Alüminium və onun birləşmələri

Dövri cədvəlin III qrupunun əsas alt qrupu bor (B), alüminium (Al), qallium (Ga), indium (In) və talliumdan (Tl) ibarətdir.

Yuxarıdakı məlumatlardan göründüyü kimi, bütün bu elementlər 19-cu əsrdə aşkar edilmişdir.

Bor qeyri-metaldır. Alüminium keçid metalıdır, qallium, indium və tallium isə tam hüquqlu metallardır. Beləliklə, dövri sistemin hər bir qrupunun elementlərinin atomlarının radiuslarının artması ilə sadə maddələrin metal xassələri artır.

D.I.Mendeleyev cədvəlində alüminiumun mövqeyi. Atom quruluşu, oksidləşmə halları

Alüminium elementi III qrupda, əsas “A” yarımqrupunda, dövri sistemin 3-cü dövrü, seriya nömrəsi 13, nisbi atom kütləsi Ar(Al) = 27. Cədvəldə soldakı qonşusu maqneziumdur - tipik bir metal, sağda isə - silikon - artıq qeyri-metal. Nəticədə, alüminium bəzi ara təbiət xüsusiyyətlərini nümayiş etdirməlidir və onun birləşmələri amfoterdir.

Al +13) 2) 8) 3, p – element,

Əsas vəziyyət 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

Həyəcanlı vəziyyət 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

Alüminium birləşmələrdə +3 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir:

Al 0 – 3 e - → Al +3

Fiziki xassələri

Alüminium sərbəst formada yüksək istilik və elektrik keçiriciliyinə malik gümüşü-ağ metaldır. Ərimə nöqtəsi 650 o C. Alüminium aşağı sıxlığa (2,7 q/sm 3) malikdir - dəmir və ya misdən təxminən üç dəfə azdır və eyni zamanda davamlı bir metaldır.

Təbiətdə olmaq

Təbiətdə yayılma baxımından sıralanır Metallar arasında 1-ci, elementlər arasında 3-cüdür, oksigen və silikondan sonra ikinci yerdədir. Müxtəlif tədqiqatçıların fikrincə, yer qabığında alüminiumun tərkibinin faizi yer qabığının kütləsinin 7,45-8,14%-i arasında dəyişir.

Təbiətdə alüminium yalnız birləşmələrdə olur(minerallar).

Onlardan bəziləri:

· Boksit - Al 2 O 3 H 2 O (SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3 çirkləri ilə)

· Nefelinlər - KNa 3 4

Alunitlər - KAl(SO 4) 2 2Al(OH) 3

· Alüminium oksidi (kaolinlərin qum SiO 2, əhəngdaşı CaCO 3, maqnezit MgCO 3 ilə qarışıqları)

· Korund - Al 2 O 3 (yaqut, sapfir)

· Feldispat (ortoklaz) - K 2 O×Al 2 O 3 ×6SiO 2

Kaolinit - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O

Alunit - (Na,K) 2 SO 4 ×Al 2 (SO 4) 3 ×4Al(OH) 3

· Beril - 3BeO Al 2 O 3 6SiO 2

Alüminium və onun birləşmələrinin kimyəvi xassələri

Alüminium normal şəraitdə oksigenlə asanlıqla reaksiya verir və oksid filmi ilə örtülür (bu ona tutqun görünüş verir).

Onun qalınlığı 0,00001 mm-dir, lakin onun sayəsində alüminium korroziyaya uğramır. Alüminiumun kimyəvi xüsusiyyətlərini öyrənmək üçün oksid filmi çıxarılır. (Zımpara istifadə edərək və ya kimyəvi üsulla: əvvəlcə oksid filmini çıxarmaq üçün onu qələvi məhluluna batırın, sonra civə duzlarının məhluluna civə ilə alüminium ərintisi - amalgam əmələ gətirin).

• Təyinat - Al (Alüminium);
• Dövr - III;
• Qrup - 13 (IIIa);
• Atom kütləsi - 26,981538;
• Atom nömrəsi - 13;
• Atom radiusu = 143 pm;
• Kovalent radius = 121 pm;
• Elektron paylanması - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 ;
• ərimə temperaturu = 660 ° C;
• qaynama nöqtəsi = 2518 ° C;
• Elektroneqativlik (Paulinqə görə/Alpred və Roçova görə) = 1,61/1,47;
• Oksidləşmə vəziyyəti: +3.0;
• Sıxlıq (no.) = 2,7 q/sm3;
• Molar həcmi = 10,0 sm 3 /mol.

Alüminium (alum) ilk dəfə 1825-ci ildə danimarkalı G. K. Oersted tərəfindən əldə edilmişdir. Başlanğıcda, sənaye istehsalı üsulu kəşf edilməzdən əvvəl alüminium qızıldan daha bahalı idi.

Alüminium yer qabığında ən çox yayılmış metaldır (kütləvi payı 7-8%) və bütün elementlər arasında oksigen və silisiumdan sonra üçüncü ən boldur. Alüminium proirodda sərbəst formada tapılmır.

Ən vacib təbii alüminium birləşmələri:

• alüminosilikatlar - Na 2 O Al 2 O 3 2SiO 2; K 2 O Al 2 O 3 2SiO 2
• boksit - Al 2 O 3 · n H2O
• korund - Al 2 O 3
• kriolit - 3NaF AlF 3

düyü. Alüminium atomunun quruluşu.

Alüminium kimyəvi cəhətdən aktiv metaldır - onun xarici elektron səviyyəsində alüminium digər kimyəvi elementlərlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda kovalent bağların yaranmasında iştirak edən üç elektron var (bax: Kovalent rabitə). Alüminium güclü reduksiyaedicidir və bütün birləşmələrdə +3 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir.

Otaq temperaturunda alüminium atmosfer havasında olan oksigenlə reaksiyaya girərək güclü oksid filmi əmələ gətirir ki, bu da metalın daha da oksidləşməsi (korroziya) prosesinin qarşısını etibarlı şəkildə alır, nəticədə alüminiumun kimyəvi aktivliyi azalır.

Oksid filmi sayəsində alüminium otaq temperaturunda azot turşusu ilə reaksiya vermir, buna görə də alüminium qablar azot turşusunun saxlanması və daşınması üçün etibarlı bir qabdır.

Alüminiumun fiziki xüsusiyyətləri:

• gümüşü ağ metal;
• bərk;
• Uzunmüddətli;
• asan;
• plastik (nazik tel və folqa ilə uzanır);
• yüksək elektrik və istilik keçiriciliyinə malikdir;
• ərimə nöqtəsi 660 ° C
• təbii alüminium bir izotopdan ibarətdir 27 13 Al

Alüminiumun kimyəvi xassələri:

• oksid filmini çıxararkən alüminium su ilə reaksiya verir:
  2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2;
• otaq temperaturunda brom və xlorla reaksiyaya girərək duzlar əmələ gətirir:
  2Al + 3Br 2 = 2AlCl 3;
• yüksək temperaturda alüminium oksigen və kükürdlə reaksiya verir (reaksiya çox miqdarda istilik yayılması ilə müşayiət olunur):
  4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 + Q;
  2Al + 3S = Al 2 S 3 + Q;
• t=800°C azotla reaksiya verir:
  2Al + N 2 = 2AlN;
• t=2000°C-də karbonla reaksiya verir:
  2Al + 3C = Al 4 C 3;
• bir çox metalları oksidlərindən azaldır - alüminotermiya(3000°C-ə qədər temperaturda) sənaye üsulu ilə volfram, vanadium, titan, kalsium, xrom, dəmir, manqan istehsal olunur:
  8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe;
• hidrogeni buraxmaq üçün xlorid və seyreltilmiş sulfat turşusu ilə reaksiya verir:
  2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;
  2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2;
• yüksək temperaturda konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu ilə reaksiya verir:
  2Al + 6H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;
• hidrogenin ayrılması və mürəkkəb duzların əmələ gəlməsi ilə qələvilərlə reaksiya verir - reaksiya bir neçə mərhələdə baş verir: alüminium qələvi məhluluna batırıldıqda, metalın səthində olan davamlı qoruyucu oksid filmi həll olunur; film həll edildikdən sonra alüminium aktiv metal kimi su ilə reaksiyaya girərək alüminium hidroksid əmələ gətirir, bu da qələvi ilə amfoter hidroksid kimi reaksiya verir:
  • Al 2 O 3 +2NaOH = 2NaAlO 2 +H 2 O - oksid filminin həlli;
  • 2Al+6H 2 O = 2Al(OH) 3 +3H 2 - alüminiumun su ilə qarşılıqlı təsiri alüminium hidroksid əmələ gətirir;
  • NaOH+Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O - alüminium hidroksidinin qələvi ilə qarşılıqlı təsiri
  • 2Al+2NaOH+2H 2 O = 2NaAlO 2 +3H 2 - alüminiumun qələvi ilə reaksiyasının ümumi tənliyi.

Alüminium birləşmələr

Al 2 O 3 (alüminium oksidi)

Alüminium oksidi Al 2 O 3 ağ, çox odadavamlı və sərt bir maddədir (təbiətdə yalnız almaz, karborundum və borazon daha sərtdir).

Alüminium oksidinin xüsusiyyətləri:

• suda həll olunmur və onunla reaksiya verir;
• turşular və qələvilərlə reaksiya verən amfoter maddədir:
  Al 2 O 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 O;
  Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O = 2Na 3;
• amfoter oksidin metal oksidləri və duzları ilə birləşərək alüminatlar əmələ gətirməsi necə reaksiya verir:
  Al 2 O 3 + K 2 O = 2KAlO 2.

Sənayedə alüminium boksitdən alınır. Laboratoriya şəraitində alüminium oksidi oksigendə yandırmaqla əldə edilə bilər:
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3.

Alüminium oksidinin tətbiqi:

• alüminium və elektrik keramika istehsalı üçün;
• aşındırıcı və odadavamlı material kimi;
• üzvi sintez reaksiyalarında katalizator kimi.

Al(OH)3

Alüminium hidroksid Al(OH) 3 alüminium hidroksid məhlulundan mübadilə reaksiyası nəticəsində əldə edilən ağ kristal bərk maddədir - zamanla kristallaşan ağ jelatinli çöküntü kimi çökür. Bu amfoter birləşmə suda demək olar ki, həll olunmur:
Al(OH) 3 + 3NaOH = Na 3;
Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O.

• Al(OH) 3-ün turşularla qarşılıqlı təsiri:
  Al(OH) 3 +3H + Cl = Al 3+ Cl 3 +3H 2 O
• Al(OH) 3-ün qələvilərlə qarşılıqlı təsiri:
  Al(OH) 3 +NaOH - = NaAlO 2 - +2H 2 O

Alüminium hidroksid alkalilərin alüminium duzlarının məhlullarına təsiri ilə əldə edilir:
AlCl 3 + 3NaOH = Al(OH) 3 + 3NaCl.

Alüminium istehsalı və istifadəsi

Alüminiumu kimyəvi vasitələrlə təbii birləşmələrdən təcrid etmək olduqca çətindir, bu, alüminium oksiddəki bağların yüksək gücü ilə izah olunur, buna görə də alüminiumun sənaye istehsalı üçün ərimiş kriolit Na 3-də alüminium Al 2 O 3 məhlulunun elektrolizi; AlF 6 istifadə olunur. Proses nəticəsində katodda alüminium, anodda isə oksigen ayrılır:

2Al 2 O 3 → 4Al + 3O 2

Başlanğıc xammal boksitdir. Elektroliz 1000°C temperaturda baş verir: alüminium oksidin ərimə nöqtəsi 2500°C-dir - bu temperaturda elektroliz aparmaq mümkün deyil, ona görə də alüminium oksidi ərimiş kriolitdə həll edir və yalnız bundan sonra yaranan elektrolitdən istifadə olunur. alüminium istehsal etmək üçün elektrolizdə.

Alüminium tətbiqi:

• alüminium ərintiləri avtomobil, təyyarə və gəmiqayırmada struktur materialları kimi geniş istifadə olunur: duralumin, silumin, alüminium bürünc;
• kimya sənayesində azaldıcı agent kimi;
• qida sənayesində folqa, qab-qacaq, qablaşdırma materiallarının istehsalı üçün;
• naqillərin hazırlanması üçün və s.

Alüminium amfoter metaldır. Alüminium atomunun elektron konfiqurasiyası 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1-dir. Beləliklə, onun xarici elektron təbəqəsində üç valent elektron var: 3s-də 2 və 3p alt səviyyəsində 1. Bu quruluşa görə, alüminium atomunun xarici səviyyədən üç elektron itirdiyi və +3 oksidləşmə vəziyyətini əldə etdiyi reaksiyalarla xarakterizə olunur. Alüminium yüksək reaktiv metaldır və çox güclü azaldıcı xüsusiyyətlərə malikdir.

Alüminiumun sadə maddələrlə qarşılıqlı təsiri

oksigen ilə

Tamamilə təmiz alüminium hava ilə təmasda olduqda, səth qatında yerləşən alüminium atomları dərhal havadakı oksigenlə qarşılıqlı əlaqəyə girir və alüminiumdan qoruyan Al 2 O 3 tərkibli nazik, onlarla atom qatından ibarət qalın, davamlı oksid filmi əmələ gətirir. əlavə oksidləşmə. Böyük alüminium nümunələrini hətta çox yüksək temperaturda oksidləşdirmək də mümkün deyil. Bununla belə, incə alüminium tozu ocaq alovunda asanlıqla yanır:

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

halogenlərlə

Alüminium bütün halogenlərlə çox güclü reaksiya verir. Beləliklə, qarışıq alüminium və yod tozları arasında reaksiya katalizator kimi bir damla su əlavə edildikdən sonra artıq otaq temperaturunda baş verir. Yodun alüminiumla qarşılıqlı təsir tənliyi:

2Al + 3I 2 =2AlI 3

Alüminium tünd qəhvəyi maye olan bromla da qızdırmadan reaksiya verir. Sadəcə maye broma bir alüminium nümunəsi əlavə edin: dərhal şiddətli reaksiya başlayır, çox miqdarda istilik və işıq buraxır:

2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3

Alüminium və xlor arasındakı reaksiya qızdırılan alüminium folqa və ya incə alüminium tozu xlorla doldurulmuş kolbaya əlavə edildikdə baş verir. Alüminium tənliyə görə xlorda effektiv şəkildə yanır:

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3

kükürd ilə

150-200 o C-yə qədər qızdırıldıqda və ya toz halında alüminium və kükürd qarışığı alovlandıqdan sonra işığın ayrılması ilə onların arasında intensiv ekzotermik reaksiya başlayır:

— sulfid alüminium

azot ilə

Alüminium azotla təxminən 800 o C temperaturda reaksiya verdikdə alüminium nitridi əmələ gəlir:

karbonla

Təxminən 2000 o C temperaturda alüminium karbonla reaksiya verir və metanda olduğu kimi -4 oksidləşmə vəziyyətində karbon olan alüminium karbid (metanid) əmələ gətirir.

Alüminiumun mürəkkəb maddələrlə qarşılıqlı təsiri

su ilə

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, Al 2 O 3-dən ibarət sabit və davamlı oksid filmi alüminiumun havada oksidləşməsinin qarşısını alır. Eyni qoruyucu oksid filmi alüminiumu suya qarşı təsirsiz hala gətirir. Qələvi, ammonium xlorid və ya civə duzlarının sulu məhlulları ilə müalicə kimi üsullarla səthdən qoruyucu oksid təbəqəsini çıxararkən, alüminium alüminium hidroksid və hidrogen qazı yaratmaq üçün su ilə güclü reaksiya verməyə başlayır:

metal oksidləri ilə

Alüminiumun daha az aktiv metalların oksidləri ilə qarışığını alovlandırdıqdan sonra (fəaliyyət seriyasında alüminiumun sağında) son dərəcə şiddətli, yüksək ekzotermik reaksiya başlayır. Beləliklə, alüminiumun dəmir (III) oksidi ilə qarşılıqlı təsiri zamanı 2500-3000 o C temperatur yaranır, bu reaksiya nəticəsində yüksək təmiz ərimiş dəmir əmələ gəlir:

2AI + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3

Alüminium ilə reduksiya yolu ilə onların oksidlərindən metalların alınmasının bu üsulu deyilir alüminotermiya və ya alüminotermiya.

oksidləşdirici olmayan turşularla

Alüminiumun oksidləşdirici olmayan turşularla qarşılıqlı təsiri, yəni. konsentratlaşdırılmış sulfat və azot turşuları istisna olmaqla, demək olar ki, bütün turşularla, müvafiq turşu və hidrogen qazının alüminium duzunun əmələ gəlməsinə səbəb olur:

a) 2Al + 3H 2 SO 4 (sulandırılmış) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2

2Al 0 + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 0 ;

b) 2AI + 6HCl = 2AICl3 + 3H2

oksidləşdirici turşularla

- konsentratlı sulfat turşusu

Normal şəraitdə və aşağı temperaturda alüminiumun konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu ilə qarşılıqlı təsiri passivasiya adlanan təsirə görə baş vermir. Qızdırıldıqda reaksiya mümkündür və kükürd turşusunun bir hissəsi olan kükürdün azaldılması nəticəsində əmələ gələn alüminium sulfat, su və hidrogen sulfidin meydana gəlməsinə səbəb olur:

Kükürdün +6 oksidləşmə vəziyyətindən (H 2 SO 4-də) -2 oksidləşmə vəziyyətinə (H 2 S-də) belə dərin azalması alüminiumun çox yüksək reduksiya qabiliyyətinə görə baş verir.

- konsentratlı azot turşusu

Normal şəraitdə konsentratlaşdırılmış azot turşusu alüminiumu da passivləşdirir ki, bu da onu alüminium qablarda saxlamağa imkan verir. Konsentratlaşdırılmış kükürd turşusu vəziyyətində olduğu kimi, alüminiumun konsentratlaşdırılmış nitrat turşusu ilə qarşılıqlı təsiri güclü qızdırma ilə mümkün olur və reaksiya əsasən baş verir:

- seyreltilmiş azot turşusu

Konsentratlaşdırılmış azot turşusu ilə müqayisədə alüminiumun seyreltilmiş nitrat turşusu ilə qarşılıqlı təsiri azotun daha dərin reduksiya məhsullarına gətirib çıxarır. NO əvəzinə, qatılma dərəcəsindən asılı olaraq, N 2 O və NH 4 NO 3 əmələ gələ bilər:

8Al + 30HNO 3(dil.) = 8Al(NO 3) 3 +3N 2 O + 15H 2 O

8Al + 30HNO 3(saf seyreltilmiş) = 8Al(NO 3) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O

qələvilərlə

Alüminium həm qələvilərin sulu məhlulları ilə reaksiya verir:

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

və birləşmə zamanı təmiz qələvilərlə:

Hər iki halda reaksiya alüminium oksidin qoruyucu təbəqəsinin həlli ilə başlayır:

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

Al 2 O 3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + H 2 O

Sulu bir məhlul vəziyyətində, qoruyucu oksid filmindən təmizlənmiş alüminium, tənliyə uyğun olaraq su ilə reaksiya verməyə başlayır:

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

Nəticədə amfoter olan alüminium hidroksid, həll olunan natrium tetrahidroksoalüminat yaratmaq üçün natrium hidroksidin sulu məhlulu ilə reaksiya verir:

Al(OH) 3 + NaOH = Na

Alüminiumun kimyəvi xassələri kimyəvi elementlərin dövri cədvəlindəki mövqeyi ilə müəyyən edilir.

Aşağıda alüminiumun digər kimyəvi elementlərlə əsas kimyəvi reaksiyaları verilmişdir. Bu reaksiyalar alüminiumun əsas kimyəvi xassələrini müəyyən edir.

Alüminium nə ilə reaksiya verir?

Sadə maddələr:

• halogenlər (ftor, xlor, brom və yod)
• fosfor
• karbon
• oksigen (yanma)

Kompleks maddələr:

• mineral turşular (xlorid, fosfor)
• sulfat turşusu
• Azot turşusu
• qələvilər
• oksidləşdirici maddələr
• az aktiv metalların oksidləri (alüminotermiya)

Alüminium nə ilə reaksiya vermir?

Alüminium reaksiya vermir:

• hidrogen ilə
• normal şəraitdə - konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu ilə (pasivləşmə səbəbindən - sıx oksid filminin meydana gəlməsi)
• normal şəraitdə - konsentratlaşdırılmış nitrat turşusu ilə (həmçinin passivasiya səbəbindən)

Alüminium və hava

Tipik olaraq, alüminiumun səthi həmişə nazik bir alüminium oksid təbəqəsi ilə örtülmüşdür ki, bu da onu havaya, daha dəqiq desək, oksigenə məruz qalmaqdan qoruyur. Buna görə də alüminiumun hava ilə reaksiya vermədiyinə inanılır. Bu oksid təbəqəsi zədələnirsə və ya çıxarılırsa, təzə alüminium səthi havadakı oksigenlə reaksiya verir. Alüminium alüminium oksidi Al2O3 əmələ gətirmək üçün oksigendə göz qamaşdıran ağ alovla yana bilər.

Alüminiumun oksigenlə reaksiyası:

• 4Al + 3O 2 -> 2Al 2 O 3

Alüminium və su

Alüminium su ilə aşağıdakı reaksiyalarda reaksiya verir:

• 2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 (1)
• 2Al + 4H 2 O = 2AlO(OH) + 3H 2 (2)
• 2Al + 3H 2 O = Al 2 O 3 + 3H 2 (3)

Bu reaksiyalar nəticəsində müvafiq olaraq aşağıdakılar əmələ gəlir:

• alüminium hidroksid bayeritin və hidrogenin modifikasiyası (1)
• alüminium hidroksid bohemit və hidrogenin modifikasiyası (2)
• alüminium oksidi və hidrogen (3)

Bu reaksiyalar, yeri gəlmişkən, hidrogenlə işləyən avtomobillər üçün hidrogen istehsal edən kompakt zavodların yaradılmasında böyük maraq doğurur.

Bütün bu reaksiyalar otaq temperaturundan alüminiumun ərimə nöqtəsinə qədər 660 ºС temperaturda termodinamik olaraq mümkündür. Hamısı da ekzotermikdir, yəni istiliyin sərbəst buraxılması ilə baş verir:

• Otaq temperaturundan 280 ºС-ə qədər olan temperaturda ən sabit reaksiya məhsulu Al(OH) 3-dür.
• 280 ilə 480 ºС temperaturda ən sabit reaksiya məhsulu AlO(OH) olur.
• 480 ºС-dən yuxarı temperaturda ən sabit reaksiya məhsulu Al 2 O 3-dir.

Beləliklə, alüminium oksidi Al 2 O 3 yüksək temperaturda Al(OH) 3-dən termodinamik cəhətdən daha sabit olur. Alüminiumun otaq temperaturunda su ilə reaksiyasının məhsulu alüminium hidroksid Al (OH) 3 olacaqdır.

Reaksiya (1) göstərir ki, alüminium otaq temperaturunda su ilə kortəbii reaksiyaya girməlidir. Ancaq praktikada suya batırılmış bir alüminium parçası otaq temperaturunda və hətta qaynar suda su ilə reaksiya vermir. Fakt budur ki, alüminiumun səthində nazik koherent alüminium oksid Al 2 O 3 təbəqəsi var. Bu oksid filmi alüminiumun səthinə möhkəm yapışır və onun su ilə reaksiya verməsinin qarşısını alır. Buna görə, alüminiumun otaq temperaturunda su ilə reaksiyasına başlamaq və saxlamaq üçün bu oksid təbəqəsini daim çıxarmaq və ya məhv etmək lazımdır.

Alüminium və halogenlər

Alüminium bütün halogenlərlə şiddətlə reaksiya verir - bunlar:

• flüor F
• xlor Cl
• brom Br və
• yod (yod) I,

müvafiq olaraq təhsillə:

• florid AlF 3
• AlCl 3 xlorid
• bromid Al 2 Br 6 və
• Al 2 Br 6 yodid.

Hidrogenin flüor, xlor, brom və yod ilə reaksiyaları:

• 2Al + 3F 2 → 2AlF 3
• 2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3
• 2Al + 3Br 2 → Al 2 Br 6
• 2Al + 3l 2 → Al 2 I 6

Alüminium və turşular

Alüminium seyreltilmiş turşularla aktiv şəkildə reaksiya verir: sulfat, xlorid və azot, müvafiq duzların əmələ gəlməsi ilə: alüminium sulfat Al 2 SO 4, alüminium xlorid AlCl 3 və alüminium nitrat Al (NO 3) 3.

Alüminiumun seyreltilmiş turşularla reaksiyaları:

• 2Al + 3H 2 SO 4 -> Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2
• 2Al + 6HCl -> 2AlCl 3 + 3H 2
• 2Al + 6HNO 3 -> 2Al(NO 3) 3 + 3H 2

Otaq temperaturunda konsentrasiya edilmiş kükürd və xlorid turşuları ilə qarşılıqlı təsir göstərmir, duzlar, oksidlər və su əmələ gətirir;

Alüminium və qələvilər

Alüminium qələvi sulu məhlulda - natrium hidroksid - natrium alüminat yaratmaq üçün reaksiya verir.

Alüminiumun natrium hidroksidlə reaksiyası aşağıdakı formada olur:

• 2Al + 2NaOH + 10H 2 O -> 2Na + 3H 2

Mənbələr:

1. Kimyəvi Elementlər. İlk 118 element, əlifba sırası ilə sıralanır / red. Vikipediyaçılar - 2018

2. Hidrogen hasil etmək üçün alüminiumun su ilə reaksiyası /John Petrovic və George Thomas, U.S. Enerji Departamenti, 2008

ALÜMİNİYUM NƏDİR

Yüngül, davamlı, korroziyaya davamlı və funksional - alüminiumu dövrümüzün əsas konstruktiv materialına çevirən keyfiyyətlərin bu birləşməsidir. Alüminium yaşadığımız evlərdə, səyahət etdiyimiz avtomobillərdə, qatarlarda və təyyarələrdə, cib telefonlarında və kompüterlərdə, soyuducu rəflərində və müasir interyerlərdədir. Ancaq 200 il əvvəl bu metal haqqında çox az şey məlum idi.

"Əsrlər boyu qeyri-mümkün görünən, dünən sadəcə cəsarətli bir xəyal olan şey, bu gün real işə, sabah isə nailiyyətə çevrilir."

Sergey Pavloviç Korolev
alim, konstruktor, praktiki astronavtikanın banisi

Alüminium – gümüşü-ağ metal, dövri cədvəlin 13-cü elementi. İnanılmaz, lakin həqiqətdir: alüminium yer qabığının ümumi kütləsinin 8% -dən çoxunu təşkil edən Yer kürəsində ən çox yayılmış metaldır və oksigen və silikondan sonra planetimizdə ən çox yayılmış üçüncü kimyəvi elementdir.

Lakin alüminium yüksək kimyəvi reaktivliyə görə təbiətdə təmiz formada tapılmır. Buna görə biz bu barədə nisbətən yaxınlarda öyrəndik. Alüminium rəsmi olaraq yalnız 1824-cü ildə istehsal edildi və sənaye istehsalına başlamazdan daha yarım əsr keçdi.

Təbiətdə ən çox alüminium tərkibində olur alum. Bunlar sulfat turşusunun iki duzunu birləşdirən minerallardır: biri qələvi metala (litium, natrium, kalium, rubidium və ya sezium), digəri isə dövri cədvəlin üçüncü qrupunun metalına, əsasən alüminiuma əsaslanır.

Alum bu gün də suyun təmizlənməsi, kulinariya, tibb, kosmetologiya, kimya və digər sənaye sahələrində istifadə olunur. Yeri gəlmişkən, alüminium adını Latın dilində alumen adlandırılan alum sayəsində almışdır.

korund

Yaqut, sapfir, zümrüd və akuamarin alüminium minerallarıdır.
İlk ikisi korundaya aiddir - bu kristal şəklində alüminium oksiddir (Al 2 O 3). Təbii şəffaflığa malikdir və gücünə görə almazdan sonra ikincidir. Gülləkeçirməz şüşələr, təyyarə şüşələri və smartfon ekranları sapfirdən hazırlanır.
Və daha az qiymətli korund minerallarından biri olan zümrüd aşındırıcı material kimi, o cümlədən zımpara yaratmaq üçün istifadə olunur.

Bu gün, demək olar ki, 300 müxtəlif alüminium birləşmələri və mineralları məlumdur - Yer kürəsində əsas süxur əmələ gətirən mineral olan feldispatdan tutmuş yaqut, sapfir və ya zümrüdə qədər, indi o qədər də geniş yayılmayan.

Hans Kristian Oersted(1777–1851) – Danimarka fiziki, Sankt-Peterburq Elmlər Akademiyasının fəxri üzvü (1830). Rudkörbing şəhərində əczaçı ailəsində anadan olub. 1797-ci ildə Kopenhagen Universitetini bitirmiş, 1806-cı ildə professor olmuşdur.

Lakin alüminium nə qədər geniş yayılmış olsa da, onun kəşfi yalnız elm adamlarının ixtiyarında mürəkkəb maddələri daha sadə maddələrə parçalamağa imkan verən yeni alət olduqda mümkün oldu - elektrik.

1824-cü ildə danimarkalı fizik Hans Kristian Oersted elektroliz prosesindən istifadə edərək alüminium əldə etdi. Kimyəvi reaksiyalarda iştirak edən kalium və civə çirkləri ilə çirklənmişdi, lakin bu, ilk dəfə alüminium istehsal olunurdu.

Elektrolizdən istifadə edərək, bu gün də alüminium istehsal olunur.

Bu gün alüminium istehsalı üçün xammal təbiətdə yayılmış başqa bir alüminium filizidir - boksit. Bu, dəmir, silisium, titan, kükürd, qalium, xrom, vanadium, kalsium, dəmir və maqneziumun karbonat duzlarının oksidlərinin qarışığı ilə alüminium hidroksidinin müxtəlif modifikasiyalarından ibarət olan gilli bir qayadır - dövri cədvəlin demək olar ki, yarısı. Orta hesabla 4-5 ton boksitdən 1 ton alüminium istehsal olunur.

Boksit

Boksiti 1821-ci ildə Fransanın cənubunda geoloq Pierre Berthier kəşf etmişdir. Cins adını tapıldığı Les Baux bölgəsindən almışdır. Dünya boksit ehtiyatlarının təxminən 90% -i tropik və subtropik zonaların ölkələrində - Qvineya, Avstraliya, Vyetnam, Braziliya, Hindistan və Yamaykada cəmləşmişdir.

Boksitdən əldə edilir alüminium oksidi. Bu, ağ toz şəklində olan və alüminium əritmə zavodlarında elektroliz yolu ilə metal əldə edilən Al 2 O 3 alüminium oksididir.

Alüminium istehsalı böyük miqdarda elektrik enerjisi tələb edir. Bir ton metal istehsal etmək üçün təxminən 15 MVt enerji tələb olunur - bu, 100 mənzilli bir binanın bütün ay ərzində nə qədər istehlak etməsidir, buna görə də güclü və bərpa olunan enerji mənbələrinə yaxın alüminium əritmə zavodlarını qurmaq ən məntiqlidir. Ən optimal həll yoludur su elektrik stansiyaları, bütün növ “yaşıl enerji”nin ən güclüsünü təmsil edir.

Alüminiumun xüsusiyyətləri

Alüminium qiymətli xüsusiyyətlərin nadir birləşməsinə malikdir. Bu təbiətdəki ən yüngül metallardan biridir: dəmirdən demək olar ki, üç dəfə yüngüldür, lakin eyni zamanda güclü, son dərəcə çevikdir və korroziyaya məruz qalmır, çünki səthi həmişə nazik, lakin çox davamlı oksidlə örtülmüşdür. film. Maqnit deyil, elektrik cərəyanını yaxşı keçirir və demək olar ki, bütün metallarla ərintilər əmələ gətirir.

Asan

Dəmirdən üç dəfə yüngüldür

Uzunmüddətli

Güc baxımından poladla müqayisə edilə bilər

plastik

Bütün növ mexaniki emal üçün uyğundur

Korroziya yoxdur

İncə oksid filmi korroziyadan qoruyur

Alüminium həm isti, həm də soyuq təzyiqlə asanlıqla işlənir. O, yuvarlana, çəkilə, möhürlənə bilər. Alüminium yanmır, xüsusi rəngləmə tələb etmir və plastikdən fərqli olaraq toksik deyil.

Alüminiumun elastikliyi çox yüksəkdir: qalınlığı cəmi 4 mikron olan təbəqələr və ondan ən incə məftil hazırlana bilər. Ultra nazik alüminium folqa insan saçından üç dəfə nazikdir. Bundan əlavə, digər metal və materiallarla müqayisədə daha qənaətcildir.

Müxtəlif kimyəvi elementlərlə birləşmələr yaratmaq qabiliyyəti bir çox alüminium ərintilərinin yaranmasına səbəb olmuşdur. Çirklərin hətta kiçik bir hissəsi metalın xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirir və tətbiqi üçün yeni sahələr açır. Məsələn, alüminiumun silikon və maqnezium ilə birləşməsinə gündəlik həyatda sözün əsl mənasında yolda - yüngül lehimli disklər, mühərriklər, şassi elementləri və müasir avtomobilin digər hissələri şəklində rast gəlmək olar. Alüminium ərintisinə sink əlavə etsəniz, bəlkə də indi onu əlinizdə saxlayırsınız, çünki bu ərinti mobil telefonlar və planşetlər üçün korpusların istehsalında istifadə olunur. Bu arada elm adamları yeni alüminium ərintiləri icad etməyə davam edirlər.
Alüminium ehtiyatları
Sənayenin mövcud olduğu müddətdə istehsal olunan alüminiumun təxminən 75% -i bu gün də istifadə olunur.

Bu məqalədə istifadə olunan foto materiallar © Shutterstock və © Rusal.