Ալյումինի երկօքսիդի հատկությունները. Ալյումինի օքսիդ

Մենք կենթադրենք, որ սպասարկման հարցումների մուտքային հոսքը ամենապարզն է...

Տուն

Ամենատարածված ալյումինի տեսքով նրա քիմիական բանաձևը AL2O3 է։ Արտաքին տեսքով դրանք անգույն բյուրեղներ են, որոնք սկսում են հալվել 2044°C ջերմաստիճանում և եռում են, երբ հասնում են 3530°C։

Ալյումինի օքսիդը լիովին անլուծելի է ջրի մեջ, բայց կարող է լավ լուծվել բարձր ջերմաստիճանում տաքացվող կրիոլիտում: Նյութը ամֆոտերիկ է։ Սինթեզված ալյումինի օքսիդի բնորոշ հատկությունը նրա առաջացման ջերմաստիճանի և քիմիական ակտիվության հակադարձ կապն է: Ե՛վ արհեստական ​​(այսինքն՝ ստացված 1200°C-ից բարձր ջերմաստիճանում), և՛ բնական կորունդը սովորական միջավայրում ցուցադրում են գրեթե հարյուր տոկոս քիմիական իներտություն և հիգրոսկոպիկության լիակատար բացակայություն:

Օքսիդը սկսում է ակտիվորեն զարգանալ 1000°C ջերմաստիճանում, երբ այն սկսում է ինտենսիվ փոխազդել այնպիսի նյութերի հետ, ինչպիսիք են տարբեր ալկալիները և կարբոնատները։ Ավելի դանդաղ միացությունը փոխազդում է SiO2-ի, ինչպես նաև տարբեր տեսակի թթվային խարամների հետ։ Այդ փոխազդեցությունների արդյունքում ստացվում են ալյումինոսիլիկատներ։

Ալյումինի գելերը և ալյումինի օքսիդը, որոնք ստացվում են ալյումինի հիդրօքսիդներից որևէ մեկին առնվազն 550°C ջերմաստիճանում կրակելուց, ունեն շատ բարձր հիգրոսկոպիկություն, հիանալի կերպով մտնում և ակտիվորեն փոխազդում են թթվային և ալկալային լուծույթների հետ:

Որպես կանոն, ալյումինի օքսիդի արտադրության համար հումք են օգտագործում բոքսիտը, ալունիտը, նեֆելինը։ Երբ խնդրո առարկա նյութի պարունակությունը 6-7%-ից ավելի է, արտադրությունն իրականացվում է հիմնական մեթոդով՝ Բայերի մեթոդով, իսկ նյութի ավելի ցածր պարունակության դեպքում՝ կրաքարի կամ սոդայի հետ հանքաքարի սինթեզման եղանակը։ Բայերի մեթոդը ներառում է մանրացված ապարների վերամշակումը բոքսիտի և այնուհետև մշակումը ալկալային լուծույթներով 225-250°C ջերմաստիճանում: Այդպիսով ստացված նատրիումի ալյումինատի բաղադրությունը նոսրացվում է ջրային լուծույթով և զտվում։ Զտման գործընթացում ալյումինի օքսիդ պարունակող տիղմը, որի հատկությունները համապատասխանում են ստանդարտներին, ենթարկվում է քայքայման ցենտրիֆուգներում։ Այս տեխնոլոգիան հնարավորություն է տալիս ստանալ նյութի 50% բերքատվություն։ Բացի այդ, օգտագործումը այս մեթոդըթույլ է տալիս պահեստավորում օգտագործել բոքսիտների տարրալվացման հետագա գործողություններում:

Որպես կանոն, սինթետիկ արտադրված ալյումինի օքսիդը օգտագործվում է որպես միջանկյալ նյութ մաքուր ալյումին ստանալու համար: Արդյունաբերության մեջ այն օգտագործվում է որպես հումք հրակայուն նյութերի, հղկող և կերամիկական կտրող գործիքների արտադրության համար։ Ժամանակակից տեխնոլոգիաներԱլյումինի օքսիդի միաբյուրեղները ակտիվորեն օգտագործվում են ժամացույցների և զարդերի արտադրության մեջ:

Օդ ենք ուղարկում ու արձակում տիեզերք, դնում սալիկի վրա, դրանից շենքեր կառուցում, անվադողեր սարքում, քսում մաշկին ու դրանով խոցեր բուժում... Դեռ չե՞ս հասկանում։ Խոսքը ալյումինի մասին է։

Փորձեք թվարկել ալյումինի բոլոր կիրառությունները և հաստատ կսխալվեք։ Ամենայն հավանականությամբ, դուք նույնիսկ չգիտեք դրանցից շատերի գոյության մասին: Բոլորը գիտեն, որ ալյումինը նյութ է, որն օգտագործվում է ինքնաթիռներ արտադրողների կողմից: Բայց ինչ վերաբերում է ավտոմոբիլային արդյունաբերությանը կամ ասենք. դեղ? Գիտե՞ք, որ ալյումինը սննդային հավելում է E-137, որը սովորաբար օգտագործվում է որպես գունանյութ՝ սննդին արծաթափայլ երանգ հաղորդելու համար:

Ալյումինը տարր է, որը հեշտությամբ կայուն միացություններ է ստեղծում ցանկացած մետաղների, թթվածնի, ջրածնի, քլորի և շատ այլ նյութերի հետ: Նման քիմիական և ֆիզիկական ազդեցությունների արդյունքում ստացվում են իրենց հատկություններով տրամագծորեն տարբեր համաձուլվածքներ և միացություններ։

Ալյումինի օքսիդների և հիդրօքսիդների օգտագործումը

Ալյումինի կիրառման շրջանակն այնքան ընդարձակ է, որ արտադրողներին, դիզայներներին և ինժեներներին չմտածված սխալներից պաշտպանելու համար մեր երկրում ալյումինի համաձուլվածքների մակնշման օգտագործումը դարձել է պարտադիր: Յուրաքանչյուր համաձուլվածքի կամ միացության հատկացվում է իր այբբենական անվանումը, որը հետագայում թույլ է տալիս դրանք արագ տեսակավորել և ուղարկել հետագա մշակման:

Ալյումինի ամենատարածված բնական միացություններն են նրա օքսիդը և հիդրօքսիդը: բնության մեջ դրանք գոյություն ունեն բացառապես միներալների տեսքով՝ կորունդ, բոքսիտ, նեֆելին և այլն, և որպես կավահող։ Ալյումինի և դրա միացությունների օգտագործումը կապված է ոսկերչության, կոսմետոլոգիայի, բժշկական ոլորտների հետ, քիմիական արդյունաբերությունև շինարարություն։

Գունավոր, «մաքուր» (ոչ ամպամած) կորունդները այն զարդերն են, որոնք մենք բոլորս գիտենք՝ սուտակները և շափյուղաները: Այնուամենայնիվ, իրենց հիմքում նրանք ոչ այլ ինչ են, քան ամենատարածված ալյումինի օքսիդը: Բացի ոսկերչական արդյունաբերությունից, ալյումինի օքսիդի օգտագործումը տարածվում է քիմիական արդյունաբերության վրա, որտեղ այն սովորաբար գործում է որպես ներծծող, ինչպես նաև կերամիկական սպասքի արտադրության մեջ: Կերամիկական կաթսաները, կաթսաները և գավաթները ունեն ուշագրավ ջերմակայուն հատկություններ հենց իրենց պարունակած ալյումինի շնորհիվ: Ալյումինի օքսիդը նաև գտել է իր օգտագործումը որպես կատալիզատորների արտադրության նյութ։ Ալյումինի օքսիդները հաճախ ավելացնում են բետոնի մեջ ավելի լավ կարծրանալու համար, իսկ ապակին, որին ալյումին են ավելացրել, դառնում է ջերմակայուն:

Ալյումինի հիդրօքսիդի կիրառությունների ցանկն էլ ավելի տպավորիչ է թվում: Թթուն կլանելու և մարդու իմունիտետի վրա կատալիտիկ ազդեցություն ունենալու ունակության շնորհիվ ալյումինի հիդրօքսիդն օգտագործվում է «A» և «B» տեսակի հեպատիտների և տետանուսային վարակի դեմ դեղամիջոցների և պատվաստանյութերի արտադրության մեջ: Նրանք նաև բուժում են երիկամների անբավարարությունը, որն առաջանում է մարմնում մեծ քանակությամբ ֆոսֆատների առկայությունից: Օրգանիզմում հայտնվելով՝ ալյումինի հիդրօքսիդը փոխազդում է ֆոսֆատների հետ և դրանց հետ անքակտելի կապեր ձևավորելով, այնուհետև բնականաբար արտազատվում է մարմնից։

Հիդրօքսիդը, իր գերազանց լուծելիության և ոչ թունավորության պատճառով, հաճախ ավելացնում են ատամի մածուկին, շամպունին, օճառին, խառնելով արևապաշտպան քսուքների, դեմքի և մարմնի համար սնուցող և խոնավեցնող քսուքների, հակաքրտինքային միջոցների, տոնիկների, մաքրող լոսյոնների, փրփուրների և այլնի հետ։ Անհրաժեշտության դեպքում՝ գործվածքը հավասարապես և մշտապես գունավորեք, այնուհետև ներկին ավելացվում է մի քիչ ալյումինի հիդրօքսիդ և գույնը բառացիորեն «փորագրվում» է նյութի մակերեսին:

Ալյումինի քլորիդների և սուլֆատների կիրառում

Քլորիդները և սուլֆատները նույնպես չափազանց կարևոր ալյումինի միացություններ են: Ալյումինի քլորիդը բնական ճանապարհով չի առաջանում, բայց այն բավականին հեշտ է արդյունաբերական ճանապարհով ստանալ բոքսիտից և կաոլինից: Ալյումինի քլորիդի օգտագործումը որպես կատալիզատոր բավականին միակողմանի է, բայց գործնականում անգնահատելի նավթավերամշակման արդյունաբերության համար:

Ալյումինի սուլֆատները բնականորեն գոյություն ունեն որպես հրաբխային ապարների հանքանյութեր և հայտնի են օդից ջուրը կլանելու ունակությամբ: Ալյումինի սուլֆատի օգտագործումը տարածվում է կոսմետիկայի և տեքստիլ արդյունաբերության վրա: Առաջինում այն ​​գործում է որպես հավելանյութ հակաքրտինքային միջոցների մեջ, երկրորդում՝ ներկանյութի տեսքով։ Հետաքրքիր է ալյումինի սուլֆատի օգտագործումը միջատներին վանող միջոցներում։ Սուլֆատները ոչ միայն վանում են մոծակներին, ճանճերին և միջատներին, այլև անզգայացնում են խայթոցի տեղը: Այնուամենայնիվ, չնայած շոշափելի առավելություններին, ալյումինի սուլֆատները ոչ միանշանակ ազդեցություն ունեն մարդու առողջության վրա: Ալյումինի սուլֆատը ներշնչելը կամ կուլ տալը կարող է լուրջ թունավորումներ առաջացնել:

Ալյումինե համաձուլվածքներ - հիմնական կիրառություններ

Արհեստականորեն արտադրված ալյումինի միացությունները մետաղների (համաձուլվածքների) հետ, ի տարբերություն բնական կազմավորումների, կարող են ունենալ այն հատկությունները, որոնք ցանկանում է արտադրողն ինքը. բավական է փոխել համաձուլվածքի տարրերի կազմը և քանակը: Այսօր գրեթե անսահման հնարավորություններ կան ալյումինե համաձուլվածքների արտադրության և դրանց կիրառման համար։

Օգտագործման ամենահայտնի արդյունաբերությունը ալյումինե համաձուլվածքներ- ինքնաթիռների արտադրություն. Ինքնաթիռները գրեթե ամբողջությամբ պատրաստված են ալյումինի համաձուլվածքներից։ Ցինկի, մագնեզիումի և ալյումինի համաձուլվածքները ապահովում են աննախադեպ ամրություն, որն օգտագործվում է ինքնաթիռների կաշվից և կառուցվածքային մասերում:

Ալյումինի համաձուլվածքները նույնպես օգտագործվում են նավերի կառուցվածքում, սուզանավերըև փոքր գետային տրանսպորտը։ Այստեղ առավել ձեռնտու է վերնաշենքի կառուցվածքները պատրաստել ալյումինից, դրանք նվազեցնում են նավի քաշը ավելի քան կիսով չափ՝ չվնասելով դրանց հուսալիությունը.

Ինչպես ինքնաթիռներն ու նավերը, այնպես էլ մեքենաները տարեցտարի ավելի ու ավելի «ալյումին» են դառնում։ Ալյումինն օգտագործվում է ոչ միայն մարմնի մասերում, այլև այժմ նաև շրջանակների, ճառագայթների, հենասյուների և խցիկի պանելներում: Ալյումինի համաձուլվածքների քիմիական իներտության, կոռոզիայից ցածր զգայունության և ջերմամեկուսիչ հատկությունների պատճառով հեղուկ արտադրանքի փոխադրման տանկերը պատրաստվում են ալյումինի համաձուլվածքներից:

Արդյունաբերության մեջ ալյումինի օգտագործումը լայնորեն հայտնի է։ Նավթի և գազի արդյունահանումը չէր լինի այն, ինչ կա այսօր, եթե չլինեին ալյումինի համաձուլվածքներից պատրաստված չափազանց կոռոզիակայուն, քիմիապես իներտ խողովակաշարերը: Ալյումինից պատրաստված գայլիկոնները կշռում են մի քանի անգամ ավելի քիչ, ինչը նշանակում է, որ դրանք հեշտ են տեղափոխվում և տեղադրվում: Եվ սա էլ չասած բոլոր տեսակի տանկերի, կաթսաների և այլ տարաների մասին...

Կաթսաները, տապակները, թխման թերթիկները, շերեփները և կենցաղային այլ պարագաներ պատրաստվում են ալյումինից և դրա համաձուլվածքներից։ Ալյումինե սպասքը լավ է փոխանցում ջերմությունը, շատ արագ տաքանում է, հեշտ է մաքրվում և չի վնասում առողջությանը և սննդին: Միսը թխում ենք ջեռոցում և ալյումինե փայլաթիթեղի վրա թխում ենք կարկանդակներ, իսկ մարգարինները, պանիրները, շոկոլադը և կոնֆետները փաթեթավորված են ալյումինի մեջ։

Չափազանց կարևոր և խոստումնալից ոլորտ է ալյումինի օգտագործումը բժշկության մեջ։ Ի լրումն այդ կիրառումների (պատվաստանյութեր, երիկամների դեղամիջոցներ, ադսորբենտներ), պետք է նշել նաև ալյումինի օգտագործումը խոցի և այրոցի դեղամիջոցներում:

Վերոնշյալ բոլորից կարելի է մեկ եզրակացություն անել՝ ալյումինե դասարանները և դրանց կիրառությունները չափազանց բազմազան են դրանց մեկ փոքրիկ հոդված նվիրելու համար: Ավելի լավ է գրքեր գրել ալյումինի մասին, քանի որ իզուր չէ, որ այն կոչվում է «ապագայի մետաղ»:

Ալյումինի օքսիդ - Al2O3: Ֆիզիկական հատկություններ: Ալյումինի օքսիդը սպիտակ ամորֆ փոշի է կամ շատ կոշտ սպիտակ բյուրեղներ: Մոլեկուլային քաշ = 101,96, խտություն – 3,97 գ/սմ3, հալման կետ – 2053 °C, եռման ջերմաստիճան – 3000 °C:

Քիմիական հատկություններ.Ալյումինի օքսիդը ցուցադրում է ամֆոտերային հատկություններ՝ թթվային օքսիդների և հիմնային օքսիդների հատկությունները և փոխազդում է ինչպես թթուների, այնպես էլ հիմքերի հետ: Բյուրեղային Al2O3-ը քիմիապես պասիվ է, ամորֆը՝ ավելի ակտիվ։ Թթուների լուծույթների հետ փոխազդեցությունից ստացվում են միջին ալյումինի աղեր, իսկ հիմքերի լուծույթների հետ՝ բարդ աղեր. մետաղական հիդրոքսոալյումինատներ.

Երբ ալյումինի օքսիդը միաձուլվում է պինդ մետաղական ալկալիների հետ, առաջանում են կրկնակի աղեր. մետաալյումինատներ(անջուր ալյումինատներ):

Ալյումինի օքսիդը չի փոխազդում ջրի հետ և չի լուծվում դրա մեջ։

Անդորրագիր:Ալյումինի օքսիդը ստացվում է մետաղները ալյումինով դրանց օքսիդներից՝ քրոմ, մոլիբդեն, վոլֆրամ, վանադիում և այլն, վերականգնելու մեթոդով։ մետաղաջերմություն, բաց Բեկետովը:

Դիմում:Ալյումինի օքսիդն օգտագործվում է ալյումինի արտադրության համար, փոշու տեսքով՝ հրակայուն, քիմիապես դիմացկուն և հղկող նյութերի համար, բյուրեղների տեսքով՝ լազերների և սինթետիկ թանկարժեք քարերի (ռուբիններ, շափյուղաներ և այլն) արտադրության համար։ , գունավորված այլ մետաղների օքսիդներով՝ Cr2O3 (կարմիր), Ti2O3 և Fe2O3 (կապույտ):

Ալյումինի հիդրօքսիդ – A1(OH)3. Ֆիզիկական հատկություններ.Ալյումինի հիդրօքսիդ – սպիտակ ամորֆ (գելանման) կամ բյուրեղային: Ջրի մեջ գրեթե չլուծվող; մոլեկուլային քաշը՝ 78,00, խտությունը՝ 3,97 գ/սմ3։

Քիմիական հատկություններ.բնորոշ ամֆոտերային հիդրօքսիդը արձագանքում է.

1) թթուներով, առաջացնելով միջին աղեր՝ Al(OH)3 + 3HNO3 = Al(NO3)3 + 3H2O;

2) ալկալային լուծույթներով, առաջացնելով բարդ աղեր՝ հիդրոքսոալյումինատներ՝ Al(OH)3 + KOH + 2H2O = K.

Երբ Al(OH)3-ը միաձուլվում է չոր ալկալիների հետ, առաջանում են մետաալյումինատներ՝ Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2H2O:

Անդորրագիր:

1) ալյումինի աղերից՝ ալկալիների լուծույթի ազդեցությամբ՝ AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3H2O;

2) ալյումինի նիտրիդի տարրալուծումը ջրով` AlN + 3H2O = Al(OH)3 + NH3?;

3) CO2-ի անցումը հիդրոքսոմպլեքսի լուծույթով. [Al(OH)4]-+ CO2 = Al(OH)3 + HCO3-;

4) ամոնիակի հիդրատի ազդեցությունը Ալի աղերի վրա. սենյակային ջերմաստիճանում առաջանում է Al(OH)3։

62. Քրոմի ենթախմբի ընդհանուր բնութագրերը

Տարրեր քրոմի ենթախմբերմիջանկյալ դիրք են զբաղեցնում անցումային մետաղների շարքում։ Նրանք ունեն բարձր հալման և եռման կետեր և դատարկ տարածություններ էլեկտրոնային ուղեծրերում։ Տարրեր քրոմԵվ մոլիբդենունեն ատիպիկ էլեկտրոնային կառուցվածք. նրանք ունեն մեկ էլեկտրոն արտաքին s-օրբիտալում (ինչպես Nb-ն VB ենթախմբից): Այս տարրերն ունեն 6 էլեկտրոն արտաքին d- և s-օրբիտալներում, ուստի բոլոր ուղեծրերը կիսով չափ լցված են, այսինքն՝ յուրաքանչյուրն ունի մեկ էլեկտրոն: Ունենալով նմանատիպ էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա՝ տարրը հատկապես կայուն է և դիմացկուն է օքսիդացմանը: Վոլֆրամունի ավելի ամուր մետաղական կապ, քան մոլիբդեն. Քրոմի ենթախմբի տարրերի օքսիդացման աստիճանը մեծապես տարբերվում է։ Պատշաճ պայմաններում բոլոր տարրերը դրսևորում են դրական օքսիդացման թիվ՝ տատանվում է 2-ից մինչև 6-ը, իսկ առավելագույն օքսիդացման թիվը համապատասխանում է խմբի թվին: Տարրերի ոչ բոլոր օքսիդացման վիճակներն են կայուն.

Հայտնի են նաև MVIO3 օքսիդի բոլոր տարրերը.Այս ենթախմբի բոլոր տարրերը ամֆոտեր են՝ դրանք կազմում են բարդ միացություններ և թթուներ։

Քրոմ, մոլիբդենԵվ վոլֆրամպահանջարկ մետալուրգիայում և էլեկտրատեխնիկայում։ Քննարկվող բոլոր մետաղները պատված են պասիվացնող օքսիդ թաղանթով, երբ պահվում են օդում կամ օքսիդացնող թթվային միջավայրում: Թաղանթը քիմիապես կամ մեխանիկորեն հեռացնելով, մետաղների քիմիական ակտիվությունը կարող է մեծանալ:

Chromium.Տարրը ստացվում է քրոմի հանքաքարից Fe(CrO2)2՝ այն ածուխով վերականգնելով՝ Fe(CrO2)2 + 4C = (Fe + 2Cr) + 4CO?։

Մաքուր քրոմը ստացվում է Cr2O3-ի վերականգնմամբ՝ օգտագործելով ալյումինի կամ քրոմի իոններ պարունակող լուծույթի էլեկտրոլիզով։ Էլեկտրոլիզի միջոցով քրոմը մեկուսացնելու միջոցով հնարավոր է ստանալ քրոմի ծածկույթներ, որոնք օգտագործվում են որպես դեկորատիվ և պաշտպանիչ թաղանթներ:

Ֆեռոքրոմը ստացվում է քրոմից, որն օգտագործվում է պողպատի արտադրության մեջ։

Մոլիբդեն.Ստացվում է սուլֆիդային հանքաքարից։ Դրա միացություններն օգտագործվում են պողպատի արտադրության մեջ։ Մետաղն ինքնին ստացվում է նրա օքսիդը նվազեցնելով։ Մոլիբդենի օքսիդը երկաթով կալցինացնելով կարելի է ֆերոմոլիբդեն ստանալ։ Օգտագործվում է թելեր և խողովակներ պատրաստելու վառարանների և էլեկտրական կոնտակտների համար: Պողպատը մոլիբդենի հավելումով օգտագործվում է ավտոմեքենաների արտադրության մեջ։

Վոլֆրամ.Ստացվում է հարստացված հանքաքարից արդյունահանվող օքսիդից։ Որպես վերականգնող նյութ օգտագործվում է ալյումինը կամ ջրածինը։ Ստացված վոլֆրամի փոշին հետագայում ձևավորվում է բարձր ճնշման և ջերմային մշակման ներքո (փոշի մետալուրգիա): Այս ձևով վոլֆրամն օգտագործվում է թելեր պատրաստելու համար և ավելացվում պողպատին:

Ալյումինի արտաքին մակարդակի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ... 3s 2 3p 1 է:

Գրգռված վիճակում s-էլեկտրոններից մեկն անցնում է p-ենթամակարդակի ազատ բջիջ:

Ալյումինի ատոմի արտաքին էլեկտրոնային շերտում կան ազատ d-ենթամակարդակներ։ Դրա շնորհիվ նրա կոորդինացիոն թիվը միացություններում կարող է լինել ոչ միայն 4 ([A1(OH) 4 ] -), այլ նաև 6 – ([A1(OH) 6 ] 3-):

Բնության մեջ լինելը

Երկրակեղևի ամենաառատ մետաղը, երկրակեղևում ալյումինի ընդհանուր պարունակությունը կազմում է 8,8%:

Բնության մեջ ազատ ձևով չի հանդիպում։

Ամենակարևոր բնական միացությունները ալյումինոսիլիկատներն են.

սպիտակ կավ Al 2 O 3 ∙ 2SiO 2 ∙ 2H 2 O, դաշտային սպաթ K 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2, միկա K 2 O ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 ∙ H 2 O

Ալյումինի այլ բնական ձևերից ամենաբարձր արժեքըունեն բոքսիտ A1 2 Oz ∙ nH 2 O, միներալներ կորունդ A1 2 Oz և կրիոլիտ A1F3 ∙ 3NaF:

Անդորրագիր

Ներկայումս արդյունաբերության մեջ ալյումինը արտադրվում է հալած կրիոլիտում ալյումինի օքսիդի A1 2 O 3 էլեկտրոլիզով:

Էլեկտրոլիզի գործընթացը, ի վերջո, հանգեցնում է A1 2 Oz-ի տարրալուծմանը էլեկտրական հոսանքի միջոցով

2А1 2 Oz = 4А1 + 3О 2 (950 0 C, А1Fз ∙3NaF, էլեկտրական հոսանք)

Հեղուկ ալյումինն ազատվում է կաթոդում.

A1 3+ + 3e-= Ալ 0

Թթվածինը թողարկվում է անոդում:

Ֆիզիկական հատկություններ

Թեթև, արծաթ-սպիտակ, ճկուն մետաղ, լավ անցկացնում է էլեկտրական հոսանքև ջերմություն:

Օդում ալյումինը պատված է բարակ (0,00001 մմ), բայց շատ խիտ օքսիդ թաղանթով, որը պաշտպանում է մետաղը հետագա օքսիդացումից և տալիս փայլատ տեսք։

Ալյումինը հեշտությամբ քաշվում է մետաղալարով և գլորվում բարակ թիթեղների մեջ: Ալյումինե փայլաթիթեղ(0,005 մմ հաստ.) օգտագործվում է սննդի մեջ և դեղագործական արդյունաբերությունապրանքների և դեղերի փաթեթավորման համար.

Քիմիական հատկություններ

Ալյումինը շատ ակտիվ մետաղ է, ակտիվությամբ մի փոքր զիջում է վաղ շրջանի տարրերին՝ նատրիումին և մագնեզիումին։

1. Ալյումինը սենյակային ջերմաստիճանում հեշտությամբ միանում է թթվածնի հետ, և ալյումինի մակերեսին առաջանում է օքսիդ թաղանթ (A1 2 O 3 շերտ): Այս թաղանթը շատ բարակ է (≈ 10 -5 մմ), բայց դիմացկուն: Այն պաշտպանում է ալյումինը հետագա օքսիդացումից և, հետևաբար, կոչվում է պաշտպանիչ թաղանթ

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

2. հալոգենների հետ փոխազդեցության ժամանակ առաջանում են հալոգենիդներ.

Քլորի և բրոմի հետ փոխազդեցությունը տեղի է ունենում արդեն սովորական ջերմաստիճանում, յոդի և ծծմբի հետ՝ տաքացնելիս:

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3

2Al + 3S= Al 2 S 3

3. շատ բարձր ջերմաստիճաններալյումինը նաև ուղղակիորեն միանում է ազոտի և ածխածնի հետ:

2Al + N 2 = 2AlN ալյումինի նիտրիդ

4Al + 3C = Al 4 C 3 ալյումինե կարբիդ

Ալյումինը չի փոխազդում ջրածնի հետ։

4. Ալյումինը բավականին դիմացկուն է ջրի նկատմամբ։ Բայց եթե օքսիդի թաղանթի պաշտպանիչ ազդեցությունը հեռացվում է մեխանիկորեն կամ միաձուլման միջոցով, տեղի է ունենում բուռն ռեակցիա.

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2

5. ալյումինի փոխազդեցությունը թթուների հետ

Դիզագով։ ալյումինը փոխազդում է թթուների (HCl, H 2 SO 4) հետ՝ առաջացնելով ջրածին։

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

Սառը ժամանակ ալյումինը չի փոխազդում խտացված ծծմբի և ազոտական ​​թթվի հետ։

Փոխազդում է կոնց. ծծմբաթթու, երբ տաքացվում է

8Al + 15H 2 SO 4 = 4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O

Ալյումինը փոխազդում է նոսր ազոտաթթվի հետ՝ առաջացնելով NO

Al + 4HNO 3 = Al(NO 3) 3 + NO +2H 2 O

6. Ալյումինի փոխազդեցությունը ալկալիների հետ

Ալյումինը, ինչպես մյուս մետաղները, որոնք ձևավորում են ամֆոտերային օքսիդներ և հիդրօքսիդներ, փոխազդում են ալկալային լուծույթների հետ։

Ալյումինը նորմալ պայմաններում, ինչպես արդեն նշվել է, ծածկված է A1 2 O 3 պաշտպանիչ թաղանթով: Երբ ալյումինը ենթարկվում է ալկալիների ջրային լուծույթներին, ալյումինի օքսիդի A1 2 O 3 շերտը լուծվում է, և առաջանում են ալյումինատներ՝ որպես անիոնի մաս ալյումին պարունակող աղեր.

A1 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na

Ալյումինե շերտավորված պաշտպանիչ ֆիլմ, փոխազդում է ջրի հետ՝ նրանից տեղահանելով ջրածինը

2Al + 6H 2 O = 2Al (OH) 3 + 3H 2

Ստացված ալյումինի հիդրօքսիդը փոխազդում է ավելորդ ալկալիների հետ՝ առաջացնելով տետրահիդրոքսոալյումինատ

Al(OH) 3 + NaOH = Na

Ալկալիի ջրային լուծույթում ալյումինի լուծարման ընդհանուր հավասարումը.

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na+ 3H 2

Ալյումինի օքսիդ A1 2 O 3

Սպիտակ ամուր, ջրում չլուծվող, հալման ջերմաստիճան 2050 0 C։

Բնական A1 2 O 3 - հանքային կորունդ: Թափանցիկ գունավոր կորունդի բյուրեղները՝ կարմիր ռուբին, պարունակում են քրոմի խառնուրդ, իսկ կապույտ շափյուղա՝ տիտանի և երկաթի խառնուրդ՝ թանկարժեք քարերի: Դրանք ձեռք են բերվում նաև արհեստական ​​ճանապարհով և օգտագործվում են տեխնիկական նպատակներով, օրինակ՝ ճշգրիտ գործիքների մասերի, ժամացույցի քարերի և այլնի արտադրության համար։

Քիմիական հատկություններ

Ալյումինի օքսիդը ցուցադրում է ամֆոտերային հատկություններ

1. փոխազդեցություն թթուների հետ

A1 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O

2. փոխազդեցություն ալկալիների հետ

A1 2 O 3 + 2NaOH – 2NaAlO 2 + H 2 O

Al 2 O 3 + 2NaOH + 5H 2 O = 2Na

3. Համապատասխան մետաղի օքսիդի խառնուրդը ալյումինի փոշու հետ տաքացնելիս տեղի է ունենում բուռն ռեակցիա, որը հանգեցնում է վերցված օքսիդից ազատ մետաղի արտազատմանը։ Reduction մեթոդը օգտագործելով Al (aluminothermy) հաճախ օգտագործվում է մի շարք տարրեր (Cr, Mn, V, W և այլն) ազատ վիճակում ստանալու համար:

2A1 + WO 3 = A1 2 Oz + W

4. փոխազդեցություն աղերի հետ, որոնք հիդրոլիզի շնորհիվ ունեն բարձր ալկալային միջավայր

Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2 NaAlO 2 + CO 2

Ալյումինի հիդրօքսիդ A1(OH) 3

A1(OH) 3-ը ծավալուն ժելատինային նստվածք է սպիտակ, գործնականում չի լուծվում ջրում, բայց հեշտությամբ լուծվում է թթուներում և ուժեղ ալկալիներում։ Ուստի այն ունի ամֆոտերիկ բնույթ։

Ալյումինի հիդրօքսիդը ստացվում է լուծվող ալյումինի աղերի ալկալիների հետ փոխանակման արդյունքում

AlCl 3 + 3NaOH = Al(OH) 3 ↓ + 3NaCl

Al 3+ + 3OH - = Al(OH) 3 ↓

Այս ռեակցիան կարող է օգտագործվել որպես որակական ռեակցիա Al 3+ իոնի համար

Քիմիական հատկություններ

1. փոխազդեցություն թթուների հետ

Al(OH) 3 + 3HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O

2. Ուժեղ ալկալիների հետ փոխազդեցությունից առաջանում են համապատասխան ալյումինատները.

NaOH + A1(OH)3 = Na

3. ջերմային տարրալուծում

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

Ալյումինի աղերենթարկվում է հիդրոլիզի կատիոնների միջոցով, միջավայրը թթվային է (pH< 7)

Al 3+ + H + OH - ↔ AlOH 2+ + H +

Al(NO 3) 3 + H 2 O↔ AlOH(NO 3) 2 + HNO 3

Լուծվող ալյումինի աղերը և թույլ թթուները ենթարկվում են ամբողջական (անշրջելի հիդրոլիզ)

Al 2 S 3 + 3H 2 O = 2Al (OH) 3 + 3H 2 S

Կիրառումը բժշկության մեջ և ազգային տնտեսությունալյումին և դրա միացությունները.

Ալյումինի և դրա համաձուլվածքների թեթևությունը և օդի և ջրի նկատմամբ ավելի մեծ դիմադրությունը որոշում են դրանց օգտագործումը մեքենաշինության և ինքնաթիռների արտադրության մեջ: Իր մաքուր մետաղական տեսքով ալյումինն օգտագործվում է էլեկտրական լարերի պատրաստման համար։

Ալյումինե փայլաթիթեղը (0,005 մմ հաստությամբ) օգտագործվում է սննդի և դեղագործական արդյունաբերության մեջ ապրանքների և դեղերի փաթեթավորման համար:

Ալյումինի օքսիդ Al 2 O 3 - ներառված է որոշ հակաթթվային դեղերի մեջ (օրինակ, Almagel), որն օգտագործվում է ստամոքսահյութի թթվայնության բարձրացման համար:

KAl(SO 4) 3 12H 2 O - կալիումի շիբը բժշկության մեջ օգտագործվում է մաշկային հիվանդությունների բուժման համար՝ որպես հեմոստատիկ միջոց։ Այն օգտագործվում է նաև որպես տանին կաշվի արդյունաբերության մեջ։

(CH 3 COO) 3 Al - Բուրովի հեղուկը - ալյումինի ացետատի 8% լուծույթն ունի տտիպ և հակաբորբոքային ազդեցություն, իսկ բարձր կոնցենտրացիաներում ունի չափավոր հակասեպտիկ հատկություն։ Օգտագործվում է նոսրացված ձևով ողողման, լոսյոնների և մաշկի և լորձաթաղանթների բորբոքային հիվանդությունների համար։

AlCl 3 - օգտագործվում է որպես օրգանական սինթեզի կատալիզատոր:

Al 2 (SO 4) 3 · 18 H 2 0 – օգտագործվում է ջրի մաքրման համար:

Թեստային հարցեր համախմբման համար.

1. Անվանե՛ք III Ա խմբի տարրերի ամենաբարձր վալենտային օքսիդացման աստիճանը: Բացատրե՛ք ատոմի կառուցվածքով:

2.Անվանե՛ք բորի ամենակարևոր միացությունները: Ո՞րն է որակական ռեակցիան բորատ իոնի նկատմամբ:

3. Ինչ քիմիական հատկություններունե՞ք ալյումինի օքսիդ և հիդրօքսիդ:

Պարտադիր

Պուստովալովա Լ.Մ., Նիկանորովա Ի.Է. . Անօրգանական քիմիա. Դոնի Ռոստով. Ֆենիքս. 2005. –352 էջ. Գլ. 2.1 p. 283-294 թթ

Լրացուցիչ

1. Ախմետով Ն.Ս. Ընդհանուր և անօրգանական քիմիա. M.: Բարձրագույն դպրոց, 2009.- 368 p.

2. Գլինկա Ն.Լ. Ընդհանուր քիմիա. KnoRus, 2009.-436 p.

3. Էրոխին Յու.Մ. Քիմիա. Դասագիրք ուսանողների համար. Մասնագիտական ​​կրթական միջավայր - Մ.: Ակադեմիա, 2006. - 384 էջ.

Էլեկտրոնային ռեսուրսներ

1. Բաց քիմիա՝ քիմիայի ամբողջական ինտերակտիվ դասընթաց դպրոցների, ճեմարանների, գիմնազիաների, քոլեջների, ուսանողների համար: տեխնիկական համալսարաններ. տարբերակ 2.5-M.: Physikon, 2006. Էլեկտրոնային օպտիկական սկավառակ CD-ROM

2. .1C՝ Դաստիարակ՝ Քիմիա, դիմորդների, ավագ դպրոցի սովորողների և ուսուցիչների համար, ԲԸ «1C», 1998-2005 թթ. Էլեկտրոնային օպտիկական սկավառակ CD-ROM

3. Քիմիա. Տեսական քիմիայի հիմունքներ. [ Էլեկտրոնային ռեսուրս]։ URL՝ http://chemistry.narod.ru/himiya/default.html

4. Էլեկտրոնային գրադարան ուսումնական նյութերքիմիայում [Էլեկտրոնային ռեսուրս]: URL: http://www.chem.msu.su/rus/elibrary/

Ալյումինե- քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի 13-րդ (III) խմբի տարր ատոմային համարով 13. Նշվում է Ալ խորհրդանիշով. Պատկանում է թեթև մետաղների խմբին։ Ամենատարածված մետաղը և երրորդ ամենատարածվածը քիմիական տարրերկրակեղևում (թթվածնից և սիլիցիումից հետո)։

Ալյումինի օքսիդ Al2O3- բնության մեջ տարածված է որպես կավահող, սպիտակ հրակայուն փոշի, կարծրությամբ ադամանդին մոտ:

Ալյումինի օքսիդը բնական միացություն է, որը կարելի է ստանալ բոքսիտից կամ ալյումինի հիդրօքսիդների ջերմային տարրալուծումից.

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O;

Al2O3-ը ամֆոտերային օքսիդ է, որը քիմիապես իներտ է իր ամուր բյուրեղային ցանցի պատճառով: Այն չի լուծվում ջրում, չի փոխազդում թթուների և ալկալիների լուծույթների հետ և կարող է արձագանքել միայն հալած ալկալիների հետ։

Մոտ 1000°C ջերմաստիճանում այն ​​ինտենսիվորեն փոխազդում է ալկալիների և ալկալիական մետաղների կարբոնատների հետ՝ առաջացնելով ալյումինատներ.

Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O; Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2:

Al2O3-ի այլ ձևերն ավելի ակտիվ են և կարող են արձագանքել թթուների և ալկալիների լուծույթների հետ, α-Al2O3-ն արձագանքում է միայն տաք խտացված լուծույթների հետ՝ Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O;

Ալյումինի օքսիդի ամֆոտերային հատկությունները հայտնվում են, երբ այն փոխազդում է թթվային և հիմնային օքսիդների հետ՝ առաջացնելով աղեր.

Al2O3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 (հիմնական հատկություններ), Al2O3 + Na2O = 2NaAlO2 (թթվային հատկություններ):

Ալյումինի հիդրօքսիդ, Al(OH)3- ալյումինի օքսիդի և ջրի համադրություն: Ջրում վատ լուծվող սպիտակ ժելատինային նյութն ունի ամֆոտերային հատկություն։ Ստացվում է ալյումինի աղերի փոխազդեցությամբ ալկալիների ջրային լուծույթների հետ՝ AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl.

Ալյումինի հիդրօքսիդը տիպիկ ամֆոտերային միացություն է, որը լուծվում է թթուների և ալկալիների մեջ.

2Al(OH)3 + 6HCl = 2AlCl3 + 6H2O: Al(OH)3 + NaOH + 2H2O = Na.

Երբ ջեռուցվում է, այն քայքայվում է, ջրազրկման գործընթացը բավականին բարդ է և սխեմատիկորեն կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ.

Al(OH)3 = AlOOH + H2O: 2AlOOH = Al2O3 + H2O:

Ալյումինատներ -աղեր, որոնք առաջացել են ալկալիների ազդեցությամբ թարմ նստվածքային ալյումինի հիդրօքսիդի վրա՝ Al(OH)3 + NaOH = Na (նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ)

Ալյումինատները ստացվում են նաև ալյումինի մետաղը (կամ Al2O3) ալկալիներում լուծելով՝ 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2:

Հիդրոքսոալյումինատներառաջանում են Al(OH)3-ի փոխազդեցությամբ ավելորդ ալկալիների հետ՝ Al(OH)3 + NaOH (ex) = Na

Ալյումինի աղեր.Գրեթե բոլոր ալյումինի աղերը կարելի է ստանալ ալյումինի հիդրօքսիդից։ Գրեթե բոլոր ալյումինի աղերը շատ լուծելի են ջրի մեջ. Ալյումինի ֆոսֆատը վատ է լուծվում ջրում։
Լուծման մեջ ալյումինի աղերը ցույց են տալիս թթվային ռեակցիա: Օրինակ՝ ջրի հետ ալյումինի քլորիդի շրջելի ազդեցությունը.
AlCl3+3H2O«Al(OH)3+3HCl
Շատ ալյումինի աղեր ունեն գործնական նշանակություն։ Օրինակ, անջուր ալյումինի քլորիդ AlCl3 օգտագործվում է քիմիական պրակտիկայում որպես կատալիզատոր նավթի վերամշակման մեջ
Ալյումինի սուլֆատ Al2(SO4)3 18H2O օգտագործվում է որպես կոագուլանտ ծորակի ջրի մաքրման, ինչպես նաև թղթի արտադրության մեջ:
Լայնորեն կիրառվում են ալյումինի կրկնակի աղերը՝ շիբ KAl(SO4)2 12H2O, NaAl(SO4)2 12H2O, NH4Al(SO4)2 12H2O և այլն – ունեն ուժեղ տափակ հատկություն և օգտագործվում են կաշվի դաբաղման, ինչպես նաև բժշկական պրակտիկայում: որպես հեմոստատիկ նյութ:

Դիմում- Իր հատկությունների համալիրի շնորհիվ այն լայնորեն օգտագործվում է ջերմային սարքավորումներում - Ալյումինը և դրա համաձուլվածքները պահպանում են ուժը ծայրահեղ ցածր ջերմաստիճաններում: Դրա շնորհիվ այն լայնորեն կիրառվում է կրիոգեն տեխնոլոգիայի մեջ - Ալյումինը իդեալական նյութ է հայելիների պատրաստման համար շինանյութերորպես գազ առաջացնող նյութ - Ալյումինացումը տալիս է կոռոզիայից և մասշտաբի դիմադրություն պողպատին և այլ համաձուլվածքներին, - Ալյումինի սուլֆիդը օգտագործվում է ջրածնի սուլֆիդի արտադրության համար.

Որպես նվազեցնող նյութ- Որպես թերմիտի բաղադրիչ, խառնուրդներ ալյումինատերմության համար - Պիրոտեխնիկայի մեջ - Ալյումինը օգտագործվում է հազվագյուտ մետաղները դրանց օքսիդներից կամ հալոգեններից վերականգնելու համար: (Ալյումինոթերմիա)

Ալյումինոթերմիա.- մետաղների, ոչ մետաղների (ինչպես նաև համաձուլվածքների) արտադրության մեթոդ՝ դրանց օքսիդները մետաղական ալյումինով վերականգնելու միջոցով։