Aluminij: kemične in fizikalne lastnosti

Nekateri najbolj primerni materiali so kovine. Med njimi so tudi njihovi voditelji. Tako so na primer osnovne lastnosti aluminija dolgo poznane ljudem. So tako primerni za uporabo v vsakdanjem življenju, da je ta kovina postala zelo priljubljena. Kaj so lastnosti aluminija

Zgodovina odkrivanja aluminija

Dolgo časa je človek vedel za povezavo zadevne kovine - alum-kalijev alum. Uporabljena je bila kot sredstvo, ki je sposobno otekanja in vezave sestavin zmesi, to je bilo potrebno tudi za izdelavo usnjenih izdelkov. Obstoj čistega aluminijevega oksida je postal znan v 18. stoletju, v drugi polovici leta. Vendar pa ni bilo nobene čiste snovi.

Naučilcu H. K. Oerstedu je prvič uspel izolirati kovino iz svojega klorida. Bil je on, ki je obdelal amalgam kalijeve soli in izločil mešanico sivega prahu, ki je bil v čisti obliki aluminij.

Potem je postalo jasno, da se kemijske lastnosti aluminija kažejo v njegovi visoki aktivnosti, močni reducirajoči sposobnosti. Zato je z njim dolgo nihče drug.

Vendar pa je leta 1854 Francoz DeVille dobil kovinske ingote z elektrolizo taline. Ta metoda je še vedno pomembna za ta dan. Zlasti masovna proizvodnja dragocenega materiala se je začela v dvajsetem stoletju, ko so se reševali problemi pridobivanja velike količine električne energije v podjetjih.

Do danes je ta kovina ena izmed najbolj priljubljenih in uporablja v gradbeništvu in industriji gospodinjstev.

Splošne značilnosti atoma aluminija

Če označimo obravnavani element s položaja v periodičnem sistemu, lahko razlikujemo več točk.

1. Serijska številka je 13.
2. Nahaja se v tretjem majhnem obdobju, tretji skupini, glavni podskupini.
3. Atomska masa je 26,98.
4. Število valenčnih elektronov je 3.
5. Konfiguracija zunanje plasti je izražena s formulo 3s²3p¹.
6. Ime elementa je aluminij.
7. Lastnosti kovin so močno izraženi.
8. Izotopi v naravi ne obstajajo, obstaja le v eni obliki, z masnim številom 27.
9. Kemijski simbol - AL, v formulah se glasi kot "aluminij".
10. Stopnja oksidacije je ena, enaka +3.

Kemijske lastnosti aluminija so v celoti potrjene z elektronsko strukturo njenega atoma, saj imajo velik atomski polmer in majhno afiniteto za elektron, sposoben je delovati kot močno redukcijsko sredstvo, tako kot vse aktivne kovine.

Aluminij kot preprosta snov: fizikalne lastnosti

Če govorimo o aluminiju kot preprosti snovi, potem je srebrno bela sijoča ​​kovina. V zraku se hitro oksidira in prekrije z gostim oksidnim filmom. Enako se zgodi z delovanjem koncentriranih kislin.

Zaradi takšne lastnosti so izdelki te kovine odporni proti koroziji, kar je seveda zelo primerno za ljudi. Zato je aluminij tako široko uporaben v gradbeništvu. Lastnosti snovi Zanimivo je tudi dejstvo, da je ta kovina zelo lahka, vendar trpežna in mehka. Kombinacija takšnih lastnosti ni na voljo za vsako snov.

Obstaja več osnovnih fizikalnih lastnosti, ki so značilne za aluminij.

1. Visoka stopnja duktilnosti in duktilnosti. Ta kovina je narejena iz lahke, močne in zelo tanke folije, prav tako je vrezana v žico.
2. Tališče: 660 ⁰C.
3. Vrelišče je 2450 ⁰C.
4. Gostota je 2,7 g / cm³.
5. Kristalna mreža je kockasta, kovinska.
6. Vrsta povezave je kovinska.

Fizikalne in kemijske lastnosti aluminija določajo področja uporabe in uporabe. Če govorimo o vsakodnevnih vidikih, imajo značilnosti, ki smo jih preučili zgoraj, pomembno vlogo. Kot lahka, močna in protikorozijska kovina, aluminij se uporablja v letalih in ladjedelništvu. Zato je zelo pomembno vedeti te lastnosti.

Kemijske lastnosti aluminija

Z vidika kemije je zadevna kovina močno reducirno sredstvo, ki je sposobno pokazati visoko kemijsko aktivnost, ki je čista snov. Glavna stvar je odstraniti oksidni film. V tem primeru se aktivnost močno poveča.

Kemijske lastnosti aluminija kot preproste snovi določajo njegova sposobnost reagiranja s:

• kisline;
• alkalije;
• halogeni;
• siva.

Z vodo ne deluje v normalnih pogojih. V tem primeru se od halogenov brez segrevanja reagira samo z jodom. Za druge reakcije potrebujete temperaturo.

Primeri, ki prikazujejo kemijske lastnosti aluminija. Enačbe reakcij interakcij z:

• kisline - AL + HCL = AlCL₃ + H₂;
• alkalije - 2Al + 6H₂O + 2NaOH = Na [Al (OH)₄] + 3H₂-
  
• halogeni - AL + Hal = ALHal₃;
• siva - 2AL + 3S = AL₂S₃.

Na splošno je najpomembnejša lastnost zadevne snovi visoka sposobnost obnoviti druge elemente iz njihovih spojin.

Zmanjševanje sposobnosti

Zmanjševanje lastnosti aluminija se dobro opiše na reakcije medsebojnega delovanja z oksidi drugih kovin. Z lahkoto jih izloči iz sestave snovi in ​​omogoča, da obstaja v preprosti obliki. Na primer: Cr₂O₃ + AL = AL₂O₃ + Cr.

V metalurgiji obstaja celota metoda pridobivanja snovi, ki temelji na podobnih reakcijah. Imenoval se je aluminotermija. Zato se v kemični industriji ta element uporablja posebej za proizvodnjo drugih kovin.

Distribucija v naravi

Pri prevalenci med drugimi kovinskimi elementi se najprej uvršča aluminij. Njegova v zemeljski skorji vsebuje 8,8%. Če ga primerjamo z ne-metali, bo njegov kraj tretji po kisiku in silikonu.

Zaradi svoje visoke kemične aktivnosti se ne pojavlja v čisti obliki, temveč samo v sestavi različnih spojin. Torej, na primer, veliko rud, mineralov, kamnin, ki vključujejo aluminij, so znane. Vendar pa se pridobiva le iz boksita, katerega vsebina v naravi ni prevelika.

Najpogostejše snovi, ki vsebujejo obravnavano kovino, so:

• feldspars;
• boksit;
• granite;
• silikagel;
• aluminosilikati;
• bazaltov in drugih.

V majhni količini je aluminij nujno del celic živih organizmov. Nekatere vrste miši in morskih bitij lahko v času svojega življenja kopičijo ta element v svojem telesu.

Prejemanje

Fizikalne in kemijske lastnosti aluminija omogočajo, da jo dobimo le na en način: z elektrolizo taline ustreznega oksida. Vendar je ta postopek tehnološko zapleten. Tališče AL₂O₃ presega 2.000 ⁰C. Zaradi tega elektroliza neposredno ne deluje. Zato nadaljujte na naslednji način.

1. Izločajo boksit.
2. Očistijo jih nečistoče, ostanejo pa le aluminijev oksid.
3. Nato se taložijo kriolit.
4. Tam dodajte oksid.
5. Ta zmes je elektrolizirana in dobljeni so čisti aluminij in ogljikov dioksid.

Donos izdelka je 99,7%. Vendar pa je mogoče pridobiti še bolj čisto kovino, ki se uporablja v tehnične namene.

Uporaba

Mehanske lastnosti aluminija niso tako dobre, kot da jo uporabljamo v čisti obliki. Zato se zlitine, ki temeljijo na tej snovi, najpogosteje uporabljajo. Obstaja veliko, lahko pa jih navedete najbolj osnovno.

1. Duralumin.
2. Aluminij-mangan.
3. Aluminij-magnezij.
4. Aluminij-baker.
5. Silumin.
6. Avial.

Njihova glavna razlika je seveda zunanji dodatki. V vseh osnovah je aluminij. Druge kovine naredijo material bolj trpežni, odporni proti koroziji, odporni proti obrabi in se lahko prilegajo predelavi.

Obstaja več glavnih področij uporabe aluminija, tako v čisti obliki kot tudi v obliki njegovih spojin (zlitin).

1. Za izdelavo žice in folije, ki se uporabljajo v vsakdanjem življenju.
2. Priprava jedi.
3. Gradnja zrakoplovov.
4. Ladjedelništvo.
5. Gradbeništvo in arhitektura.
6. Vesoljska industrija.
7. Oblikovanje reaktorjev.

Aluminij je skupaj z železom in zlitinami najpomembnejša kovina. Prav ta dva predstavnika periodičnega sistema sta našli najobsežnejšo industrijsko aplikacijo v rokah človeka.

Lastnosti aluminijevega hidroksida

Hidroksid je najpogostejša spojina, ki tvori aluminij. Njegove kemijske lastnosti so enake kot pri sami kovini - je amfoterna. To pomeni, da je sposoben izkazati dvojno naravo, reagirati z obema kislinama in alkalijami.

Aluminijev hidroksid sam je bela želatina oborina. Z lahkoto se z reakcijo aluminijeve soli z alkalijami ali amonijev hidroksid. Ko reagira s kislinami, ta hidroksid daje običajno ustrezno sol in vodo. Če se reakcija nadaljuje z alkalijami, nastanejo hidroksilni kompleksi aluminija, pri čemer je njegovo koordinacijsko število 4. Primer: Na [Al (OH)₄] - natrijev tetrahidroksaluminat.