Хемијске и физичке особине алуминијума. Физичке особине алуминијум хидроксида

Овај лагани метал сребрно-бијеле нијансе налази се готово свуда у модерном животу. Физичке и хемијске особине алуминијума чине га широко употребљивим у индустрији. Најпознатија налазишта су у Африци, Јужној Америци и на Карибима. У Русији су локације рудника боксита лоциране на Уралу. Светски лидери у производњи алуминијума су Кина, Русија, Канада, САД.

Ал мининг

У природи, овај сребрни метал, због своје високе хемијске активности, налази се само у облику једињења. Најпознатије геолошке стијене које садрже алуминиј су боксит, глиница, корунд, фелдспарс. Боксит и глиница су од индустријског значаја, а наслаге ових руда омогућавају да се алуминијум извади у чистом облику.

Пропертиес

Физичке особине алуминијума олакшавају повлачење гредице овог метала у жицу и ваљање у танке листове. Овај метал није издржљив, а да би се овај индикатор повећао током топљења, легиран је различитим адитивима: бакром, силицијумом, магнезијумом, манганом, цинком. За индустријске сврхе, важно је да је друга физичка својства алуминијумске супстанце њена способност да брзо оксидира у ваздуху. Под природним условима, површина алуминијумског производа обично је обложена танким оксидним филмом, који ефикасно штити метал и спречава његову корозију. Када се овај филм уништи, сребрни метал брзо оксидира, док се његова температура значајно повећава.

Унутрашња структура алуминијума

Физичке и хемијске особине алуминијума у ​​великој мери зависе од његове унутрашње структуре. Цристал латтице Овај елемент је врста коцке у средини. Ова врста решетке је својствена многим металима, као што су бакар, бром, сребро, злато, кобалт и други. Висока топлотна проводљивост и способност провођења електричне енергије учинили су овај метал једним од најтраженијих у свијету. Преостале физичке особине алуминијума, чија је табела приказана у наставку, у потпуности откривају његове особине и показују опсег њихове примене.

Легирање алуминијума

Физичке особине бакра и алуминијума су такве да када се одређена количина бакра дода алуминијумској легури, његова кристална решетка је савијена, а јачина легуре се повећава. Ал се заснива на овом својству легирања лаких легура ради повећања њихове чврстоће и отпорности на агресивне средине.

Објашњење процеса очвршћавања лежи у понашању атома бакра у кристалној решетки алуминијума. Цу честице имају тенденцију да испадну из кристалне решетке Ал, груписане су у њеним посебним подручјима. Тамо где атоми бакра формирају кластере, формира се ЦуАл ₂ кристална решетка мешовитог типа, у којој честице метала сребра истовремено чине део заједничке кристалне решетке алуминијума, и мешовита решетка ЦуАл ₂ типа _. у обичном. То значи да је снага новоформиране супстанце много већа.

Хемијска својства

Интеракција алуминијума са разблаженом сумпорном киселином и хлороводонична киселина. Када се загрева, овај метал се лако раствара у њима. Хладно концентровано или јако разређено нитратна киселина не раствара овај елемент. Водени раствори алкалија активно утичу на супстанцу, током реакције формирања алумината - соли, које садрже јоне алуминијума. На пример:

Ал2О3 + 3Х2О + 2НаОХ = 2На [Ал (ОХ) ₄ ]

Добијено једињење се назива натријум тетрахидроксалуминат.

Танак филм на површини алуминијумских производа штити овај метал не само од ваздуха, већ и од воде. Ако се ова танка баријера уклони, елемент ће енергично реаговати са водом, ослобађајући водоник из њега.

2АЛ + 6Х2О = 2 АЛ (ОХ) ₃ + 3Х2

Формирана супстанца се зове алуминијум хидроксид.

АЛ (ОХ) ₃ реагује са алкалијама у облику хидроксиалуминатних кристала:

Ал (ОХ) ₂ + НаОХ = 2На [Ал (ОХ) ₄ ]

Ако се ова хемијска једначина дода претходној, добијамо формулу за растварање елемента у алкалном раствору.

Ал (ОХ) ₃ + 2НаОХ + 6Х ₂ О = 2На [Ал (ОХ) ₄ ] + 3Х ₂

Алуминум бурнинг

Физичке особине алуминијума омогућавају да реагује са кисеоником. Ако се прах ове металне или алуминијумске фолије загреје, он трепће и гори са белим пламеном. На крају реакције _{формира се} алуминијум оксид Ал2О3 _.

Алумина

Настала глиница има геолошко име глинице. У природним условима, налази се у облику корунда - чврстих прозирних кристала. Корунд се одликује високом тврдоћом, његов индекс у скали чврстих материја је 9. Сам корунд је безбојан, али га различите нечистоће могу обојити црвеном и плавом, па се добијају драгуљи, који се у накиту називају рубини и сафири.

Физичка својства алуминијум оксида омогућавају узгој ових драгоцених камена у вештачким условима. Технички драгуљи се користе не само за накит, већ се користе у изради прецизних инструмената, за израду сатова и других ствари. Умјетни рубин кристали су такођер широко кориштени у ласерским уређајима.

Фино-зрнате сорте корунда са великом количином нечистоћа које се таложе на посебној површини, свима познате као шмиргл. Физичке особине глинице објашњавају високе абразивне особине корунда, као и његову тврдоћу и отпорност на трење.

Алуминијум хидроксид

Ал2 (ОХ) ₃ је типичан амфотерни хидроксид. У комбинацији са киселином, ова супстанца формира со која садржи позитивно наелектрисане алуминијумске јоне, у алкалијама формира алуминат. Амфотерна супстанца се манифестује у чињеници да се може понашати и као киселина и као алкалија. Ово једињење може да постоји у желатинастом или чврстом облику. Практично нерастворљив у води, али реагује са већином активних киселина и алкалија. Физикалне особине алуминијум хидроксида се користе у медицини, то је популаран и сигуран начин смањења киселости у организму, користи се код гастритиса, дуоденитиса, чирева. У индустрији, Ал ₂ (ОХ) _{3 се} користи као адсорбент, савршено чисти воду и таложи штетне елементе растворене у њему.

Индустријска употреба

Алуминијум је откривен 1825. У почетку, овај метал је био цењен изнад злата и сребра. То је било због сложености његовог вађења из руде. Физичке особине алуминијума и његова способност да брзо формирају заштитни филм на својој површини отежавају проучавање овог елемента. Тек крајем 19. века био је погодан метод топљења чистог елемента погодног за употребу у индустријским размерама.

Лакоћа и отпорност на корозију су јединствене физичке особине алуминијума. Легуре овог сребрног метала користе се у ракетној технологији, у производњи аутомобила, бродова, авиона и инструмената, у производњи прибора за јело и посуђа.

Као чисти метал Ал се користи у производњи делова за хемијску опрему, електричне жице и кондензаторе. Физичке особине алуминијума су такве да његова електрична проводљивост није тако висока као код бакра, али овај недостатак се компензира лакоћом дотичног метала, што омогућава израду жица од алуминија дебље. Тако, уз исту електричну проводљивост, алуминијумска жица тежи два пута мање од бакра.

Једнако је важна употреба Ал у процесу алуминизације. То је такозвана реакција засићења површине производа од ливеног гвожђа или челика са алуминијумом како би се заштитио основни метал од корозије при загревању.

Тренутно, доказане резерве алуминијумских руда су прилично упоредиве са потребама људи у овом сребрном металу. Физичке особине алуминијума могу својим истраживачима представити много више изненађења, а опсег примене овог метала је много шири него што се може замислити.