Brinnande aluminium

Att bränna aluminium i luften

Till skillnad från magnesium antänds inte enskilda partiklar av aluminium när de värms upp i luft eller vattenånga till 2100 K. Brinnande partiklar av magnesium användes för att antända aluminium. De senare placerades på ytan av värmeelementet och aluminiumpartiklar placerades på spetsen av nålen på ett avstånd av 10–4 m ovanför det förra.

Antändningen av aluminiumpartiklar under dess antändning sker i ångfasen, och intensiteten i glödzonen som uppträder runt partikeln ökar långsamt. Stationär förbränning kännetecknas av att det finns en glödzon, som inte ändrar sin storlek förrän metallen är nästan helt utbränd. Förhållandet mellan storlekarna på glödzonen och partikeln är 1,6-1,9. I glödzonen bildas små oxiddroppar som smälter samman vid kollision.

Återstoden efter förbränning av partikeln är ett ihåligt skal som inte innehåller metall inuti. Beroendet av en partikels brinntid på dess storlek uttrycks med formeln (förbränningen är symmetrisk).

Förbränning av aluminium i vattenånga

Antändningen av aluminium i vattenånga sker heterogent. Vätet som frigörs under reaktionen bidrar till förstörelsen av oxidfilmen; medan flytande aluminiumoxid (eller hydroxid) sprutas i form av droppar med en diameter på upp till 10-15 mikron. Sådan förstörelse av oxidskalet upprepas med jämna mellanrum. Detta indikerar att en betydande del av metallen brinner på partikelns yta.

I början av förbränningen är förhållandet r /r 0 är lika med 1,6-1,7. Vid förbränning minskar partikelstorleken, och förhållandet gsw/?o ökar till 2,0-3,0. Förbränningshastigheten för en aluminiumpartikel i vattenånga är nästan 5 gånger högre än i luft.

Förbränning av aluminium-magnesiumlegeringar

Förbränning av aluminium-magnesiumlegeringar i luft

Antändningen av partiklar av aluminium-magnesiumlegeringar av variabel sammansättning i luft, syre-argonblandningar, vattenånga och koldioxid fortskrider som regel på samma sätt som antändning av magnesiumpartiklar. Uppkomsten av antändning föregås av oxidativa reaktioner som sker på ytan.

Förbränning av aluminium-magnesium-legeringar skiljer sig väsentligt från förbränning av både aluminium och magnesium och beror starkt på förhållandet mellan komponenterna i legeringen och på parametrarna för oxidationsmediet. Den viktigaste egenskapen för förbränning av legeringspartiklar är tvåstegsprocessen (Fig. 2.6). I det första steget omges partikeln av en uppsättning ficklampor, som bildar en inhomogen glödzon av reaktionsprodukterna. Genom att jämföra arten och storleken av glödzonen som omger legeringspartikeln under det första steget av förbränning med arten och storleken av glödzonen runt den brinnande magnesiumpartikeln (se fig. 2.4), kan vi dra slutsatsen att det i detta skede huvudsakligen är magnesium som brinner ut ur partikeln.

Ris. 2.6. Förbränning av en legeringspartikel 30 % A1 + 70 % Mg vid normalt atmosfärstryck i en blandning innehållande 15 volymprocent O 2och 85 % Ar:

1, 2 – magnesium utbrändhet; 3-6 – utbränd aluminium

En egenskap hos det första steget av legeringsförbränning är konstantheten hos partikelstorlek och flamzon. Detta betyder att vätskedroppen i legeringen är innesluten i ett fast oxidskal. Magnesiumoxid dominerar i oxidfilmen. Magnesium läcker ut genom filmdefekter och brinner i en diffusionslåga i ångfas.

I slutet av det första steget ökar förloppet av heterogena reaktioner, vilket framgår av uppkomsten av centra med ljus luminescens på partikelns yta. Värmen som frigörs under heterogena reaktioner bidrar till uppvärmningen av partikeln till oxidens smältpunkt och början av det andra förbränningssteget.

I det andra steget av förbränningen omges partikeln av en homogen, ljusare glödzon, som minskar när metallen brinner ut. Flamzonens homogenitet och sfäricitet visar att oxidfilmen på ytan av partikeln smälts. Diffusion av metallen genom filmen tillhandahålls av den flytande oxidens låga diffusionsmotstånd. Flamzonens storlek överstiger avsevärt partikelstorleken, vilket indikerar förbränningen av metallen i ångfasen. Jämförelse av beskaffenheten av det andra förbränningssteget med det kända mönstret för aluminiumförbränning indikerar en stor likhet, troligen brinner aluminium i detta skede av processen. När den brinner ut minskar lågans storlek, och följaktligen storleken på den brinnande droppen. Den brända partikeln lyser länge.

Att ändra storleken på glödzonen för en partikel som brinner i enlighet med den beskrivna mekanismen är komplex (fig. 2.7). Efter tändning, värdet r St. /r 0 snabbt (i -0,1 ms) når sitt maximala värde (sektion ab). Vidare, i huvudtiden för det första steget av förbränning, förhållandet r sv/ r 0 förblir konstant (sektion bv). När magnesiumutbrändheten upphör, r CV/ r 0 reduceras till ett minimum (punkt G), och sedan, med början av aluminiumförbränning, ökar den (avsnitt var). Sist men inte minst aluminiumutbrändhet r St. /r 0 minskar monotont (sektion de) till ett slutvärde som motsvarar storleken på den bildade oxiden.

Ris. 2.7.:

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

Mekanismen och parametrarna för förbränningsprocessen av aluminium-magnesiumlegeringar beror avsevärt på legeringens sammansättning. Med en minskning av magnesiumhalten i legeringen minskar storleken på glödzonen under det första steget av förbränning och varaktigheten av detta steg. När magnesiumhalten i legeringen är mindre än 30 % förblir processen tvåstegs, men blir diskontinuerlig. I slutet av det första steget reduceras glödzonen till storleken på själva partikeln, förbränningsprocessen stoppas och aluminium brinner ut först efter att partikeln återantänds. Partiklar som inte återantänds är ihåliga porösa oxidskal som innehåller droppar av oförbränt aluminium inuti.

Beroendet av partiklars brinntid på deras initiala diameter uttrycks med följande empiriska formler:

Förbränning av aluminium-magnesiumlegeringar i blandningar av syre med argon, i vattenånga och i koldioxid.

Naturen för förbränning av partiklar av aluminium-magnesiumlegeringar i syre-argonblandningar är densamma som i luft. Med en minskning av syrehalten minskar storleken på glödzonen vid magnesiumutbränning markant. Beroendet av brinntiden för partiklarna i legeringen 50% A1 + 50% Mg på partikelstorleken och syrehalten i blandningen i volymprocent uttrycks med formeln

Förbränningen av legeringar i vattenånga skiljer sig väsentligt (fig. 2.8). Oxidfilmen som bildas under det första steget förstörs av väte och partikeln tar formen av en korall. Aluminiumet som finns kvar i korallen antänds endast 1–10 ms efter slutet av det första steget. Sådan diskontinuitet i processen är typisk för legeringar av vilken sammansättning som helst.

Ris. 2.8. Förbränningspartiklar av aluminium-magnesiumlegering (50:50) sfäriska(A) och fel(b) bildas i ett medium av vattenånga vid normalt atmosfärstryck:

1 - initial partikel; 2 – partikel före antändning; 3 - utbrändhet av magnesium; 4 - aluminiumutbrändhet; 5 - korall bildad efter partikeln

Vid förbränning av aluminium-magnesium-legeringar i koldioxid brinner endast magnesium ut ur partikeln, varefter förbränningsprocessen stannar.

Förbränning av aluminium-magnesiumlegeringar i en låga med hög temperatur

För att studera processen för förbränning av metallpartiklar vid höga temperaturer, under en partikel placerad på spetsen av en nål, brändes en pressad tablett från blandningar av ammoniumperklorat och urotropin, med beräknade förbränningstemperaturer på 2500, 2700 och 3100 K.

Förbränning av partiklar av aluminium-magnesiumlegeringar under dessa förhållanden sker som regel med en explosion. Närvaron av en explosion är karakteristisk för partiklar av alla sammansättningar. Som ett resultat av explosionen bildas en betydande zon av luminescens, vilket är ett tecken på dominansen av ångfasförbränning. Foton av en brinnande partikel i början av förbränningen (Fig. 2.9, A) visar att heterogena reaktioner sker på hela ytan av oxidskalet. På grund av värmen från heterogena reaktioner sker en snabb avdunstning av metallen (bild 2.9, b), vilket bidrar till att oxidskalet brister och att den oförångade droppen stänker (fig. 2.9, V).

Ris. 2.9. Förbränning av 95% Al-legeringspartiklar med 5 % Mg i en oxiderande låga (temperatur 2700 K):

A- det inledande skedet av förbränning; b– stationär förbränning; V- separera

Enligt B. G. Lrabey, S. E. Salibekov och Yu. V. Leninsky orsakas krossningen av partiklar av aluminium-magnesiumlegeringar av en mycket stor skillnad i kokpunkterna för magnesium och aluminium, vilket leder till att magnesium kokar när partikeln är i högtemperaturzonen är explosiv och leder till krossning av kvarvarande aluminium. Temperaturen på 2500 K är redan tillräcklig för uppkomsten av explosiv förbränning, vilket är ganska naturligt, eftersom denna temperatur överstiger kokpunkten för båda komponenterna.

• Arabey B. G., Salibekov S. E., Levinsky Yu. V. Vissa egenskaper för antändning och förbränning av metalldamm // Pulvermetallurgi. 1964. Nr 3. S. 109-118.

Dyldina Julia

Lågan kan ha en annan färg, allt beror bara på metallsaltet som tillsätts.

Ladda ner:

Förhandsvisning:

MAOU gymnasieskola nr 40

Ämne

Flamfärgning som en av metoderna för analytisk kemi.

Dyldina Yudia,

9g klass., MAOU realskola nr 40

Handledare:

Gurkina Svetlana Mikhailovna,

Biologi- och kemilärare.

Perm, 2015

1. Introduktion.
2. Kapitel 1 Analytisk kemi.
3. Kapitel 2 Metoder för analytisk kemi.
4. Kapitel 3 Flamfärgreaktioner.
5. Slutsats.

Introduktion.

Från tidig barndom var jag fascinerad av kemisters arbete. De verkade vara magiker som, efter att ha lärt sig några dolda naturlagar, skapade det okända. I händerna på dessa magiker ändrade ämnen färg, antändes, värmdes eller kyldes, exploderade. När jag kom till kemilektionen började ridån gå upp och jag började förstå hur kemiska processer går till. Den genomförda kemikursen räckte inte för mig, så jag bestämde mig för att arbeta med projektet. Jag ville att ämnet jag arbetar med skulle vara meningsfullt, hjälpa mig att förbereda mig bättre för kemiprovet och tillfredsställa mitt begär efter vackra och levande reaktioner.

Vi studerar färgningen av en låga med metalljoner i olika färger på kemilektioner när vi går igenom alkalimetaller. När jag blev intresserad av detta ämne visade det sig att det i det här fallet inte var helt avslöjat. Jag bestämde mig för att studera det mer i detalj.

Mål: Med hjälp av detta arbete vill jag lära mig hur man bestämmer den kvalitativa sammansättningen av vissa salter.

Uppgifter:

1. Lär känna analytisk kemi.
2. Lär dig metoderna för analytisk kemi och välj de mest lämpliga för mitt arbete.
3. Använder experimentet för att bestämma vilken metall som ingår i saltet.

Kapitel 1.

Analytisk kemi.

Analytisk kemi -gren av kemin som studerar den kemiska sammansättningen och delvis strukturen av ämnen.

Syftet med denna vetenskap är att bestämma de kemiska grundämnen eller grupper av grundämnen som utgör ämnen.

Ämnet för dess studie är förbättringen av befintliga och utvecklingen av nya analysmetoder, sökandet efter möjligheter för deras praktiska tillämpning, studiet av de teoretiska grunderna för analytiska metoder.

Beroende på metodernas uppgift särskiljs kvalitativ och kvantitativ analys.

1. Kvalitativ analys - en uppsättning kemiska, fysikalisk-kemiska och fysikaliska metoder som används för att detektera grundämnen, radikaler och föreningar som utgör det analyserade ämnet eller blandningen av ämnen. I en kvalitativ analys kan man använda lätt genomförbara, karakteristiska kemiska reaktioner, där man observerar uppkomsten eller försvinnandet av färgning, frigöring eller upplösning av en fällning, gasbildning etc. Sådana reaktioner kallas kvalitativa och med hjälp av dem kan man enkelt kontrollera sammansättningen av ett ämne.

Kvalitativ analys utförs oftast i vattenlösningar. Den är baserad på joniska reaktioner och låter dig upptäcka katjoner eller anjoner av ämnen som finns där. Robert Boyle anses vara grundaren av denna analys. Han introducerade detta koncept med kemiska grundämnen som huvuddelarna av komplexa ämnen som inte kan sönderdelas, varefter han systematiserade alla kvalitativa reaktioner som var kända på sin tid.

1. Kvantitativ analys - en uppsättning kemiska, fysikalisk-kemiska och fysikaliska metoder för att bestämma förhållandet mellan komponenterna som utgör

analyt. Utifrån resultaten av detta kan man bestämma jämviktskonstanter, löslighetsprodukter, molekyl- och atommassor. En sådan analys är svårare att utföra, eftersom den kräver ett noggrant och mer noggrant tillvägagångssätt, annars kan resultaten ge höga fel och arbetet kommer att reduceras till noll.

Kvantitativ analys föregås vanligtvis av kvalitativ analys.

kapitel 2

Metoder för kemisk analys.

Metoder för kemisk analys är indelade i 3 grupper.

1. Kemiska metoderbaserat på kemiska reaktioner.

I det här fallet kan endast sådana reaktioner användas för analys som åtföljs av en visuell yttre effekt, till exempel en förändring i lösningens färg, utveckling av gaser, utfällning eller upplösning av fällningar, etc. Dessa externa effekter kommer att tjäna som analytiska signaler i detta fall. De kemiska förändringarna som sker kallas analytiska reaktioner, och de ämnen som orsakar dessa reaktioner kallas kemiska reagenser.

Alla kemiska metoder är indelade i två grupper:

1. Reaktionen utförs i lösning, den så kallade "våta vägen".
2. En metod för att utföra analys med fasta ämnen utan användning av lösningsmedel, en sådan metod kallas "torrbanan". Den är uppdelad i pyrokemisk analys och tritureringsanalys. Påpyrokemisk analys ochÄmnet som undersöks värms upp i lågan från en gasbrännare. I detta fall ger flyktiga salter (klorider, nitrater, karbonater) av ett antal metaller lågan en viss färg. En annan metod för pyroteknisk analys är framställning av färgade pärlor (glasögon). För att få pärlor, legeras salter och metalloxider med natriumtetraborat (Na2 B4O7 "10H2O) eller natriumammoniumhydrofosfat (NaNH4HP04 4H20) och färgen på de resulterande glasen (pärlor) observeras.
3. Gnidningsmetod föreslogs i 1898 F. M. Flavitsky. En fast testsubstans tritureras med ett fast reagens och en extern effekt observeras. Till exempel kan koboltsalter med ammoniumtiocyanat ge en blå färg.

1. Vid analys med fysiska metoderstudera materiens fysikaliska egenskaper med hjälp av instrument, utan att tillgripa kemiska reaktioner. Fysiska metoder inkluderar spektralanalys, luminescens, röntgendiffraktion och andra analysmetoder.
2. Med hjälp av fysikalisk-kemiska metoderstudera de fysikaliska fenomen som uppstår i kemiska reaktioner. Till exempel, i den kolorimetriska metoden, mäts färgintensiteten beroende på koncentrationen av ett ämne, i den konduktometriska analysen mäts förändringen i den elektriska ledningsförmågan hos lösningar.

Kapitel 3

Laboratoriearbete.

Flamfärgreaktioner.

Mål: Att studera färgningen av lågan i en alkohollampa med metalljoner.

I mitt arbete bestämde jag mig för att använda metoden för pyroteknisk analys av flamfärgning med metalljoner.

Testämnen:metallsalter (natriumfluorid, litiumklorid, kopparsulfat, bariumklorid, kalciumklorid, strontiumsulfat, magnesiumklorid, blysulfat).

Utrustning: porslinsmuggar, etylalkohol, glasstav, koncentrerad saltsyra.

För att utföra arbetet gjorde jag en lösning av salt i etylalkohol och satte sedan i brand. Jag tillbringade min erfarenhet flera gånger, i det sista skedet valdes de bästa proverna ut, vars område vi gjorde en video.

Slutsatser:

Flyktiga salter av många metaller färgar lågan i olika färger som är karakteristiska för dessa metaller. Färgen beror på de glödande ångorna av fria metaller, som erhålls som ett resultat av den termiska nedbrytningen av salter när de förs in i brännarflamman. I mitt fall inkluderade dessa salter natriumfluorid och litiumklorid, de gav ljusa mättade färger.

Slutsats.

Kemisk analys används av en person inom väldigt många områden, medan vi i kemilektioner bekantar oss med endast ett litet område av denna komplexa vetenskap. Teknikerna som används i pyrokemisk analys används i kvalitativ analys som ett preliminärt test vid analys av en blandning av fasta ämnen eller som verifieringsreaktioner. I den kvalitativa analysen av reaktionen spelar det "torra" sättet endast en hjälproll, de används vanligtvis som primära tester och verifieringsreaktioner.

Dessutom används dessa reaktioner av människor i andra industrier, till exempel i fyrverkerier. Som vi vet är fyrverkerier dekorativa ljus av olika färger och former, erhållna genom att bränna pyrotekniska kompositioner. Så en mängd brännbara ämnen läggs till pyroteknikens fyrverkerier, bland vilka icke-metalliska element (kisel, bor, svavel) är allmänt representerade. Under oxidationen av bor och kisel frigörs en stor mängd energi, men gasprodukter bildas inte, därför används dessa ämnen för att göra fördröjda säkringar (för att antända andra föreningar vid en viss tidpunkt). Många blandningar inkluderar organiska kolhaltiga material. Till exempel träkol (används i svartkrut, fyrverkeriskal) eller socker (rökgranater). Reaktiva metaller (aluminium, titan, magnesium) används, vars förbränning vid hög temperatur ger ett starkt ljus. Denna egendom började användas för att skjuta upp fyrverkerier.

Under arbetets gång insåg jag hur svårt och viktigt det är att arbeta med substanser, allt var inte helt lyckat, som jag skulle vilja. Som regel finns det inte tillräckligt med övningsarbete i kemilektioner, tack vare vilka teoretiska färdigheter utarbetas. Projektet hjälpte mig att utveckla denna färdighet. Dessutom var det med stor glädje jag presenterade mina klasskamrater för resultatet av mitt arbete. Detta hjälpte dem att befästa sina teoretiska kunskaper.

Det är lätt att gissa att lågans nyans bestäms av kemikalierna som brinner i den, i händelse av att exponering för hög temperatur frigör enskilda atomer av de brännbara ämnena och färgar elden. För att bestämma effekten av ämnen på eldens färg utfördes olika experiment, som vi kommer att diskutera nedan.

Sedan urminnes tider har alkemister och vetenskapsmän försökt ta reda på vilka ämnen som brinner, beroende på färgen som lågan fick.

Lågan av gejsrar och kaminer som finns i alla hus och lägenheter har en blå nyans. En sådan nyans under förbränning ger kol, kolmonoxid. Den gulorange färgen på eldlågan, som föds upp i skogen, eller hushållständstickor, beror på det höga innehållet av natriumsalter i naturligt trä. Till stor del på grund av detta - röd. Lågan på en gasspisbrännare får samma färg om du strö den med vanligt bordssalt. När man bränner koppar blir lågan grön. Jag tror att du har märkt att med ett långt slitage av en ring eller kedja gjord av vanlig koppar, inte täckt med en skyddande förening, blir huden grön. Samma sak händer under förbränningsprocessen. Om kopparhalten är hög uppstår en mycket ljusgrön eld, nästan identisk med vit. Detta kan ses om kopparspån hälls på en gasbrännare.

Många experiment har genomförts med en vanlig gasbrännare och olika mineraler. Sålunda bestämdes deras sammansättning. Du måste ta mineralet med pincett och placera det i lågan. Färgen som elden antar kan indikera de olika föroreningarna som finns i elementet. Lågan av grön färg och dess nyanser indikerar närvaron av koppar, barium, molybden, antimon, fosfor. Bor ger en blågrön färg. Selen ger lågan en blå nyans. Lågan blir röd i närvaro av strontium, litium och kalcium, lila - kalium. Gul-orange färg erhålls under förbränning av natrium.

Studier av mineraler för att bestämma deras sammansättning utförs med en bunsenbrännare. Färgen på dess låga är jämn och färglös, den stör inte experimentets gång. Bunsen uppfann brännaren i mitten av 1800-talet.

Han kom på en metod som låter dig bestämma sammansättningen av ett ämne genom lågans skugga. Forskare försökte utföra liknande experiment före honom, men de hade ingen bunsenbrännare, vars färglösa låga inte stör experimentet. Han placerade olika element på en platinatråd i brännarens eld, eftersom när denna metall läggs till färgar inte lågan. Vid första anblicken verkar metoden vara bra, mödosam kemisk analys går att undvara. Det räcker bara att ta elementet till elden och se vad det består av. Men ämnen i sin rena form kan hittas i naturen extremt sällan. Vanligtvis innehåller de stora mängder olika föroreningar som ändrar färgen på lågan.

Bunsen försökte isolera färger och nyanser med olika metoder. Till exempel att använda färgade glasögon. Om du till exempel tittar genom blått glas kommer du inte att se den gula färgen som elden är målad i när du bränner de vanligaste natriumsalterna. Då blir den lila eller röda nyansen av det önskade elementet urskiljbar. Men även sådana knep ledde till korrekt bestämning av sammansättningen av ett komplext mineral i mycket sällsynta fall. Mer än denna teknik kunde inte uppnå.

Numera används en sådan ficklampa endast för lödning.

Aluminium - brännbar metall, atommassa 26,98; densitet 2700 kg / m 3, smältpunkt 660,1 ° C; kokpunkt 2486 °C; förbränningsvärme -31087 kJ/kg. Aluminiumspån och -damm kan antändas under lokal påverkan av lågkaloriantändningskällor (tändstickslågor, gnistor etc.). När aluminiumpulver, spån, folie interagerar med fukt, bildas aluminiumoxid och en stor mängd värme frigörs, vilket leder till spontan förbränning när de ackumuleras i högar. Denna process underlättas av kontamineringen av dessa material med oljor. Frigörandet av fritt väte under interaktionen av aluminiumdamm med fukt underlättar dess explosion. Självantändningstemperaturen för ett prov av aluminiumdamm med en dispersion på 27 mikron är 520 °C; pyrningstemperatur 410 °C; lägre koncentrationsgräns för flamutbredning 40 g/m 3 ; maximalt explosionstryck 1,3 MPa; tryckstegringshastighet: genomsnitt 24,1 MPa/s, max 68,6 MPa/s. Den begränsande syrekoncentrationen vid vilken antändning av luftsuspensionen av en elektrisk gnista utesluts, 3 % av volymen. Det sedimenterade dammet är en brandrisk. Självantändningstemperatur 320 °C. Aluminium interagerar lätt vid rumstemperatur med vattenlösningar av alkalier och ammoniak med utveckling av väte. Att blanda aluminiumpulver med en alkalisk vattenlösning kan orsaka en explosion. Reagerar kraftigt med många metalloider. Aluminiumspån brinner till exempel i brom och bildar aluminiumbromid. Interaktionen av aluminium med klor och brom sker vid rumstemperatur, med jod - vid uppvärmning. Vid upphettning kombineras aluminium med svavel. Om aluminiumpulver hälls i kokande svavelånga antänds aluminiumet. Kraftigt malet aluminium reagerar med halogenerade kolväten; en liten mängd aluminiumklorid (bildas under denna reaktion) fungerar som en katalysator, vilket påskyndar reaktionen, i vissa fall leder till en explosion. Detta fenomen observeras när aluminiumpulver upphettas med metylklorid, koltetraklorid, en blandning av kloroform och koltetraklorid till en temperatur av cirka 150 °C.

Aluminium i form av ett kompakt material interagerar inte med koltetraklorid. Blandning av aluminiumdamm med vissa klorerade kolväten och alkohol gör att blandningen antänds spontant. En blandning av aluminiumpulver med kopparoxid, silveroxid, blyoxid och särskilt blydioxid brinner med en explosion. En blandning av ammoniumnitrat, aluminiumpulver med kol eller nitroföreningar är ett sprängämne. Släckmedel: torr sand, aluminiumoxid, magnesitpulver, asbestfilt. Det är förbjudet att använda vatten och brandsläckare.

I sin rena form förekommer inte aluminium i naturen, eftersom det mycket snabbt oxideras av atmosfäriskt syre med bildning av starka oxidfilmer som skyddar ytan från ytterligare interaktion.

Som konstruktionsmaterial används vanligtvis inte rent aluminium, utan olika legeringar baserade på det, vilka kännetecknas av en kombination av tillfredsställande hållfasthet, god duktilitet, mycket god svetsbarhet och korrosionsbeständighet. Dessutom kännetecknas dessa legeringar av hög vibrationsbeständighet.

kemiskt element i grupp III i det periodiska systemet, atomnummer 13, relativ atommassa 26,98. I naturen representeras den av endast en stabil nuklid 27 Al. Artificiellt erhållit ett antal radioaktiva isotoper av aluminium, den mest långlivade 26 Al har en halveringstid på 720 tusen år. aluminium i naturen. Det finns mycket aluminium i jordskorpan: 8,6 viktprocent. Det rankas först bland alla metaller och tredje bland andra grundämnen (efter syre och kisel). Det finns dubbelt så mycket aluminium som järn och 350 gånger så mycket som koppar, zink, krom, tenn och bly tillsammans! Som han skrev för över 100 år sedan i sin klassiska lärobok Grunderna i kemi D.I. Mendeleev, av alla metaller, "aluminium är det vanligaste i naturen; det räcker med att påpeka att det är en del av leran, så att den allmänna fördelningen av aluminium i jordskorpan är tydlig. Aluminium, eller metallen av alun (alumen), kallas därför annars lera, som finns i lera.

Det viktigaste mineralet i aluminium är bauxit, en blandning av basisk oxid AlO(OH) och hydroxid Al(OH)

3 . De största fyndigheterna av bauxit finns i Australien, Brasilien, Guinea och Jamaica; industriproduktion bedrivs även i andra länder. Alunit (alunsten) är också 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 är mer än 250 mineraler kända, däribland aluminium; de flesta av dem är aluminiumsilikater, av vilka jordskorpan huvudsakligen bildas. När de vittrar bildas lera, vars grund är mineralet kaolinit Al 2O32SiO22H2 O. Järnföroreningar färgar vanligtvis leran brun, men vit lerkaolin finns också som används för att tillverka porslins- och fajansprodukter. se även BOXITES.

Ibland finns det ett exceptionellt hårt (näst diamant) mineral korund kristallin oxid Al

2O3 , ofta färgad av föroreningar i olika färger. Dess blå variant (en blandning av titan och järn) kallas safir, den röda (en blandning av krom) kallas rubin. Olika föroreningar kan färga den så kallade ädla korunden även i grönt, gult, orange, lila och andra färger och nyanser.

Tills nyligen trodde man att aluminium, som en mycket aktiv metall, inte kan förekomma i naturen i ett fritt tillstånd, men 1978 upptäcktes inhemskt aluminium i klipporna på den sibiriska plattformen i form av morrhår bara 0,5 mm långa ( med filament några mikrometer tjocka). I månens jord, levererad till jorden från regionerna i havet av kriser och överflöd, var det också möjligt att upptäcka inhemskt aluminium. Det antas att metalliskt aluminium kan bildas genom kondensation från gasen. Det är känt att när aluminiumhalider - klorid, bromid, fluorid värms upp, kan de förångas mer eller mindre lätt (till exempel AlCl

3 sublimeras redan vid 180°C). Med en kraftig temperaturökning sönderdelas aluminiumhalider och övergår i ett tillstånd med en lägre valens av metallen, till exempel AlCl. När en sådan förening kondenserar med en minskning av temperaturen och frånvaron av syre uppstår en disproportioneringsreaktion i den fasta fasen: en del av aluminiumatomerna oxideras och går in i det vanliga trevärda tillståndet, och en del återställs. Monovalent aluminium kan endast reduceras till metall: 3AlCl® 2Al + AlCl 3 . Detta antagande stöds också av den filamentösa formen hos naturliga aluminiumkristaller. Vanligtvis bildas kristaller av denna struktur på grund av snabb tillväxt från gasfasen. Förmodligen bildades mikroskopiska aluminiumklumpar i månens jord på liknande sätt.

Namnet aluminium kommer från latinets alumen (släktet fall aluminis). Så kallad alun, dubbel kalium-aluminiumsulfat KAl(SO

4) 2 12H 2 O) , som användes som betningsmedel vid färgning av tyger. Det latinska namnet går troligen tillbaka på grekiskans "halme" saltlösning, saltlösning. Det är konstigt att i England är aluminium aluminium, och i USA är det aluminium.

I många populära böcker om kemi finns en legend som en uppfinnare, vars namnhistoria inte har bevarats, förde till kejsaren Tiberius, som styrde Rom 1427 e.Kr., en skål gjord av en metall som liknar silver till färgen, men ljusare. Denna gåva kostade mästaren livet: Tiberius beordrade att avrätta honom och förstöra verkstaden, eftersom han var rädd att den nya metallen skulle kunna devalvera silvret i den kejserliga skattkammaren.

Denna legend är baserad på en berättelse av Plinius den äldre, en romersk författare och forskare, författare Naturhistoria uppslagsverk över naturvetenskapliga kunskaper från antiken. Enligt Plinius erhölls den nya metallen från "lerjord". Men lera innehåller aluminium.

Moderna författare reserverar sig nästan alltid för att hela den här historien inte är något annat än en vacker saga. Och detta är inte förvånande: aluminium i stenar är extremt starkt bundet till syre, och det krävs mycket energi för att frigöra det. Nyligen har dock nya data dykt upp om den grundläggande möjligheten att erhålla metalliskt aluminium under antiken. Som framgår av spektralanalys, dekorationerna på graven av den kinesiske befälhavaren Zhou-Zhu, som dog i början av 300-talet. AD, är gjorda av en legering som är 85% aluminium. Kan de gamla ha fått gratis aluminium? Alla kända metoder (elektrolys, reduktion med metalliskt natrium eller kalium) elimineras automatiskt. Kunde man hitta inhemskt aluminium i antiken, som till exempel guldklumpar, silver, koppar? Detta är också uteslutet: inhemskt aluminium är det sällsynta mineralet som förekommer i försumbara mängder, så de gamla mästarna kunde inte hitta och samla sådana nuggets i rätt mängd.

Men en annan förklaring av Plinius berättelse är också möjlig. Aluminium kan utvinnas från malmer inte bara med hjälp av elektricitet och alkalimetaller. Det finns ett reduktionsmedel tillgängligt och flitigt använt sedan urminnes tider - det här är kol, med hjälp av vilket oxiderna av många metaller reduceras till fria metaller vid upphettning. I slutet av 1970-talet beslutade tyska kemister att testa om aluminium kunde ha tillverkats i antiken genom reduktion med kol. De värmde en blandning av lera med kolpulver och vanligt salt eller kaliumkarbonat i en lerdegel till en röd värme. Salt erhölls från havsvatten, och kaliumklorid från växtaska, för att endast använda de ämnen och metoder som fanns tillgängliga i antiken. Efter en tid flöt slagg med aluminiumkulor på ytan av degeln! Utbytet av metall var litet

, men det är möjligt att det var på detta sätt som de antika metallurgerna kunde erhålla "1900-talets metall".aluminiumegenskaper. Färgen på rent aluminium liknar silver, det är en mycket lätt metall: dess densitet är bara 2,7 g/cm 3 . Lättare än aluminium är endast alkali- och jordalkalimetaller (förutom barium), beryllium och magnesium. Aluminium smälter också lätt vid 600°C (tunn aluminiumtråd kan smältas på en vanlig köksbrännare), men det kokar endast vid 2452°CC. När det gäller elektrisk ledningsförmåga ligger aluminium på 4:e plats, näst efter silver (det är på första plats), koppar och guld, vilket med tanke på den låga kostnaden för aluminium är av stor praktisk betydelse. Den termiska ledningsförmågan hos metaller ändras i samma ordning. Det är lätt att verifiera den höga värmeledningsförmågan hos aluminium genom att doppa en aluminiumsked i varmt te. Och ytterligare en anmärkningsvärd egenskap hos denna metall: dess släta, glänsande yta reflekterar ljuset perfekt: från 80 till 93 % i det synliga området av spektrumet, beroende på våglängden. I det ultravioletta området har aluminium ingen motsvarighet i detta avseende, och endast i det röda området är det något sämre än silver (i det ultravioletta har silver en mycket låg reflektionsförmåga).

Rent aluminium är en ganska mjuk metall nästan tre gånger mjukare än koppar, så även relativt tjocka aluminiumplattor och stavar är lätta att böja, men när aluminium bildar legeringar (det finns ett stort antal av dem) kan dess hårdhet öka tio gånger.

Det karakteristiska oxidationstillståndet för aluminium är +3, men på grund av närvaron av ofyllda 3 R- och 3

d -orbitaler aluminiumatomer kan bilda ytterligare donator-acceptorbindningar. Därför Al-jonen 3+ med en liten radie är mycket benägen att bilda komplex och bildar en mängd olika katjoniska och anjoniska komplex: AlCl4, AlF63, 3+, Al(OH)4, Al(OH)63, AlH4och många andra. Komplex med organiska föreningar är också kända.

Den kemiska aktiviteten hos aluminium är mycket hög; i serien av elektrodpotentialer ligger den omedelbart bakom magnesium. Vid första anblicken kan ett sådant uttalande verka konstigt: trots allt är en aluminiumpanna eller -sked ganska stabil i luften och kollapsar inte i kokande vatten. Aluminium, till skillnad från järn, rostar inte. Det visar sig att metallen i luft är täckt med en färglös, tunn, men stark "rustning" av oxid, som skyddar metallen från oxidation. Så om en tjock aluminiumtråd eller en 0,51 mm tjock plåt införs i brännarlågan, smälter metallen, men aluminium flödar inte, eftersom det förblir i en påse med sin oxid. Om du berövar aluminium skyddsfilmen eller gör den lös (till exempel genom nedsänkning i en lösning av kvicksilversalter), kommer aluminium omedelbart att visa sin sanna essens: redan vid rumstemperatur kommer det att börja reagera kraftigt med vatten med utvecklingen av väte: 2Al + 6H

2O® 2Al(OH)3 + 3H 2 . I luften förvandlas aluminium utan skyddsfilm till ett löst oxidpulver precis framför våra ögon: 2Al + 3O 2® 2Al2O3 . Aluminium är särskilt aktivt i ett finfördelat tillstånd; aluminiumdamm, när det blåser in i lågan, brinner omedelbart ut. Om du blandar aluminiumdamm med natriumperoxid på en keramisk platta och droppar vatten på blandningen, blossar även aluminium upp och brinner med en vit låga.

Den mycket höga affiniteten hos aluminium för syre gör att det kan "ta bort" syre från oxiderna av ett antal andra metaller och återställa dem (aluminiumtermisk metod). Det mest kända exemplet är termitblandningen, vid förbränning av vilken så mycket värme frigörs att det resulterande järnet smälter: 8Al + 3Fe

3O4®4Al2O3 + 9 Fe. Denna reaktion upptäcktes 1856 av N.N. Beketov. På så sätt är det möjligt att reducera till metaller Fe2O3, CoO, NiO, MoO3, V2O5, SnO2, CuO, ett antal andra oxider. När aluminium reduceras, Cr2 O 3, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5, SiO 2, TiO 2, ZrO 2, B 2 O 3reaktionsvärmet är inte tillräckligt för att värma reaktionsprodukterna över deras smältpunkt.

Aluminium löser sig lätt i utspädda mineralsyror för att bilda salter. Koncentrerad salpetersyra bidrar genom att oxidera aluminiumytan till förtjockning och härdning av oxidfilmen (den så kallade metallpassiveringen). Aluminium behandlat på detta sätt reagerar inte ens med saltsyra. Med hjälp av elektrokemiska

anodisk oxidation (anodisering) på ytan av aluminium kan du skapa en tjock film som är lätt att måla i olika färger.

Förskjutningen av mindre aktiva metaller från saltlösningar av aluminium hindras ofta av en skyddande film på aluminiumytan. Denna film förstörs snabbt av kopparklorid, så 3CuCl-reaktionen fortskrider lätt.

2 + 2Al® 2AlCl 3 + 3Cu, som åtföljs av stark uppvärmning. I starka alkalilösningar löses aluminium lätt med frigöring av väte: 2Al + 6NaOH + 6H 2O® 2Na3 + 3H 2 (andra anjoniska hydroxokomplex bildas också). Den amfotera naturen hos aluminiumföreningar visar sig också i den lätta upplösningen av dess nyutfällda oxid och hydroxid i alkalier. Kristallin oxid (korund) är mycket resistent mot syror och alkalier. Vid sammansmältning med alkalier bildas vattenfria aluminater: Al 2O3 + 2NaOH® 2NaAlO2 + H2 O. Magnesiumaluminat Mg(AlO 2) 2 halvädelstensspinell, vanligtvis färgad med föroreningar i en mängd olika färger.

Aluminium reagerar häftigt med halogener. Om en tunn aluminiumtråd införs i ett provrör med 1 ml brom, så antänds aluminiumet efter en kort tid och brinner med en stark låga. Reaktionen av en blandning av aluminium- och jodpulver initieras av en droppe vatten (vatten med jod bildar en syra som förstör oxidfilmen), varefter en ljus låga uppstår med klubbor av lila jodånga. Aluminiumhalogenider i vattenlösningar är sura på grund av hydrolys: AlCl

3 + H2O Al(OH)Cl2 + HCl. Reaktionen av aluminium med kväve sker endast över 800 ° C med bildning av AlN-nitrid, med svavel vid 200 ° C (Al-sulfid bildas 2 S 3 ), med fosfor vid 500 ° C (AlP-fosfid bildas). När bor införs i smält aluminium, borider med sammansättning AlB 2 och AlB 12 eldfasta föreningar som är resistenta mot syror. Hydrid (AlH) x (x = 1,2) bildas endast i vakuum vid låga temperaturer i reaktionen mellan atomärt väte och aluminiumånga. Hydride AlH, stabil i frånvaro av fukt vid rumstemperatur 3 erhållen i vattenfri eterlösning: Al Cl3 + LiH® AlH3 + 3 LiCl. Med ett överskott av LiH, saltliknande litiumaluminiumhydrid LiAlH 4 ett mycket starkt reduktionsmedel som används vid organisk syntes. Det sönderdelas omedelbart med vatten: LiAlH 4 + 4H2O® LiOH + Al(OH)3 + 4H2. Skaffa aluminium. Den dokumenterade upptäckten av aluminium inträffade 1825. För första gången togs denna metall emot av en dansk fysiker Hans Christian Oersted när han isolerade det genom inverkan av kaliumamalgam på vattenfri aluminiumklorid (erhållen genom att klor leds genom en het blandning av aluminiumoxid och kol). Efter att ha drivit bort kvicksilvret, erhöll Oersted aluminium, men förorenat med föroreningar. År 1827 erhöll den tyske kemisten Friedrich Wöhler aluminium i pulverform genom att reducera kaliumhexafluoroaluminat: Na3AlF6 + 3K® Al + 3NaF + 3KF. Senare lyckades han få fram aluminium i form av blanka metallkulor. 1854 utvecklade den franske kemisten Henri Etienne Saint-Clair Deville den första industriella metoden för att framställa aluminium genom att reducera en smälta av natriumtetrakloroluminat: NaAlCl 4 + 3Na® Al+ 4NaCl. Aluminium fortsatte dock att vara en extremt sällsynt och dyr metall; det var inte mycket billigare än guld och 1 500 gånger dyrare än järn (nu bara tre gånger). Av guld, aluminium och ädelstenar gjordes en skallra på 1850-talet till den franske kejsaren Napoleon III:s son. När 1855 på världsutställningen i Paris ett stort göt av aluminium framställt med en ny metod ställdes ut, sågs det som en juvel. Den övre delen (i form av en pyramid) av Washington-monumentet i den amerikanska huvudstaden var gjord av dyrbart aluminium. På den tiden var aluminium inte mycket billigare än silver: i USA, till exempel, 1856 såldes det till ett pris av $ 12 per pund (454 g) och silver för $ 15. I den första volymen av den berömda Encyclopedic Dictionary of Brockhaus och Efron sa att "aluminium fortfarande används främst för att klä ... lyxartiklar." Vid den tiden bröts endast 2,5 ton metall årligen över hela världen. Först mot slutet av 1800-talet, när den elektrolytiska metoden för att erhålla aluminium utvecklades, började dess årliga produktion uppgå till tusentals ton, och på 1900-talet. miljoner ton. Detta gjorde aluminium till en allmänt tillgänglig halvädelmetall.

Den moderna metoden att få fram aluminium upptäcktes 1886 av en ung amerikansk forskare. Charles Martin Hall. Han blev intresserad av kemi som barn. Efter att ha hittat sin fars gamla lärobok i kemi började han studera den flitigt, såväl som att experimentera, en gång fick han till och med en utskällning av sin mamma för att ha skadat middagsduken. Och 10 år senare gjorde han en enastående upptäckt som förhärligade honom över hela världen.

Efter att ha blivit student vid 16 års ålder fick Hall höra av sin lärare, F.F. Jewett, att om någon lyckas utveckla ett billigt sätt att skaffa aluminium, så kommer denna person inte bara att ge en enorm tjänst till mänskligheten, utan också tjäna en enorm förmögenhet. Jewett visste vad han pratade om: han hade tidigare tränat i Tyskland, arbetat för Wöhler och diskuterat med honom problemen med att skaffa aluminium. Med sig till Amerika tog Jewett också med sig ett prov av en sällsynt metall, som han visade för sina elever. Plötsligt förklarade Hall högt: "Jag ska hämta den här metallen!"

Sex år av hårt arbete fortsatte. Hall försökte få fram aluminium med olika metoder, men utan framgång. Slutligen försökte han extrahera denna metall genom elektrolys. På den tiden fanns inga kraftverk, strömmen måste fås med hjälp av stora hemmagjorda batterier av kol, zink, salpeter och svavelsyra. Hall arbetade i en lada där han inrättade ett litet laboratorium. Han fick hjälp av sin syster Julia, som var mycket intresserad av sin brors experiment. Hon förde alla hans brev och arbetsdagböcker, som bokstavligen dag för dag gör det möjligt att spåra upptäcktens historia. Här är ett utdrag ur hennes memoarer:

"Charles var alltid på gott humör, och även under de värsta dagarna kunde han skratta åt olyckliga uppfinnares öde. I tider av misslyckande fann han tröst vid vårt gamla piano. I sitt hemlaboratorium arbetade han långa timmar utan paus; och när han kunde lämna uppsättningen en stund, rusade han genom vårt långa hus för att leka lite... Jag visste att leka med sådana

charm och känsla, han tänker hela tiden på sitt arbete. Och musiken hjälpte honom i detta.

Det svåraste var att hitta elektrolyten och skydda aluminiumet från oxidation. Efter ett halvår av utmattande arbete dök äntligen några små silverkulor upp i degeln. Hall sprang omedelbart till sin tidigare lärare för att rapportera om hans framgång. "Professor, jag har det!" utbrast han och räckte fram handen: i hans handflata låg ett dussin små aluminiumkulor. Detta skedde den 23 februari 1886. Och exakt två månader senare, den 23 april samma år, tog fransmannen Paul Héroux patent på en liknande uppfinning, som han gjorde självständigt och nästan samtidigt (två andra tillfälligheter är slående: både Hall och Héroux föddes 1863 och dog 1914).

Nu förvaras de första aluminiumkulorna som Hall erhållit i American Aluminium Company i Pittsburgh som en nationell relik, och i hans college finns ett monument till Hall, gjutet av aluminium. Därefter skrev Jewett: "Min viktigaste upptäckt var upptäckten av människan

. Det var Charles M. Hall, som vid 21 års ålder upptäckte ett sätt att återvinna aluminium från malm, och på så sätt tillverkade aluminium till den underbara metall som nu används flitigt över hela världen. Jewetts profetia gick i uppfyllelse: Hall fick stort erkännande, blev hedersmedlem i många vetenskapliga sällskap. Men hans personliga liv misslyckades: bruden ville inte stå ut med det faktum att hennes fästman tillbringar hela tiden i laboratoriet och bröt förlovningen. Hall fann tröst på sin hemskola, där han arbetade resten av sitt liv. Som Charles bror skrev, "College var hans fru och barn och allt hela hans liv." Hall testamenterade också det mesta av sitt arv på 5 miljoner dollar till college. Hall dog av leukemi vid 51 års ålder.

Halls metod gjorde det möjligt att få fram relativt billigt aluminium med el i stor skala. Om från 1855 till 1890 endast 200 ton aluminium erhölls, så erhölls under det följande decenniet, enligt Hall-metoden, 28 000 ton av denna metall över hela världen! År 1930 hade världens årliga produktion av aluminium nått 300 000 ton. Nu produceras mer än 15 miljoner ton aluminium årligen. Aluminiumoxidlösning (teknisk Al

2O3 ) i smält kryolit Na 3 AlF 6 , som dels bryts i form av ett mineral, dels speciellt syntetiserat. Flytande aluminium ansamlas i botten av badet (katoden), syre frigörs på kolanoder, som gradvis brinner ut. Vid låg spänning (ca 4,5 V) drar elektrolysörer enorma strömmarupp till 250 000 A! Under en dag producerar en elektrolysator ungefär ett ton aluminium. Produktionen kräver stora mängder el: 15 000 kilowattimmar el går åt för att producera 1 ton metall. Denna mängd el förbrukar en stor byggnad med 150 lägenheter under en hel månad. Framställning av aluminium är miljöfarlig, eftersom luften i atmosfären är förorenad med flyktiga fluorföreningar.Användningen av aluminium. Även D.I.Mendeleev skrev att "metallaluminium, med stor lätthet och styrka och låg variation i luften, är mycket lämplig för vissa produkter." Aluminium är en av de vanligaste och billigaste metallerna. Utan det är det svårt att föreställa sig det moderna livet. Inte konstigt att aluminium kallas 1900-talets metall. Den lämpar sig väl för bearbetning: smide, stämpling, valsning, ritning, pressning. Ren aluminium är en ganska mjuk metall; den används för att göra elektriska ledningar, strukturella delar, matfolie, köksredskap och "silver" färg. Denna vackra och lätta metall används ofta inom bygg- och flygteknik. Aluminium reflekterar ljus mycket bra. Därför används den för tillverkning av speglar genom metallavsättning i vakuum.

Inom flygplan och maskinteknik, vid tillverkning av byggnadskonstruktioner, används mycket hårdare aluminiumlegeringar. En av de mest kända är en legering av aluminium med koppar och magnesium (duralumin, eller helt enkelt "duralumin"; namnet kommer från den tyska staden Düren). Denna legering får efter härdning en speciell hårdhet och blir cirka 7 gånger starkare än rent aluminium. Samtidigt är det nästan tre gånger lättare än järn. Det erhålls genom att legera aluminium med små tillsatser av koppar, magnesium, mangan, kisel och järn. Siluminer används ofta - gjutna legeringar av aluminium med kisel. Höghållfasta, kryogena (frostbeständiga) och värmebeständiga legeringar produceras också. Skyddande och dekorativa beläggningar appliceras lätt på produkter gjorda av aluminiumlegeringar. Lättheten och styrkan hos aluminiumlegeringar var särskilt användbara inom flygteknik. Helikopterpropellrar är till exempel gjorda av en legering av aluminium, magnesium och kisel. Relativt billig aluminiumbrons (upp till 11% Al) har höga mekaniska egenskaper, den är stabil i havsvatten och även i utspädd saltsyra. Från aluminiumbrons i Sovjetunionen från 1926 till 1957 präglades mynt i valörer på 1, 2, 3 och 5 kopek.

För närvarande används en fjärdedel av allt aluminium för konstruktionsbehov, samma mängd förbrukas av transportteknik, cirka 17 % går till förpackningsmaterial och burkar, 10 % inom elektroteknik.

Aluminium innehåller också många brännbara och explosiva blandningar. Alumotol, en gjuten blandning av trinitrotoluen med aluminiumpulver, är ett av de mest kraftfulla industriella sprängämnena. Ammonal är ett explosivt ämne som består av ammoniumnitrat, trinitrotoluen och aluminiumpulver. Brandkompositioner innehåller aluminium och ett oxidationsmedel nitrat, perklorat. Pyrotekniska kompositioner "Zvezdochka" innehåller också pulveriserat aluminium.

En blandning av aluminiumpulver med metalloxider (termit) används för att erhålla vissa metaller och legeringar, för svetsning av skenor, i brandfarlig ammunition.

Aluminium har också funnit praktisk användning som raketbränsle. Fullständig förbränning av 1 kg aluminium kräver nästan fyra gånger mindre syre än 1 kg fotogen. Dessutom kan aluminium oxideras inte bara av fritt syre, utan också av bundet syre, som är en del av vatten eller koldioxid. Vid "förbränning" av aluminium i vatten frigörs 8800 kJ per 1 kg produkter; detta är 1,8 gånger mindre än när metallen förbränns i rent syre, men 1,3 gånger mer än när den förbränns i luft. Detta innebär att vanligt vatten kan användas istället för farliga och dyra föreningar som oxidationsmedel för sådant bränsle. Tanken på att använda aluminium i

som bränsle redan 1924 föreslogs av den inhemska vetenskapsmannen och uppfinnaren F.A. Zander. Enligt hans plan kan aluminiumelement i rymdfarkosten användas som extra bränsle. Detta djärva projekt har ännu inte genomförts praktiskt, men de flesta av de för närvarande kända fasta raketdrivmedlen innehåller aluminiummetall i form av ett finfördelat pulver. Att lägga till 15% aluminium till bränslet kan höja temperaturen på förbränningsprodukterna med tusen grader (från 2200 till 3200 K); utmattningshastigheten för förbränningsprodukter från motormunstycket ökar också märkbart - huvudenergiindikatorn som bestämmer effektiviteten hos raketbränsle. I detta avseende kan bara litium, beryllium och magnesium konkurrera med aluminium, men de är alla mycket dyrare än aluminium.

Aluminiumföreningar används också i stor utsträckning. Eldfast och slipande (smargel)material av aluminiumoxid, råmaterial för keramisk produktion. Lasermaterial, klocklager, smyckesstenar (konstgjorda rubiner) tillverkas också av det. Bränd aluminiumoxid är en adsorbent för rening av gaser och vätskor och en katalysator för ett antal organiska reaktioner. Vattenfri aluminiumkloridkatalysator i organisk syntes (Friedel Crafts reaktion), utgångsmaterialet för att erhålla högrent aluminium. Aluminiumsulfat används för vattenrening; reagerar med kalciumbikarbonatet som finns i det:

Al2(SO4)3 + 3Ca (HC03)2® 2AlO(OH) + 3CaSO4 + 6CO2 + 2H2O, det bildar flingor av oxid-hydroxid, som vid sedimentering fångar upp och även absorberar suspenderade föroreningar och till och med mikroorganismer i vattnet på ytan. Dessutom används aluminiumsulfat som betningsmedel för färgning av tyger, för garvning av läder, konservering av trä och limning av papper. Kalciumaluminat är en komponent i bindemedel, inklusive Portlandcement. Yttrium aluminium granat (YAG) YAlO 3 lasermaterial. Eldfast material av aluminiumnitrid för elektriska ugnar. Syntetiska zeoliter (de tillhör aluminosilikater) adsorbenter i kromatografi och katalysatorer. Organoaluminiumföreningar (till exempel trietylaluminium) komponenter av Ziegler katalysatorer Nattas, som används för syntes av polymerer, inklusive högkvalitativt syntetiskt gummi.

Ilya Leenson

LITTERATUR Tikhonov V.N. Analytisk kemi av aluminium. M., "Science", 1971
Populärt bibliotek av kemiska grundämnen. M., "Science", 1983
Craig N.C. Charles Martin Hall och hans Metall. J.Chem.Educ . 1986, vol. 63, nr 7
Kumar V., Milewski L. Charles Martin Hall och den stora aluminiumrevolutionen. J.Chem.Educ., 1987, vol. 64, nr 8