminyo ay kadalasang ginagamit bilang isang additive. Para sa paggawa ng mga spiral sa mga electric heating device, ginagamit ang fechral (Fe, Cr, Al) (kasama ang iba pang mga haluang metal).

alahas

Noong napakamahal ng aluminyo, sari-saring alahas ang ginawa mula rito. Ang fashion para sa kanila ay agad na lumipas nang lumitaw ang mga bagong teknolohiya para sa produksyon nito, na binawasan ang gastos nang maraming beses. Sa ngayon, minsan ginagamit ang aluminyo sa paggawa ng alahas ng kasuutan.

Paggawa ng salamin

Ang fluoride, phosphate at aluminum oxide ay ginagamit sa paggawa ng salamin.

Industriya ng pagkain

Ang aluminyo ay nakarehistro bilang food additive E173.

Ang aluminyo at ang mga compound nito sa teknolohiya ng rocket

Ang aluminyo at ang mga compound nito ay ginagamit bilang isang napakahusay na propellant sa two-propellant rocket propellants at bilang isang combustible component sa solid rocket propellants. Ang mga sumusunod na aluminum compound ay may pinakamalaking praktikal na interes bilang rocket fuel:

- Aluminum: gasolina sa rocket fuels. Ginamit sa anyo ng pulbos at mga suspensyon sa hydrocarbons, atbp.
- Aluminum hydride
- Aluminum boranate
- Trimethylaluminum
- Triethylaluminum
- Tripropylaluminum

Mga teoretikal na katangian ng mga gatong na nabuo ng aluminyo hydride na may iba't ibang mga oxidizer.

Oxidizer	Partikular na thrust (P1, seg)	Temperatura ng pagkasunog °C	Densidad ng gasolina, g/cm³	Pagtaas ng bilis, ΔV id, 25, m/s	Nilalaman ng timbang gasolina,%
Fluorine	348,4	5009	1,504	5328	25
Tetrafluorohydrazine	327,4	4758	1,193	4434	19
ClF 3	287,7	4402	1,764	4762	20
ClF5	303,7	4604	1,691	4922	20
Perchloryl fluoride	293,7	3788	1,589	4617	47
Oxygen fluoride	326,5	4067	1,511	5004	38,5
Oxygen	310,8	4028	1,312	4428	56
Hydrogen peroxide	318,4	3561	1,466	4806	52
N2O4	300,5	3906	1,467	4537	47
Nitric acid	301,3	3720	1,496	4595	49

Aluminyo sa kultura ng mundo

Isinulat ng makata na si Andrei Voznesensky ang tula na "Autumn" noong 1959, kung saan ginamit niya ang aluminyo bilang isang artistikong imahe:
...At sa likod ng bintana sa batang hamog na nagyelo
may mga larangan ng aluminyo...

Isinulat ni Viktor Tsoi ang kantang "Aluminum Cucumbers" na may koro:
Pagtatanim ng mga aluminum cucumber
Sa isang tarpaulin field
Nagtatanim ako ng mga aluminum cucumber
Sa isang tarpaulin field

Lason

Ito ay may bahagyang nakakalason na epekto, ngunit maraming natutunaw sa tubig na mga inorganic na aluminyo compound ay nananatili sa isang dissolved na estado sa loob ng mahabang panahon at maaaring magkaroon ng nakakapinsalang epekto sa mga tao at mga hayop na may mainit na dugo sa pamamagitan ng inuming tubig. Ang pinaka-nakakalason ay chlorides, nitrates, acetates, sulfates, atbp. Para sa mga tao, ang mga sumusunod na dosis ng aluminum compounds (mg/kg body weight) ay may nakakalason na epekto kapag kinain: aluminum acetate - 0.2-0.4; aluminyo haydroksayd - 3.7-7.3; aluminyo tawas - 2.9. Pangunahing nakakaapekto sa sistema ng nerbiyos (naiipon sa nervous tissue, na humahantong sa malubhang karamdaman ng central nervous system). Gayunpaman, ang neurotoxicity ng aluminyo ay pinag-aralan mula noong kalagitnaan ng 1960s, dahil ang akumulasyon ng metal sa katawan ng tao ay pinipigilan ng mekanismo ng pag-aalis nito. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, hanggang sa 15 mg ng elemento bawat araw ay maaaring mailabas sa ihi. Alinsunod dito, ang pinakamalaking negatibong epekto ay sinusunod sa mga taong may kapansanan sa pag-andar ng excretory ng bato.

karagdagang impormasyon

- Aluminum hydroxide
— Encyclopedia tungkol sa aluminyo
- Mga koneksyon sa aluminyo
- International Aluminum Institute

Aluminyo, Aluminyo, Al (13)

Ang mga binder na naglalaman ng aluminyo ay kilala mula noong sinaunang panahon. Gayunpaman, ang alum (Latin Alumen o Alumin, German Alaun), na binanggit, sa partikular, ni Pliny, ay naunawaan noong sinaunang panahon at sa Middle Ages bilang iba't ibang mga sangkap. Sa Alchemical Dictionary ni Ruland, ang salitang Alumen, kasama ang pagdaragdag ng iba't ibang mga kahulugan, ay ibinigay sa 34 na kahulugan. Sa partikular, ang ibig sabihin nito ay antimony, Alumen alafuri - alkaline salt, Alumen Alcori - nitrum o alkali alum, Alumen creptum - tartar (tartar) ng magandang alak, Alumen fascioli - alkali, Alumen odig - ammonia, Alumen scoriole - dyipsum, atbp. Lemery , ang may-akda ng sikat na "Dictionary of Simple Pharmaceutical Products" (1716), ay nagbibigay din ng isang malaking listahan ng mga varieties ng alum.

Hanggang sa ika-18 siglo ang mga compound ng aluminyo (alum at oxide) ay hindi maaaring makilala sa iba pang mga compound na katulad ng hitsura. Inilarawan ni Lemery ang tawas tulad ng sumusunod: “Noong 1754. Inihiwalay ni Marggraf mula sa isang solusyon ng alum (sa pamamagitan ng pagkilos ng alkali) ang isang namuo ng aluminyo oksido, na tinawag niyang "alum earth" (Alaunerde), at itinatag ang pagkakaiba nito sa ibang mga lupa. Di-nagtagal ay natanggap ng alum earth ang pangalang alumina (Alumina o Alumine). Noong 1782, ipinahayag ni Lavoisier ang ideya na ang aluminyo ay isang oksido ng hindi kilalang elemento. Sa kanyang Table of Simple Bodies, inilagay ni Lavoisier ang Alumine sa mga "simpleng katawan, bumubuo ng asin, makalupa." Narito ang mga kasingkahulugan para sa pangalang alumina: argile, alum. lupa, pundasyon ng tawas. Ang salitang argilla, o argilla, gaya ng itinuturo ni Lemery sa kanyang diksyunaryo, ay nagmula sa Griyego. pottery clay. Dalton sa kanyang "Bagong Sistema ng Pilosopiya ng Kemikal" ay nagbibigay ng isang espesyal na senyales para sa aluminyo at nagbibigay ng isang kumplikadong structural (!) na formula para sa alum.

Matapos ang pagtuklas ng mga alkali metal gamit ang galvanic na kuryente, sinubukan nina Davy at Berzelius na hindi matagumpay na ihiwalay ang metal na aluminyo mula sa alumina sa parehong paraan. Noong 1825 lamang nalutas ang problema ng Danish physicist na si Oersted gamit ang isang kemikal na pamamaraan. Ipinasa niya ang chlorine sa mainit na pinaghalong alumina at karbon, at ang nagresultang anhydrous aluminum chloride ay pinainit ng potassium amalgam. Pagkatapos ng pagsingaw ng mercury, isinulat ni Oersted, isang metal na katulad ng anyo ng lata ang nakuha. Sa wakas, noong 1827, ibinukod ni Wöhler ang aluminum metal sa mas mahusay na paraan - sa pamamagitan ng pag-init ng anhydrous aluminum chloride na may potassium metal.

Sa paligid ng 1807, si Davy, na nagsisikap na isagawa ang electrolysis ng alumina, ay nagbigay ng pangalan sa metal na dapat na naglalaman nito ng aluminyo (Alumium) o aluminyo (Aluminum). Ang huling pangalan ay naging karaniwan na sa USA, habang sa England at ibang mga bansa ang pangalang Aluminum, na kalaunan ay iminungkahi ng parehong Davy, ay pinagtibay. Malinaw na ang lahat ng mga pangalang ito ay nagmula sa salitang Latin na alum (Alumen), tungkol sa pinagmulan kung saan mayroong iba't ibang mga opinyon, batay sa katibayan ng iba't ibang mga may-akda, simula sa sinaunang panahon.

Si A. M. Vasiliev, na napansin ang hindi malinaw na pinagmulan ng salitang ito, ay binanggit ang opinyon ng isang Isidore (malinaw na si Isidore ng Seville, isang obispo na nanirahan noong 560 - 636, isang encyclopedist na nakikibahagi, sa partikular, sa etymological research): "Ang alumen ay tinatawag na lumen, kaya kung paano ito nagbibigay ng lumen (liwanag, ningning) sa mga pintura kapag idinagdag sa panahon ng pagtitina." Gayunpaman, ang paliwanag na ito, bagama't napakatanda, ay hindi nagpapatunay na ang salitang alumen ay may tiyak na gayong mga pinagmulan. Dito, malamang na isang hindi sinasadyang tautolohiya lamang. Itinuro naman ni Lemery (1716) na ang salitang alumen ay nauugnay sa Griyego (halmi), ibig sabihin ay kaasinan, brine, brine, atbp.

Mga pangalan ng Ruso para sa aluminyo sa mga unang dekada ng ika-19 na siglo. medyo iba-iba. Ang bawat isa sa mga may-akda ng mga libro sa kimika ng panahong ito ay malinaw na hinahangad na magmungkahi ng sarili nitong pamagat. Kaya, tinawag ni Zakharov ang alumina alumina (1810), Giese - alumium (1813), Strakhov - alum (1825), Iovsky - luad, Shcheglov - alumina (1830). Sa Dvigubsky Store (1822 - 1830), ang alumina ay tinatawag na alumina, alumina, alumina (halimbawa, phosphoric acid alumina), at ang metal ay tinatawag na alumina at aluminyo (1824). Hess sa unang edisyon ng "Foundations of Pure Chemistry" (1831) ay gumagamit ng pangalang alumina (Aluminium), at sa ikalimang edisyon (1840) - clay. Gayunpaman, bumubuo siya ng mga pangalan para sa mga asin batay sa terminong alumina, halimbawa, alumina sulfate. Mendeleev sa unang edisyon ng “Fundamentals of Chemistry” (1871) ay gumagamit ng mga pangalang aluminyo at luad.Sa mga sumunod na edisyon ay hindi na lumalabas ang salitang luad.

Bilang ang pinakamagaan at pinaka-ductile na metal, mayroon itong malawak na hanay ng mga gamit. Ito ay lumalaban sa kaagnasan, may mataas na electrical conductivity, at madaling makatiis ng biglaang pagbabagu-bago ng temperatura. Ang isa pang tampok ay na sa pakikipag-ugnay sa hangin, isang espesyal na pelikula ang lilitaw sa ibabaw nito, na nagpoprotekta sa metal.

Ang lahat ng ito, pati na rin ang iba pang mga tampok, ay nag-ambag sa aktibong paggamit nito. Kaya, alamin natin nang mas detalyado kung ano ang mga gamit ng aluminyo.

Ang istrukturang metal na ito ay malawakang ginagamit. Sa partikular, sa paggamit nito na nagsimula ang paggawa ng sasakyang panghimpapawid, rocket science, industriya ng pagkain at paggawa ng mga kagamitan sa pagkain. Salamat sa mga katangian nito, ang aluminyo ay nagbibigay-daan para sa pinabuting kadaliang mapakilos ng mga barko dahil sa mas mababang timbang nito.

Ang mga istrukturang aluminyo ay nasa average na 50% na mas magaan kaysa sa mga katulad na produktong bakal.

Hiwalay, ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit sa kakayahan ng metal na magsagawa ng kasalukuyang. Pinahintulutan ng tampok na ito na maging pangunahing katunggali nito. Ito ay aktibong ginagamit sa paggawa ng mga microcircuits at sa larangan ng microelectronics sa pangkalahatan.

Ang pinakasikat na mga lugar ng paggamit ay kinabibilangan ng:

Paggawa ng sasakyang panghimpapawid: mga bomba, makina, pabahay at iba pang elemento;
Rocket science: bilang isang nasusunog na sangkap para sa rocket fuel;
Paggawa ng barko: mga hull at deck superstructure;
Electronics: mga wire, cable, rectifier;
Produksyon ng pagtatanggol: mga machine gun, tank, sasakyang panghimpapawid, iba't ibang mga pag-install;
Konstruksyon: hagdan, mga frame, pagtatapos;
Lugar ng tren: mga tangke para sa mga produktong petrolyo, mga bahagi, mga frame para sa mga kotse;
Industriya ng sasakyan: mga bumper, radiator;
Sambahayan: foil, pinggan, salamin, maliliit na kasangkapan;

Ang malawak na pamamahagi nito ay ipinaliwanag ng mga pakinabang ng metal, ngunit mayroon din itong isang makabuluhang disbentaha - mababang lakas. Upang mabawasan ito, idinagdag din ang magnesiyo sa metal.

Tulad ng naiintindihan mo na, ang aluminyo at ang mga compound nito ay pangunahing ginagamit sa electrical engineering (at simpleng teknolohiya), pang-araw-araw na buhay, industriya, mechanical engineering, at aviation. Ngayon ay pag-uusapan natin ang tungkol sa paggamit ng aluminyo metal sa pagtatayo.

Sasabihin sa iyo ng video na ito ang tungkol sa paggamit ng aluminyo at mga haluang metal nito:

Gamitin sa konstruksiyon

Ang paggamit ng aluminyo ng mga tao sa larangan ng konstruksiyon ay tinutukoy ng paglaban nito sa kaagnasan. Ginagawa nitong posible na gumawa ng mga istraktura mula dito na binalak na gamitin sa mga agresibong kapaligiran, pati na rin sa labas.

Mga materyales sa bubong

Ang aluminyo ay aktibong ginagamit para sa. Ang materyal na sheet na ito, bilang karagdagan sa mahusay na pandekorasyon, pagkarga at mga tampok na nakapaloob, ay mayroon ding abot-kayang presyo kumpara sa iba pang mga materyales sa bubong. Bukod dito, ang naturang bubong ay hindi nangangailangan ng preventive inspeksyon o pagkumpuni, at ang buhay ng serbisyo nito ay lumampas sa maraming umiiral na mga materyales.

Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng iba pang mga metal sa purong aluminyo, maaari kang makakuha ng ganap na anumang pandekorasyon na mga tampok. Ang bubong na ito ay nagbibigay-daan sa iyo na magkaroon ng malawak na hanay ng mga kulay na perpektong akma sa pangkalahatang istilo.

Mga sintas ng bintana

Makakahanap ka ng aluminum sa mga lantern at window frame. Kung ginamit para sa isang katulad na layunin, ito ay magpapatunay na isang hindi mapagkakatiwalaan at panandaliang materyal.

Ang bakal ay mabilis na matatakpan ng kaagnasan, magkakaroon ng malaking binding weight at magiging abala sa pagbukas. Kaugnay nito, ang mga istruktura ng aluminyo ay walang ganitong mga disadvantages.

Sasabihin sa iyo ng video sa ibaba ang tungkol sa mga katangian at paggamit ng aluminyo:

Mga panel sa dingding

Ang mga panel ng aluminyo ay ginawa mula sa mga haluang metal na ito at ginagamit para sa panlabas na dekorasyon ng mga bahay. Maaari silang kunin ang anyo ng mga ordinaryong naselyohang mga sheet o mga nakahanda na nakapaloob na mga panel na binubuo ng mga sheet, pagkakabukod at cladding. Sa anumang kaso, pinapanatili nila ang init sa loob ng bahay hangga't maaari at, dahil magaan ang timbang, hindi nila dinadala ang pagkarga sa pundasyon.

Ang bawat elemento ng kemikal ay maaaring isaalang-alang mula sa punto ng view ng tatlong agham: pisika, kimika at biology. At sa artikulong ito susubukan naming makilala ang aluminyo nang tumpak hangga't maaari. Ito ay isang kemikal na elemento na matatagpuan sa ikatlong pangkat at ikatlong yugto, ayon sa periodic table. Ang aluminyo ay isang metal na may average na chemical reactivity. Ang mga katangian ng amphoteric ay maaari ding maobserbahan sa mga compound nito. Ang atomic mass ng aluminyo ay dalawampu't anim na gramo bawat nunal.

Mga pisikal na katangian ng aluminyo

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon ito ay isang solid. Ang formula ng aluminyo ay napaka-simple. Binubuo ito ng mga atomo (hindi pinagsama sa mga molekula), na inayos gamit ang isang kristal na sala-sala sa isang solidong sangkap. Ang kulay ng aluminyo ay pilak-puti. Bilang karagdagan, mayroon itong metal na kinang, tulad ng lahat ng iba pang mga sangkap sa pangkat na ito. Ang kulay ng aluminyo na ginagamit sa industriya ay maaaring mag-iba dahil sa pagkakaroon ng mga impurities sa haluang metal. Ito ay isang medyo magaan na metal.

Ang density nito ay 2.7 g/cm3, ibig sabihin, ito ay humigit-kumulang tatlong beses na mas magaan kaysa sa bakal. Sa ito maaari lamang itong maging mas mababa sa magnesiyo, na mas magaan kaysa sa metal na pinag-uusapan. Ang tigas ng aluminyo ay medyo mababa. Sa loob nito ay mas mababa ito sa karamihan ng mga metal. Ang tigas ng aluminyo ay dalawa lamang. Samakatuwid, upang palakasin ito, ang mga mas mahirap ay idinagdag sa mga haluang metal batay sa metal na ito.

Ang aluminyo ay natutunaw sa temperatura na 660 degrees Celsius lamang. At ito ay kumukulo kapag pinainit sa temperatura na dalawang libo apat na raan at limampu't dalawang digri Celsius. Ito ay isang napaka-ductile at fusible na metal. Ang mga pisikal na katangian ng aluminyo ay hindi nagtatapos doon. Gusto ko ring tandaan na ang metal na ito ay may pinakamahusay na electrical conductivity pagkatapos ng tanso at pilak.

Prevalence sa kalikasan

Ang aluminyo, ang mga teknikal na katangian na kakasuri pa lamang natin, ay karaniwan sa kapaligiran. Maaari itong maobserbahan sa komposisyon ng maraming mineral. Ang elementong aluminyo ay ang ikaapat na pinaka-masaganang elemento sa kalikasan. Ito ay halos siyam na porsyento sa crust ng lupa. Ang mga pangunahing mineral na naglalaman ng mga atom nito ay bauxite, corundum, at cryolite. Ang una ay isang bato na binubuo ng mga oxide ng bakal, silikon at ang metal na pinag-uusapan, at ang mga molekula ng tubig ay naroroon din sa istraktura. Mayroon itong magkakaiba na kulay: mga fragment ng kulay abo, mapula-pula-kayumanggi at iba pang mga kulay, na nakasalalay sa pagkakaroon ng iba't ibang mga impurities. Mula sa tatlumpu hanggang animnapung porsyento ng batong ito ay aluminyo, isang larawan kung saan makikita sa itaas. Bilang karagdagan, ang corundum ay isang pangkaraniwang mineral sa kalikasan.

Ito ay aluminum oxide. Ang chemical formula nito ay Al2O3. Maaari itong pula, dilaw, asul o kayumanggi. Ang tigas nito sa Mohs scale ay siyam. Kabilang sa mga uri ng corundum ang mga kilalang sapiro at rubi, leucosapphires, pati na rin ang padparadscha (dilaw na sapiro).

Ang cryolite ay isang mineral na may mas kumplikadong pormula ng kemikal. Binubuo ito ng aluminyo at sodium fluoride - AlF3.3NaF. Lumilitaw ito bilang isang walang kulay o kulay-abo na bato na may mababang tigas na tatlo lamang sa sukat ng Mohs. Sa modernong mundo, ito ay artipisyal na synthesize sa mga kondisyon ng laboratoryo. Ginagamit ito sa metalurhiya.

Ang aluminyo ay matatagpuan din sa kalikasan sa mga luad, ang mga pangunahing bahagi nito ay mga oxide ng silikon at ang metal na pinag-uusapan, na nauugnay sa mga molekula ng tubig. Bilang karagdagan, ang elementong kemikal na ito ay maaaring maobserbahan sa komposisyon ng mga nepheline, ang pormula ng kemikal na kung saan ay ang mga sumusunod: KNa34.

Resibo

Kasama sa mga katangian ng aluminyo ang pagsasaalang-alang ng mga pamamaraan para sa synthesis nito. Mayroong ilang mga pamamaraan. Ang paggawa ng aluminyo gamit ang unang paraan ay nangyayari sa tatlong yugto. Ang huli sa mga ito ay ang electrolysis procedure sa cathode at carbon anode. Upang maisagawa ang naturang proseso, kinakailangan ang aluminyo oksido, pati na rin ang mga pantulong na sangkap tulad ng cryolite (formula - Na3AlF6) at calcium fluoride (CaF2). Upang maganap ang proseso ng agnas ng aluminyo oksido na natunaw sa tubig, kinakailangan na painitin ito, kasama ang tinunaw na cryolite at calcium fluoride, sa temperatura na hindi bababa sa siyam na raan at limampung degrees Celsius, at pagkatapos ay pumasa sa isang kasalukuyang ng walumpung libong amperes at isang boltahe ng lima sa pamamagitan ng mga sangkap na ito.walong volts. Kaya, bilang isang resulta ng prosesong ito, ang aluminyo ay magdeposito sa katod, at ang mga molekula ng oxygen ay mangolekta sa anode, na, naman, ay nag-oxidize sa anode at i-convert ito sa carbon dioxide. Bago ang pamamaraang ito, ang bauxite, sa anyo ng kung saan ang aluminyo oksido ay mina, ay unang nilinis ng mga impurities, at sumasailalim din sa isang proseso ng pag-aalis ng tubig.

Ang paggawa ng aluminyo sa paraang inilarawan sa itaas ay karaniwan sa metalurhiya. Mayroon ding paraan na naimbento noong 1827 ni F. Wöhler. Ito ay nakasalalay sa katotohanan na ang aluminyo ay maaaring makuha gamit ang isang kemikal na reaksyon sa pagitan ng klorido at potasa nito. Ang ganitong proseso ay maaari lamang isagawa sa pamamagitan ng paglikha ng mga espesyal na kondisyon sa anyo ng napakataas na temperatura at vacuum. Kaya, mula sa isang nunal ng klorido at ang parehong dami ng potasa, maaaring makuha ang isang nunal ng aluminyo at tatlong moles bilang isang by-product. Ang reaksyong ito ay maaaring isulat sa anyo ng sumusunod na equation: АІСІ3 + 3К = АІ + 3КІ. Ang pamamaraang ito ay hindi nakakuha ng maraming katanyagan sa metalurhiya.

Mga katangian ng aluminyo mula sa isang kemikal na pananaw

Tulad ng nabanggit sa itaas, ito ay isang simpleng sangkap na binubuo ng mga atomo na hindi pinagsama sa mga molekula. Halos lahat ng mga metal ay bumubuo ng mga katulad na istruktura. Ang aluminyo ay may medyo mataas na aktibidad ng kemikal at malakas na mga katangian ng pagbabawas. Ang kemikal na katangian ng aluminyo ay magsisimula sa isang paglalarawan ng mga reaksyon nito sa iba pang mga simpleng sangkap, at pagkatapos ay ilalarawan ang mga pakikipag-ugnayan sa mga kumplikadong inorganic na compound.

Aluminyo at simpleng mga sangkap

Kabilang dito, una sa lahat, ang oxygen - ang pinakakaraniwang tambalan sa planeta. Dalawampu't isang porsyento ng atmospera ng Earth ang binubuo nito. Ang reaksyon ng isang ibinigay na sangkap sa anumang iba pa ay tinatawag na oksihenasyon o pagkasunog. Karaniwan itong nangyayari sa mataas na temperatura. Ngunit sa kaso ng aluminyo, ang oksihenasyon ay posible sa ilalim ng normal na mga kondisyon - ito ay kung paano nabuo ang isang oxide film. Kung ang metal na ito ay durog, ito ay masusunog, na naglalabas ng malaking halaga ng enerhiya sa anyo ng init. Upang maisagawa ang reaksyon sa pagitan ng aluminyo at oxygen, ang mga sangkap na ito ay kinakailangan sa isang molar ratio na 4:3, na nagreresulta sa dalawang bahagi ng oksido.

Ang pakikipag-ugnayang kemikal na ito ay ipinahayag sa anyo ng sumusunod na equation: 4АІ + 3О2 = 2АІО3. Ang mga reaksyon ng aluminyo na may mga halogens, na kinabibilangan ng fluorine, iodine, bromine at chlorine, ay posible rin. Ang mga pangalan ng mga prosesong ito ay nagmula sa mga pangalan ng kaukulang halogens: fluorination, iodination, bromination at chlorination. Ito ay karaniwang mga reaksyon sa karagdagan.

Bilang halimbawa, isaalang-alang natin ang pakikipag-ugnayan ng aluminyo sa kloro. Ang ganitong uri ng proseso ay maaari lamang mangyari sa malamig.

Kaya, ang pagkuha ng dalawang moles ng aluminum at tatlong moles ng chlorine, ang resulta ay dalawang moles ng chloride ng metal na pinag-uusapan. Ang equation para sa reaksyong ito ay ang mga sumusunod: 2АІ + 3СІ = 2АІСІ3. Sa parehong paraan maaari kang makakuha ng aluminum fluoride, ang bromide at iodide nito.

Ang pinag-uusapang sangkap ay tumutugon lamang sa asupre kapag pinainit. Upang maisagawa ang reaksyon sa pagitan ng dalawang compound na ito, kailangan mong dalhin ang mga ito sa mga proporsyon ng molar ng dalawa hanggang tatlo, at isang bahagi ng aluminum sulfide ay nabuo. Ang equation ng reaksyon ay ganito ang hitsura: 2Al + 3S = Al2S3.

Bilang karagdagan, sa mataas na temperatura, ang aluminyo ay tumutugon sa parehong carbon, na bumubuo ng carbide, at may nitrogen, na bumubuo ng nitride. Ang mga sumusunod na equation ng mga reaksiyong kemikal ay maaaring banggitin bilang isang halimbawa: 4АІ + 3С = АІ4С3; 2Al + N2 = 2AlN.

Pakikipag-ugnayan sa mga kumplikadong sangkap

Kabilang dito ang tubig, asin, acid, base, oxide. Iba ang reaksyon ng aluminyo sa lahat ng mga kemikal na compound na ito. Tingnan natin ang bawat kaso.

Reaksyon sa tubig

Ang aluminyo ay tumutugon sa pinakakaraniwang kumplikadong sangkap sa Earth kapag pinainit. Nangyayari lamang ito kung ang oxide film ay unang tinanggal. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan, ang isang amphoteric hydroxide ay nabuo, at ang hydrogen ay inilabas din sa hangin. Ang pagkuha ng dalawang bahagi ng aluminyo at anim na bahagi ng tubig, nakakakuha kami ng hydroxide at hydrogen sa mga proporsyon ng molar na dalawa hanggang tatlo. Ang equation para sa reaksyong ito ay nakasulat tulad ng sumusunod: 2AI + 6H2O = 2AI(OH)3 + 3H2.

Pakikipag-ugnayan sa mga acid, base at oxide

Tulad ng iba pang mga aktibong metal, ang aluminyo ay may kakayahang sumailalim sa mga reaksyon ng pagpapalit. Sa paggawa nito, maaari nitong palitan ang hydrogen mula sa acid o isang cation ng isang mas passive na metal mula sa asin nito. Bilang resulta ng naturang mga pakikipag-ugnayan, nabuo ang isang aluminyo na asin, at ang hydrogen ay inilabas din (sa kaso ng isang acid) o isang purong metal (isa na hindi gaanong aktibo kaysa sa pinag-uusapan) ay namuo. Sa pangalawang kaso, lumilitaw ang mga restorative properties na binanggit sa itaas. Ang isang halimbawa ay ang pakikipag-ugnayan ng aluminyo kung saan ang aluminyo klorido ay nabuo at ang hydrogen ay inilabas sa hangin. Ang ganitong uri ng reaksyon ay ipinahayag sa anyo ng sumusunod na equation: 2АІ + 6НІ = 2АІСІ3 + 3Н2.

Ang isang halimbawa ng pakikipag-ugnayan ng aluminyo na may asin ay ang reaksyon nito sa Pagkuha ng dalawang sangkap na ito, sa huli ay makakakuha tayo ng purong tanso, na mamumuo. Ang aluminyo ay tumutugon sa kakaibang paraan sa mga acid tulad ng sulfuric at nitric. Halimbawa, kapag ang aluminyo ay idinagdag sa isang dilute na solusyon ng nitrate acid sa isang molar ratio ng walong bahagi hanggang tatlumpu, walong bahagi ng nitrate ng metal na pinag-uusapan ang nabuo, tatlong bahagi ng nitric oxide at labinlimang tubig. Ang equation para sa reaksyong ito ay nakasulat tulad ng sumusunod: 8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O. Ang prosesong ito ay nangyayari lamang sa pagkakaroon ng mataas na temperatura.

Kung paghaluin natin ang aluminyo at isang mahinang solusyon ng sulfate acid sa mga proporsyon ng molar na dalawa hanggang tatlo, makakakuha tayo ng sulfate ng metal na pinag-uusapan at hydrogen sa ratio na isa hanggang tatlo. Iyon ay, ang isang ordinaryong reaksyon ng pagpapalit ay magaganap, tulad ng kaso sa iba pang mga acid. Para sa kalinawan, ipinakita namin ang equation: 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2. Gayunpaman, sa isang puro solusyon ng parehong acid, ang lahat ay mas kumplikado. Dito, tulad ng sa kaso ng nitrate, ang isang by-product ay nabuo, ngunit hindi sa anyo ng isang oksido, ngunit sa anyo ng asupre at tubig. Kung kukuha tayo ng dalawang sangkap na kailangan natin sa isang molar ratio na dalawa hanggang apat, ang resulta ay magiging isang bahagi ng bawat isa sa asin ng metal na pinag-uusapan at asupre, pati na rin ang apat na bahagi ng tubig. Ang interaksyon ng kemikal na ito ay maaaring ipahayag gamit ang sumusunod na equation: 2Al + 4H2SO4 = Al2(SO4)3 + S + 4H2O.

Bilang karagdagan, ang aluminyo ay may kakayahang tumugon sa mga solusyon sa alkali. Upang maisagawa ang gayong pakikipag-ugnayan ng kemikal, kailangan mong kumuha ng dalawang moles ng metal na pinag-uusapan, ang parehong dami ng potasa, at anim na moles ng tubig. Bilang isang resulta, ang mga sangkap tulad ng sodium o potassium tetrahydroxyaluminate ay nabuo, pati na rin ang hydrogen, na inilabas sa anyo ng isang gas na may masangsang na amoy sa molar na proporsyon ng dalawa hanggang tatlo. Ang kemikal na reaksyong ito ay maaaring katawanin sa anyo ng sumusunod na equation: 2АІ + 2КОН + 6Н2О = 2К[АІ(ОН)4] + 3Н2.

At ang huling bagay na kailangang isaalang-alang ay ang mga pattern ng pakikipag-ugnayan ng aluminyo sa ilang mga oxide. Ang pinakakaraniwan at ginagamit na kaso ay ang Beketov reaction. Ito, tulad ng marami pang iba na tinalakay sa itaas, ay nangyayari lamang sa mataas na temperatura. Kaya, upang maipatupad ito, kailangan mong kumuha ng dalawang moles ng aluminyo at isang nunal ng ferrum oxide. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng dalawang sangkap na ito, nakakakuha kami ng aluminyo oksido at libreng bakal sa dami ng isa at dalawang moles, ayon sa pagkakabanggit.

Paggamit ng metal na pinag-uusapan sa industriya

Tandaan na ang paggamit ng aluminyo ay isang pangkaraniwang pangyayari. Una sa lahat, kailangan ito ng industriya ng abyasyon. Kasabay nito, ginagamit din ang mga haluang metal batay sa pinag-uusapang metal. Masasabi nating ang average na sasakyang panghimpapawid ay binubuo ng 50% na mga haluang metal na aluminyo, at ang makina nito - 25%. Ginagamit din ang aluminyo sa paggawa ng mga wire at cable dahil sa mahusay na conductivity ng kuryente nito. Bilang karagdagan, ang metal na ito at ang mga haluang metal nito ay malawakang ginagamit sa industriya ng sasakyan. Ang mga katawan ng mga kotse, bus, trolleybus, ilang tram, pati na rin ang conventional at electric train cars ay ginawa mula sa mga materyales na ito.

Ginagamit din ito para sa mas maliliit na layunin, halimbawa, para sa produksyon ng packaging para sa pagkain at iba pang mga produkto, at mga pinggan. Upang makagawa ng pilak na pintura, kailangan mo ng pulbos ng metal na pinag-uusapan. Ang pintura na ito ay kinakailangan upang maprotektahan ang bakal mula sa kaagnasan. Masasabi nating ang aluminyo ay ang pangalawang pinakakaraniwang ginagamit na metal sa industriya pagkatapos ng ferrum. Ang mga compound nito at ang sarili nito ay kadalasang ginagamit sa industriya ng kemikal. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mga espesyal na kemikal na katangian ng aluminyo, kabilang ang mga katangian ng pagbabawas nito at ang amphoteric na katangian ng mga compound nito. Ang hydroxide ng kemikal na elemento ay kinakailangan para sa paglilinis ng tubig. Bilang karagdagan, ginagamit ito sa gamot sa proseso ng paggawa ng bakuna. Matatagpuan din ito sa ilang uri ng plastik at iba pang materyales.

Papel sa kalikasan

Gaya ng naisulat na sa itaas, ang aluminyo ay matatagpuan sa maraming dami sa crust ng lupa. Ito ay lalong mahalaga para sa mga buhay na organismo. Ang aluminyo ay kasangkot sa regulasyon ng mga proseso ng paglago, bumubuo ng mga nag-uugnay na tisyu tulad ng buto, ligament at iba pa. Salamat sa microelement na ito, ang mga proseso ng pagbabagong-buhay ng mga tisyu ng katawan ay isinasagawa nang mas mabilis. Ang kakulangan nito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na sintomas: may kapansanan sa pag-unlad at paglaki sa mga bata; sa mga matatanda - talamak na pagkapagod, nabawasan ang pagganap, may kapansanan sa koordinasyon ng mga paggalaw, nabawasan ang mga rate ng pagbabagong-buhay ng tissue, pagpapahina ng mga kalamnan, lalo na sa mga paa't kamay. Maaaring mangyari ang hindi pangkaraniwang bagay na ito kung kumain ka ng napakakaunting pagkain na naglalaman ng microelement na ito.

Gayunpaman, ang isang mas karaniwang problema ay ang labis na aluminyo sa katawan. Sa kasong ito, ang mga sumusunod na sintomas ay madalas na sinusunod: nerbiyos, depresyon, pagkagambala sa pagtulog, pagbaba ng memorya, paglaban sa stress, paglambot ng musculoskeletal system, na maaaring humantong sa madalas na mga bali at sprains. Sa isang pangmatagalang labis na aluminyo sa katawan, ang mga problema ay madalas na lumitaw sa paggana ng halos bawat organ system.

Ang isang bilang ng mga kadahilanan ay maaaring humantong sa hindi pangkaraniwang bagay na ito. Una sa lahat, matagal nang napatunayan ng mga siyentipiko na ang mga kagamitan na gawa sa metal na pinag-uusapan ay hindi angkop para sa pagluluto ng pagkain sa mga ito, dahil sa mataas na temperatura ang ilan sa aluminyo ay pumapasok sa pagkain, at bilang isang resulta, mas marami kang kumokonsumo ng microelement na ito kaysa sa kailangan ng katawan.

Ang pangalawang dahilan ay ang regular na paggamit ng mga pampaganda na naglalaman ng metal na pinag-uusapan o mga asin nito. Bago gamitin ang anumang produkto, dapat mong maingat na basahin ang komposisyon nito. Ang mga kosmetiko ay walang pagbubukod.

Ang pangatlong dahilan ay ang pag-inom ng mga gamot na naglalaman ng maraming aluminyo sa mahabang panahon. Pati na rin ang hindi wastong paggamit ng mga bitamina at food additives na naglalaman ng microelement na ito.

Ngayon, alamin natin kung anong mga produkto ang naglalaman ng aluminyo upang makontrol ang iyong diyeta at maayos ang iyong menu. Una sa lahat, ito ay mga karot, naprosesong keso, trigo, tawas, patatas. Ang mga avocado at peach ay inirerekomendang prutas. Bilang karagdagan, ang puting repolyo, kanin, at maraming halamang gamot ay mayaman sa aluminyo. Gayundin, ang mga kasyon ng metal na pinag-uusapan ay maaaring nasa inuming tubig. Upang maiwasan ang mataas o mababang antas ng aluminyo sa katawan (pati na rin ang anumang iba pang elemento ng bakas), kailangan mong maingat na subaybayan ang iyong diyeta at subukang gawin itong balanse hangga't maaari.

Mayroong maraming aluminyo sa crust ng lupa: 8.6% sa timbang. Nangunguna ito sa lahat ng mga metal at pangatlo sa iba pang mga elemento (pagkatapos ng oxygen at silikon). Mayroong dalawang beses na mas maraming aluminyo kaysa sa bakal, at 350 beses na higit pa kaysa sa tanso, sink, kromo, lata at tingga na pinagsama! Tulad ng isinulat niya higit sa 100 taon na ang nakalilipas sa kanyang klasikong aklat-aralin Mga Pangunahing Kaalaman sa Chemistry D.I. Mendeleev, sa lahat ng metal, “ang aluminyo ang pinakakaraniwan sa kalikasan; Ito ay sapat na upang ituro na ito ay bahagi ng luad upang gawing malinaw ang unibersal na pamamahagi ng aluminyo sa crust ng lupa. Ang aluminyo, o alum na metal (alumen), ay tinatawag ding luwad dahil ito ay matatagpuan sa luwad.”

Ang pinakamahalagang mineral ng aluminyo ay bauxite, isang halo ng pangunahing oxide AlO(OH) at hydroxide Al(OH) 3. Ang pinakamalaking deposito ng bauxite ay matatagpuan sa Australia, Brazil, Guinea at Jamaica; ang industriyal na produksyon ay isinasagawa din sa ibang mga bansa. Ang Alunite (alum stone) (Na,K) 2 SO 4 ·Al 2 (SO 4) 3 ·4Al(OH) 3 at nepheline (Na,K) 2 O·Al 2 O 3 ·2SiO 2 ay mayaman din sa aluminum. Sa kabuuan, higit sa 250 mineral ang kilala na naglalaman ng aluminyo; karamihan sa kanila ay aluminosilicates, kung saan pangunahing nabuo ang crust ng lupa. Kapag sila ay naglagay ng panahon, ang luad ay nabuo, na ang batayan nito ay ang mineral na kaolinite Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O. Ang mga dumi ng bakal ay kadalasang nagpapakulay sa clay brown, ngunit mayroon ding puting luad - kaolin, na ginagamit upang gumawa porselana at mga produktong luwad.

Paminsan-minsan, ang isang kakaibang matigas (pangalawa lamang sa brilyante) na mineral na corundum ay matatagpuan - crystalline oxide Al 2 O 3, kadalasang kinulayan ng mga impurities sa iba't ibang kulay. Ang asul na iba't nito (isang paghahalo ng titanium at iron) ay tinatawag na sapiro, ang pula (isang paghahalo ng kromo) ay tinatawag na ruby. Ang iba't ibang impurities ay maaari ding kulayan ang tinatawag na noble corundum green, yellow, orange, purple at iba pang mga kulay at shade.

Hanggang kamakailan, pinaniniwalaan na ang aluminyo, bilang isang napaka-aktibong metal, ay hindi maaaring mangyari sa kalikasan sa isang libreng estado, ngunit noong 1978, ang katutubong aluminyo ay natuklasan sa mga bato ng Siberian Platform - sa anyo ng mga kristal na tulad ng sinulid lamang. 0.5 mm ang haba (na may kapal ng thread na ilang micrometers). Natuklasan din ang katutubong aluminyo sa lunar na lupa na dinala sa Earth mula sa mga rehiyon ng Seas of Crisis and Abundance. Ito ay pinaniniwalaan na ang aluminum metal ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng condensation mula sa gas. Ito ay kilala na kapag ang aluminum halides - chloride, bromide, fluoride - ay pinainit, maaari silang mag-evaporate nang mas malaki o mas madali (halimbawa, AlCl 3 sublimes na sa 180 ° C). Sa isang malakas na pagtaas sa temperatura, ang mga aluminum halides ay nabubulok, na nagiging isang estado na may mas mababang metal valency, halimbawa, AlCl. Kapag ang naturang tambalan ay nag-condenses na may pagbaba sa temperatura at kawalan ng oxygen, ang isang disproportionation reaction ay nangyayari sa solid phase: ang ilan sa mga aluminum atoms ay na-oxidized at pumasa sa karaniwang trivalent state, at ang ilan ay nabawasan. Ang Monivalent aluminum ay maaari lamang gawing metal: 3AlCl ® 2Al + AlCl 3 . Ang pagpapalagay na ito ay sinusuportahan din ng parang thread na hugis ng mga native na kristal na aluminyo. Karaniwan, ang mga kristal ng istraktura na ito ay nabuo dahil sa mabilis na paglaki mula sa yugto ng gas. Malamang na ang mga microscopic na aluminum nuggets sa lunar na lupa ay nabuo sa katulad na paraan.

Ang pangalang aluminyo ay nagmula sa Latin na alumen (genus aluminis). Ito ang pangalan ng alum, double potassium-aluminum sulfate KAl(SO 4) 2 · 12H 2 O), na ginamit bilang mordant para sa pagtitina ng mga tela. Ang Latin na pangalan ay malamang na bumalik sa Griyego na "halme" - brine, solusyon ng asin. Nagtataka na sa England ang aluminyo ay aluminyo, at sa USA ito ay aluminyo.

Maraming tanyag na libro sa kimika ang naglalaman ng isang alamat na ang isang tiyak na imbentor, na ang pangalan ay hindi napanatili ng kasaysayan, ay dinala kay Emperador Tiberius, na namuno sa Roma noong 14–27 AD, isang mangkok na gawa sa metal na kahawig ng kulay ng pilak, ngunit mas magaan. Ang regalong ito ay nagbuwis ng buhay ng panginoon: Inutusan ni Tiberius ang pagpatay sa kanya at ang pagsira sa pagawaan, dahil natatakot siya na baka mapababa ng bagong metal ang halaga ng pilak sa kabang-yaman ng imperyal.

Ang alamat na ito ay batay sa isang kuwento ni Pliny the Elder, isang Romanong manunulat at iskolar, may-akda Likas na kasaysayan– encyclopedia ng natural science kaalaman noong sinaunang panahon. Ayon kay Pliny, ang bagong metal ay nakuha mula sa "clayey earth." Ngunit ang luad ay naglalaman ng aluminyo.

Ang mga modernong may-akda ay halos palaging gumagawa ng isang reserbasyon na ang buong kuwentong ito ay walang iba kundi isang magandang fairy tale. At ito ay hindi nakakagulat: ang aluminyo sa mga bato ay lubos na mahigpit na nakagapos sa oxygen, at maraming enerhiya ang dapat gugulin upang palabasin ito. Gayunpaman, kamakailan lamang ay lumitaw ang bagong data sa pangunahing posibilidad ng pagkuha ng metal na aluminyo noong sinaunang panahon. Tulad ng ipinakita ng spectral analysis, ang mga dekorasyon sa libingan ng Chinese commander na si Zhou-Zhu, na namatay sa simula ng ika-3 siglo. AD, ay gawa sa isang haluang metal na binubuo ng 85% aluminyo. Nakuha kaya ng mga sinaunang tao ang libreng aluminyo? Ang lahat ng kilalang pamamaraan (electrolysis, reduction na may metallic sodium o potassium) ay awtomatikong inaalis. Matatagpuan ba ang katutubong aluminyo noong sinaunang panahon, tulad ng, halimbawa, mga nugget ng ginto, pilak, at tanso? Ito ay hindi rin kasama: ang katutubong aluminyo ay isang bihirang mineral na matatagpuan sa hindi gaanong halaga, kaya ang mga sinaunang manggagawa ay hindi mahanap at mangolekta ng gayong mga nugget sa kinakailangang dami.

Gayunpaman, posible ang isa pang paliwanag para sa kuwento ni Pliny. Ang aluminyo ay maaaring makuha mula sa mga ores hindi lamang sa tulong ng kuryente at alkali na mga metal. Mayroong magagamit na ahente ng pagbabawas at malawakang ginagamit mula noong sinaunang panahon - karbon, sa tulong kung saan ang mga oxide ng maraming mga metal ay nabawasan sa mga libreng metal kapag pinainit. Noong huling bahagi ng 1970s, nagpasya ang mga German chemist na subukan kung ang aluminyo ay maaaring ginawa noong sinaunang panahon sa pamamagitan ng pagbawas sa karbon. Pinainit nila ang pinaghalong luad na may pulbos ng karbon at table salt o potash (potassium carbonate) sa isang clay crucible hanggang sa pulang init. Ang asin ay nakuha mula sa tubig dagat, at potash mula sa abo ng halaman, upang magamit lamang ang mga sangkap at pamamaraan na magagamit noong sinaunang panahon. Pagkaraan ng ilang oras, lumutang ang slag na may mga aluminum ball sa ibabaw ng crucible! Maliit ang ani ng metal, ngunit posible na sa ganitong paraan makukuha ng mga sinaunang metalurgista ang “metal ng ika-20 siglo.”

Mga katangian ng aluminyo.

Ang kulay ng purong aluminyo ay kahawig ng pilak; ito ay isang napakagaan na metal: ang density nito ay 2.7 g/cm 3 lamang. Ang tanging mga metal na mas magaan kaysa aluminyo ay alkali at alkaline earth metals (maliban sa barium), beryllium at magnesium. Madaling natutunaw ang aluminyo - sa 600 ° C (maaaring matunaw ang manipis na aluminum wire sa isang regular na burner ng kusina), ngunit kumukulo lamang ito sa 2452 ° C. Sa mga tuntunin ng electrical conductivity, ang aluminyo ay nasa ika-4 na lugar, pangalawa lamang sa pilak (ito ay nasa unang lugar), tanso at ginto, na, dahil sa mura ng aluminyo, ay may malaking praktikal na kahalagahan. Ang thermal conductivity ng mga metal ay nagbabago sa parehong pagkakasunud-sunod. Madaling i-verify ang mataas na thermal conductivity ng aluminum sa pamamagitan ng paglubog ng aluminum na kutsara sa mainit na tsaa. At isa pang kapansin-pansing katangian ng metal na ito: ang makinis, makintab na ibabaw nito ay perpektong sumasalamin sa liwanag: mula 80 hanggang 93% sa nakikitang rehiyon ng spectrum, depende sa haba ng daluyong. Sa rehiyon ng ultraviolet, ang aluminyo ay walang katumbas sa bagay na ito, at sa pulang rehiyon lamang ito ay bahagyang mas mababa sa pilak (sa ultraviolet, ang pilak ay may napakababang pagpapakita).

Ang purong aluminyo ay isang medyo malambot na metal - halos tatlong beses na mas malambot kaysa sa tanso, kaya kahit na medyo makapal na mga plato at baras ng aluminyo ay madaling yumuko, ngunit kapag ang aluminyo ay bumubuo ng mga haluang metal (mayroong isang malaking bilang ng mga ito), ang katigasan nito ay maaaring tumaas ng sampung beses.

Ang katangian ng estado ng oksihenasyon ng aluminyo ay +3, ngunit dahil sa pagkakaroon ng hindi napuno na 3 R- at 3 d-orbitals, aluminum atoms ay maaaring bumuo ng karagdagang donor-acceptor bonds. Samakatuwid, ang Al 3+ ion na may maliit na radius ay napakahilig sa kumplikadong pagbuo, na bumubuo ng iba't ibang mga cationic at anionic complex: AlCl 4 –, AlF 6 3–, 3+, Al(OH) 4 –, Al(OH) 6 3–, AlH 4 – at marami pang iba. Ang mga complex na may mga organikong compound ay kilala rin.

Ang aktibidad ng kemikal ng aluminyo ay napakataas; sa serye ng mga potensyal na elektrod ito ay nakatayo kaagad sa likod ng magnesiyo. Sa unang sulyap, ang gayong pahayag ay maaaring mukhang kakaiba: pagkatapos ng lahat, ang isang aluminum pan o kutsara ay medyo matatag sa hangin at hindi bumagsak sa tubig na kumukulo. Ang aluminyo, hindi katulad ng bakal, ay hindi kinakalawang. Ito ay lumalabas na kapag nakalantad sa hangin, ang metal ay natatakpan ng walang kulay, manipis ngunit matibay na "baluti" ng oksido, na nagpoprotekta sa metal mula sa oksihenasyon. Kaya, kung ipasok mo ang isang makapal na aluminyo wire o plate na 0.5-1 mm ang kapal sa apoy ng burner, ang metal ay natutunaw, ngunit ang aluminyo ay hindi dumadaloy, dahil nananatili ito sa isang bag ng oksido nito. Kung aalisin mo ang aluminyo ng proteksiyon na pelikula nito o gagawin itong maluwag (halimbawa, sa pamamagitan ng paglubog nito sa isang solusyon ng mga mercury salts), ang aluminyo ay agad na magbubunyag ng tunay na kakanyahan nito: nasa temperatura ng silid na ito ay magsisimulang tumugon nang masigla sa tubig, na naglalabas ng hydrogen. : 2Al + 6H 2 O ® 2Al(OH) 3 + 3H 2 . Sa hangin, ang aluminyo, na inalis ang protective film nito, ay nagiging loose oxide powder sa harap mismo ng ating mga mata: 2Al + 3O 2 ® 2Al 2 O 3 . Ang aluminyo ay lalong aktibo sa isang pinong durog na estado; Kapag hinipan sa apoy, ang alikabok ng aluminyo ay agad na nasusunog. Kung paghaluin mo ang aluminyo na alikabok sa sodium peroxide sa isang ceramic na plato at bumagsak ng tubig sa pinaghalong, ang aluminyo ay sumiklab din at nasusunog na may puting apoy.

Ang napakataas na pagkakaugnay ng aluminyo para sa oxygen ay nagpapahintulot na ito ay "mag-alis" ng oxygen mula sa mga oxide ng isang bilang ng iba pang mga metal, na binabawasan ang mga ito (aluminothermy method). Ang pinakatanyag na halimbawa ay ang thermite mixture, na, kapag sinunog, ay naglalabas ng napakaraming init na ang resultang bakal ay natutunaw: 8Al + 3Fe 3 O 4 ® 4Al 2 O 3 + 9Fe. Ang reaksyong ito ay natuklasan noong 1856 ni N.N. Beketov. Sa ganitong paraan, ang Fe 2 O 3, CoO, NiO, MoO 3, V 2 O 5, SnO 2, CuO, at ilang iba pang mga oxide ay maaaring gawing metal. Kapag binabawasan ang Cr 2 O 3, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5, SiO 2, TiO 2, ZrO 2, B 2 O 3 na may aluminyo, ang init ng reaksyon ay hindi sapat upang mapainit ang mga produkto ng reaksyon sa itaas ng kanilang natutunaw na punto.

Ang aluminyo ay madaling natutunaw sa mga dilute na mineral acid upang bumuo ng mga asin. Ang puro nitric acid, na nag-oxidize sa ibabaw ng aluminyo, ay nagtataguyod ng pampalapot at pagpapalakas ng oxide film (ang tinatawag na passivation ng metal). Ang aluminyo na ginagamot sa ganitong paraan ay hindi tumutugon kahit na may hydrochloric acid. Gamit ang electrochemical anodic oxidation (anodizing), ang isang makapal na pelikula ay maaaring malikha sa ibabaw ng aluminyo, na madaling maipinta sa iba't ibang kulay.

Ang pag-alis ng hindi gaanong aktibong mga metal sa pamamagitan ng aluminyo mula sa mga solusyon ng mga asing-gamot ay kadalasang nahahadlangan ng isang proteksiyon na pelikula sa ibabaw ng aluminyo. Ang pelikulang ito ay mabilis na nawasak ng tansong klorido, kaya ang reaksyong 3CuCl 2 + 2Al ® 2AlCl 3 + 3Cu ay madaling nangyayari, na sinamahan ng malakas na pag-init. Sa malakas na mga solusyon sa alkali, ang aluminyo ay madaling natutunaw sa paglabas ng hydrogen: 2Al + 6NaOH + 6H 2 O ® 2Na 3 + 3H 2 (nabubuo din ang iba pang anionic hydroxo complex). Ang amphoteric na kalikasan ng mga compound ng aluminyo ay makikita din sa madaling pagkatunaw ng sariwang precipitated oxide at hydroxide nito sa alkalis. Ang crystalline oxide (corundum) ay napaka-lumalaban sa mga acid at alkalis. Kapag pinagsama sa alkalis, ang mga anhydrous aluminate ay nabuo: Al 2 O 3 + 2NaOH ® 2NaAlO 2 + H 2 O. Magnesium aluminate Mg(AlO 2) 2 ay isang semi-mahalagang spinel stone, kadalasang may kulay na may mga impurities sa iba't ibang kulay. .

Ang reaksyon ng aluminyo na may mga halogens ay nangyayari nang mabilis. Kung ang isang manipis na aluminyo wire ay ipinakilala sa isang test tube na may 1 ml ng bromine, pagkatapos ng maikling panahon ang aluminyo ay nagniningas at nasusunog na may maliwanag na apoy. Ang reaksyon ng isang halo ng aluminyo at yodo powders ay pinasimulan ng isang patak ng tubig (ang tubig na may yodo ay bumubuo ng isang acid na sumisira sa oxide film), pagkatapos ay lumilitaw ang isang maliwanag na apoy na may mga ulap ng violet iodine vapor. Ang mga aluminyo halides sa mga may tubig na solusyon ay may acidic na reaksyon dahil sa hydrolysis: AlCl 3 + H 2 O Al(OH)Cl 2 + HCl.

Ang reaksyon ng aluminyo na may nitrogen ay nangyayari lamang sa itaas 800 ° C na may pagbuo ng nitride AlN, na may asupre - sa 200 ° C (sulfide Al 2 S 3 ay nabuo), na may posporus - sa 500 ° C (phosphide AlP ay nabuo). Kapag ang boron ay idinagdag sa tinunaw na aluminyo, ang mga boride ng komposisyon na AlB 2 at AlB 12 ay nabuo - mga refractory compound na lumalaban sa mga acid. Ang hydride (AlH) x (x = 1.2) ay nabuo lamang sa vacuum sa mababang temperatura sa reaksyon ng atomic hydrogen na may aluminum vapor. Ang AlH 3 hydride, na matatag sa kawalan ng kahalumigmigan sa temperatura ng silid, ay nakuha sa isang solusyon ng anhydrous ether: AlCl 3 + LiH ® AlH 3 + 3LiCl. Sa labis na LiH, nabubuo ang tulad ng asin na lithium aluminum hydride LiAlH 4 - isang napakalakas na ahente ng pagbabawas na ginagamit sa mga organikong synthese. Agad itong nabubulok sa tubig: LiAlH 4 + 4H 2 O ® LiOH + Al(OH) 3 + 4H 2.

Produksyon ng aluminyo.

Ang dokumentadong pagtuklas ng aluminyo ay naganap noong 1825. Ang metal na ito ay unang nakuha ng Danish physicist na si Hans Christian Oersted, nang ihiwalay niya ito sa pamamagitan ng pagkilos ng potassium amalgam sa anhydrous aluminum chloride (nakuha sa pamamagitan ng pagpasa ng chlorine sa mainit na pinaghalong aluminum oxide at karbon. ). Ang pagkakaroon ng distilled off ang mercury, si Oersted ay nakakuha ng aluminyo, bagaman ito ay nahawahan ng mga impurities. Noong 1827, nakuha ng German chemist na si Friedrich Wöhler ang aluminyo sa anyo ng pulbos sa pamamagitan ng pagbabawas ng hexafluoroaluminate na may potasa:

Na 3 AlF 6 + 3K ® Al + 3NaF + 3KF. Nang maglaon ay nakuha niya ang aluminyo sa anyo ng makintab na mga bolang metal. Noong 1854, binuo ng French chemist na si Henri Etienne Saint-Clair Deville ang unang pang-industriya na paraan para sa paggawa ng aluminyo - sa pamamagitan ng pagbabawas ng pagkatunaw ng tetrachloroaluminate na may sodium: NaAlCl 4 + 3Na ® Al + 4NaCl. Gayunpaman, ang aluminyo ay patuloy na isang napakabihirang at mamahaling metal; ito ay hindi gaanong mas mura kaysa sa ginto at 1500 beses na mas mahal kaysa sa bakal (ngayon ay tatlong beses na lamang). Ang isang kalansing ay ginawa mula sa ginto, aluminyo at mahalagang bato noong 1850s para sa anak ng French Emperor Napoleon III. Nang ang isang malaking ingot ng aluminyo na ginawa ng isang bagong paraan ay ipinakita sa World Exhibition sa Paris noong 1855, ito ay tiningnan na parang ito ay isang hiyas. Ang itaas na bahagi (sa anyo ng isang pyramid) ng Washington Monument sa kabisera ng US ay ginawa mula sa mahalagang aluminyo. Sa oras na iyon, ang aluminyo ay hindi gaanong mas mura kaysa sa pilak: sa USA, halimbawa, noong 1856 ito ay naibenta sa presyong 12 dolyar bawat pound (454 g), at pilak para sa 15 dolyar. Sa 1st volume ng sikat na Brockhaus Encyclopedic Dictionary na inilathala noong 1890, sinabi ni Efron na "ang aluminyo ay pangunahing ginagamit pa rin para sa paggawa ng... mga luxury goods." Sa oras na iyon, 2.5 tonelada lamang ng metal ang minahan taun-taon sa buong mundo. Sa pagtatapos lamang ng ika-19 na siglo, nang ang isang electrolytic na pamamaraan para sa paggawa ng aluminyo ay binuo, ang taunang produksyon nito ay nagsimulang umabot sa libu-libong tonelada, at noong ika-20 siglo. – milyong tonelada. Binago nito ang aluminyo mula sa isang semi-mahalagang metal tungo sa isang malawak na magagamit na metal.

Ang modernong paraan ng paggawa ng aluminyo ay natuklasan noong 1886 ng isang batang Amerikanong mananaliksik, si Charles Martin Hall. Siya ay naging interesado sa kimika bilang isang bata. Nang matagpuan ang lumang aklat-aralin sa kimika ng kanyang ama, sinimulan niyang masigasig na pag-aralan ito at magsagawa ng mga eksperimento, minsan ay nakatanggap pa ng pagsaway mula sa kanyang ina dahil sa pagkasira ng tablecloth ng hapunan. At makalipas ang 10 taon ay nakagawa siya ng isang pambihirang pagtuklas na nagpatanyag sa kanya sa buong mundo.

Bilang isang mag-aaral sa edad na 16, narinig ni Hall mula sa kanyang guro, si F. F. Jewett, na kung ang isang tao ay makakagawa ng murang paraan upang makagawa ng aluminyo, ang taong iyon ay hindi lamang gagawa ng isang mahusay na serbisyo sa sangkatauhan, ngunit gagawa din ng malaking kapalaran. Alam ni Jewett ang kanyang sinasabi: dati siyang nagsanay sa Alemanya, nagtrabaho kasama si Wöhler, at tinalakay sa kanya ang mga problema sa paggawa ng aluminyo. Nagdala rin si Jewett ng sample ng rare metal sa America, na ipinakita niya sa kanyang mga estudyante. Biglang nagpahayag si Hall sa publiko: "Kukunin ko ang metal na ito!"

Nagpatuloy ang anim na taong pagsusumikap. Sinubukan ni Hall na makakuha ng aluminyo gamit ang iba't ibang mga pamamaraan, ngunit walang tagumpay. Sa wakas, sinubukan niyang kunin ang metal na ito sa pamamagitan ng electrolysis. Noong panahong iyon, walang mga power plant; kailangang gumawa ng kasalukuyang gamit ang malalaking gawang bahay na baterya mula sa coal, zinc, nitric at sulfuric acid. Nagtrabaho si Hall sa isang kamalig kung saan nagtayo siya ng isang maliit na laboratoryo. Tinulungan siya ng kanyang kapatid na si Julia, na interesado sa mga eksperimento ng kanyang kapatid. Iningatan niya ang lahat ng kanyang mga sulat at journal sa trabaho, na ginagawang posible na literal na masubaybayan ang kasaysayan ng pagtuklas araw-araw. Narito ang isang sipi mula sa kanyang mga memoir:

"Si Charles ay palaging nasa mabuting kalooban, at kahit na sa pinakamasamang araw ay nagawa niyang pagtawanan ang kapalaran ng mga malas na imbentor. Sa mga oras ng kabiguan, nakahanap siya ng aliw sa aming lumang piano. Sa kanyang laboratoryo sa bahay nagtrabaho siya nang mahabang oras nang walang pahinga; at nang makaalis siya saglit sa set up, dadagsa siya sa mahabang bahay namin para maglaro ng konti... Alam ko, sa paglalaro ng alindog at pakiramdam, palagi niyang iniisip ang kanyang trabaho. At nakatulong sa kanya ang musika sa bagay na ito."

Ang pinakamahirap na bagay ay ang pumili ng isang electrolyte at protektahan ang aluminyo mula sa oksihenasyon. Matapos ang anim na buwang nakakapagod na paggawa, ilang maliliit na bolang pilak ang sa wakas ay lumitaw sa tunawan. Agad na tumakbo si Hall sa kanyang dating guro para sabihin sa kanya ang kanyang tagumpay. "Propesor, nakuha ko ito!" bulalas niya, na iniabot ang kanyang kamay: sa kanyang palad ay may isang dosenang maliliit na bola ng aluminyo. Nangyari ito noong Pebrero 23, 1886. At eksaktong dalawang buwan mamaya, noong Abril 23 ng parehong taon, ang Pranses na si Paul Héroux ay kumuha ng isang patent para sa isang katulad na imbensyon, na ginawa niya nang nakapag-iisa at halos sabay-sabay (dalawang iba pang mga pagkakataon ay kapansin-pansin din: parehong isinilang sina Hall at Héroux noong 1863 at namatay noong 1914).

Ngayon ang mga unang bola ng aluminyo na ginawa ng Hall ay itinatago sa American Aluminum Company sa Pittsburgh bilang isang pambansang relic, at sa kanyang kolehiyo ay mayroong isang monumento sa Hall, na ginawa mula sa aluminyo. Kasunod na isinulat ni Jewett: “Ang pinakamahalagang natuklasan ko ay ang pagtuklas sa tao. Si Charles M. Hall na, sa edad na 21, ay nakatuklas ng isang paraan ng pagbabawas ng aluminyo mula sa ore, at sa gayon ay ginawa ang aluminyo na napakagandang metal na ngayon ay malawakang ginagamit sa buong mundo.” Ang hula ni Jewett ay nagkatotoo: Si Hall ay tumanggap ng malawak na pagkilala at naging isang honorary member ng maraming mga siyentipikong lipunan. Ngunit ang kanyang personal na buhay ay hindi matagumpay: ang nobya ay hindi nais na tanggapin ang katotohanan na ang kanyang kasintahan ay gumugol ng lahat ng kanyang oras sa laboratoryo, at sinira ang pakikipag-ugnayan. Natagpuan ni Hall ang aliw sa kanyang katutubong kolehiyo, kung saan siya nagtrabaho sa natitirang bahagi ng kanyang buhay. Tulad ng isinulat ng kapatid ni Charles, "Ang kolehiyo ay ang kanyang asawa, ang kanyang mga anak, at lahat ng iba pa - ang kanyang buong buhay." Ipinamana ni Hall ang karamihan sa kanyang mana sa kolehiyo - $5 milyon. Namatay si Hall sa leukemia sa edad na 51.

Ang pamamaraan ng Hall ay naging posible upang makagawa ng medyo murang aluminyo sa isang malaking sukat gamit ang kuryente. Kung mula 1855 hanggang 1890 ay 200 tonelada lamang ng aluminyo ang nakuha, kung gayon sa susunod na dekada, gamit ang pamamaraan ni Hall, 28,000 tonelada ng metal na ito ang nakuha na sa buong mundo! Noong 1930, ang pandaigdigang taunang produksyon ng aluminyo ay umabot sa 300 libong tonelada. Ngayon higit sa 15 milyong tonelada ng aluminyo ay ginawa taun-taon. Sa mga espesyal na paliguan sa temperatura na 960-970 ° C, ang isang solusyon ng alumina (teknikal na Al 2 O 3) sa tinunaw na cryolite Na 3 AlF 6, na bahagyang mina sa anyo ng isang mineral, at bahagyang espesyal na synthesize, ay napapailalim. sa electrolysis. Ang likidong aluminyo ay naipon sa ilalim ng paliguan (katode), ang oxygen ay inilabas sa mga anod ng carbon, na unti-unting nasusunog. Sa mababang boltahe (mga 4.5 V), ang mga electrolyser ay kumonsumo ng malalaking alon - hanggang 250,000 A! Ang isang electrolyzer ay gumagawa ng halos isang toneladang aluminyo bawat araw. Ang produksyon ay nangangailangan ng maraming kuryente: nangangailangan ng 15,000 kilowatt-hours ng kuryente upang makagawa ng 1 toneladang metal. Ang halagang ito ng kuryente ay natupok ng isang malaking 150-apartment na gusali sa isang buong buwan. Ang paggawa ng aluminyo ay mapanganib sa kapaligiran, dahil ang hangin sa atmospera ay nadudumihan ng mga pabagu-bagong fluorine compound.

Paglalapat ng aluminyo.

Kahit na si D.I. Mendeleev ay sumulat na "ang metal na aluminyo, na may mahusay na liwanag at lakas at mababang pagkakaiba-iba sa hangin, ay napaka-angkop para sa ilang mga produkto." Ang aluminyo ay isa sa pinakakaraniwan at pinakamurang mga metal. Mahirap isipin ang modernong buhay kung wala ito. Hindi nakakagulat na ang aluminyo ay tinatawag na metal ng ika-20 siglo. Ito ay nagpapahiram ng mabuti sa pagproseso: forging, stamping, rolling, drawing, pressing. Ang purong aluminyo ay isang medyo malambot na metal; Ito ay ginagamit upang gumawa ng mga kable ng kuryente, mga bahagi ng istruktura, foil ng pagkain, mga kagamitan sa kusina at pintura na "pilak". Ang maganda at magaan na metal na ito ay malawakang ginagamit sa teknolohiya ng konstruksiyon at abyasyon. Ang aluminyo ay sumasalamin sa liwanag nang napakahusay. Samakatuwid, ito ay ginagamit upang gumawa ng mga salamin gamit ang paraan ng metal deposition sa isang vacuum.

Sa sasakyang panghimpapawid at mekanikal na inhinyero, sa paggawa ng mga istruktura ng gusali, mas mahirap na mga aluminyo na haluang metal ang ginagamit. Ang isa sa pinakatanyag ay isang haluang metal na aluminyo na may tanso at magnesiyo (duralumin, o simpleng "duralumin"; ang pangalan ay nagmula sa Aleman na lungsod ng Duren). Pagkatapos ng hardening, ang haluang ito ay nakakakuha ng espesyal na tigas at nagiging humigit-kumulang 7 beses na mas malakas kaysa sa purong aluminyo. Kasabay nito, ito ay halos tatlong beses na mas magaan kaysa sa bakal. Ito ay nakuha sa pamamagitan ng alloying aluminyo na may maliit na mga karagdagan ng tanso, magnesiyo, mangganeso, silikon at bakal. Ang mga silumin ay malawakang ginagamit - paghahagis ng mga haluang metal ng aluminyo at silikon. Ang mga high-strength, cryogenic (frost-resistant) at heat-resistant alloys ay ginawa din. Ang mga proteksiyon at pandekorasyon na patong ay madaling inilapat sa mga produktong gawa sa mga aluminyo na haluang metal. Ang liwanag at lakas ng mga aluminyo na haluang metal ay lalong kapaki-pakinabang sa teknolohiya ng aviation. Halimbawa, ang mga rotor ng helicopter ay ginawa mula sa isang haluang metal ng aluminyo, magnesiyo at silikon. Ang medyo murang aluminyo na tanso (hanggang sa 11% Al) ay may mataas na mga katangian ng mekanikal, ito ay matatag sa tubig ng dagat at kahit na sa dilute hydrochloric acid. Mula 1926 hanggang 1957, ang mga barya sa mga denominasyon ng 1, 2, 3 at 5 kopecks ay ginawa mula sa aluminyo na tanso sa USSR.

Sa kasalukuyan, ang isang-kapat ng lahat ng aluminyo ay ginagamit para sa mga pangangailangan sa konstruksiyon, ang parehong halaga ay natupok ng transport engineering, humigit-kumulang 17% ay ginugol sa mga materyales sa packaging at mga lata, at 10% sa electrical engineering.

Maraming nasusunog at sumasabog na mixtures ay naglalaman din ng aluminum. Ang Alumotol, isang pinaghalong cast ng trinitrotoluene at aluminum powder, ay isa sa pinakamalakas na pang-industriyang pampasabog. Ang ammonal ay isang paputok na sangkap na binubuo ng ammonium nitrate, trinitrotoluene at aluminum powder. Ang mga incendiary na komposisyon ay naglalaman ng aluminyo at isang oxidizing agent - nitrate, perchlorate. Ang mga komposisyon ng Zvezdochka pyrotechnic ay naglalaman din ng pulbos na aluminyo.

Ang isang pinaghalong aluminum powder na may metal oxides (thermite) ay ginagamit upang makagawa ng ilang mga metal at haluang metal, para sa mga welding rails, at sa incendiary ammunition.

Ang aluminyo ay nakahanap din ng praktikal na gamit bilang rocket fuel. Upang ganap na masunog ang 1 kg ng aluminyo, halos apat na beses na mas kaunting oxygen ang kinakailangan kaysa sa 1 kg ng kerosene. Bilang karagdagan, ang aluminyo ay maaaring ma-oxidized hindi lamang sa pamamagitan ng libreng oxygen, kundi pati na rin ng nakatali na oxygen, na bahagi ng tubig o carbon dioxide. Kapag ang aluminyo ay "nasusunog" sa tubig, 8800 kJ ay inilabas bawat 1 kg ng mga produkto; ito ay 1.8 beses na mas mababa kaysa sa panahon ng pagkasunog ng metal sa purong oxygen, ngunit 1.3 beses na higit pa kaysa sa panahon ng pagkasunog sa hangin. Nangangahulugan ito na sa halip na mapanganib at mahal na mga compound, ang simpleng tubig ay maaaring gamitin bilang isang oxidizer para sa naturang gasolina. Ang ideya ng paggamit ng aluminyo bilang gasolina ay iminungkahi noong 1924 ng domestic scientist at imbentor na si F.A. Tsander. Ayon sa kanyang plano, posible na gumamit ng mga elemento ng aluminyo ng isang spacecraft bilang karagdagang gasolina. Ang matapang na proyektong ito ay hindi pa praktikal na naipatupad, ngunit karamihan sa kasalukuyang kilalang solidong rocket fuel ay naglalaman ng metal na aluminyo sa anyo ng pinong pulbos. Ang pagdaragdag ng 15% na aluminyo sa gasolina ay maaaring tumaas ang temperatura ng mga produkto ng pagkasunog ng isang libong degree (mula 2200 hanggang 3200 K); Ang rate ng daloy ng mga produkto ng pagkasunog mula sa nozzle ng engine ay tumataas din - ang pangunahing tagapagpahiwatig ng enerhiya na tumutukoy sa kahusayan ng rocket fuel. Kaugnay nito, ang lithium, beryllium at magnesium lamang ang maaaring makipagkumpitensya sa aluminyo, ngunit lahat ng mga ito ay mas mahal kaysa sa aluminyo.

Ang mga compound ng aluminyo ay malawak ding ginagamit. Ang aluminyo oksido ay isang refractory at abrasive (emery) na materyal, isang hilaw na materyal para sa paggawa ng mga keramika. Ginagamit din ito sa paggawa ng mga materyales sa laser, mga bearings ng relo, at mga bato ng alahas (artificial rubies). Ang calcined aluminum oxide ay isang adsorbent para sa paglilinis ng mga gas at likido at isang katalista para sa isang bilang ng mga organikong reaksyon. Ang anhydrous aluminum chloride ay isang katalista sa organic synthesis (reaksyon ng Friedel-Crafts), ang panimulang materyal para sa produksyon ng high-purity na aluminyo. Ang aluminyo sulpate ay ginagamit para sa paglilinis ng tubig; tumutugon sa calcium bikarbonate na naglalaman ng:

Al 2 (SO 4) 3 + 3Ca(HCO 3) 2 ® 2AlO(OH) + 3CaSO 4 + 6CO 2 + 2H 2 O, ito ay bumubuo ng oxide-hydroxide flakes, na, naninirahan, kumukuha at sumisipsip din sa ibabaw ng mga nasa suspendido impurities at kahit microorganisms sa tubig. Bilang karagdagan, ang aluminum sulfate ay ginagamit bilang mordant para sa pagtitina ng mga tela, tanning leather, pag-iingat ng kahoy, at sizing paper. Ang calcium aluminate ay isang bahagi ng mga cementitious na materyales, kabilang ang Portland cement. Ang Yttrium aluminum garnet (YAG) YAlO 3 ay isang laser material. Ang aluminyo nitride ay isang refractory na materyal para sa mga electric furnace. Ang mga sintetikong zeolite (ang mga ito ay nabibilang sa aluminosilicates) ay mga adsorbents sa chromatography at catalysts. Ang mga organoaluminum compound (halimbawa, triethylaluminum) ay mga bahagi ng Ziegler-Natta catalysts, na ginagamit para sa synthesis ng polymers, kabilang ang mataas na kalidad na sintetikong goma.

Ilya Leenson

Panitikan:

Tikhonov V.N. Analytical chemistry ng aluminyo. M., "Science", 1971
Mga sikat na aklatan ng mga elemento ng kemikal. M., "Science", 1983
Craig N.C. Charles Martin Hall at ang kanyang Metal. J.Chem.Educ. 1986, vol. 63, blg. 7
Kumar V., Milewski L. Charles Martin Hall at ang Great Aluminum Revolution. J.Chem.Educ., 1987, vol. 64, blg. 8