Brennende aluminium

Brenning av aluminium i luft

I motsetning til magnesium, antennes ikke enkeltpartikler av aluminium når de varmes opp i luft eller vanndamp til 2100 K. Brennende partikler av magnesium ble brukt til å antenne aluminium. De sistnevnte ble plassert på overflaten av varmeelementet, og aluminiumspartikler ble plassert på spissen av nålen i en avstand på 10–4 m over førstnevnte.

Antennelsen av aluminiumpartikler under tenningen skjer i dampfasen, og intensiteten til glødesonen som vises rundt partikkelen øker sakte. Stasjonær forbrenning er preget av eksistensen av en glødesone, som ikke endrer størrelsen før metallet er nesten helt utbrent. Forholdet mellom størrelsene på glødesonen og partikkelen er 1,6-1,9. I glødesonen dannes det små dråper av oksid, som smelter sammen ved kollisjon.

Resten etter forbrenning av partikkelen er et hult skall som ikke inneholder metall inni. Avhengigheten av brenntiden til en partikkel på størrelsen er uttrykt av formelen (forbrenningen er symmetrisk).

Forbrenning av aluminium i vanndamp

Antenning av aluminium i vanndamp skjer heterogent. Hydrogenet som frigjøres under reaksjonen bidrar til ødeleggelsen av oksidfilmen; mens flytende aluminiumoksid (eller hydroksid) sprøytes i form av dråper med en diameter på opptil 10-15 mikron. Slik ødeleggelse av oksidskallet gjentas med jevne mellomrom. Dette indikerer at en betydelig brøkdel av metallet brenner på overflaten av partikkelen.

Ved begynnelsen av forbrenningen er forholdet r /r 0 er lik 1,6-1,7. Ved forbrenning avtar partikkelstørrelsen, og forholdet gsw/?o øker til 2,0-3,0. Forbrenningshastigheten til en aluminiumpartikkel i vanndamp er nesten 5 ganger høyere enn i luft.

Forbrenning av aluminium-magnesium-legeringer

Forbrenning av aluminium-magnesium-legeringer i luft

Antennelsen av partikler av aluminium-magnesium-legeringer av variabel sammensetning i luft, oksygen-argonblandinger, vanndamp og karbondioksid fortsetter som regel på samme måte som antenning av magnesiumpartikler. Utbruddet av antennelse innledes av oksidative reaksjoner som oppstår på overflaten.

Forbrenningen av aluminium-magnesium-legeringer skiller seg betydelig fra forbrenningen av både aluminium og magnesium og avhenger sterkt av forholdet mellom komponenter i legeringen og av parametrene til det oksiderende mediet. Den viktigste egenskapen ved forbrenning av legeringspartikler er to-trinns prosessen (fig. 2.6). I det første trinnet er partikkelen omgitt av et sett med fakler, som danner en inhomogen glødesone av reaksjonsproduktene. Ved å sammenligne arten og størrelsen på glødesonen som omgir legeringspartikkelen under det første forbrenningsstadiet med arten og størrelsen til glødesonen rundt den brennende magnesiumpartikkelen (se fig. 2.4), kan vi konkludere med at det på dette stadiet hovedsakelig er snakk om magnesium som brenner ut av partikkelen.

Ris. 2.6. Forbrenning av en legeringspartikkel 30 % A1 + 70 % Mg ved normalt atmosfærisk trykk i en blanding som inneholder 15 volumprosent O 2og 85 % Ar:

1, 2 – magnesium utbrenthet; 3-6 – utbrenthet i aluminium

Et trekk ved det første trinnet av legeringsforbrenning er konstansen til partikkelstørrelse og flammesone. Dette betyr at væskedråpen i legeringen er innelukket i et solid oksidskall. Magnesiumoksid dominerer i oksidfilmen. Magnesium lekker ut gjennom filmdefekter og brenner i en dampfase diffusjonsflamme.

På slutten av det første trinnet øker forløpet av heterogene reaksjoner, noe som fremgår av utseendet til sentre med lys luminescens på overflaten av partikkelen. Varmen som frigjøres under heterogene reaksjoner bidrar til oppvarming av partikkelen til smeltepunktet til oksidet og begynnelsen av det andre forbrenningstrinnet.

I det andre forbrenningsstadiet er partikkelen omgitt av en homogen, lysere glødesone, som avtar når metallet brenner ut. Homogeniteten og sfærisiteten til flammesonen viser at oksidfilmen på overflaten av partikkelen er smeltet. Diffusjon av metallet gjennom filmen er gitt av den lave diffusjonsmotstanden til det flytende oksidet. Størrelsen på flammesonen overstiger betydelig størrelsen på partikkelen, noe som indikerer forbrenningen av metallet i dampfasen. Sammenligning av arten av det andre forbrenningstrinnet med det kjente mønsteret av aluminiumforbrenning indikerer en stor likhet, sannsynligvis forbrenner aluminium på dette stadiet av prosessen. Når den brenner ut, reduseres størrelsen på flammen, og følgelig størrelsen på den brennende dråpen. Den brente partikkelen lyser lenge.

Å endre størrelsen på glødesonen til en partikkel som brenner i samsvar med den beskrevne mekanismen er kompleks (fig. 2.7). Etter tenning, verdien r St. /r 0 raskt (i -0,1 ms) når sin maksimale verdi (seksjon ab). Videre, i hovedtiden av det første forbrenningsstadiet, forholdet r sv/ r 0 forblir konstant (seksjon bv). Når magnesiumutbrenthet slutter, r CV/ r 0 reduseres til et minimum (punkt G), og deretter, med begynnelsen av aluminiumsforbrenning, øker den (seksjon hvor). Sist men ikke minst aluminiumsutbrenthet r St. /r 0 synker monotont (seksjon de) til en sluttverdi som tilsvarer størrelsen på det dannede oksidet.

Ris. 2.7.:

1 – legering 30 % Al + 70 % Mg, luft; 2 – legering 30 % A1 + 70 % Mg, blanding 15 % O2 + 85 % Ar; 3 – legering 50 % A1 + 50 % Mg, luft

Mekanismen og parametrene for forbrenningsprosessen til aluminium-magnesium-legeringer avhenger betydelig av sammensetningen av legeringen. Med en reduksjon i magnesiuminnholdet i legeringen, reduseres størrelsen på glødesonen under det første forbrenningsstadiet og varigheten av dette stadiet. Når magnesiuminnholdet i legeringen er mindre enn 30 %, forblir prosessen to-trinns, men blir diskontinuerlig. På slutten av det første trinnet reduseres glødesonen til størrelsen på selve partikkelen, forbrenningsprosessen stopper, og aluminium brenner ut først etter at partikkelen gjenantennes. Partikler som ikke gjenantennes er hule porøse oksidskall som inneholder dråper av uforbrent aluminium inni.

Avhengigheten av brenntiden til partikler av deres opprinnelige diameter er uttrykt med følgende empiriske formler:

Forbrenning av aluminium-magnesium-legeringer i blandinger av oksygen med argon, i vanndamp og i karbondioksid.

Naturen til forbrenning av partikler av aluminium-magnesium-legeringer i oksygen-argon-blandinger er den samme som i luft. Med en nedgang i oksygeninnholdet avtar størrelsen på glødesonen ved magnesiumutbrenning markant. Avhengigheten av brenntiden til partiklene i legeringen 50% A1 + 50% Mg av partikkelstørrelsen og oksygeninnholdet i blandingen i volumprosent uttrykkes med formelen

Forbrenningen av legeringer i vanndamp er vesentlig forskjellig (fig. 2.8). Oksydfilmen som dannes i det første trinnet blir ødelagt av hydrogen, og partikkelen tar form av en korall. Aluminiumet som er igjen i korallen antennes bare 1–10 ms etter slutten av første etappe. En slik diskontinuitet i prosessen er typisk for legeringer av enhver sammensetning.

Ris. 2.8. Forbrenningspartikler av aluminium-magnesiumlegering (50:50) sfæriske(EN) og feil(b) dannes i et medium av vanndamp ved normalt atmosfærisk trykk:

1 - innledende partikkel; 2 - partikkel før antennelse; 3 - utbrenthet av magnesium; 4 - aluminiumsutbrenthet; 5 - korall dannet etter partikkelen

Ved forbrenning av aluminium-magnesium-legeringer i karbondioksid brenner bare magnesium ut av partikkelen, hvoretter forbrenningsprosessen stopper.

Forbrenning av aluminium-magnesium-legeringer i en høytemperaturflamme

For å studere prosessen med forbrenning av metallpartikler ved høye temperaturer, under en partikkel plassert på spissen av en nål, ble en presset tablett brent fra blandinger av ammoniumperklorat og urotropin, etter å ha beregnet forbrenningstemperaturer på 2500, 2700 og 3100 K.

Forbrenning av partikler av aluminium-magnesium-legeringer under disse forholdene skjer som regel med en eksplosjon. Tilstedeværelsen av en eksplosjon er karakteristisk for partikler av alle sammensetninger. Som et resultat av eksplosjonen dannes en betydelig sone med luminescens, som er et tegn på overvekt av dampfaseforbrenning. Bilder av en brennende partikkel ved begynnelsen av forbrenningen (fig. 2.9, EN) viser at heterogene reaksjoner skjer på hele overflaten av oksidskallet. På grunn av varmen fra heterogene reaksjoner skjer det en rask fordampning av metallet (fig. 2.9, b), som bidrar til brudd på oksidskallet og spruting av den ufordampede dråpen (fig. 2.9, V).

Ris. 2.9. Forbrenning av 95% Al-legeringspartikler med 5 % Mg i en oksiderende flamme (temperatur 2700 K):

EN- det innledende stadiet av forbrenning; b- stasjonær forbrenning; V- dele opp

I følge B. G. Lrabey, S. E. Salibekov og Yu. V. Leninsky, er knusing av partikler av aluminium-magnesium-legeringer forårsaket av en veldig stor forskjell i kokepunktene til magnesium og aluminium, som et resultat av at kokingen av magnesium når partikkelen er i høytemperatursonen er eksplosiv og fører til knusing av gjenværende aluminium. Temperaturen på 2500 K er allerede tilstrekkelig for forekomsten av eksplosiv forbrenning, noe som er ganske naturlig, siden denne temperaturen overstiger kokepunktet til begge komponentene.

• Arabey B. G., Salibekov S. E., Levinsky Yu. V. Noen kjennetegn ved antennelse og forbrenning av metallstøv // Pulvermetallurgi. 1964. nr. 3. S. 109-118.

Dyldina Julia

Flammen kan ha en annen farge, alt avhenger bare av metallsaltet som tilsettes den.

Nedlasting:

Forhåndsvisning:

MAOU ungdomsskole nr. 40

Emne

Flammefarging som en av metodene for analytisk kjemi.

Dyldina Yudia,

9g klasse., MAOU ungdomsskole nr. 40

Veileder:

Gurkina Svetlana Mikhailovna,

Biologi- og kjemilærer.

Perm, 2015

1. Introduksjon.
2. Kapittel 1 Analytisk kjemi.
3. Kapittel 2 Metoder for analytisk kjemi.
4. Kapittel 3 Flammefargereaksjoner.
5. Konklusjon.

Introduksjon.

Fra tidlig barndom var jeg fascinert av kjemikernes arbeid. De så ut til å være magikere som, etter å ha lært noen skjulte naturlover, skapte det ukjente. I hendene på disse magikerne endret stoffer farge, antent, varmet opp eller avkjølt, eksploderte. Da jeg kom til kjemitimen begynte teppet å gå opp, og jeg begynte å forstå hvordan kjemiske prosesser foregår. Det fullførte kjemikurset var ikke nok for meg, så jeg bestemte meg for å jobbe med prosjektet. Jeg ønsket at emnet jeg jobber med skulle være meningsfullt, hjelpe meg med å forberede meg bedre til kjemieksamenen og tilfredsstille mitt begjær etter vakre og levende reaksjoner.

Vi studerer fargen på en flamme med metallioner i forskjellige farger i kjemitimene når vi går gjennom alkalimetaller. Da jeg ble interessert i dette emnet, viste det seg at i dette tilfellet var det ikke fullt ut avslørt. Jeg bestemte meg for å studere det mer detaljert.

Mål: Ved hjelp av dette arbeidet vil jeg lære å bestemme den kvalitative sammensetningen av noen salter.

Oppgaver:

1. Bli kjent med analytisk kjemi.
2. Lær metodene for analytisk kjemi og velg den mest passende for arbeidet mitt.
3. Bruke eksperimentet til å finne ut hvilket metall som er en del av saltet.

Kapittel 1.

Analytisk kjemi.

Analytisk kjemi -gren av kjemi som studerer den kjemiske sammensetningen og til dels strukturen til stoffer.

Hensikten med denne vitenskapen er å bestemme de kjemiske elementene eller gruppene av elementer som utgjør stoffer.

Emnet for studien er forbedring av eksisterende og utvikling av nye analysemetoder, søket etter muligheter for praktisk anvendelse, studiet av det teoretiske grunnlaget for analytiske metoder.

Avhengig av metodenes oppgave, skilles kvalitativ og kvantitativ analyse.

1. Kvalitativ analyse - et sett med kjemiske, fysisk-kjemiske og fysiske metoder som brukes til å oppdage elementer, radikaler og forbindelser som utgjør det analyserte stoffet eller blandingen av stoffer. I en kvalitativ analyse kan man bruke lett gjennomførbare, karakteristiske kjemiske reaksjoner, hvor man observerer opptreden eller bortfall av farge, frigjøring eller oppløsning av et bunnfall, dannelse av gass etc. Slike reaksjoner kalles kvalitative og med hjelp av dem kan man enkelt sjekke sammensetningen av et stoff.

Kvalitativ analyse utføres oftest i vandige løsninger. Den er basert på ioniske reaksjoner og lar deg oppdage kationer eller anioner av stoffer som finnes der. Robert Boyle regnes som grunnleggeren av denne analysen. Han introduserte dette konseptet med kjemiske elementer som hoveddelene av komplekse stoffer som ikke kan dekomponeres, hvoretter han systematiserte alle de kvalitative reaksjonene kjent i sin tid.

1. Kvantitativ analyse - et sett med kjemiske, fysisk-kjemiske og fysiske metoder for å bestemme forholdet mellom komponentene som utgjør

analytt. Basert på resultatene av dette kan man bestemme likevektskonstantene, løselighetsprodukter, molekyl- og atommasser. En slik analyse er vanskeligere å utføre, siden den krever en forsiktig og mer møysommelig tilnærming, ellers kan resultatene gi høye feil og arbeidet vil bli redusert til null.

Kvantitativ analyse innledes vanligvis med kvalitativ analyse.

Kapittel 2

Metoder for kjemisk analyse.

Metoder for kjemisk analyse er delt inn i 3 grupper.

1. Kjemiske metoderbasert på kjemiske reaksjoner.

I dette tilfellet kan bare slike reaksjoner brukes til analyse som er ledsaget av en visuell ekstern effekt, for eksempel en endring i fargen på løsningen, utvikling av gasser, utfelling eller oppløsning av bunnfall, etc. Disse eksterne effektene vil tjene som analytiske signaler i dette tilfellet. De kjemiske endringene som skjer kalles analytiske reaksjoner, og stoffene som forårsaker disse reaksjonene kalles kjemiske reagenser.

Alle kjemiske metoder er delt inn i to grupper:

1. Reaksjonen utføres i løsning, den såkalte "våte rute".
2. En metode for å utføre analyse med faste stoffer uten bruk av løsemidler, en slik metode kalles "tørrbanen". Den er delt inn i pyrokjemisk analyse og tritureringsanalyse. Påpyrokjemisk analyse ogStoffet som undersøkes varmes opp i flammen til en gassbrenner. I dette tilfellet gir flyktige salter (klorider, nitrater, karbonater) av en rekke metaller flammen en viss farge. En annen metode for pyroteknisk analyse er produksjon av fargede perler (briller). For å oppnå perler, legeres salter og metalloksider med natriumtetraborat (Na2 B4O7 "10H2O) eller natriumammoniumhydrofosfat (NaNH4HP04 4H20), og fargen på de resulterende glassene (perlene) observeres.
3. Gnimetode ble foreslått i 1898 F. M. Flavitsky. Et fast teststoff tritureres med et fast reagens, og en ekstern effekt observeres. For eksempel kan koboltsalter med ammoniumtiocyanat gi en blå farge.

1. Ved analyse med fysiske metoderstudere de fysiske egenskapene til materie ved hjelp av instrumenter, uten å ty til kjemiske reaksjoner. Fysiske metoder inkluderer spektralanalyse, luminescens, røntgendiffraksjon og andre analysemetoder.
2. Ved hjelp av fysisk-kjemiske metoderstudere de fysiske fenomenene som oppstår i kjemiske reaksjoner. For eksempel, i den kolorimetriske metoden, måles fargeintensiteten avhengig av konsentrasjonen av et stoff, i den konduktometriske analysen måles endringen i den elektriske ledningsevnen til løsninger.

kapittel 3

Laboratoriearbeid.

Flammefargereaksjoner.

Mål: For å studere fargingen av flammen til en alkohollampe med metallioner.

I arbeidet mitt bestemte jeg meg for å bruke metoden for pyroteknisk analyse av flammefarging med metallioner.

Teststoffer:metallsalter (natriumfluorid, litiumklorid, kobbersulfat, bariumklorid, kalsiumklorid, strontiumsulfat, magnesiumklorid, blysulfat).

Utstyr: porselenskopper, etylalkohol, glassstang, konsentrert saltsyre.

For å utføre arbeidet laget jeg en løsning av salt i etylalkohol, og satte den deretter i brann. Jeg brukte erfaringen min flere ganger, på det siste stadiet ble de beste prøvene valgt, feltet som vi laget en video av.

Konklusjoner:

Flyktige salter av mange metaller farger flammen i forskjellige farger som er karakteristiske for disse metallene. Fargen avhenger av glødende damp av frie metaller, som oppnås som et resultat av termisk nedbrytning av salter når de innføres i brennerflammen. I mitt tilfelle inkluderte disse saltene natriumfluorid og litiumklorid, de ga lyse mettede farger.

Konklusjon.

Kjemisk analyse brukes av en person på veldig mange områder, mens vi i kjemitimer blir kjent med bare et lite område av denne komplekse vitenskapen. Teknikkene som brukes i pyrokjemisk analyse brukes i kvalitativ analyse som en fortest i analysen av en blanding av faste stoffer eller som verifikasjonsreaksjoner. I den kvalitative analysen av reaksjonen spiller den "tørre" måten bare en hjelperolle, de brukes vanligvis som primære tester og verifikasjonsreaksjoner.

I tillegg brukes disse reaksjonene av mennesker i andre bransjer, for eksempel i fyrverkeri. Som vi vet, er fyrverkeri dekorative lys i forskjellige farger og former, oppnådd ved å brenne pyrotekniske komposisjoner. Så en rekke brennbare stoffer legges til fyrverkeriet til pyroteknikk, blant hvilke ikke-metalliske elementer (silisium, bor, svovel) er bredt representert. Under oksidasjon av bor og silisium frigjøres en stor mengde energi, men gassprodukter dannes ikke, derfor brukes disse stoffene til å lage forsinket virkning (for å antenne andre forbindelser på et bestemt tidspunkt). Mange blandinger inkluderer organiske karbonholdige materialer. For eksempel trekull (brukt i svartkrutt, fyrverkeriskjell) eller sukker (røykgranater). Reaktive metaller (aluminium, titan, magnesium) brukes, hvis brenning ved høy temperatur gir et sterkt lys. Denne eiendommen deres begynte å bli brukt til å skyte opp fyrverkeri.

I prosessen med arbeidet skjønte jeg hvor vanskelig og viktig det er å jobbe med stoffer, ikke alt var helt vellykket, slik jeg skulle ønske. Som regel er det ikke nok øvelsesarbeid i kjemitimer, takket være hvilke teoretiske ferdigheter blir utarbeidet. Prosjektet hjalp meg med å utvikle denne ferdigheten. I tillegg var det med stor glede jeg introduserte klassekameratene mine for resultatene av arbeidet mitt. Dette hjalp dem å konsolidere sin teoretiske kunnskap.

Det er lett å gjette at fargen på flammen bestemmes av kjemikaliene som brenner i den, i tilfelle eksponering for høy temperatur frigjør individuelle atomer av de brennbare stoffene og farger brannen. For å bestemme effekten av stoffer på brannfargen ble det utført forskjellige eksperimenter, som vi vil diskutere nedenfor.

Siden antikken har alkymister og forskere forsøkt å finne ut hvilke stoffer som brenner, avhengig av fargen som flammen fikk.

Flammen av geysirer og ovner tilgjengelig i alle hus og leiligheter har en blå fargetone. En slik nyanse under forbrenning gir karbon, karbonmonoksid. Den gul-oransje fargen på ildflammen, som avles i skogen, eller husholdningsfyrstikker, skyldes det høye innholdet av natriumsalter i naturlig tre. Stort sett på grunn av dette - rødt. Flammen til en gasskomfyrbrenner vil få samme farge hvis du drysser den med vanlig bordsalt. Ved brenning av kobber vil flammen være grønn. Jeg tror du har lagt merke til at med lang slitasje av en ring eller kjede laget av vanlig kobber, ikke dekket med en beskyttende forbindelse, blir huden grønn. Det samme skjer under forbrenningsprosessen. Hvis kobberinnholdet er høyt, er det en veldig knallgrønn brann, nesten identisk med hvit. Dette kan sees hvis kobberspon helles på en gassbrenner.

Det er utført mange eksperimenter med en vanlig gassbrenner og ulike mineraler. Dermed ble deres sammensetning bestemt. Du må ta mineralet med en pinsett og plassere det i flammen. Fargen som brannen får kan indikere de ulike urenhetene som finnes i elementet. Flammen av grønn farge og dens nyanser indikerer tilstedeværelsen av kobber, barium, molybden, antimon, fosfor. Bor gir en blågrønn farge. Selen gir flammen en blå fargetone. Flammen blir rød i nærvær av strontium, litium og kalsium, i fiolett - kalium. Gul-oransje farge oppnås under forbrenning av natrium.

Studier av mineraler for å bestemme sammensetningen deres utføres ved hjelp av en Bunsen-brenner. Fargen på flammen er jevn og fargeløs; den forstyrrer ikke eksperimentet. Bunsen oppfant brenneren på midten av 1800-tallet.

Han kom opp med en metode som lar deg bestemme sammensetningen av et stoff ved skyggen av flammen. Forskere prøvde å utføre lignende eksperimenter før ham, men de hadde ikke en Bunsen-brenner, hvis fargeløse flamme ikke forstyrret eksperimentet. Han plasserte forskjellige elementer på en ledning av platina i brennerens ild, siden når dette metallet tilsettes, farges ikke flammen. Ved første øyekast ser metoden ut til å være god, møysommelig kjemisk analyse kan unnværes. Det er nok bare å bringe elementet til bålet og se hva det består av. Men stoffer i sin rene form kan finnes i naturen ekstremt sjelden. Vanligvis inneholder de store mengder forskjellige urenheter som endrer fargen på flammen.

Bunsen prøvde å isolere farger og nyanser ved forskjellige metoder. For eksempel ved å bruke fargede briller. Hvis du for eksempel ser gjennom blått glass, vil du ikke se den gule fargen som brannen er malt i når du brenner de vanligste natriumsaltene. Deretter blir den lilla eller crimson fargen til det ønskede elementet merkbar. Men selv slike triks førte til riktig bestemmelse av sammensetningen av et komplekst mineral i svært sjeldne tilfeller. Mer enn denne teknologien kunne ikke oppnå.

I dag brukes en slik lommelykt bare til lodding.

aluminium - brennbart metall, atommasse 26,98; tetthet 2700 kg / m 3, smeltepunkt 660,1 ° C; kokepunkt 2486 °C; forbrenningsvarme -31087 kJ/kg. Aluminiumsspon og -støv kan antennes under lokal påvirkning av lavkaloritenningskilder (fyrstikkflammer, gnister osv.). Når aluminiumspulver, spon, folie interagerer med fuktighet, dannes aluminiumoksid og en stor mengde varme frigjøres, noe som fører til spontan forbrenning når de samles i hauger. Denne prosessen forenkles av forurensning av disse materialene med oljer. Frigjøring av fritt hydrogen under interaksjonen av aluminiumstøv med fuktighet letter eksplosjonen. Selvantennelsestemperaturen til en prøve av aluminiumstøv med en dispersjon på 27 mikron er 520 °C; ulmende temperatur 410 °C; nedre konsentrasjonsgrense for flammeutbredelse 40 g/m 3 ; maksimalt eksplosjonstrykk 1,3 MPa; trykkstigningshastighet: gjennomsnitt 24,1 MPa/s, maksimalt 68,6 MPa/s. Den begrensende oksygenkonsentrasjonen der tenning av luftsuspensjonen av en elektrisk gnist er utelukket, 3% av volumet. Det avleirede støvet er en brannfare. Selvantennelsestemperatur 320 °C. Aluminium interagerer lett ved romtemperatur med vandige løsninger av alkalier og ammoniakk med utvikling av hydrogen. Blanding av aluminiumspulver med en alkalisk vandig løsning kan forårsake en eksplosjon. Reagerer kraftig med mange metalloider. Aluminiumsspon brenner for eksempel i brom og danner aluminiumbromid. Samspillet mellom aluminium med klor og brom skjer ved romtemperatur, med jod - når det varmes opp. Ved oppvarming kombineres aluminium med svovel. Hvis aluminiumspulver helles i kokende svoveldamp, antennes aluminiumet. Kraftig malt aluminium reagerer med halogenerte hydrokarboner; en liten mengde aluminiumklorid (dannet under denne reaksjonen) fungerer som en katalysator, og fremskynder reaksjonen, i noen tilfeller fører til en eksplosjon. Dette fenomenet observeres når aluminiumspulver varmes opp med metylklorid, karbontetraklorid, en blanding av kloroform og karbontetraklorid til en temperatur på ca. 150 °C.

Aluminium i form av et kompakt materiale interagerer ikke med karbontetraklorid. Blanding av aluminiumstøv med noen klorerte hydrokarboner og alkohol får blandingen til å antennes spontant. En blanding av aluminiumspulver med kobberoksid, sølvoksid, blyoksid og spesielt blydioksid brenner med en eksplosjon. En blanding av ammoniumnitrat, aluminiumspulver med kull eller nitroforbindelser er et eksplosiv. Slukningsmidler: tørr sand, alumina, magnesitpulver, asbestteppe. Bruk av vann og brannslukningsapparater er forbudt.

I sin rene form forekommer ikke aluminium i naturen, fordi det oksideres veldig raskt av atmosfærisk oksygen med dannelse av sterke oksidfilmer som beskytter overflaten mot ytterligere interaksjon.

Som konstruksjonsmateriale brukes vanligvis ikke rent aluminium, men ulike legeringer basert på det, som kjennetegnes ved en kombinasjon av tilfredsstillende styrke, god duktilitet, meget god sveisbarhet og korrosjonsbestandighet. I tillegg er disse legeringene preget av høy vibrasjonsmotstand.

kjemisk element av gruppe III i det periodiske system, atomnummer 13, relativ atommasse 26,98. I naturen er den representert av bare en stabil nuklid 27 Al. Kunstig oppnådd en rekke radioaktive isotoper av aluminium, den mest langlivede 26 Al har en halveringstid på 720 tusen år. aluminium i naturen. Det er mye aluminium i jordskorpen: 8,6 vektprosent. Den rangerer først blant alle metaller og tredje blant andre grunnstoffer (etter oksygen og silisium). Det er dobbelt så mye aluminium som jern og 350 ganger så mye som kobber, sink, krom, tinn og bly til sammen! Som han skrev for over 100 år siden i sin klassiske lærebok Grunnleggende om kjemi D.I. Mendeleev, av alle metaller, "aluminium er det vanligste i naturen; det er nok å påpeke at det er en del av leiren, slik at den generelle fordelingen av aluminium i jordskorpen er tydelig. Aluminium, eller metallet til alun (alumen), kalles derfor ellers leire, som finnes i leire.

Det viktigste mineralet i aluminium er bauxitt, en blanding av basisk oksid AlO(OH) og hydroksid Al(OH)

3 . De største forekomstene av bauxitt er i Australia, Brasil, Guinea og Jamaica; industriell produksjon foregår også i andre land. Alunite (alunstein) er også rik på aluminium (Na,K) 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al (OH) 3, nefelin (Na, K) 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 . Totalt er mer enn 250 mineraler kjent, som inkluderer aluminium; de fleste av dem er aluminosilikater, hvorfra jordskorpen hovedsakelig er dannet. Når de forvitrer, dannes det leire, som er grunnlaget for mineralet kaolinitt Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O. Jernurenheter farger vanligvis leiren brun, men det finnes også hvit leirekaolin som brukes til å lage porselens- og fajanseprodukter. se også BOKSITER.

Noen ganger er det et usedvanlig hardt (nest etter diamant) mineral korund krystallinsk oksid Al

2O3 , ofte farget av urenheter i forskjellige farger. Dens blå variant (en blanding av titan og jern) kalles en safir, den røde (en blanding av krom) kalles en rubin. Ulike urenheter kan farge den såkalte edelkorunden også i grønt, gult, oransje, lilla og andre farger og nyanser.

Inntil nylig ble det antatt at aluminium, som et veldig aktivt metall, ikke kan forekomme i naturen i en fri tilstand, men i 1978 ble naturlig aluminium oppdaget i bergartene på den sibirske plattformen i form av værhår bare 0,5 mm lange ( med filamenter noen få mikrometer tykke). I månejorden, levert til jorden fra regionene i Seas of Crises and Abundance, var det også mulig å oppdage naturlig aluminium. Det antas at metallisk aluminium kan dannes ved kondensering fra gassen. Det er kjent at når aluminiumhalogenider - klorid, bromid, fluorid varmes opp, kan de fordampe mer eller mindre lett (for eksempel AlCl

3 sublimerer allerede ved 180°C). Med en sterk temperaturøkning dekomponerer aluminiumhalogenider og går over i en tilstand med lavere valens av metallet, for eksempel AlCl. Når en slik forbindelse kondenserer med en reduksjon i temperatur og fravær av oksygen, oppstår en disproporsjoneringsreaksjon i den faste fasen: en del av aluminiumatomene oksideres og går inn i den vanlige trivalente tilstanden, og en del gjenopprettes. Monovalent aluminium kan kun reduseres til metall: 3AlCl® 2Al + AlCl 3 . Denne antagelsen støttes også av den filamentøse formen til native aluminiumskrystaller. Vanligvis dannes krystaller av denne strukturen på grunn av rask vekst fra gassfasen. Sannsynligvis ble mikroskopiske aluminiumsklumper i månejorden dannet på lignende måte.

Navnet aluminium kommer fra det latinske alumen (slektsfallet aluminis). Såkalt alun, dobbel kalium-aluminiumsulfat KAl(SO

4) 2 12H 2 O) , som ble brukt som beisemiddel ved farging av stoffer. Det latinske navnet går trolig tilbake til det greske "halme" saltlake, saltløsning. Det er merkelig at i England er aluminium aluminium, og i USA er det aluminium.

I mange populære kjemibøker er det en legende som en oppfinner, hvis navnhistorie ikke er bevart, brakte til keiseren Tiberius, som styrte Roma i 1427 e.Kr., en skål laget av et metall som ligner sølv i fargen, men lysere. Denne gaven kostet mesteren livet: Tiberius beordret å henrette ham og ødelegge verkstedet, fordi han var redd for at det nye metallet kunne devaluere sølvet i den keiserlige statskassen.

Denne legenden er basert på en historie av Plinius den eldste, en romersk forfatter og lærd, forfatter naturlig historie leksikon for naturvitenskapelig kunnskap fra antikken. Ifølge Plinius ble det nye metallet hentet fra "leirejord". Men leire inneholder aluminium.

Moderne forfattere tar nesten alltid forbehold om at hele denne historien ikke er noe mer enn et vakkert eventyr. Og dette er ikke overraskende: aluminium i bergarter er ekstremt sterkt bundet til oksygen, og det krever mye energi å frigjøre det. Nylig har det imidlertid dukket opp nye data om den grunnleggende muligheten for å skaffe metallisk aluminium i antikken. Som vist ved spektralanalyse, dekorasjonene på graven til den kinesiske sjefen Zhou-Zhu, som døde på begynnelsen av det 3. århundre. AD, er laget av en legering som er 85% aluminium. Kunne de gamle ha fått gratis aluminium? Alle kjente metoder (elektrolyse, reduksjon med metallisk natrium eller kalium) blir automatisk eliminert. Kunne man finne naturlig aluminium i antikken, som for eksempel gullklumper, sølv, kobber? Dette er også utelukket: innfødt aluminium er det sjeldneste mineralet som forekommer i ubetydelige mengder, så de gamle mesterne kunne ikke finne og samle slike nuggets i riktig mengde.

En annen forklaring på Plinius' historie er imidlertid også mulig. Aluminium kan gjenvinnes fra malm, ikke bare ved hjelp av elektrisitet og alkalimetaller. Det er et reduksjonsmiddel tilgjengelig og mye brukt siden antikken - dette er kull, ved hjelp av hvilket oksidene til mange metaller reduseres til frie metaller ved oppvarming. På slutten av 1970-tallet bestemte tyske kjemikere seg for å teste om aluminium kunne ha blitt laget i antikken ved reduksjon med kull. De varmet opp en blanding av leire med kullpulver og vanlig salt eller potaske (kaliumkarbonat) i en leiredigel til rød varme. Salt ble hentet fra sjøvann, og kalium fra planteaske, for kun å bruke de stoffene og metodene som var tilgjengelig i antikken. Etter en tid fløt slagg med aluminiumkuler på overflaten av digelen! Utbyttet av metall var lite

, men det er mulig at det var på denne måten at de gamle metallurgene kunne få tak i «det 20. århundres metall».aluminiums egenskaper. Fargen på rent aluminium ligner sølv, det er et veldig lett metall: tettheten er bare 2,7 g/cm 3 . Lettere enn aluminium er bare alkali- og jordalkalimetaller (unntatt barium), beryllium og magnesium. Aluminium smelter også lett ved 600°C (tynn aluminiumstråd kan smeltes på en vanlig kjøkkenbrenner), men det koker kun ved 2452°CC. Når det gjelder elektrisk ledningsevne, er aluminium på 4. plass, nest etter sølv (det er på første plass), kobber og gull, som gitt den lave prisen på aluminium er av stor praktisk betydning. Den termiske ledningsevnen til metaller endres i samme rekkefølge. Det er lett å verifisere den høye varmeledningsevnen til aluminium ved å dyppe en aluminiumsskje i varm te. Og enda en bemerkelsesverdig egenskap ved dette metallet: dets glatte, skinnende overflate reflekterer lys perfekt: fra 80 til 93 % i det synlige området av spekteret, avhengig av bølgelengden. I det ultrafiolette området har aluminium ingen like i denne forbindelse, og bare i det røde området er det litt dårligere enn sølv (i det ultrafiolette har sølv en veldig lav reflektivitet).

Rent aluminium er et ganske mykt metall nesten tre ganger mykere enn kobber, så selv relativt tykke aluminiumsplater og stenger er enkle å bøye, men når aluminium danner legeringer (det er et stort antall av dem), kan hardheten øke tidoblet.

Den karakteristiske oksidasjonstilstanden til aluminium er +3, men på grunn av tilstedeværelsen av ufylte 3 R- og 3

d -orbitaler aluminiumatomer kan danne ytterligere donor-akseptorbindinger. Derfor er Al-ionet 3+ med en liten radius er svært utsatt for kompleksdannelse, og danner en rekke kationiske og anioniske komplekser: AlCl4 , AlF 6 3 , 3+ , Al(OH) 4 , Al(OH) 6 3 , AlH 4og mange andre. Komplekser med organiske forbindelser er også kjent.

Den kjemiske aktiviteten til aluminium er svært høy; i rekken av elektrodepotensialer er det umiddelbart bak magnesium. Ved første øyekast kan en slik uttalelse virke merkelig: tross alt er en aluminiumspanne eller -skje ganske stabil i luften og kollapser ikke i kokende vann. Aluminium, i motsetning til jern, ruster ikke. Det viser seg at i luft er metallet dekket med en fargeløs, tynn, men sterk "rustning" av oksid, som beskytter metallet mot oksidasjon. Så hvis en tykk aluminiumstråd eller en plate 0,51 mm tykk blir introdusert i brennerflammen, smelter metallet, men aluminium flyter ikke, da det forblir i en pose med oksydet. Hvis du fratar aluminium beskyttelsesfilmen eller gjør den løs (for eksempel ved nedsenking i en løsning av kvikksølvsalter), vil aluminium umiddelbart vise sin sanne essens: allerede ved romtemperatur vil det begynne å reagere kraftig med vann med utviklingen av hydrogen: 2Al + 6H

2O® 2Al(OH)3 + 3H2 . I luft blir aluminium uten en beskyttende film til et løst oksidpulver rett foran øynene våre: 2Al + 3O 2® 2Al 2 O 3 . Aluminium er spesielt aktivt i finfordelt tilstand; aluminiumstøv, når det blåses inn i flammen, brenner ut øyeblikkelig. Hvis du blander aluminiumstøv med natriumperoksid på en keramisk plate og dropper vann på blandingen, blusser også aluminium opp og brenner med en hvit flamme.

Den svært høye affiniteten til aluminium for oksygen gjør at det kan "ta bort" oksygen fra oksidene til en rekke andre metaller, og gjenopprette dem (aluminiumtermisk metode). Det mest kjente eksemplet er termittblandingen, som under forbrenning frigjøres så mye varme at det resulterende jernet smelter: 8Al + 3Fe

3 O 4 ® 4 Al 2 O 3 + 9 Fe. Denne reaksjonen ble oppdaget i 1856 av N.N. Beketov. På denne måten er det mulig å redusere til metaller Fe2 O 3, CoO, NiO, MoO 3, V 2 O 5, SnO 2, CuO, en rekke andre oksider. Når aluminium reduseres, Cr2 O 3, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5, SiO 2, TiO 2, ZrO 2, B 2 O 3reaksjonsvarmen er ikke tilstrekkelig til å varme opp reaksjonsproduktene over deres smeltepunkt.

Aluminium løses lett opp i fortynnede mineralsyrer for å danne salter. Konsentrert salpetersyre, ved å oksidere aluminiumsoverflaten, bidrar til fortykning og herding av oksidfilmen (den såkalte metallpassiveringen). Aluminium behandlet på denne måten reagerer ikke selv med saltsyre. Ved hjelp av elektrokjemiske

anodisk oksidasjon (anodisering) på overflaten av aluminium, kan du lage en tykk film som er lett å male i forskjellige farger.

Forskyvningen av mindre aktive metaller fra saltløsninger av aluminium hindres ofte av en beskyttende film på aluminiumsoverflaten. Denne filmen blir raskt ødelagt av kobberklorid, så 3CuCl-reaksjonen fortsetter lett.

2 + 2Al® 2AlCl 3 + 3Cu, som er ledsaget av sterk oppvarming. I sterke alkaliske løsninger løses aluminium lett opp ved frigjøring av hydrogen: 2Al + 6NaOH + 6H 2O® 2Na3 + 3H 2 (andre anioniske hydroksokomplekser dannes også). Den amfotere naturen til aluminiumforbindelser manifesteres også i den enkle oppløsningen av dets nyutfelte oksid og hydroksid i alkalier. Krystallinsk oksid (korund) er svært motstandsdyktig mot syrer og alkalier. Ved sammensmelting med alkalier dannes vannfrie aluminater: Al 203 + 2NaOH® 2NaAlO2 + H2 O. Magnesiumaluminat Mg(AlO 2) 2 halvedelsteinsspinell, vanligvis farget med urenheter i en rekke farger.

Aluminium reagerer voldsomt med halogener. Hvis en tynn aluminiumstråd føres inn i et reagensrør med 1 ml brom, så antennes aluminiumet etter kort tid og brenner med en skarp flamme. Reaksjonen av en blanding av aluminium og jodpulver initieres av en dråpe vann (vann med jod danner en syre som ødelegger oksidfilmen), hvoretter en lys flamme vises med klubber av lilla joddamp. Aluminiumhalogenider i vandige løsninger er sure på grunn av hydrolyse: AlCl

3 + H2O Al(OH)Cl2 + HCl. Reaksjonen av aluminium med nitrogen skjer bare over 800 ° C med dannelse av AlN-nitrid, med svovel ved 200 ° C (Al-sulfid dannes 2 S 3 ), med fosfor ved 500 ° C (AlP-fosfid dannes). Når bor innføres i smeltet aluminium, borider med sammensetning AlB 2 og AlB 12 ildfaste forbindelser som er motstandsdyktige mot syrer. Hydrid (AlH) x (x = 1,2) dannes kun i vakuum ved lave temperaturer i reaksjonen av atomært hydrogen med aluminiumdamp. Hydride AlH, stabil i fravær av fuktighet ved romtemperatur 3 oppnådd i vannfri eterløsning: Al Cl 3 + LiH ® AlH 3 + 3 LiCl. Med et overskudd av LiH, saltlignende litiumaluminiumhydrid LiAlH 4 et veldig sterkt reduksjonsmiddel som brukes i organisk syntese. Det brytes ned øyeblikkelig med vann: LiAlH 4 + 4H20® LiOH + Al(OH)3 + 4H2. Får aluminium. Den dokumenterte oppdagelsen av aluminium skjedde i 1825. For første gang ble dette metallet mottatt av en dansk fysiker Hans Christian Ørsted da han isolerte det ved påvirkning av kaliumamalgam på vannfritt aluminiumklorid (oppnådd ved å føre klor gjennom en varm blanding av aluminiumoksid og kull). Etter å ha drevet bort kvikksølvet, oppnådde Oersted aluminium, men forurenset med urenheter. I 1827 oppnådde den tyske kjemikeren Friedrich Wöhler aluminium i pulverform ved å redusere kaliumheksafluoraluminat: Na3AlF6 + 3K® Al + 3NaF + 3KF. Senere klarte han å skaffe aluminium i form av skinnende metallkuler. I 1854 utviklet den franske kjemikeren Henri Etienne Saint-Clair Deville den første industrielle metoden for å produsere aluminium ved å redusere en smelte av natriumtetrakloraluminat: NaAlCl 4 + 3Na® Al+ 4 NaCl. Imidlertid fortsatte aluminium å være et ekstremt sjeldent og dyrt metall; det var ikke mye billigere enn gull og 1500 ganger dyrere enn jern (nå bare tre ganger). Av gull, aluminium og edelstener ble det laget en rangle på 1850-tallet til sønnen til den franske keiseren Napoleon III. Da det i 1855 på verdensutstillingen i Paris ble stilt ut en stor blokk av aluminium oppnådd ved en ny metode, ble den sett på som en juvel. Den øvre delen (i form av en pyramide) av Washington-monumentet i den amerikanske hovedstaden var laget av edelt aluminium. På den tiden var aluminium ikke mye billigere enn sølv: i USA, for eksempel, i 1856 ble det solgt til en pris på $ 12 per pund (454 g), og sølv til $ 15. I det første bindet av den berømte Encyclopedic Dictionary of Brockhaus og Efron sa at "aluminium brukes fortsatt hovedsakelig til å kle ... luksusartikler." På den tiden ble bare 2,5 tonn metall utvunnet årlig over hele verden. Først mot slutten av 1800-tallet, da den elektrolytiske metoden for å skaffe aluminium ble utviklet, begynte den årlige produksjonen å utgjøre tusenvis av tonn, og på 1900-tallet. millioner tonn. Dette gjorde aluminium til et allment tilgjengelig halvedelt metall.

Den moderne metoden for å skaffe aluminium ble oppdaget i 1886 av en ung amerikansk forsker. Charles Martin Hall. Han ble interessert i kjemi som barn. Etter å ha funnet farens gamle lærebok i kjemi, begynte han å studere den flittig, så vel som å eksperimentere, en gang fikk han til og med en skjenn fra moren for å ha skadet middagsduken. Og 10 år senere gjorde han en enestående oppdagelse som glorifiserte ham over hele verden.

Etter å ha blitt student i en alder av 16, hørte Hall fra læreren sin, F.F. Jewett, at hvis noen lykkes med å utvikle en billig måte å skaffe aluminium på, så vil denne personen ikke bare yte en enorm tjeneste til menneskeheten, men også tjene en enorm formue. Jewett visste hva han snakket om: han hadde tidligere trent i Tyskland, jobbet for Wöhler og diskutert med ham problemene med å skaffe aluminium. Med seg til Amerika tok Jewett også med seg en prøve av et sjeldent metall, som han viste til elevene sine. Plutselig erklærte Hall høyt: "Jeg henter dette metallet!"

Seks år med hardt arbeid fortsatte. Hall prøvde å skaffe aluminium ved forskjellige metoder, men uten hell. Til slutt prøvde han å utvinne dette metallet ved elektrolyse. På den tiden var det ingen kraftverk, strømmen måtte skaffes ved hjelp av store hjemmelagde batterier av kull, sink, salpetersyre og svovelsyre. Hall jobbet i en låve hvor han satte opp et lite laboratorium. Han fikk hjelp av søsteren Julia, som var veldig interessert i brorens eksperimenter. Hun førte alle brevene og arbeidsjournalene hans, som bokstavelig talt lar seg spore historien til funnet dag for dag. Her er et utdrag fra memoarene hennes:

"Charles var alltid i godt humør, og selv på de verste dagene var han i stand til å le av skjebnen til uheldige oppfinnere. I tider med fiasko fant han trøst ved vårt gamle piano. I hjemmelaboratoriet jobbet han lange timer uten pause; og når han kunne forlate settet en stund, skyndte han seg gjennom det lange huset vårt for å leke litt ... jeg visste at det å leke med slike

sjarm og følelse, tenker han hele tiden på arbeidet sitt. Og musikken hjalp ham i dette.

Det vanskeligste var å finne elektrolytten og beskytte aluminiumet mot oksidasjon. Etter seks måneder med utmattende arbeid dukket det endelig opp noen små sølvkuler i digelen. Hall løp umiddelbart til sin tidligere lærer for å rapportere om suksessen hans. «Professor, jeg skjønner det!» utbrøt han og rakte ut hånden: i håndflaten hans lå et dusin små aluminiumskuler. Dette skjedde 23. februar 1886. Og nøyaktig to måneder senere, 23. april samme år, tok franskmannen Paul Héroux patent på en lignende oppfinnelse, som han gjorde uavhengig og nesten samtidig (to andre tilfeldigheter er slående: både Hall og Héroux ble født i 1863 og døde i 1914).

Nå oppbevares de første aluminiumskulene fra Hall i American Aluminium Company i Pittsburgh som en nasjonal relikvie, og på college hans er det et monument til Hall, støpt av aluminium. Deretter skrev Jewett: «Min viktigste oppdagelse var oppdagelsen av mennesket

. Det var Charles M. Hall, som i en alder av 21 oppdaget en måte å gjenvinne aluminium fra malm, og dermed laget aluminium til det fantastiske metallet som nå er mye brukt over hele verden. Jewetts profeti gikk i oppfyllelse: Hall fikk bred anerkjennelse, ble æresmedlem i mange vitenskapelige samfunn. Men hans personlige liv mislyktes: bruden ønsket ikke å tåle det faktum at forloveden tilbringer hele tiden i laboratoriet, og brøt forlovelsen. Hall fant trøst på sin hjemlige høyskole, hvor han jobbet resten av livet. Som broren til Charles skrev: "College var hans kone og barn og alt hele livet." Hall testamenterte også mesteparten av sin arv på 5 millioner dollar til høyskolen. Hall døde av leukemi i en alder av 51.

Halls metode gjorde det mulig å skaffe relativt billig aluminium ved bruk av elektrisitet i stor skala. Hvis det fra 1855 til 1890 bare ble oppnådd 200 tonn aluminium, ble det i løpet av det neste tiåret, i henhold til Hall-metoden, oppnådd 28 000 tonn av dette metallet over hele verden! I 1930 hadde verdens årlige produksjon av aluminium nådd 300 000 tonn. Nå produseres det mer enn 15 millioner tonn aluminium årlig. Aluminaløsning (teknisk Al

2O3 ) i smeltet kryolitt Na 3 AlF 6 , som delvis er utvunnet i form av et mineral, og delvis spesialsyntetisert. Flytende aluminium samler seg i bunnen av badet (katoden), oksygen frigjøres på karbonanoder, som gradvis brenner ut. Ved lav spenning (ca. 4,5 V) trekker elektrolysatorer enorme strømmeropptil 250 000 A! For en dag produserer en elektrolysator omtrent et tonn aluminium. Produksjon krever store mengder elektrisitet: 15 000 kilowattimer elektrisitet brukes på å produsere 1 tonn metall. Denne strømmengden bruker et stort bygg med 150 leiligheter i en hel måned. Produksjon av aluminium er miljøfarlig, siden luften i atmosfæren er forurenset med flyktige fluorforbindelser.Bruk av aluminium. Selv D.I.Mendeleev skrev at "metallaluminium, med stor letthet og styrke og lav variasjon i luft, er veldig egnet for noen produkter." Aluminium er et av de vanligste og billigste metallene. Uten det er det vanskelig å forestille seg det moderne livet. Ikke rart at aluminium kalles 1900-tallets metall. Det egner seg godt til bearbeiding: smiing, stempling, valsing, tegning, pressing. Rent aluminium er et ganske mykt metall; den brukes til å lage elektriske ledninger, strukturelle deler, matfolie, kjøkkenutstyr og "sølv" maling. Dette vakre og lette metallet er mye brukt i konstruksjon og luftfartsteknologi. Aluminium reflekterer lys veldig godt. Derfor brukes den til fremstilling av speil ved metallavsetning i vakuum.

I fly og maskinteknikk, i produksjon av bygningskonstruksjoner, brukes mye hardere aluminiumslegeringer. En av de mest kjente er en legering av aluminium med kobber og magnesium (duralumin, eller rett og slett "duralumin"; navnet kommer fra den tyske byen Düren). Denne legeringen, etter herding, får en spesiell hardhet og blir omtrent 7 ganger sterkere enn rent aluminium. Samtidig er det nesten tre ganger lettere enn jern. Det oppnås ved å legere aluminium med små tilsetninger av kobber, magnesium, mangan, silisium og jern. Siluminer er mye brukt - støpte legeringer av aluminium med silisium. Det produseres også høyfaste, kryogene (frostbestandige) og varmebestandige legeringer. Beskyttende og dekorative belegg påføres enkelt på produkter laget av aluminiumslegeringer. Lettheten og styrken til aluminiumslegeringer var spesielt nyttige innen luftfartsteknologi. For eksempel er helikopterpropeller laget av en legering av aluminium, magnesium og silisium. Relativt billig aluminiumsbronse (opptil 11% Al) har høye mekaniske egenskaper, den er stabil i sjøvann og til og med i fortynnet saltsyre. Fra aluminiumbronse i USSR fra 1926 til 1957 ble mynter preget i valører på 1, 2, 3 og 5 kopek.

For tiden brukes en fjerdedel av alt aluminium til byggebehov, samme mengde forbrukes av transportteknikk, omtrent 17 % brukes på emballasjematerialer og bokser, 10 % i elektroteknikk.

Aluminium inneholder også mange brennbare og eksplosive blandinger. Alumotol, en støpt blanding av trinitrotoluen med aluminiumspulver, er et av de kraftigste industrielle eksplosivene. Ammonal er et eksplosivt stoff som består av ammoniumnitrat, trinitrotoluen og aluminiumspulver. Brannpreparater inneholder aluminium og et oksidasjonsmiddel nitrat, perklorat. Pyrotekniske sammensetninger "Zvezdochka" inneholder også pulverisert aluminium.

En blanding av aluminiumspulver med metalloksider (termitt) brukes for å oppnå visse metaller og legeringer, for sveising av skinner, i tennammunisjon.

Aluminium har også funnet praktisk bruk som rakettdrivstoff. Fullstendig forbrenning av 1 kg aluminium krever nesten fire ganger mindre oksygen enn 1 kg parafin. I tillegg kan aluminium oksideres ikke bare av fritt oksygen, men også av bundet oksygen, som er en del av vann eller karbondioksid. Under "forbrenningen" av aluminium i vann frigjøres 8800 kJ per 1 kg produkter; dette er 1,8 ganger mindre enn når metallet brennes i rent oksygen, men 1,3 ganger mer enn når det brennes i luft. Dette betyr at vanlig vann kan brukes i stedet for farlige og dyre forbindelser som oksidasjonsmiddel for slikt drivstoff. Ideen om å bruke aluminium i

som drivstoff tilbake i 1924 ble foreslått av den innenlandske vitenskapsmannen og oppfinneren F.A. Zander. I henhold til planen hans kan aluminiumselementer i romfartøyet brukes som ekstra drivstoff. Dette dristige prosjektet har ennå ikke blitt praktisk talt implementert, men de fleste av de for tiden kjente faste drivmidlene inneholder aluminiummetall i form av et finfordelt pulver. Tilsetning av 15% aluminium til drivstoffet kan øke temperaturen på forbrenningsproduktene med tusen grader (fra 2200 til 3200 K); hastigheten på utmattelse av forbrenningsprodukter fra motordysen øker også markant - hovedenergiindikatoren som bestemmer effektiviteten til rakettdrivstoff. I denne forbindelse er det bare litium, beryllium og magnesium som kan konkurrere med aluminium, men de er alle mye dyrere enn aluminium.

Aluminiumsforbindelser er også mye brukt. Aluminiumoksid ildfast og slipende (smargel) materiale, råmateriale for keramisk produksjon. Lasermaterialer, klokkelager, smykkesteiner (kunstige rubiner) er også laget av det. Kalsinert aluminiumoksid er en adsorbent for rensing av gasser og væsker og en katalysator for en rekke organiske reaksjoner. Vannfri aluminiumkloridkatalysator i organisk syntese (Friedel Crafts-reaksjon), utgangsmaterialet for å oppnå høyrent aluminium. Aluminiumsulfat brukes til vannrensing; reagerer med kalsiumbikarbonatet som finnes i det:

Al 2 (SO 4) 3 + 3Ca (HCO 3) 2® 2AlO(OH) + 3CaSO4 + 6CO2 + 2H2O, det danner flak av oksid-hydroksid, som, når de setter seg, fanger og også sorberer suspenderte urenheter og til og med mikroorganismer i vannet på overflaten. I tillegg brukes aluminiumsulfat som beisemiddel for farging av tekstiler, for garving av skinn, konservering av tre og liming av papir. Kalsiumaluminat er en komponent i bindemidler, inkludert Portland sement. Yttrium aluminium granat (YAG) YAlO 3 lasermateriale. Ildfast materiale av aluminiumnitrid for elektriske ovner. Syntetiske zeolitter (de tilhører aluminosilikater) adsorbenter i kromatografi og katalysatorer. Organoaluminiumforbindelser (for eksempel trietylaluminium) komponenter av Ziegler katalysatorer Nattas, som brukes til syntese av polymerer, inkludert høykvalitets syntetisk gummi.

Ilya Leenson

LITTERATUR Tikhonov V.N. Analytisk kjemi av aluminium. M., "Vitenskap", 1971
Populært bibliotek med kjemiske elementer. M., "Vitenskap", 1983
Craig N.C. Charles Martin Hall og hans Metall. J.Chem.Educ . 1986, vol. 63, nr. 7
Kumar V., Milewski L. Charles Martin Hall og den store aluminiumsrevolusjonen. J.Chem.Educ., 1987, vol. 64, nr. 8