Aluminij: kemične in fizikalne lastnosti

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-02 17:55

Kovine so eden najprimernejših materialov za obdelavo. Imajo tudi svoje vodje. Na primer, osnovne lastnosti aluminija so ljudem znane že dolgo. Tako so primerni za uporabo v vsakdanjem življenju, da je ta kovina postala zelo priljubljena. Kakšne so lastnosti aluminija kot preproste snovi in atoma, bomo obravnavali v tem članku.

Zgodovina odkritja aluminija

Človek že dolgo pozna spojino zadevne kovine - kalijevega galuna. Uporabljali so ga kot sredstvo, ki lahko nabrekne in poveže sestavine mešanice skupaj, to je bilo potrebno tudi pri dekoriranju usnjenih izdelkov. Obstoj čistega aluminijevega oksida je postal znan v 18. stoletju, v njegovi drugi polovici. Vendar pa ni bila pridobljena nobena čista snov.

Znanstvenik H. K. Oersted je prvič uspel izolirati kovino iz njenega klorida. On je bil tisti, ki je sol obdelal s kalijevim amalgamom in iz zmesi izoliral siv prah, ki je bil aluminij v svoji čisti obliki.

Takrat je postalo jasno, da se kemijske lastnosti aluminija kažejo v njegovi visoki aktivnosti, močni redukcijski sposobnosti. Zato z njim dolgo časa ni delal nihče drug.

Vendar je leta 1854 Francoz Deville uspel pridobiti kovinske ingote z elektrolizo taline. Ta metoda je še danes aktualna. Še posebej množična proizvodnja dragocenega materiala se je začela v 20. stoletju, ko so bili rešeni problemi pridobivanja velike količine električne energije v podjetjih.

Danes je ta kovina ena najbolj priljubljenih in uporabljenih v gradbeništvu in gospodinjstvu.

Splošne značilnosti atoma aluminija

Če obravnavani element označimo z njegovim položajem v periodnem sistemu, lahko izpostavimo več točk.

1. Redna številka - 13.
2. Nahaja se v tretjem manjšem obdobju, tretji skupini, glavni podskupini.
3. Atomska masa - 26, 98.
4. Število valenčnih elektronov - 3.
5. Konfiguracija zunanje plasti je izražena kot 3s²3p^1.
6. Ime elementa je aluminij.
7. Lastnosti kovin so močne.
8. V naravi nima izotopov, obstaja samo v eni obliki, z masnim številom 27.
9. Kemični simbol je AL, v formulah se bere kot "aluminij".
10. Oksidacijsko stanje je ena, enako +3.

Kemične lastnosti aluminija v celoti potrjuje elektronska struktura njegovega atoma, saj ima velik atomski polmer in nizko afiniteto do elektronov, tako kot vse aktivne kovine, lahko deluje kot močno redukcijsko sredstvo.

Aluminij kot preprosta snov: fizikalne lastnosti

Če govorimo o aluminiju, kaj papreprosta snov, je srebrno bela svetleča kovina. Na zraku hitro oksidira in se prekrije z gostim oksidnim filmom. Enako se zgodi z delovanjem koncentriranih kislin.

Prisotnost takšne funkcije naredi izdelke iz te kovine odporne proti koroziji, kar je seveda zelo priročno za ljudi. Zato je aluminij tisti, ki najde tako široko uporabo v gradbeništvu. Lastnosti snovi so zanimive tudi po tem, da je ta kovina zelo lahka, hkrati pa je močna in mehka. Kombinacija takšnih lastnosti ni na voljo za vsako snov.

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

1. Visoka stopnja kovnosti in duktilnosti. Iz te kovine je narejena lahka, močna in zelo tanka folija, ki je tudi zvita v žico.
2. Tališče - 660 0C.
3. Vrelišče - 2450 0C.
4. Gostota - 2,7 g/cm3.
5. Vosumen kristalne mreže, obrazno osredotočen, kovinski.
6. Vrsta povezave - kovina.

Fizikalne in kemijske lastnosti aluminija določajo področja njegove uporabe in uporabe. Če govorimo o vsakdanjih vidikih, potem imajo značilnosti, ki smo jih že obravnavali zgoraj, veliko vlogo. Kot lahka, trpežna in protikorozijska kovina se aluminij uporablja v letalstvu in ladjedelništvu. Zato je te lastnosti zelo pomembno vedeti.

Kemijske lastnosti aluminija

Z vidikakemije je zadevna kovina močno redukcijsko sredstvo, ki je sposobno izkazati visoko kemično aktivnost, saj je čista snov. Glavna stvar je odstraniti oksidni film. V tem primeru se aktivnost močno poveča.

Kemične lastnosti aluminija kot preproste snovi določa njegova sposobnost, da reagira z:

• kisline;
• alkalna;
• halogeni;
• siva.

V normalnih pogojih ne vpliva na vodo. Hkrati iz halogenov, brez segrevanja, reagira samo z jodom. Druge reakcije zahtevajo temperaturo.

Možno je navesti primere, ki ponazarjajo kemične lastnosti aluminija. Interakcijske reakcijske enačbe z:

• kisline - AL + HCL=AlCL₃ + H_2;

• alkalije - 2Al + 6H₂O + 2NaOH=Na[Al(OH)₄] + 3H ₂;

• halogeni - AL + Hal=ALHal_3;
• siva - 2AL + 3S=AL₂S_3.

Na splošno je najpomembnejša lastnost zadevne snovi njena visoka sposobnost obnavljanja drugih elementov iz njihovih spojin.

obnovitvena zmogljivost

Redukcijske lastnosti aluminija so dobro zasledljive v reakcijah interakcije z oksidi drugih kovin. Z lahkoto jih izloči iz sestave snovi in jim omogoči obstoj v preprosti obliki. Na primer: Cr₂O₃ + AL=AL₂O_{3 + Kr.}

V metalurgiji obstaja cela tehnika za pridobivanje snovi,na podlagi takšnih odgovorov. Imenuje se aluminotermija. Zato se v kemični industriji ta element uporablja prav za pridobivanje drugih kovin.

Širenje v naravi

Po razširjenosti med drugimi kovinskimi elementi je aluminij na prvem mestu. Njegova vsebnost v zemeljski skorji je 8,8%. Če ga primerjamo z nekovinami, bo njegovo mesto tretje, za kisikom in silicijem.

Zaradi visoke kemične aktivnosti ga ne najdemo v čisti obliki, temveč le kot del različnih spojin. Tako je na primer veliko rud, mineralov, kamnin, ki vključujejo aluminij. Kopajo pa ga le iz boksitov, katerih vsebnost v naravi ni previsoka.

Najpogostejše snovi, ki vsebujejo zadevno kovino:

• feldspars;
• boksiti;
• graniti;
• silicijev dioksid;
• aluminosilikati;
• bas alti in drugi.

V majhni količini je aluminij nujno del celic živih organizmov. Nekatere vrste divjih mahov in morskega življenja so sposobne v svojem življenju kopičiti ta element v svojem telesu.

Prejmi

Fizikalne in kemijske lastnosti aluminija omogočajo pridobivanje le na en način: z elektrolizo taline ustreznega oksida. Vendar je ta proces tehnološko zapleten. Tališče AL₂O₃ je več kot 2000 ^{0C. Zaradi tega ga ni mogoče neposredno elektrolizirati. Torejnadaljujte na naslednji način.}

1. Boksiti so rudarjeni.
2. Očistite jih nečistoč, tako da ostane le aluminijev oksid.
3. Potem se kriolit stopi.
4. Tja dodajte oksid.
5. Ta mešanica je elektrolizirana in dobimo čisti aluminij in ogljikov dioksid.

Donos izdelka je 99,7%. Je pa možno dobiti še čistejšo kovino, ki se uporablja v tehnične namene.

Prijava

Mehanske lastnosti aluminija niso dovolj dobre za uporabo v čisti obliki. Zato se najpogosteje uporabljajo zlitine na osnovi te snovi. Veliko jih je, poimenujemo lahko najosnovnejše.

1. Duralumin.
2. aluminij-mangan.
3. aluminij-magnezij.
4. aluminij-baker.
5. Silumini.
6. Avial.

Njihova glavna razlika so seveda dodatki tretjih oseb. Vsi temeljijo na aluminiju. Druge kovine naredijo material bolj trpežen, odporen proti koroziji, odporen proti obrabi in kovran.

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

1. Za izdelavo žice in folije za uporabo doma.
2. Izdelava posode.
3. Letalska industrija.
4. Ladjedelništvo.
5. Gradbeništvo in arhitektura.
6. Vesoljska industrija.
7. Gradnja reaktorjev.

Skupaj z železom in njegovimaluminijeve zlitine - najpomembnejša kovina. Prav ta dva predstavnika periodičnega sistema sta v človeških rokah našla najobsežnejšo industrijsko uporabo.

Lastnosti aluminijevega hidroksida

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

Aluminijev hidroksid je bela želatinasta oborina. Preprosto ga je dobiti z reakcijo aluminijeve soli z alkalijo ali amonijevim hidroksidom. Ko reagira s kislinami, ta hidroksid daje običajno ustrezno sol in vodo. Če reakcija poteka z alkalijo, nastanejo aluminijevi hidroksokopleksi, v katerih je njegova koordinacijska številka 4. Primer: Na[Al(OH)_{4] - natrijev tetrahidroksoaluminat.}