Aluminiu: proprietăți chimice și fizice

Unele dintre cele mai convenabile materiale sunt metalele. Printre ei se află și liderii lor. Deci, de exemplu, proprietățile de bază ale aluminiului sunt cunoscute de oameni pentru o lungă perioadă de timp. Sunt atât de potrivite pentru a fi utilizate în viața de zi cu zi încât acest metal a devenit foarte popular. Ce sunt proprietăți ale aluminiului

Istoria descoperirii aluminiului

De mult timp omul știa legătura dintre metalul în cauză - alum-aluminiu de potasiu. Acesta a fost folosit ca un mijloc capabil de umflarea și legarea împreună a componentelor amestecului, acest lucru fiind, de asemenea, necesar pentru fabricarea produselor din piele. Existența oxidului de aluminiu pur a devenit cunoscută în secolul al XVIII-lea, în a doua jumătate. Cu toate acestea, nu a fost obținută nicio substanță pură.

El a reușit, de asemenea, să izoleze pentru prima dată metalul de clorura sa de către omul de știință H. K. Oersted. El a tratat amalgamul de sare de potasiu și a izolat un amestec de pulbere cenușie, care era aluminiu în forma sa pură.

Apoi a devenit clar faptul că proprietățile chimice ale aluminiului se manifestă prin activitatea sa ridicată, capacitatea de reducere puternică. De aceea, de mult timp nimeni nu a lucrat cu el.

Cu toate acestea, în 1854, francezul DeVille a reușit să obțină lingouri de metal prin electroliza topiturii. Această metodă este încă relevantă pentru această zi. Mai ales producția în masă de material valoros a început în secolul al XX-lea, când au fost soluționate problemele de obținere a unei cantități mari de energie electrică la întreprinderi.

Până în prezent, acest metal este unul dintre cele mai populare și este folosit în industria construcțiilor și gospodăriilor casnice.

Caracteristicile generale ale atomului de aluminiu

Dacă caracterizăm elementul luat în considerare din poziția din sistemul periodic, putem distinge mai multe puncte.

1. Numărul de serie este 13.
2. Se află în a treia perioadă mică, al treilea grup, principalul subgrup.
3. Masa atomică este 26,98.
4. Numărul de electroni de valență este de 3.
5. Configurația stratului exterior este exprimată prin formula 3s²3p¹.
6. Numele elementului este aluminiu.
7. Proprietăți metalice sunt exprimate puternic.
8. Izotopii în natură nu există, există doar într-o singură formă, cu un număr de masă de 27.
9. Simbolul chimic - AL, în formule este citit ca "aluminiu".
10. Gradul de oxidare este unul, egal cu +3.

Proprietățile chimice ale aluminiului sunt confirmate pe deplin de structura electronică a atomului său, deoarece având o rază atomică mare și o mică afinitate pentru electron, este capabilă să acționeze ca un agent reducător puternic, ca toate metalele active.

Aluminiu ca substanță simplă: proprietăți fizice

Dacă vorbim despre aluminiu ca o substanță simplă, atunci este un metal strălucitor alb-argintiu. În aer, se oxidează rapid și se acoperă cu un film dens de oxid. Același lucru se întâmplă și cu acțiunea acizilor concentrați.

Prezența unei astfel de caracteristici face ca produsele acestui metal să fie rezistente la coroziune, care, firește, este foarte convenabilă pentru oameni. Prin urmare, aluminiul este utilizat atât de mult în construcții. Proprietățile substanței De asemenea, interesant este faptul că acest metal este foarte ușor, dar durabil și moale. O combinație de astfel de caracteristici nu este disponibilă pentru fiecare substanță.

Există câteva proprietăți fizice de bază caracteristice pentru aluminiu.

1. Grad ridicat de ductilitate și ductilitate. Acest metal este realizat din folie ușoară, puternică și foarte subțire, este de asemenea laminată în sârmă.
2. Punct de topire: 660 ° C ⁰S.
3. Punctul de fierbere este 2450 ⁰S.
4. Densitatea este de 2,7 g / cm³.
5. Grinzile de cristal sunt centrate pe volum, metalice.
6. Tipul de conexiune este metalic.

Proprietățile fizice și chimice ale aluminiului determină domeniile de aplicare și utilizare. Dacă vorbim despre aspecte de zi cu zi, atunci caracteristicile pe care le-am examinat mai sus joacă un rol important. Ca metal ușor, puternic și anticoroziv, aluminiu este utilizat în aviație și construcții navale. Prin urmare, este foarte important să cunoaștem aceste proprietăți.

Proprietăți chimice ale aluminiului

Din punctul de vedere al chimiei, metalul în cauză este un agent reducător puternic, care este capabil să prezinte activitate chimică ridicată, fiind o substanță pură. Principalul lucru este eliminarea filmului de oxid. În acest caz, activitatea crește brusc.

Proprietățile chimice ale aluminiului ca substanță simplă sunt determinate de capacitatea sa de a reacționa cu:

• acizi;
• alcali;
• halogeni;
• gri.

Cu apă, nu interacționează în condiții normale. În acest caz, din halogeni fără încălzire reacționează numai cu iod. Pentru alte reacții, aveți nevoie de o temperatură.

Exemple pot fi date care ilustrează proprietățile chimice ale aluminiului. Ecuațiile reacțiilor de interacțiune cu:

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

În general, cea mai importantă proprietate a substanței în cauză este capacitatea ridicată de a restabili alte elemente din compușii lor.

Reducerea capacității

Proprietățile de reducere a aluminiului sunt bine evidențiate în urma reacțiilor de interacțiune cu oxizii altor metale. Le extrage cu ușurință din compoziția materiei și permite să existe într-o formă simplă. De exemplu: Cr₂O₃ + AL = AL₂O₃ + Cr.

În metalurgie există o metodă completă de obținere a substanțelor, bazată pe reacții similare. A fost numită aluminothermie. Prin urmare, în industria chimică, acest element este utilizat în mod specific pentru producerea altor metale.

Distribuția în natură

În prevalența printre alte elemente metalice, aluminiu se situează pe primul loc. În crusta pământului, conținutul său este de 8,8%. Dacă se compară cu nonmetalii, locul său va fi al treilea, după oxigen și siliciu.

Datorită activității sale chimice ridicate, nu are loc în formă pură, ci numai în compoziția diferiților compuși. Deci, de exemplu, multe minereuri, minerale, roci, care includ aluminiu, sunt cunoscute. Cu toate acestea, este extras numai din bauxită, a cărui conținut în natură nu este prea mare.

Cele mai frecvente substanțe care conțin metalul în cauză sunt:

• feldspat;
• bauxită;
• granitului;
• dioxid de siliciu;
• silicați de aluminiu;
• bazalturi și altele.

Într-o cantitate mică, aluminiul este în mod necesar o parte din celulele organismelor vii. Unele specii de șoareci și creaturi marine sunt capabile să acumuleze acest element în corpul lor în timpul vieții.

recepție

Proprietățile fizice și chimice ale aluminiului permit obținerea acestuia numai într-un singur mod: prin electroliza topiturii oxidului corespunzător. Cu toate acestea, acest proces este complex din punct de vedere tehnologic. Punctul de topire AL₂O₃ depășește 2.000 ⁰C. Din acest motiv, electroliza direct nu funcționează. Prin urmare, procedați după cum urmează.

1. Extrag bauxita.
2. Ele sunt curățate de impurități, lăsând doar oxid de aluminiu.
3. Apoi, criolitul este topit.
4. Adaugă oxidul de acolo.
5. Acest amestec este electrolizat și se obțin aluminiu pur și dioxid de carbon.

Randamentul produsului este de 99,7%. Cu toate acestea, este posibil să se obțină și metale mai pure, care sunt utilizate în scopuri tehnice.

cerere

Proprietățile mecanice ale aluminiului nu sunt atât de bune încât să se aplice în formă pură. Prin urmare, aliajele bazate pe această substanță sunt cele mai des folosite. Există multe, puteți numi cele mai de bază.

1. Duraluminiu.
2. Aluminiu și mangan.
3. Aluminiu-magneziu.
4. Aluminiu și cupru.
5. Silumin.
6. Avial.

Principala lor diferență este, desigur, aditivi terți. În toate bazele este aluminiu. Alte metale fac materialul mai durabil, rezistent la coroziune, rezistent la uzură și flexibil în prelucrare.

Există câteva domenii principale de aplicare a aluminiului, atât sub formă pură, cât și sub formă de compuși (aliaje).

1. Pentru fabricarea sârmelor și foliilor utilizate în viața de zi cu zi.
2. Efectuarea de feluri de mâncare.
3. Constructii de aeronave.
4. Construcții navale.
5. Construcții și arhitectură.
6. Industria spațială.
7. Crearea reactoarelor.

Împreună cu fierul și aliajele sale, aluminiu este cel mai important metal. Acești doi reprezentanți ai sistemului periodic au găsit cea mai extinsă aplicație industrială în mâinile omului.

Proprietățile hidroxidului de aluminiu

Hidroxidul este cel mai obișnuit compus care formează aluminiu. Proprietățile sale chimice sunt aceleași cu cele ale metalului în sine - este amfoteric. Aceasta înseamnă că este capabil să manifeste o dublă natură, reacționând atât cu acizii cât și cu alcalii.

Hidroxidul de aluminiu în sine este un precipitat gelatinoasă albă. Obțineți-o ușor reacționând sarea de aluminiu cu alcaline sau hidroxid de amoniu. Când reacționează cu acizi, acest hidroxid dă sarea și apa corespunzătoare obișnuite. Dacă reacția are loc cu alcalii, se formează complexe de hidroxil din aluminiu, în care numărul de coordonare este 4. Exemplu: Na [Al (OH)₄] - tetrahidroxaluminat de sodiu.