Ciri aluminium. Aluminium: ciri-ciri umum

Setiap elemen kimia boleh dipertimbangkan dari sudut pandangan tiga sains: fizik, kimia dan biologi. Dalam artikel ini kita akan cuba seberapa mungkin untuk mencirikan aluminium. Unsur ini, yang berada dalam kumpulan ketiga dan tempoh ketiga, menurut Jadual Berkala. Aluminium - logam, yang mempunyai kereaktifan purata. Juga adalah mungkin untuk memerhatikan Kenalan hartanah amfoterik. Aluminium berat atom dua puluh enam gram per mol.

Ciri-ciri fizikal aluminium

Di bawah keadaan biasa ia adalah pepejal. formula aluminium adalah sangat mudah. Ia terdiri daripada atom (tidak bersatu dalam molekul), yang sejajar dengan bantuan kekisi hablur dalam bahan pepejal. aluminium warna - perak-putih. Di samping itu, ia mempunyai kilauan logam, serta mana-mana bahan-bahan lain kumpulan ini. Warna logam yang digunakan dalam industri, boleh berbeza disebabkan oleh kehadiran kekotoran dalam aloi. Ini adalah logam yang agak ringan. ketumpatan sama dengan 2.7 g / cm3, iaitu ia adalah kira-kira tiga kali lebih ringan daripada besi. Dalam hal ini dia boleh memberi laluan kecuali magnesium, yang lebih mudah untuk logam yang berkenaan. Kekerasan aluminium adalah agak rendah. Di dalamnya, beliau memberikan kebanyakan logam. kekerasan aluminium daripada dua pada skala Mohs. Oleh itu, untuk keuntungan pada asas aloi logam ditambah lebih keras.

aluminium lebur berlaku pada suhu hanya 660 darjah Celsius. Dan ia mula mendidih apabila dipanaskan pada suhu 2452 darjah Celsius. Ini adalah logam yang sangat mulur dan fusible. Dalam fizikal hujung aluminium ciri. Namun perlu ditegaskan bahawa logam aktif mempunyai yang terbaik selepas tembaga dan perak kekonduksian.

Kelaziman dalam alam semula jadi

spesifikasi aluminium yang kita baru sahaja dipertimbangkan, perkara biasa dalam alam sekitar. Ia boleh dilihat dalam komposisi banyak mineral. unsur aluminium - keempat antara yang paling biasa dalam alam semula jadi. Beliau pecahan berat dalam kerak Bumi adalah hampir sembilan peratus. mineral utama yang terdapat di dalam komposisi atom adalah bauksit, alumina, cryolite. Pertama - pembentukan batu, yang terdiri daripada oksida besi, silikon dan logam yang berkenaan, juga dalam struktur molekul air yang hadir. Ia mempunyai pewarna yang tidak seragam: serpihan kelabu, warna merah-coklat atau lain-lain, yang bergantung kepada kehadiran pelbagai kekotoran. Dari 30-60 peratus baka - aluminium, yang gambar boleh dilihat di atas. Ia juga sangat biasa dalam mineral alam adalah alumina.

alumina ini. formula kimia - Al2O3. Dia mungkin mempunyai merah, kuning, biru atau coklat. kekerasan pada skala Mohs adalah sembilan unit. Kepelbagaian corundum adalah nilam luar biasa dan delima, leicosapphires dan padparadzha (nilam kuning).

Cryolite - mineral yang mempunyai formula kimia yang lebih kompleks. Ia terdiri daripada fluorida aluminium dan natrium - AlF3 • 3NaF. Ia kelihatan seperti batu berwarna atau kelabu, mempunyai kekerasan yang rendah - semua tiga pada skala Mohs. Dalam dunia hari ini ia disintesis secara buatan di dalam makmal. Ia digunakan dalam metalurgi.

Juga aluminium boleh didapati dalam alam semula jadi sebagai sebahagian daripada tanah liat, yang merupakan komponen utama silikon dan oksida logam yang dikaitkan dengan molekul air. Di samping itu, unsur kimia dapat dilihat dalam komposisi nepheline, formula kimia yang adalah seperti berikut: KNa3 [AlSiO4] 4.

penerimaan

ciri pertimbangan aluminium menyediakan kaedah sintesis. Terdapat beberapa kaedah. Pengeluaran aluminium dengan kaedah yang pertama berlaku dalam tiga peringkat. Yang terakhir ini adalah prosedur elektrolisis pada katod dan anod karbon. Bagi menjalankan proses tersebut memerlukan aluminium oksida, dan pembantu-pembantu seperti cryolite (formula - Na3AlF6) dan kalsium fluorida (CaF2). Untuk berlaku penguraian alumina dibubarkan, ia adalah perlu dengan lebur cryolite dan kalsium fluorida yang dipanaskan kepada suhu sekurang-kurangnya 950 darjah selsius, dan kemudian melalui semasa bahan-bahan ini dalam lapan puluh ribu ampere dan voltan lima lapan volt. Oleh itu, kerana proses untuk katod settle aluminium, dan molekul oksigen akan dikutip di anod, yang seterusnya dioksidakan anod dan menukarkannya kepada karbon dioksida. Sebelum menjalankan ini bauksit prosedur, yang dalam bentuk oksida aluminium diekstrak, sebelum dibersihkan daripada kekotoran, dan pas proses dehidrasi.

kaedah pengeluaran aluminium yang dinyatakan di atas adalah perkara biasa dalam metalurgi. Terdapat juga kaedah, dicipta pada 1827 oleh F. Wohler. Ia terletak pada hakikat bahawa aluminium boleh diekstrak oleh tindak balas kimia antara klorida dan kalium itu. Untuk menjalankan apa-apa proses yang hanya boleh dibuat dalam bentuk syarat khas suhu yang sangat tinggi dan vakum. Oleh itu, satu mol klorida dan jumlah yang sama kalium boleh disediakan satu mol alumina dan tiga mol kalium klorida sebagai hasil sampingan. Tindak balas ini boleh dinyatakan sebagai persamaan ini: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. Kaedah ini tidak mendapat banyak populariti dalam industri.

ciri aluminium segi kimia

Seperti yang telah dinyatakan di atas, ia adalah bahan yang mudah, yang terdiri daripada atom yang tidak dianjurkan dalam molekul. struktur yang sama terbentuk hampir semua logam. Aluminium mempunyai kereaktifan yang agak tinggi dan sifat-sifat mengurangkan kuat. Ciri kimia aluminium akan bermula dengan penerangan tindak balas dengan bahan mudah yang lain, seperti yang akan diterangkan berinteraksi dengan sebatian bukan organik kompleks.

bahan-bahan aluminium dan mudah

Ini termasuk terutamanya oksigen - sebatian yang paling biasa di planet ini. Dari beliau dua puluh satu peratus daripada atmosfera Bumi terdiri. Tindak balas bahan dengan yang lain dikenali sebagai pengoksidaan, atau terbakar. Ia biasanya berlaku pada suhu yang tinggi. Tetapi dalam kes aluminium boleh pengoksidaan dalam keadaan operasi normal - filem oksida supaya terbentuk. Jika logam aktif dihancurkan, ia akan membakar, dengan itu membebaskan banyak tenaga haba. Bagi menjalankan tindak balas antara aluminium dan oksigen memerlukan komponen ini dalam nisbah molar 4: 3, di mana kedua-dua bahagian mendapatkan oksida.

Ini tindak balas kimia yang dinyatakan oleh persamaan berikut: 4AІ + 3O2 = 2AІO3. Juga aluminium boleh bertindak balas dengan halogen termasuk fluorin, iodin, bromin dan klorin. Nama-nama proses ini datang dari halogen yang berkaitan: fluorination, iodination, bromination dan pengklorinan. Ini adalah tindak balas gandingan biasa.

Sebagai contoh, kita bertindak balas aluminium dengan klorin. jenis ini proses hanya boleh berlaku dalam kesejukan.

Oleh itu, dengan mengambil dua mol aluminium dan tiga mol klorin, untuk memberi dua mol klorida logam. Persamaan bagi tindak balas ini adalah seperti berikut: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3. Dengan cara yang sama ia adalah mungkin untuk mendapatkan aluminium fluorida, bromida dan iodida ia.

Pada kelabu bahan yang berkenaan bertindak balas hanya apabila dipanaskan. Untuk menjalankan interaksi antara kedua-dua sebatian perlu untuk membawa mereka dalam perkadaran molar dua hingga tiga, dan satu bahagian sulfida yang terbentuk daripada aluminium. persamaan tindak balas adalah seperti berikut: 2AL + 3S = Al2S3.

Tambahan pula, pada suhu yang tinggi dan aluminium bertindak balas dengan karbon untuk membentuk karbida, dan nitrogen untuk membentuk nitrida a. Satu boleh memetik persamaan tindak balas kimia berikut: 4AІ + 3C = AІ4S3; 2AL + N2 = 2AlN.

Interaksi dengan bahan-bahan kompleks

Ini termasuk air, garam, asid, bes, oksida. Dengan semua bahan kimia aluminium bertindak balas berbeza. Mari kita lihat secara terperinci setiap kes.

Tindak balas dengan air

Dengan bahan yang paling biasa di kompleks bumi aluminium berinteraksi dengan pemanasan. Ini berlaku hanya apabila penyingkiran awal filem oksida. Interaksi hidroksida amfoterik terbentuk, dan hidrogen dilepaskan ke udara. Mengambil kedua-dua bahagian aluminium dan enam bahagian air, kita mendapatkan hidroksida dan hidrogen dalam nisbah molar dua hingga tiga. persamaan tindak balas ini ditulis seperti berikut: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

Interaksi dengan asid, bes dan oksida

Seperti logam aktif yang lain, aluminium adalah dapat melibatkan diri dalam satu tindak balas penggantian. Oleh itu, ia boleh menggantikan hidrogen daripada asid atau logam kation pasif garam daripadanya. Hasil daripada interaksi ini garam aluminium terbentuk, dan hidrogen dilepaskan (dalam kes asid) atau dicetuskan bersih logam (salah satu yang kurang aktif daripada dipertimbangkan). Dalam kes kedua, dan yang nyata mengurangkan sifat-sifat yang dinyatakan di atas. Salah satu contoh adalah interaksi aluminium dengan asid hidroklorik, mana aluminium klorida terbentuk dan dilepaskan ke dalam udara, hidrogen. Ini jenis tindak balas dinyatakan dalam persamaan berikut: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

Contoh interaksi garam aluminium boleh menjadi tindak balas dengan sulfat tembaga. Mengambil kedua-dua komponen, kita berakhir dengan aluminium sulfat dan tembaga tulen yang jatuh dalam bentuk mendakan. Dengan asid seperti sulfurik dan asid nitrik, aluminium bertindak balas secara unik. Contohnya, menambah penyelesaian mencairkan aluminium asid nitrat dalam nisbah molar daripada lapan bahagian dengan tiga puluh lapan bahagian terbentuk daripada nitrat logam, tiga bahagian oksida nitrik dan lima belas - air. Persamaan tindak balas tersebut dirakam dengan itu: 8AL + 30HNO3 = 8AL (NO3) 3 + 3N2O + 15H2O. Proses ini hanya berlaku di hadapan haba.

Jika penyelesaian campuran aluminium sulfat dan asid lemah dalam perkadaran molar 2:58, maka kita mendapatkan sulfat logam dan hidrogen pada nisbah 02:59. Yang akan berlaku tindak balas penggantian biasa, seperti halnya dengan asid lain. Untuk penjelasan, kami membentangkan persamaan: 2AL + 3H2SO4 = AL2 (SO4) 3 + 3H2. Walau bagaimanapun, dengan penyelesaian pekat asid yang sama lebih sukar. Di sini, sama seperti dalam kes dengan nitrat, undang-produk terbentuk, tetapi tidak dalam bentuk oksida dan dalam bentuk sulfur dan air. Jika kita mengambil dua kami perlukan komponen dalam nisbah molar 03:58, hasilnya akan menjadi salah satu garam logam, dan sulfur, dan juga empat - air. Ini tindak balas kimia boleh dinyatakan oleh persamaan berikut: 2AL + 4H2SO4 = AL2 (SO4) 3 + S + 4H2O. Selain itu, aluminium boleh bertindak balas dengan alkali. Untuk melaksanakan interaksi kimia itu mesti mengambil dua mol logam, jumlah yang sama natrium hidroksida atau kalium hidroksida serta enam mol air. Ini menghasilkan bahan-bahan seperti natrium atau kalium tetragidroksoalyuminat dan hidrogen, yang dikeluarkan sebagai gas dengan bau yang pedas dalam perkadaran molar dua hingga tiga. Ini tindak balas kimia boleh diwakili oleh persamaan berikut: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

Dan perkara terakhir yang perlu dipertimbangkan ialah corak interaksi dengan beberapa oksida aluminium. Yang paling biasa dan digunakan dalam kes - reaksi Beketov. Ia, seperti ramai orang lain daripada di atas, hanya berlaku pada suhu yang tinggi. Oleh itu, bagi pelaksanaannya perlu mengambil dua mol per mol aluminium dan ferrum oksida. Interaksi kedua-dua bahan mendapatkan alumina dan besi percuma dalam jumlah yang satu dan dua tahi lalat masing-masing.

Penggunaan logam dalam industri

Ambil perhatian bahawa penggunaan aluminium - satu fenomena yang biasa. Pertama sekali, ia memerlukan industri penerbangan. Bersama-sama dengan aloi magnesium, ada digunakan, dan atas dasar aloi logam. Satu boleh mengatakan bahawa pesawat ialah 50% Alloys aluminium dan usahanya - sebanyak 25%. Selain itu, penggunaan aluminium dijalankan semasa pembuatan wayar dan kabel kerana kekonduksian elektrik yang sangat baik. Di samping itu, logam dan aloi yang digunakan secara meluas dalam industri automotif. Bahan-bahan ini terdiri daripada bangkai kereta, bas, trolleybuses, trem beberapa, dan juga kereta konvensional dan kereta api elektrik. Juga, penggunaannya dalam aplikasi skala yang lebih kecil, sebagai contoh untuk pengeluaran pembungkusan untuk makanan dan produk-produk lain, pinggan mangkuk. Dalam usaha untuk menghasilkan dakwat perak serbuk logam diperlukan. cat diperlukan untuk melindungi besi daripada hakisan. Ia boleh dikatakan bahawa aluminium - Penggunaan yang paling biasa kedua dalam logam perindustrian selepas Ferrum. Kenalan dan dia sering digunakan dalam industri kimia. Ini dijelaskan oleh ciri-ciri kimia tertentu aluminium, termasuk sifat-sifat mengurangkan dan sebatian amfoterik. Hidroksida dianggap unsur-unsur kimia yang diperlukan untuk pembersihan air. Di samping itu, ia digunakan dalam perubatan dalam proses pengeluaran vaksin. Ia juga boleh didapati dalam komposisi beberapa jenis plastik dan bahan-bahan lain.

Peranan dalam alam semula jadi

Seperti yang telah dinyatakan di atas, aluminium dalam kuantiti yang besar dalam kerak bumi. Ia adalah penting untuk semua organisma hidup. Aluminium terlibat dalam peraturan proses pertumbuhan, membentuk tisu penghubung, seperti tulang, ligamentous, dan lain-lain. Dengan ini proses mikronutrien pertumbuhan semula tisu badan dibuat dengan lebih cepat. penurunan dicirikan oleh gejala berikut: kemerosotan dalam pembangunan dan pertumbuhan kanak-kanak, di kalangan orang dewasa - keletihan kronik, pengurangan prestasi, koordinasi motor terjejas, mengurangkan kadar pertumbuhan semula tisu, kelemahan otot, terutama di kaki. Fenomena ini boleh berlaku jika anda makan makanan terlalu sedikit dengan kandungan unsur surih ini.

Walau bagaimanapun, masalah yang lebih biasa adalah lebihan aluminium dalam badan. Ia sering diperhatikan gejala-gejala ini: keresahan, kemurungan, gangguan tidur, hilang ingatan, tekanan, kelembapan sistem otot, yang boleh membawa kepada keretakan yang kerap dan keseleo. berlebihan berpanjangan aluminium dalam badan sering masalah dalam hampir setiap sistem organ.

Apa-apa fenomena yang boleh menyebabkan beberapa sebab. Ini adalah terutamanya aluminium alat memasak. Para saintis telah lama membuktikan bahawa hidangan yang diperbuat daripada logam yang berkenaan, tidak sesuai untuk memasak makanan di dalamnya, pada suhu yang tinggi aluminium masuk ke dalam makanan, dan hasilnya anda makan lebih banyak unsur surih ini daripada keperluan badan.

Sebab kedua - permohonan biasa kosmetik dengan kandungan logam atau garam daripadanya. Sebelum menggunakan mana-mana produk perlu dibaca dengan teliti komposisinya. Adalah tidak terkecuali, dan kosmetik.

Sebab ketiga - pentadbiran ubat-ubatan, yang mengandungi banyak aluminium, untuk masa yang lama. Serta penyalahgunaan vitamin dan makanan tambahan, termasuk microcell itu.

Sekarang mari kita lihat apa produk mengandungi aluminium untuk menyesuaikan diet anda dan untuk mengatur menu dengan betul. Ini terutamanya lobak merah, keju diproses, gandum, alum, kentang. pic buah-buahan dan avokado adalah dicadangkan. Di samping itu, aluminium yang kaya dengan kubis, beras, banyak herba. Juga, daripada kation logam boleh hadir dalam air minum. Untuk mengelakkan kandungan aluminium tinggi atau rendah dalam badan (walaupun, seperti mana-mana unsur surih yang lain), anda perlu berhati-hati memantau diet mereka dan cuba untuk menjadikannya sebagai seimbang yang mungkin.