مشخصه آلومینیوم به عنوان یک عنصر شیمیایی. خواص شیمیایی و فیزیکی آلومینیوم. خواص فیزیکی هیدروکسید آلومینیوم

خواص 13 آل.

جرم اتمی	26,98	کلارک، در٪ (عادی در طبیعت)	5,5
پیکربندی الکترونیکی *		وضع تجمع (n. u.).	جامد
	0,143	رنگ	سفید نقره ای
	0,057		695
انرژی یونیزاسیون	5,98		2447
الکترونگیت نسبی	1,5	چگالی	2,698
ممکن است درجه اکسیداسیون	1, +2,+3	پتانسیل الکترود استاندارد	1,69

* پیکربندی سطوح الکترونیکی خارجی اتم عنصر داده شده است. پیکربندی سطوح باقی مانده الکترونیکی همزمان با آن برای گاز نجیب است که دوره قبلی و موارد فوق ذکر شده در براکت ها است.

آلومینیوم - نماینده اصلی فلزات زیرگروه اصلی III سیستم دوره ای. خواص آنالوگ های آن - گالیم، هند و تالینا - تا حد زیادی شبیه به خواص آلومینیوم، از آنجا که تمام این عناصر دارای یک پیکربندی سطح الکترونیکی هستند ns 2 np 1 بنابراین، همه آنها درجه اکسیداسیون 3+ را نشان می دهند.

مشخصات فیزیکی.آلومینیوم - حاشیه فلزی نقره ای حرارت بالا و هدایت الکتریکی. سطح فلز با فیلم نازک، اما بسیار بادوام آلومینیوم OL 2 OOZ پوشش داده شده است.

خواص شیمیایی.آلومینیوم بسیار فعال است اگر هیچ فیلم حفاظتی Al 2 Oz وجود ندارد. این فیلم مانع از تعامل آلومینیوم با آب می شود. اگر فیلم محافظتی را با روش شیمیایی حذف کنید (به عنوان مثال، یک راه حل قلیایی)، فلز شروع به شدت به شدت با آب با انتشار هیدروژن ارتباط برقرار می کند:

آلومینیوم به شکل تراشه ها یا پودر به صورت روشن در هوا، برجسته شدن مقدار زیادی انرژی:

این ویژگی آلومینیوم به طور گسترده ای برای به دست آوردن فلزات اکسید متال مختلف با بازگرداندن آلومینیوم استفاده می شود. روش نامیده شد منشاء . آلومینوم تنها می تواند توسط آن فلزات بدست آید که در آن گرما تشکیل اکسید کمتر از گرمای تشکیل آل 2 اوز است، به عنوان مثال:

هنگامی که حرارت آلومینیوم با خاکستری، نیتروژن و هالوژن های کربن واکنش نشان می دهد، به ترتیب آن را تشکیل می دهد haloenides:

سولفید و کاربید آلومینیوم به طور کامل توسط تشکیل هیدروکسید آلومینیوم هیدرولیز شده و به ترتیب هیدروژن سولفید و متان هیدروژن هستند.

آلومینیوم به راحتی در اسید هیدروکلریک هر گونه غلظت حل می شود:

اسید سولفوریک متمرکز و نیتریک در سرما بر روی آلومینیوم عمل نمی کند (passivated). برای گرمایش آلومینیوم قادر به بازگرداندن این اسیدها بدون برجسته کردن هیدروژن است:

که در رقیق شده آلومینیوم اسید سولفوریک با انتشار هیدروژن حل می شود:

که در رقیق شده واکنش اسید نیتریک همراه با انتشار اکسید نیتروژن (II):

آلومینیوم در محلول های کربنات فلزات قلیایی قلیایی حل می شود tetrahydroxyalulumates:

اکسید آلومینیوم. Al 2 O 3 دارای 9 اصلاح کریستالی است. شایع ترین یک اصلاح است. این از لحاظ شیمیایی غیر مستقیم است، بر اساس آن توسط یک کریستال های مختلف از سنگ های مختلف برای استفاده از جواهرات و فن آوری رشد می کند.

در آزمایشگاه، اکسید آلومینیوم با سوزاندن پودر آلومینیومی در اکسیژن یا کلسیم هیدروکسید آن به دست می آید:

اکسید آلومینیوم، بودن amphoter می تواند نه تنها با اسیدها، بلکه همچنین با قلیایی، بلکه هنگام ترکیب شدن با کربنات های فلزی قلیایی، واکنش نشان دهد metaluminda:

و با نمک های ترش:

هیدروکسید آلومینیوم - ماده چت سفید سفید، عملا غیر قابل حل در آب، داشتن وابسته به آمفوتری خواص هیدروکسید آلومینیوم را می توان با درمان نمک های آلومینیوم توسط قلیایی یا هیدروکسید آمونیوم بدست آورد. در اولین مورد، باید بیش از حد قلیایی اجتناب شود، زیرا هیدروکسید آلومینیوم در غیر این صورت با تشکیل پیچیده حل می شود tetrahydroxyalulumates [آل (او) 4] `:

در حقیقت، در آخرین واکنش شکل می گیرد یونهای tetrahydroxodiacvaluminate`با این حال، برای ضبط واکنش ها معمولا از یک فرم ساده استفاده می شود [al (oh) 4]`. با اسیدی شدن ضعیف، تتراهی هیدروکسیلوله ها نابود می شوند:

نمک های آلومینیومی. هیدروکسید آلومینیوم را می توان از تقریبا تمام نمک های آلومینیومی بدست آورد. تقریبا تمام نمک های آلومینیومی و اسیدهای قوی به خوبی محلول در آب هستند و در عین حال به شدت هیدرولیز شده اند.

هالید های آلومینیومی به خوبی محلول در آب هستند و در ساختار آنها دیمرز هستند:

2alcl 3 є 2 CL 6

سولفات آلومینیوم آسان است، مانند تمام نمک های آن، هیدرولیز شده:

آلو آلومینیوم Kalyasy نیز شناخته شده است: KAL (SO 4) 2H 12H 2 O.

آلومینیوم استات AL (CH 3 COO) 3 مورد استفاده در پزشکی به عنوان یک ماموریت.

آلومینوسیلیکات ها.در طبیعت، آلومینیوم در قالب ترکیبات با اکسیژن و سیلیکون - آلومینوسیلیکات یافت می شود. فرمول های مشترک: (na، k) 2 al 2 si 2 o 8 -nfelin

همچنین ترکیبات طبیعی آلومینیوم عبارتند از: AL 2 O 3 - Corundum، آلومینا؛ و ترکیبات با فرمول شفت Al 2 O 3 H NH 2 O و AL (OH) 3H NH 2 O - جعبه ها

گرفتن آلومینیوم توسط الکترولیز ذوب آل 2 O 3 به دست می آید.

تعریف

آلومینیوم واقع در دوره سوم، گروه سوم از زیر گروه اصلی (a) جدول تناوبی. این اولین عنصر P دوره سوم است.

فلز. طراحی - آل. شماره SEXER - 13. جرم اتمی نسبی - 26.981.E.M.

ساختار الکترونیکی یک اتم آلومینیومی

اتم آلومینیوم شامل یک هسته شارژ مثبت (+13) است که در آن 13 پروتون و 14 نوترون واقع شده اند. هسته با سه پوسته احاطه شده است، بر اساس آن 13 الکترون در حال حرکت است.

شکل. 1. نمایش طرح بندی ساختار یک اتم آلومینیومی.

توزیع الکترونها توسط اوربیتال ها به شرح زیر است:

13) 2) 8) 3؛

1s. 2 2s. 2 2پ. 6 3s. 2 3پ. 1 .

در سطح انرژی خارجی آلومینیوم سه الکترون وجود دارد، تمام الکترونها از 3rd subblevel وجود دارد. نمودار انرژی فرم زیر را می گیرد:

به لحاظ نظری، یک حالت هیجان انگیز برای اتم آلومینیوم به علت خالی 3 d.-من خوابیدم. با این حال، الکترونهای جرقه ای 3 s.- امور در واقع اتفاق نمی افتد

نمونه هایی از حل مشکلات

مثال 1

دریافت Alumokalia kvasssov

آلومینیوم (لات آلومینیوم)، - در سیستم دوره ای آلومینیوم در دوره سوم، در زیر گروه اصلی گروه سوم است. اتهام هسته +13. ساختار الکترونیکی 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3P 1 اتم 1. شعاع اتمی فلزی 0.143 نانومتر، کووالانتی - 0.126 نانومتر، شعاع متعارف یون Al 3+ - 0.057 نانومتر. آلفا آل + 5.99 یونیزاسیون انرژی.

بیشترین مشخصه اکسیداسیون اتم آلومینیوم +3 است. درجه منفی اکسیداسیون به ندرت ظاهر می شود. در لایه بیرونی الکترونیکی اتم، D-Lints رایگان وجود دارد. با توجه به این، تعداد هماهنگی آن در ترکیبات می تواند نه تنها به 4 (ALCL 4-، ALH 4-، آلومینوسیلیکات)، بلکه 6 (Al 2 O 3، 3+) برابر باشد.

مرجع تاریخی. نام آلومینیوم از لات می آید. آلون - خیلی 500 سال قبل از میلاد آلومینیوم آلومینیوم نامیده می شوند، که به عنوان زباله مورد استفاده قرار گرفتند، زمانی که بافت رنگ شده و برای ریختن پوست استفاده می شود. دانشمند دانمارکی X. K. در سال 1825، با استفاده از آمالگام پتاسیم بر روی روغن های بدون آب 3 و سپس توسط جیوه رانده شد، آلومینیوم نسبتا خالص را دریافت کرد. اولین روش صنعتی تولید آلومینیوم ارائه شده در سال 1854 شیمیدان فرانسوی. Saint-Claire شیطان: روش بازگرداندن کلرید آلومینیوم دوگانه و سدیم Na 3 ALCL 6 سدیم سدیم است. مشابه در رنگ نقره ای، آلومینیوم در ابتدا ارزش بسیار گران قیمت بود. از سال 1855 تا 1890، تنها 200 تن آلومینیوم به دست آمد. یک روش مدرن برای به دست آوردن آلومینیوم توسط الکترولیز ذوب Cryolito-cellular در سال 1886 در همان زمان و مستقل از هر یک از دیگر C. Hall در ایالات متحده و P. Era در فرانسه توسعه یافت.

پیدا کردن در طبیعت

آلومینیوم شایع ترین فلز در پوسته زمین است. این برای 5.5-6.6 میلی مول حساب می شود. سهام٪ یا 8 wt٪. توده اصلی آن در آلومینوسیلیکات متمرکز شده است. محصول بسیار شایع از تخریب سنگ های جامد تشکیل شده توسط آنها خاک رس است، ترکیب اصلی آن مربوط به فرمول AL 2 O 3 است. 2SIO 2. 2H 2 O. از دیگر اشکال طبیعی پیدا کردن آلومینیوم، بوکسیت آل 2 O 3 دارای بیشترین ارزش است. XH 2 O و مواد معدنی Corund Al 2 O 3 و CRICHED ALF 3. 3naf

به دست آوردن

در حال حاضر، صنعت آلومینیوم توسط الکترولیز از راه حل آلومینا آل 2 O 3 به دست می آید. Al 2 O 3 باید به اندازه کافی تمیز باشد، زیرا ناخالصی ها از آلومینیوم چسبنده حذف می شوند. نقطه ذوب Al 2 O 3 حدود 2050 درجه سانتی گراد است و کریولیت - 1100 درجه سانتیگراد الکترولیز به مخلوط مذاب از Cryolya و Al 2 O 3، حاوی حدود 10 wt٪ Al 2 O 3، که ذوب می شود 960 درجه سانتی گراد و دارای هدایت الکتریکی، تراکم و ویسکوزیته، فرآیند مطلوب است. هنگام اضافه کردن ALF 3، CAF 2 و MGF 2، الکترولیز در 950 درجه سانتیگراد امکان پذیر است.

الکترولیزر برای ذوب آلومینیوم یک پوشش آهن است که از داخل آجر نسوز خارج می شود. پایین آن (زیر)، مونتاژ شده از بلوک های ذغال سنگ فشرده، به عنوان کاتد عمل می کند. آند در بالا قرار دارد: این فریم های آلومینیومی پر از بریکت های ذغال سنگ هستند.

AL 2 O 3 \u003d AL 3+ + ALO 3 3-

در کاتد، آلومینیوم مایع متمایز است:

AL 3+ + 3E - \u003d AL

آلومینیوم به پایین کوره می رود، از جایی که به صورت دوره ای تولید می شود. اکسیژن بر روی آند منتشر می شود:

4ALO 3 3- - 12E - \u003d 2AL 2 O 3 + 3O 2

اکسیژن گرافیت را به اکسید کربن اکسید می کند. به عنوان کربن احتراق، آند افزایش می یابد.

آلومینیوم، علاوه بر این، به عنوان یک افزودنی دوپینگ به بسیاری از آلیاژها استفاده می شود تا آنها را مقاومت کنند.

خواص فیزیکی آلومینیوم. آلومینیوم ترکیبی از یک مجموعه بسیار ارزشمند از خواص: تراکم کم، هدایت حرارتی بالا و هدایت الکتریکی، پلاستیکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی خوب است. این به راحتی جعل، مهر زنی، نورد، نقاشی است. آلومینیوم به خوبی با گاز، تماس و سایر انواع جوشکاری جوش داده شده است. آلومینیوم مشبک مکعب با پارامتر A \u003d 4،0413 Å grazentized. خواص آلومینیوم، مانند تمام فلزات، به معنی درجه به خلوص آن بستگی دارد. خواص آلومینیومی خلوص ویژه (99.996٪): تراکم (در دمای 20 درجه سانتیگراد) 2698.9 کیلوگرم در متر مربع؛ T PL 660.24 درجه سانتی گراد؛ تی ابزار حدود 2500 درجه سانتیگراد؛ ضریب انبساط حرارتی (از 20 تا 100 درجه سانتیگراد) 23.86 · 10 -6؛ هدایت حرارتی (در 190 درجه سانتیگراد) 343 w / m · k، ظرفیت حرارتی خاص (در 100 درجه سانتیگراد) 931.98 J / kg · k. ؛ هدایت الکتریکی با توجه به مس (در دمای 20 درجه سانتیگراد) 65.5٪. آلومینیوم دارای قدرت کم (مقاومت 50-60 Mn / m 2)، سختی (170 mn / m 2 برای برینل) و پلاستیکی بالا (تا 50٪) است. با نورد سرد، قدرت آلومینیوم به 115 mn / m 2 افزایش می یابد، سختی تا 270 mn / m 2، طول عمر نسبی به 5٪ (1 mn / m 2 ~ و 0.1 kgf / mm 2) کاهش می یابد. آلومینیوم به خوبی جلا، آنودایز شده است و دارای بازتابی بالا نزدیک به نقره است (آن را تا 90٪ از انرژی نور حادثه نشان می دهد). با توجه به وابستگی زیادی به اکسیژن، آلومینیوم در هوا با یک فیلم نازک، اما بسیار بادوام از اکسید Al 2 پوشیده شده است، حفاظت از فلز از اکسیداسیون بیشتر و منجر به خواص ضد خوردگی بالا آن می شود. قدرت فیلم اکسید و اثر محافظتی آن به شدت کاهش می یابد در حضور ناخالصی های جیوه، سدیم، منیزیم، مس و دیگر ستون های آلومینیومی به عمل خوردگی اتمسفر، دریای و آب شیرین، عملا با متمرکز ارتباط برقرار نمی کند یا اسید نیتریک به شدت رقیق شده، با اسیدهای ارگانیک، محصولات غذایی.

خواص شیمیایی

هنگامی که بر آلومینیوم ریز ریز شده تاثیر می گذارد، او به شدت در هوا سوزانده می شود. به طور مشابه درآمد و تعامل با خاکستری. با کلر و برومو، این ترکیب در حال حاضر در دمای طبیعی رخ می دهد، با یدوم - هنگامی که گرم می شود. در دمای بسیار بالا، آلومینیوم به طور مستقیم با نیتروژن و کربن متصل می شود. برعکس، با هیدروژن ارتباط برقرار نمی کند.

در ارتباط با آب، آلومینیوم کاملا پایدار است. اما اگر یک مسیر مکانیکی یا آمالگامنگ باشد، اثر محافظتی از فیلم اکسید را حذف کنید، سپس یک واکنش پر انرژی رخ می دهد:

به شدت رقیق شده، و همچنین بسیار متمرکز HNO3 و H2SO4 بر روی آلومینیوم تقریبا عمل نمی کنند (در سرما)، در حالی که با غلظت های متوسط \u200b\u200bاین اسیدها به تدریج حل می شود. آلومینیوم خالص نسبتا پایدار است و در ارتباط با اسید هیدروکلریک، اما فلز فنی معمولی در آن حل می شود.

تحت عمل بر روی محلول های آبی آلومینیوم، قلیایی از لایه اکسید حل می شود و آلومینیوم تشکیل می شود - نمک حاوی آلومینیوم به عنوان بخشی از آنیون:

Al 2 O 3 + 2naoh + 3H 2 O \u003d 2NA

آلومینیوم، بدون فیلم محافظتی، با آب ارتباط برقرار می کند، هیدروژن را از بین می برد:

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2

اشکال هیدروکسید آلومینیوم واکنش نشان می دهد با بیش از حد قلیایی، تشکیل هیدروکسیالالوم:

آل (آه) 3 + naoh \u003d na

انحلال کل انحلال آلومینیوم در یک محلول آبی قلیایی:

2Al + 2naoh + 6H 2 O \u003d 2NA + 3H 2

آلومینیوم به طور قابل توجهی در راه حل های نمک حل شده است، که به علت هیدرولیز آنها با واکنش اسیدی یا قلیایی، به عنوان مثال، در یک راه حل Na 2 CO 3 است.

در یک ردیف تنش، بین MG و Zn واقع شده است. در تمام ترکیبات پایدار آن آلومینیوم سه گانه.

ترکیب آلومینیوم با اکسیژن همراه با انتشار گرمای بزرگ (1676 kJ / mol Al 2 O 3)، بسیار بیشتر از بسیاری از فلزات دیگر است. با توجه به این، هنگامی که مخلوطی از اکسید فلز مربوطه با پودر آلومینیومی، یک واکنش خشونت آمیز رخ می دهد، منجر به انتشار فلز آزاد از اکسید خون می شود. روش بازیابی با استفاده از AL (Altertermia) اغلب برای به دست آوردن تعدادی از عناصر (Cr، Mn، V، W، و غیره) در حالت آزاد استفاده می شود.

Alumethemy گاهی اوقات برای جوشکاری قطعات فولادی فردی، در ساعت ریل تراموا استفاده می شود. مخلوط مورد استفاده ("Termit") معمولا از پودر آلومینیوم نازک و Fe 3 O 4 ساخته شده است. این با بوی مخلوط آل و Bao 2 تنظیم شده است. واکنش اصلی به دلیل معادله است:

8AL + 3FE 3 O 4 \u003d 4AL 2 O 3 + 9FE + 3350 KJ

علاوه بر این، درجه حرارت در حال توسعه حدود 3000 درجه سانتیگراد است.

اکسید آلومینیوم سفید، بسیار مقاوم است (T. PL 2050 O C) و غیر قابل حل در جرم آب. طبیعی Al 2 O 3 (Corundum معدنی)، و همچنین به عنوان مصنوعی و سپس به شدت کالسیسیونی با سختی بزرگ و غیر حلالیت در اسیدها مشخص می شود. در حالت محلول AL 2 O 3 (T.N. آلومینا) می تواند توسط قلیایی منتقل شود.

معمولا آلوده به اکسید آهن Corundum به دلیل سختی شدید آن مورد استفاده برای تولید حلقه های سنگ زنی، میله ها و غیره است. در یک شکل خرد شده به صورت خرد شده، آن را به نام Emery برای تمیز کردن سطوح فلزی و تولید کاغذ پس زمینه نامیده می شود. برای اهداف مشابه اغلب از AL 2 O 3 استفاده می شود، که توسط همجوشی بوکسیت به دست آمده (نام فنی - Alund) استفاده می شود.

شفاف رنگ کریستالهای Corundum - Ruby Ruby - Admixture Chromium - و یاقوت کبود آبی - مخلوط تیتانیوم و سنگ های قیمتی. آنها همچنین به صورت مصنوعی به دست می آیند و برای اهداف فنی مورد استفاده قرار می گیرند، به عنوان مثال، برای تولید قطعات دستگاه های دقیق، سنگ ها در ساعت ها و غیره استفاده می شود. کریستال های روبینز حاوی مخلوط کوچک Cr 2 O 3 به عنوان ژنراتورهای کوانتومی استفاده می شود - لیزر ایجاد یک پرتو هدایت شده از تابش تک رنگ.

با توجه به عدم انعطاف پذیری Al 2 O 3 در آب، هیدروکسید آل (OH) 3 مربوط به این اکسید می تواند تنها به صورت غیر مستقیم از نمک به دست آید. آماده سازی هیدروکسید را می توان به عنوان طرح زیر نشان داد. تحت عمل یون های قلیایی OH - به تدریج در آکواریوم های 3+ مولکول های آب جایگزین می شود:

3+ + OH - \u003d 2+ + H 2 O

2+ + OH - \u003d + + H 2 O

آه - \u003d 0 + H 2 O

AL (OH) 3 رسوب رنگ سفید از رنگ سفید، عملا غیر قابل حل در آب است، اما به راحتی محلول در اسیدها و قلیایی قوی است. در نتیجه، شخصیت آمفوتریک است. با این حال، خواص اصلی و به ویژه اسیدی آن بسیار ضعیف است. در NH بیش از 4 آه، آلومینیوم هیدروکسید نامحلول. یکی از اشکال هیدروکسید خشک شده - آلومینیوم در تکنیک به عنوان یک جاذب استفاده می شود.

هنگامی که با قلیایی قوی ارتباط برقرار می کنید، آلومینیوم های مناسب تشکیل می شوند:

NaOH + AL (OH) 3 \u003d NA

آلومینیوم های فعال ترین فلزات مونوالنت در آب به خوبی محلول هستند، اما به علت هیدرولیز قوی، راه حل های آنها پایدار هستند تنها اگر قلیایی بیش از حد کافی وجود داشته باشد. آلومینیوم، تولید شده از پایگاه های ضعیف تر، هیدرولیز شده در محلول تقریبا هدف و بنابراین می تواند تنها با استفاده از مسیر خشک (Al 2 O 3 همجوشی با اکسید های مناسب فلزات) به دست آمده است. Metalululdages تشکیل شده است، در ترکیب خود را تولید Halo 2 از متالامین اسید. اکثر آنها در آب نامحلول هستند.

AL (OH) 3 اسیدها نمک را تشکیل می دهند. مشتقات اکثر اسیدهای قوی به خوبی محلول در آب هستند، اما به طور قابل توجهی هیدرولیز شده اند و بنابراین راه حل های آنها واکنش اسیدی را نشان می دهد. همچنین نمک های محلول هیدرولیز شده از آلومینیوم و اسید ضعیف بیشتر می شود. با توجه به هیدرولیز سولفید، کربنات، سیانید و برخی از نمک های دیگر آلومینیوم از محلول های آبی، نمی توان به دست آورد.

در محیط آبی، آل 3+ آنیون به طور مستقیم توسط شش مولکول آب احاطه شده است. چنین یون هیدراته تا حدودی بر اساس طرح جدا شده است:

3+ + H 2 O \u003d 2+ + OH 3 +

ثابت جداسازی آن 1 است. 10 -5، I.E. اسید ضعیف (نزدیک به استیک) است. محیط هشت ضلعی Al 3+ با شش مولکول آب نیز در کریستال هیدرات های متعلق به تعداد کل نمک های آلومینیومی حفظ می شود.

آلومینوسیلیکات ها می توانند به عنوان سیلیکات در نظر گرفته شوند که در آن بخشی از SiO 4 4 سیلیکون تتراهیدرا با Alo 4 Tetrahedra 5- از آلومینوسیلیکات جایگزین شده است، SPLAM های زمینه رایج هستند، که بیش از نیمی از توده پوسته زمین را تشکیل می دهند. نمایندگان اصلی آنها - مواد معدنی

orthoclases K 2 Al 2 Si 6 O 16 یا K 2 O. AL 2 O 3. 6SIO 2.

albit Na 2 Al 2 Si 6 O 16 یا Na 2 O. AL 2 O 3. 6SIO 2.

راهنما Caal 2 Si 2 O 8 یا Cao. AL 2 O 3. 2SIO 2.

مواد معدنی گروه میکا بسیار رایج هستند، مانند Musk Kal 2 (ALSI 3 O 10) (OH) 2. نافلین معدنی (Na، K) 2، که برای به دست آوردن محصولات آلومینا سودا و سیمان برای به دست آوردن آلومینا استفاده می شود. این تولید از عملیات زیر تشکیل شده است: الف) Nefeline و سنگ آهک Sach در کوره های لوله ای در دمای 1200 درجه سانتیگراد:

(Na، K) 2 + 2Caco 3 \u003d 2Casio 3 + Naalo 2 + Kalo 2 + 2Co 2

ب) جرم حاصل از آب توسط آب از بین می رود - محلول آلومینیوم های سدیم و پتاسیم و لجن Casio 3 تشکیل شده است:

Naalo 2 + Kalo 2 + 4H 2 O \u003d n \u003d n \u003d k

ج) از طریق یک راه حل آلومینیوم، در طول CO 2 پخت تشکیل شده است:

Na + K + 2CO 2 \u003d Nahco 3 + KHCO 3 + 2AL (OH) 3

د) گرمایش آل (آه) 3 توسط آلومینا به دست می آید:

2AL (OH) 3 \u003d AL 2 O 3 + 3H 2 O

الف) تبخیر محلول رحم، سودا و مهار جدا شده است و لجن قبلا به دست آمده به تولید سیمان می رسد.

در تولید 1 T Al 2 O 3، 1 تن انسجام منسجم به دست آمده است.

برخی از آلومینوسیلیکات ها یک ساختار شل دارند و قادر به تبادل یونی هستند. چنین سیلیکات طبیعی و مخصوصا مصنوعی هستند - برای درمان آب استفاده می شود. علاوه بر این، به دلیل سطح بسیار توسعه یافته آن، آنها به عنوان حامل کاتالیزورها استفاده می شود، به عنوان مثال به عنوان مواد آغشته به کاتالیزور.

آلومینیوم هالید در شرایط عادی - مواد بلوری بی رنگ. Alf 3 Aluminum Halides بسیار متفاوت از خواص آنالوگ های آن هستند. این تصفیه شده است، کمی در آب، از لحاظ شیمیایی غیر فعال حل شده است. روش اصلی به دست آوردن ALF 3 بر اساس عمل HF بدون آب در Al 2 O 3 یا AL است:

AL 2 O 3 + 6HF \u003d 2ALF 3 + 3H 2 O

ترکیبات آلومینیوم با کلر، برم و ید کم شور، بسیار واکنشی و به خوبی محلول نه تنها در آب، بلکه در بسیاری از حلال های آلی نیز محلول هستند. تعامل کلسیم آلومینیوم با آب با انتشار قابل توجهی از گرما همراه است. در یک محلول آبی، همه آنها به شدت هیدرولیز شده اند، اما در مقایسه با هیدرید های اسیدی معمولی غیر فلزات، هیدرولیز آنها ناقص و برگشت پذیر است. به طور قابل ملاحظه ای در شرایط عادی، Alcl 3، Alb 3 و Ali 3 در هوای مرطوب (به علت هیدرولیز) دود می کنند. آنها را می توان با تعامل مستقیم از مواد ساده به دست آورد.

Alcl 3، Albr 3 و Ali 3 تراکم بخار با درجه حرارت نسبتا پایین بیشتر یا کمتر دقیقا مربوط به فرمول های دوگانه - Al 2 Hal 6. ساختار فضایی این مولکول ها به دو تتراهدرا با لبه مشترک مربوط می شود. هر اتم آلومینیوم با چهار اتم های هالوژن و هر یک از اتم های هالوژن مرکزی با اتم های آلومینیومی همراه است. از دو اوراق قرضه اتم هالوژن مرکزی، یکی از پذیرش های اهدا کننده و توابع آلومینیوم به عنوان یک گیرنده است.

با نمک های هالید از تعدادی از فلزات مونوالنت هاله های آلومینیومی، ترکیبات پیچیده تشکیل می شوند، عمدتا انواع M 3 و M (جایی که هال کلر، بروم یا ید است) تشکیل شده است. گرایش به واکنش های دلبستگی به طور کلی در هالید ها مورد توجه قرار گرفته است. دقیقا همین طور است که مهمترین استفاده فنی از ALCL 3 به عنوان کاتالیزور (هنگام پردازش روغن و با سنتز آلی) متصل است.

از Fluoroolumats بزرگترین استفاده (برای آماده سازی AL، F 2، مینا، شیشه، و غیره) دارای Cryolite Na 3 است. تولید صنعتی کریولیت مصنوعی بر اساس پردازش هیدروکسید آلومینیوم توسط اسید هیدروفلوئوریک و سودا است:

2Al (OH) 3 + 12HF + 3NA 2 CO 3 \u003d 2NA 3 + 3CO 2 + 9H 2 O

کلرو، برومو و یدوالومینات با همجوشی از تریالید های آلومینیومی با هالید های فلزات مربوطه به دست می آیند.

اگر چه آلومینیوم از لحاظ شیمیایی با هیدروژن ارتباط برقرار می کند، هیدرید آلومینیوم می تواند به صورت غیر مستقیم به دست آید. این یک توده آمورف سفید از ترکیب (ALH 3) N. تجزیه می شود زمانی که گرما بیش از 105 درجه سانتیگراد با هیدروژن آزاد می شود.

هنگامی که ALH 3 با هیدرید اصلی در محلول اتریال ارتباط برقرار می کند، هیدروالامین ها تشکیل می شوند:

lih + alh 3 \u003d لی

آلومینیوم هیدرید - جامدات سفید. آب به شدت تجزیه شده است. آنها عوامل کاهش دهنده قوی هستند. اعمال (به خصوص LI) در سنتز آلی.

آل 2 آلومینیوم سولفات (SO 4) 3. 18H 2 O با عمل اسید سولفوریک داغ بر روی اکسید آلومینیوم یا کائولین به دست می آید. این برای تصفیه آب استفاده می شود، و همچنین در هنگام تهیه برخی از انواع کاغذ.

آلومینیوم Kal Alum Kal (SO 4) 2. 12H 2 O در مقادیر زیادی برای چرم برنزه استفاده می شود، و همچنین در یک مورد خرد کردن به عنوان یک حلقه برای پارچه های پنبه ای. در مورد دوم، عمل آلوم بر اساس این واقعیت است که هیدروکسی هیدروکسید آلومینیوم به علت هیدرولیز آنها به علت هیدرولیز آنها در الیاف بافت در حالت خوب ذخیره می شود و رنگ را جذب می کند، به طور جدی آن را بر روی فیبر نگه می دارد.

از مشتقات آلومینیومی باقی مانده، لازم است به ذکر استات آن (در غیر این صورت - نمک اسید استیک) آل (CH 3 COO) 3، زمانی که سقوط بافت (به عنوان هیدرولیک) و در پزشکی (گرم و فشرده) استفاده می شود. نیترات آلومینیوم به راحتی محلول در آب است. آلومینیوم فسفات غیر قابل حل در آب و اسید استیک، اما محلول در اسیدهای قوی و قلیایی است.

آلومینیوم در بدن. آلومینیوم بخشی از بافت های حیوانی و گیاهی است. در حیوانات پستانداران، 10 -3 تا 10 -5٪ آلومینیوم (ماده خام) یافت شد. آلومینیوم در کبد، پانکراس و غدد تیروئید تجمع می یابد. در محصولات گیاهی، محتوای آلومینیوم از 4 میلی گرم در هر کیلوگرم ماده خشک (سیب زمینی) تا 46 میلی گرم (زرد زرد)، در محصولات حیوانی از 4 میلی گرم (عسل) تا 72 میلی گرم در هر کیلوگرم ماده خشک (گوشت گاو) است. در روزانه انسان، محتوای آلومینیوم به 35-40 میلی گرم می رسد. ارگانیسم ها شناخته شده هستند - هاب های آلومینیومی، به عنوان مثال، فریم ها (Lycopodiaceae)، حاوی در خاکستر به 5.3٪ آلومینیوم، مولکول ها (Helix و لیتورینا)، در ASSE 0.2-0.8٪ آلومینیوم. تشکیل ترکیبات نامحلول با فسفات، آلومینیوم، قدرت گیاهان را مختل می کند (جذب ریشه های فسفات) و حیوانات (جذب فسفات در روده).

آلومینیوم ژئوشیمی. ویژگی های ژئوشیمیایی آلومینیوم با توجه به وابستگی بیشتر آن به اکسیژن تعیین می شود (در آلومینیوم مواد معدنی واردات اکسیژن اکتاهان و تتراهیدرا)، والنس دائمی (3)، حلالیت ضعیف ترین ترکیبات طبیعی. در فرآیندهای اندوژن، زمانی که ماگما یخ زده و تشکیل سنگ های فوران شده است، آلومینیوم در شبکه کریستال شکاف فیلد، میکا و سایر مواد معدنی - آلومینیوم گنجانده شده است. در بیوسفر آلومینیوم - یک مهاجر ضعیف، در ارگانیسم ها و هیدروفر کافی نیست. در آب و هوای مرطوب، که در آن بقایای تخریب پوشش گیاهی فراوان بسیاری از اسیدهای ارگانیک را تشکیل می دهند، آلومینیوم در خاک و آب ها به شکل ترکیبات کلوئیدی ارگانینیک مهاجرت می کند؛ آلومینیوم توسط کلوئیدها جذب می شود و در پایین خاک ذخیره می شود. اتصال آلومینیوم با سیلیکون تا حدی شکسته شده و مکان های در مناطق استوایی تشکیل شده است مواد معدنی - هیدروکسید آلومینیوم - Bleit، Diaspora، هیدرولیک. بخش بزرگی از آلومینیوم بخشی از آلومینسیلیکات ها - کائولینیت، بیدلیت و سایر مواد معدنی خاک رس است. تحرک ضعیف، تجمع باقی مانده آلومینیوم را در پوسته مناطق گرمسیری تضعیف می کند. به عنوان یک نتیجه، بوکسیت های اووییال تشکیل شده است. در دوره های زمین شناسی گذشته، بوکسیت نیز در دریاچه ها و منطقه ساحلی دریاها از مناطق گرمسیری انباشته شد (به عنوان مثال، بوکت های رسوبی قزاقستان). در استپ ها و بیابان ها، جایی که مواد زنده کمی وجود دارد، و آب خنثی و قلیایی است، آلومینیوم تقریبا مهاجرت نمی کند. مهاجرت پر انرژی ترین آلومینیوم در مناطق آتشفشانی، جایی که رودخانه قوی و آبهای زیرزمینی غنی از آلومینیوم مشاهده می شود. در مکان های تعصب آب اسیدی با قلیایی - دریا (در دهان رودخانه ها و دیگران)، آلومینیوم با تشکیل رسوبات بوکسیت ذخیره می شود.

کاربرد آلومینیوم. ترکیبی از خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی آلومینیوم، استفاده گسترده آن را در تقریبا تمام زمینه های تکنولوژی، به ویژه در قالب آلیاژهای آن از فلزات دیگر تعیین می کند. در مهندسی برق، آلومینیوم با موفقیت جایگزین مس، به ویژه در تولید هادی های عظیم، به عنوان مثال، در خطوط هوایی، کابل های ولتاژ بالا، لاستیک های دستگاه توزیع، ترانسفورماتور (هدایت الکتریکی آلومینیوم به 65.5٪ از هدایت الکتریکی مس، و این بیش از سه بار ساده تر از مس است؛ با یک بخش متقابل، هدایت همان هدایت، جرم سیم از آلومینیوم دو برابر مس). آلومینیوم Ultrapure در تولید خازن های الکتریکی و یکسو کننده ها استفاده می شود، عمل که بر اساس توانایی فیلم اکسید آلومینیوم برای خروج از جریان الکتریکی در یک جهت است. آلومینیوم Ultrachoft، تصفیه شده توسط ذوب منطقه، برای سنتز ترکیبات نیمه هادی نوع A III B V استفاده می شود که برای تولید دستگاه های نیمه هادی استفاده می شود. آلومینیوم خالص در تولید انواع مختلف بازتابنده های آینه استفاده می شود. آلومینیوم خلوص بالا برای جلوگیری از سطوح فلزی از عمل خوردگی اتمسفر (پوشش، رنگ آلومینیوم) استفاده می شود. داشتن یک مقطع نسبتا کم از جذب نوترون، آلومینیوم به عنوان ماده ساختاری در راکتورهای هسته ای استفاده می شود.

در مخازن آلومینیوم، یک ظرف بزرگ ذخیره شده و انتقال گازهای مایع (متان، اکسیژن، هیدروژن، و غیره)، نیتروژن و اسید استیک، آب پاک، پراکسید هیدروژن و روغن های رژیم غذایی ذخیره می شود. آلومینیوم به طور گسترده ای در تجهیزات و دستگاه صنایع غذایی، برای بسته بندی محصولات غذایی (به شکل فویل)، برای تولید انواع محصولات خانگی استفاده می شود. مصرف آلومینیوم برای اتمام ساختمان ها، معماری، حمل و نقل و امکانات ورزشی به طور چشمگیری افزایش یافته است.

در متالورژی آلومینیوم (علاوه بر آلیاژها بر اساس آن)، یکی از رایج ترین مواد افزودنی آلیاژ در آلیاژهای مبتنی بر Cu، Mg، Ti، Ni، Zn و Fe. آلومینیوم نیز قبل از ریختن آن به شکل، و همچنین در فرایندهای به دست آوردن برخی از فلزات توسط آلومینیوم استفاده می شود. بر اساس آلومینیوم توسط متالورژی پودر، SAP (پودر آلومینیوم پخته شده) با درجه حرارت بالاتر از 300 درجه با مقاومت حرارتی بزرگ ایجاد شده است.

آلومینیوم در تولید مواد منفجره (آمونال، Almone) استفاده می شود. ترکیبات مختلف آلومینیوم به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند.

تولید و مصرف آلومینیوم به طور مداوم در حال رشد است، به طور قابل توجهی پیش از تولید فولاد، مس، سرب، روی.

فهرست ادبیات مورد استفاده

1. v.a. rabinovich، z.ya. هاوین "دایرکتوری شیمیایی کوتاه"

2. L.S. GUISE "سخنرانی های شیمی عمومی"

3. N.S. Akhmetov "شیمی عمومی و معدنی"

4. B.V. Nekrasov "آموزش شیمی عمومی"

5. N.L. Glinka "شیمی عمومی"

آلومینیوم - عنصر 13 گروهی از جدول تناوبی عناصر شیمیایی، دوره سوم، با عدد اتمی 13. به گروه فلزات نور اشاره دارد. شایع ترین فلز و شیوع سوم عنصر شیمیایی پوسته زمین (پس از اکسیژن و سیلیکون) است.

یک ماده آلومینیومی ساده یک فلز پارامغناطیسی از پروتئین نقره ای، آسان به شکل قالب گیری، ریخته گری، پردازش مکانیکی است. آلومینیوم دارای مقاومت بالا انرژی حرارتی، مقاومت به خوردگی به علت تشکیل سریع فیلم های اکسید با دوام است که از سطح از تعامل بیشتر محافظت می کند.

روش مدرن به دست آوردن، فرآیند سالن دوره. این شامل حل اکسید آلومینیوم Al2O3 در ذوب Cryolite Na3Alf6 است که به دنبال آن الکترولیز با استفاده از الکترودهای آنودای آنودز مصرف کننده کک مصرف کننده است. این روش به دست آوردن نیاز به هزینه های بسیار زیادی از برق دارد و بنابراین برنامه های کاربردی صنعتی را تنها در قرن بیستم دریافت کرد.

روش آزمایشگاهی برای تولید آلومینیوم: ترمیم پتاسیم فلزی کلرید آلومینیوم بدون آب (واکنش زمانی که بدون دسترسی به هوا گرم می شود):

فلز نقره ای سفید، نور، تراکم - 2.7 گرم / سانتی متر، نقطه ذوب در آلومینیوم فنی - 658 درجه سانتی گراد، در آلومینیوم خلوص بالا - 660 درجه سانتی گراد، پلاستیکی بالا: فنی - 35٪، در خالص - 50٪، نورد به یک ورق باریک و حتی فویل. آلومینیوم دارای هدایت الکتریکی بالا (37 × 106 سانتی متر / متر) و هدایت حرارتی (203.5 w / (m · k))، 65٪، دارای بازتابی بالا است.

آلیاژهای آلومینیوم با تقریبا تمام فلزات تشکیل شده است. معروف ترین آلیاژهای با مس و منیزیم (Duralumin) و سیلیکون (سیلمین).

با توجه به شیوع پوسته زمین زمین، جایگاه اول را در میان فلزات و جایگاه سوم در میان عناصر قرار می دهد و تنها اکسیژن و سیلیکون را به دست می آورند. غلظت جرم آلومینیوم در پوسته زمین بر اساس محققان مختلف از 7.45 تا 8.14٪ تخمین زده می شود. در طبیعت، آلومینیوم، به علت فعالیت های شیمیایی بالا، تقریبا به طور انحصاری به صورت ترکیبات رخ می دهد.

آلومینیوم طبیعی شامل تقریبا به طور کامل از ایزوتوپ پایدار 27Al با مسیرهای ناچیز 26Al، ایزوتوپ های رادیواکتیو طولانی مدت با نیمه عمر 720 هزار سال تولید شده در اتمسفر تولید می شود.

در شرایط عادی، آلومینیوم با فیلم اکسید نازک و با دوام پوشش داده می شود و بنابراین با عوامل اکسید کننده کلاسیک واکنش نشان نمی دهد: با H2O (T °)، O2، HNO3 (بدون حرارت). با توجه به این، آلومینیوم عملا به خوردگی نمی شود و بنابراین صنعت مدرن به طور گسترده ای مورد نیاز است. با این حال، در تخریب فیلم اکسید (به عنوان مثال، در تماس با راه حل های نمک آمونیوم NH4 +، قلیایی داغ یا به عنوان یک نتیجه از آمالگامنگ)، آلومینیوم به عنوان یک عامل کاهش فعال عمل می کند. ممکن است از تشکیل فیلم اکسید جلوگیری کند با اضافه کردن چنین فلزات مانند گالیم، ایندیوم یا قلع به آلومینیوم. در این مورد، سطح آلومینیوم با یوتکتیک کم ذوب بر اساس این فلزات مرطوب می شود.

به راحتی با مواد معمولی واکنش نشان می دهد:

با اکسیژن، تشکیل اکسید آلومینیوم:

با هالوژن (به جز فلوراید)، تشکیل کلرید، برمید یا یدید آلومینیوم:

با دیگر غیر فلزات واکنش نشان می دهد زمانی که گرم می شود:

با فلوئور، تشکیل فلوراید آلومینیوم:

با خاکستری، تشکیل سولفید آلومینیوم:

با نیتروژن، تشکیل نیترید آلومینیوم:

با کربن، تشکیل آلومینیوم کاربید:

سولفید و کاربید آلومینیوم به طور کامل هیدرولیز شده اند:

با مواد پیچیده:

با آب (پس از حذف فیلم اکسید محافظ، به عنوان مثال، Amalgaming یا راه حل های داغ Sleepe):

با قلیایی (با تشکیل تترا هیدروکسیلومینات ها و آلومینیوم های دیگر):

به راحتی در هیدروکلریک و اسیدهای سولفوریک رقیق شده حل شده است:

هنگامی که گرم می شود، در اسیدها حل می شود - اکسید کننده ها نمک های آلومینیومی محلول را تشکیل می دهند:

بازسازی فلزات از اکسید خود (آلومینیوم):

44. ترکیبات آلومینیوم، خواص آمفتری آنها

پیکربندی الکترونیکی سطح خارجی آلومینیوم ... 3S23P1.

در حالت هیجانی، یکی از الکترونهای S به سلول آزاد P-suite می افزاید، چنین ایالتی مربوط به Valence of III و درجه اکسیداسیون +3 است. در لایه خارجی بیرونی اتم آلومینیوم، D-liners رایگان وجود دارد.

اتصالات طبیعی ضروری - آلومینیوم:

خاک رس سفید Al2O3 ∙ 2sio2 ∙ 2H2O، میدان Spat K2O ∙ Al2O3 ∙ 6SiO2، Mica K2O ∙ Al2O3 ∙ 6sio2 ∙ H2O

از دیگر اشکال طبیعی یافته های آلومینیومی، جعبه های A12IZ ∙ NN2O، مواد معدنی Corund A1FoZ و کرسی های A1FSIS ∙ 3NAF دارای بیشترین ارزش هستند.

سبک وزن، نقره ای سفید، فلز پلاستیکی، کاملا جریان الکتریکی و حرارت را انجام می دهد.

در آلومینیوم هوا با بهترین (0.00001 میلی متر) پوشیده شده است، اما یک فیلم بسیار متراکم از اکسید، محافظت از فلز از اکسیداسیون بیشتر و ظاهر مات است.

آلومینیوم A12O3 اکسید

جامد جامد سفید در آب، نقطه ذوب 20500С.

طبیعی A12O3 - Corundum معدنی. شفاف رنگ کریستالهای Corundum - Ruby Ruby - حاوی مخلوط کروم - و یاقوت کبود آبی - مخلوط سنگ های قیمتی تیتانیوم و آهن است. آنها همچنین به صورت مصنوعی به دست می آیند و برای اهداف فنی مورد استفاده قرار می گیرند، به عنوان مثال، برای تولید قطعات دستگاه های دقیق، سنگ ها در ساعت ها و غیره استفاده می شود.

خواص شیمیایی

اکسید آلومینیوم خواص آمفوتریک را نشان می دهد

1. تعامل با اسیدها

A12O3 + 6HCL \u003d 2ACL3 + 3H2O

2. تعامل با قلیایی

A12O3 + 2naoh - 2naalo2 + H2O

Al2O3 + 2naoh + 5H2O \u003d 2NA

3. هنگامی که مخلوطی از اکسید فلزی مناسب با پودر آلومینیومی، یک واکنش طوفانی رخ می دهد، منجر به جداسازی فلز آزاد از اکسید مسواک می شود. روش بازیابی با استفاده از AL (Altertermia) اغلب برای به دست آوردن تعدادی از عناصر (CR، MP، V، W، و غیره) در یک کشور آزاد استفاده می شود

2A1 + WO3 \u003d A12IZ + W

4. تعامل با نمک دارای یک محیط گسترده گسترده به علت هیدرولیز

Al2O3 + Na2Co3 \u003d 2 Naalo2 + CO2

آلومینیوم A1 هیدروکسید (آه) 3

A1 (OH) 3 گودال فله رسوب سفید است، عملا غیر قابل حل در آب است، اما به راحتی در اسیدها و قلیایی قوی محلول می شود. در نتیجه، شخصیت آمفوتریک است.

هیدروکسید آلومینیوم با نمک های محلول آلومینا با قلیایی به دست می آید

ALCL3 + 3NAOH \u003d AL (OH) 3 ↓ + 3NACL

AL3 + + 3OH- \u003d AL (OH) 3 ↓

این واکنش را می توان به عنوان یون Al3 + با کیفیت بالا استفاده کرد

خواص شیمیایی

1. تعامل با اسیدها

AL (OH) 3 + 3HCL \u003d 2ACL3 + 3H2O

2. هنگام تعامل با قلیایی قوی، آلومینیوم های مناسب شکل می گیرند:

NaOH + A1 (OH) S \u003d NA

3. تجزیه حرارتی

2AL (OH) 3 \u003d Al2O3 + 3H2O

هیدرولیز آلومینیومی نمک در کاتیون، فضای محیط زیست (pH< 7)

AL3 + + N + ON-↔LON2 + + H +

AL (NO3) 3 + H2O↔ Aloh (NO3) 2 + HNO3

نمک های محلول آلومینیوم و اسیدهای ضعیف کامل (هیدرولیز غیرقابل برگشت)

AL2S3 + 3H2O \u003d 2AL (OH) 3 + 3H2S

Alumina Alumina اکسید بخشی از برخی از عوامل آنتی اسیدها است (به عنوان مثال، Almagel)، که در اسیدیته بالایی آب معده استفاده می شود.

KAL (SO4) 3 12H2O - Alums Alums Alumboy در پزشکی برای درمان بیماری های پوستی، مانند روش های هموستاتیک استفاده می شود. و همچنین به عنوان یک ماده برنزه در صنعت چرم استفاده می شود.

(CH3COO) 3Al - حفاری مایع - 8٪ محلول آلومینیوم استات دارای اثر باند و ضد التهابی است، در غلظت های بزرگی دارای خواص ضد عفونی متوسط \u200b\u200bاست. این در فرم تقسیم شده برای شستشو، لوسیون، با بیماری های التهابی پوست و غشاهای مخاطی استفاده می شود.

ALCL3 به عنوان یک کاتالیزور در سنتز آلی استفاده می شود.

AL2 (SO4) 3 · 18 H20 - هنگام تمیز کردن آب اعمال می شود.

(a l)، گالیم (GA)، هند (in) و tallal (t l).

همانطور که از داده های داده شده دیده می شود، تمام این عناصر در آن باز شدقرن نوزدهم

افتتاح فلزات زیر گروه اصلی III گروه ها

که در	الو	GA.	که در.	tl
1806	1825	1875	1863	1861
Utyvak،	G. Eirsted	l. de baabodran	f.reich،	u.kruk
L. tenar	(دانمارک)	(فرانسه)	I. ریشتر	(انگلستان)
(فرانسه)			(آلمان)

BOR غیر فلزی است آلومینیوم - فلز انتقال، و گالیم، ایندیوم و تالیم - فلز کامل. بنابراین، با افزایش شعاع اتم های عناصر هر گروه از سیستم دوره ای، خواص فلزی مواد ساده افزایش می یابد.

در این سخنرانی، ما خواص آلومینیوم را در نظر خواهیم گرفت.

1. موقعیت آلومینیوم در جدول D. I. Mendeleev. ساختار اتم، درجه اکسیداسیون قابل ملاحظه ای.

عنصر آلومینیومی در آن قرار داردIII گروه، اصلی "A" زیر گروه، 3 سیستم دوره ای، توالی شماره 17، توده اتمی نسبیAR (AL. ) \u003d 27. همسایه او در سمت چپ در جدول منیزیم - فلز معمولی، و در سمت راست - سیلیکون - در حال حاضر غیر فلز است. در نتیجه، آلومینیوم باید خواص برخی از طبیعت متوسط \u200b\u200bرا نشان دهد و ترکیبات آن آمفوتریک هستند.

AL +13) 2) 8) 3، P - ELEMENT،

شرایط اساسی 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 1
حالت هیجانی 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 3P 2

نمایشگاه آلومینیوم در ترکیبات درجه اکسیداسیون +3:

Al 0 - 3 E - → Al +3

2. خواص فیزیکی

آلومینیوم به صورت رایگان - فلز نقره ای سفید با حرارت بالا و هدایت الکتریکی.ذوب نقطه 650 O C. آلومینیوم دارای تراکم کم (2.7 g / cm 3) - تقریبا سه برابر کمتر از آهن یا مس، و در عین حال یک فلز با دوام است.

3. پیدا کردن در طبیعت

در شیوع طبیعت طول می کشد 1 در میان فلزات و جایگاه سوم در میان عناصر، تنها اکسیژن و سیلیکون تولید می شود. درصد محتوای آلومینیومی در پوسته زمین بر اساس محققان مختلف از 7.45 تا 8.14 درصد از توده پوسته زمین است.

در طبیعت، آلومینیوم تنها در اتصالات یافت می شود (مواد معدنی).

برخی از آنها:

· جعبه ها - AL 2 O 3 H 2 O (با ناخالصی SiO 2، Fe 2 O 3، Caco 3)

· Nefelina - KNA 3 4

· Alunites - KAL (SO 4) 2 2AL (OH) 3

· Alumors (مخلوط کائولینز با SiO 2 شن، CACO 3 سنگ آهک، MGCO 3 Magnesite)

· Corundum - Al 2 O 3

· Spad Spad (Orthoclases) - K 2 O × Al 2 O 3 × 6Sio 2

· Kaolinitis - Al 2 O 3 × 2SIO 2 × 2H 2 O

· الویت - (Na، K) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al (OH) 3

· بریل - 3wo Al 2 O 3 6sio 2

بوکسیت
AL 2 O 3	کورودوم
	روبی
	یاقوت کبود

4. خواص شیمیایی آلومینیوم و اتصالات آن

آلومینیوم به راحتی با اکسیژن در شرایط عادی ارتباط برقرار می کند و با یک فیلم اکسید پوشیده شده است (به نظر می رسد مات می شود).

تظاهرات فیلم اکسید

ضخامت آن 0.00001 میلی متر است، اما به لطف آن، آلومینیوم خوابیده نیست. برای مطالعات، خواص آلومینیوم، فیلم اکسید حذف می شود. (با کمک کاغذ پسند یا از لحاظ شیمیایی: ابتدا به یک راه حل قلیایی برای حذف یک فیلم اکسید، و سپس به محلول نمک های جیوه برای تشکیل آلیاژ آلومینیوم با جیوه - آمالگام ها رسید.

من.. تعامل با مواد معمولی

آلومینیوم در دمای اتاق به طور فعال با تمام هالوژن ها واکنش نشان می دهد، تشکیل هالید ها را تشکیل می دهند. هنگامی که حرارت داده می شود، آن را با گوگرد (200 درجه سانتیگراد)، نیتروژن (800 درجه سانتیگراد)، فسفر (500 درجه سانتیگراد) و کربن (2000 درجه سانتیگراد)، با ید در حضور کاتالیزور - آب تعامل می کند:

2A L + 3 S \u003d A L 2 S 3 (آلومینیوم سولفید)

2A L + N 2 \u003d 2A LN (نیترید آلومینیوم)

و l + p \u003d a l P (فسفید آلومینیوم)

4A L + 3C \u003d A L 4 C 3 (کاربید آلومینیوم).

2 OLL +3 I 2 \u003d 2 A L من 3 (یودر آلومینیوم) تجربه

تمام این ترکیبات به طور کامل هیدرولیز شده برای تشکیل هیدروکسید آلومینیوم و، به این ترتیب، سولفید هیدروژن، آمونیاک، فسفین و متان:

AL 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2AL (OH) 3 + 3H 2 S

4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4AL (OH) 3 + 3CH 4

در قالب تراشه یا پودر، آن را به وضوح روشن در هوا، برجسته مقدار زیادی از گرما:

4A L + 3 O 2 \u003d 2A L 2 O 3 + 1676 KJ.

آلومینیوم سوزاندن در هوا

تجربه

دوم. تعامل با مواد پیچیده

تعامل با آب :

2 Al + 6 H 2 O \u003d 2 AL (OH) 3 +3 H 2

بدون فیلم اکسید

تجربه

تعامل با اکسید فلزات:

آلومینیوم یک عامل کاهش خوب است، زیرا یکی از فلزات فعال است. این در تعدادی از فعالیت بلافاصله پس از فلزات قلیایی زمین واقع شده است. از این رو فلزات را از اکسید خود بازسازی می کند . چنین واکنشی Alylummia است - برای به دست آوردن فلزات خالص خالص مانند تنگستن، حمام و غیره استفاده می شود.

3 FE 3 O 4 +8 AL \u003d 4 AL 2 O 3 +9 FE +Q.

مخلوط ترمیتی Fe 3 O 4 IAL (پودر) نیز در جوشکاری حرارتی استفاده می شود.

C R 2 O 3 + 2A L \u003d 2C R + A L 2 O 3

تعامل با اسیدها :

با محلول اسید سولفوریک: 2 Al + 3 H 2 SO 4 \u003d AL 2 (SO 4) 3 +3 H 2

با سولفور متمرکز سرد و نیتریک واکنش نشان نمی دهد (passivates). بنابراین، اسید نیتریک در مخازن آلومینیوم حمل می شود. هنگامی که آلومینیوم گرما قادر به بازگرداندن این اسیدها بدون انتشار هیدروژن می باشد:

2A L + 6H 2 S O 4 (نتیجه گیری) \u003d A L 2 (S O 4) 3 + 3 S O 2 + 6N 2 O،

A L + 6N NO 3 (Concaten) \u003d A L (No 3) 3 + 3 No 2 + 3n 2 O.

تعامل با قلیایی .

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O \u003d 2 NA [ آل (آه) 4 ] +3 H 2.

تجربه

na[ولیl.(او) 4] – تتراهی هیدروکسیلوم سدیم

در پیشنهاد شیمیدان گوربوف، در جنگ روسیه و ژاپن، این واکنش برای تولید هیدروژن برای بالن ها استفاده شد.

با راه حل های نمک:

2 Al + 3 Cuso 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3 Cu

اگر سطح آلومینیوم از دست دادن نمک جیوه باشد، واکنش رخ می دهد:

2 الو + 3 hgcl 2 = 2 alcl 3 + 3 HG.

جیوه متمایز آلومینیوم، فرماپالگام را حل می کند .

تشخیص یونی آلومینیوم در راه حل ها : تجربه

5. استفاده از آلومینیوم و ترکیبات آن

خواص فیزیکی و شیمیایی آلومینیوم منجر به استفاده گسترده آن در تکنیک شد. صنعت حمل و نقل هوایی آلومینیومی بزرگ مصرف کننده: هواپیما در 2/3 شامل آلومینیوم و آلیاژهای آن است. هواپیما از فولاد خیلی سنگین خواهد بود و می تواند مسافران بسیار کمتر را حمل کند. بنابراین، آلومینیوم یک فلز بالدار نامیده می شود. آلومینیوم کابل ها و سیم ها را می سازد: با همان هدایت الکتریکی، جرم آنها 2 برابر کمتر از محصولات مربوط به مس است.

با توجه به مقاومت خوردگی آلومینیوم، از آن جزئیات دستگاه ها و ظرف را برای اسید نیتریک ساخته شده است. پودر آلومینیومی پایه ای برای تولید رنگ نقره ای برای محافظت از محصولات آهن از خوردگی، و همچنین انعکاس اشعه های گرما، این رنگ پوشش پالایشگاه، لباس های آتش نشانی را پوشش می دهد.

اکسید آلومینیوم برای به دست آوردن آلومینیوم و همچنین مواد نسوز استفاده می شود.

هیدروکسید آلومینیوم جزء اصلی تمام داروهای شناخته شده Maalox، Almagel است که اسیدیته آب معدنی را کاهش می دهد.

نمک های آلومینیومی قوی هستند - هیدرولیز شده اند. این ویژگی در فرایند تصفیه آب استفاده می شود. سولفات آلومینیوم به آب خالص داده می شود و مقدار کمی از آهک درد برای خنثی کردن اسید حاصل می شود. در نتیجه، رسوب حجمی هیدروکسید آلومینیوم جدا شده است، که، حل و فصل، با ذرات دقیق گل و باکتری ها طول می کشد.

بنابراین، سولفات آلومینیوم یک انعقاد است.

6. دریافت آلومینیوم

1) یک روش مقرون به صرفه مدرن برای تولید آلومینیوم توسط سالن آمریکایی و دوره فرانسه در سال 1886 اختراع شد. این شامل الکترولیز محلول اکسید آلومینیوم در کریولیت های مذاب است. Cryiton Molten Na 3 Alf 6 Al 2 O 3 را حل می کند، زیرا آب شکر را حل می کند. الکترولیز "راه حل" اکسید آلومینیوم در کریولیت مذاب رخ می دهد، به طوری که اگر کریث تنها یک حلال، و اکسید آلومینیوم - الکترولیت باشد.

2AL 2 O 3 EL → 4AL + 3O 2

در زبان انگلیسی "دایره المعارف برای پسران و دختران"، مقاله ای درباره آلومینیوم در کلمات زیر آغاز می شود: "در تاریخ 23 فوریه 1886، یک قرن فلزی جدید در تاریخ تمدن آغاز شد - یک قرن آلومینیوم. در این روز، چارلز هال، یک شیمیدان 22 ساله، در آزمایشگاه اولین معلم خود با دوازده توپ کوچک از آلومینیوم نقره ای سفید در دستش ظاهر شد و با اخبار که او راهی برای ساخت این فلز ارزان پیدا کرد و مقادیر زیاد. " بنابراین سالن توسط بنیانگذار صنعت آلومینیوم آمریکا و قهرمان ملی Anglo-Saxon، به عنوان فردی که کسب و کار با شکوه از علم ساخته شده بود ساخته شده است.

2) 2AL 2 O 3 +3 C \u003d 4 Al + 3 CO 2

جالبه:

• آلومینیوم فلزی برای اولین بار در سال 1825، هانس مسیحی، فیزیکدان دانمارکی اختصاص داده شد. با استفاده از گاز کلر از طریق یک لایه از اکسید آلومینیوم داغ مخلوط با زغال سنگ، کلرید آلومینیومی اختصاص داده شده بدون کوچکترین آثار رطوبت. برای بازگرداندن آلومینیوم فلزی، ersteda مورد نیاز برای درمان آلومینیوم کلرید آمالگام پتاسیم. پس از 2 سال، شیمیدان آلمانی Friedrich Völler. روش بهبود یافته، جایگزین پتاسیم تمیز آمالگام Calia.
• در قرن 18-19، آلومینیوم فلز اصلی طلا و جواهر بود. در سال 1889، D.I. Indeleev در لندن برای شایستگی در توسعه شیمی، یک هدیه ارزشمند - وزن ساخته شده از طلا و آلومینیوم اهدا شد.
• تا سال 1855، دانشمند فرانسه، Cleriary Deville یک روش برای تولید آلومینیوم فلزی بر روی مقیاس های فنی توسعه داد. اما راه بسیار گران بود. Deville از حمایت ویژه ناپلئونیه، Imperatorance لذت برد. در معنای عزت و قدردانی، شیطان Devilo را برای پسر ناپلئون، یک شاهزاده تازه متولد شده، پرنس تازه متولد شده، به زیبایی حک شده بود - اولین "محصول قلعه" آلومینیوم. ناپلئون قصد داشت حتی محافظت از محافظان خود را با پوشش های آلومینیومی تجهیز کند، اما قیمت به شدت بالا بود. در آن زمان، 1 کیلوگرم هزینه آلومینیوم 1000 درجه، I.E. 5 برابر بیشتر از نقره. تنها پس از اختراع فرآیند الکترولیتی، آلومینیوم برابر با فلزات معمولی در ارزش آن بود.
• آیا می دانید که آلومینیوم، وارد بدن انسان می شود، باعث اختلال سیستم عصبی می شود. پس از آن، متابولیسم مختل می شود. و ابزار محافظتی ویتامین C، ترکیبات کلسیم، روی است.
• هنگامی که احتراق آلومینیوم در اکسیژن و فلورین، گرمای زیادی متمایز است. بنابراین، آن را به عنوان افزودنی به سوخت موشک استفاده می شود. موشک "Saturn" در طول پرواز 36 تن پودر آلومینیوم سوختگی می کند. ایده استفاده از فلزات به عنوان جزء سوخت موشک ابتدا F. A. Zander بیان شد.

شبیه سازی

شبیه ساز شماره 1 - مشخصه آلومینیوم در موقعیت در سیستم دوره ای عناصر D. I. مندلیف

شبیه ساز شماره 2 - معادلات واکنش آلومینیوم با مواد ساده و پیچیده

شبیه ساز شماره 3 - خواص شیمیایی آلومینیوم

وظایف برای تعمیر

№1. برای به دست آوردن آلومینیوم از کلرید آلومینیوم به عنوان عامل کاهش دهنده، کلسیم فلزی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. معادله این واکنش شیمیایی را مشخص کنید، این فرآیند را با استفاده از تعادل الکترونیکی مشخص کنید.
فکر! چرا این واکنش می تواند در محلول آبی انجام شود؟

№2. معادلات واکنش شیمیایی را به پایان برسانید:
AL + H 2 SO 4 (راه حل ) ->
Al + Cucl 2 -\u003e
AL + HNO 3 (پایان ) - t -\u003e
Al + NaOH + H 2 O -\u003e

شماره 3 تبدیل:
AL -\u003e ALCL 3 -\u003e AL -\u003e AL 2 S 3 -\u003e AL (OH) 3 - T -\u003e AL 2 O 3 -\u003e AL

№4 کار را حل کنید:
آلیاژ آلومینیوم و مس در هنگام گرم شدن، بیش از حد از محلول هیدروکسید سدیم متمرکز شده است. 2.24 لیتر گاز (N.O.) آزاد شد. اگر مقدار کل آن 10 گرم باشد، درصد آلیاژ را محاسبه کنید؟