Алюминия физические и химические свойства – Урок №49. Алюминий. Положение алюминия в периодической системе и строение его атома. Нахождение в природе. Физические и химические свойства алюминия.

Содержание

физические и химические свойства. Применение алюминия. 9-й класс

Разделы: Химия, Конкурс «Презентация к уроку»

Презентация к уроку

Загрузить презентацию (292,7 МБ)

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока

продолжить формирование ключевых компетенций: учебно-познавательных, информационных, ценностно-смысловых, общекультурных, коммуникативных и личностного самосовершенствования учащихся.

Задачи урока:

сформировать знания о физико-механических и химических свойствах алюминия на основе его положения в ПСХЭ, строения атома и кристалла;
установить причинно-следственную связь между строением и свойствами металлов 1-3 групп главных подгрупп;
продолжить развитие умений наблюдать, делать выводы, выполнять эксперимент и объяснять его ход;
продолжить формирования навыков составления уравнений химических реакций;
показать практическое значение химических знаний.

Оборудование и реактивы: карточки с текстами, презентация к уроку, видеоматериал, компьютер, экран, проектор, гранулы алюминия, р-р гидроксида натрия.

Наборы реактивов на столах учащихся: алюминиевая проволока, фольга, гранулы алюминия, растворы соляной кислоты и сульфата меди (2), спички, спиртовка, держатель, смайлики.

Раздаточный материал: карточки с текстом теста (2 варианта), с дифференцированным домашним заданием (д/з).

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Изучение нового материала.

— Мы продолжаем изучать металлы, а какой металл мы будем изучать сегодня, предстоит определить вам. Итак, эпиграф к нашему уроку:

Я металл, серебристый и лёгкий
И зовусь “самолётный металл”,
И покрыт я оксидною плёнкой,
Чтоб меня кислород не достал… (слайд 2).

— Что же за металл мы сегодня будем изучать?

— Совершенно верно алюминий. И тема нашего урока “Алюминий: физические и химические свойства.. Применение алюминия” (слайд 3). Запишем тему урока в тетрадях.

— Давайте, вместе с вами, определим задачи урока (коллективное обсуждение)

— Итак, задачи нашего урока (слайд 4).

Изучение нового материала с актуализацией опорных знаний.

Характеристика алюминия как химического элемента.

Самостоятельная работа (слайд 5).

Проверка самостоятельной работы у доски.

Примерный ответ: Al №13. заряд ядра+13, протонов 13, нейтронов 14, электронов 13.

(слайд 6)

— Как изменяется химическая активность у этих химических элементов? (Выводы делают учащиеся).

Тип и класс: Al p – элемент, переходный элемент, соединения которого обладают амфотерными свойствами.

Тип химической связи — металлическая.

Тип кристаллической решетки — металлическая (вспоминаем физические свойства веществ с металлической химической связью).

— Сейчас я вам расскажу об истории открытия алюминия (рассказ).

Нахождение алюминия в природе (слайд 7).

— Основные месторождения алюминиевого сырья: Урал, Казахстан, Сибирь, Башкирстан.

Вопрос. Почему алюминия нет в природе в свободном виде?

— На основании справочных данных, учебника, эпиграфа к уроку и образцов алюминия на ваших столах охарактеризуйте физические свойства алюминия.

Ответы учащихся. (слайд 8 и образцы в лотках).

— На физико-механических свойствах основано его применение. (обсуждение)

Задание. Посмотрите слайды (9-15) и назовите области применения алюминия и свойства, на которых основано их применение (обсуждение).

Почему, очень часто, изделия изготавливаются из сплавов алюминия?

— Алюминий — активный металл, в чём же причина его пассивности? На этот вопрос мы ответим, посмотрев видео (видео 1).

Обсуждение результатов просмотра.

Ответ – на поверхности алюминия образуется пассивная оксидная плёнка.

Подвергаются ли коррозии изделия из алюминия? Почему?

Вывод: оксидная плёнка защищает алюминий от коррозии.

Влияние алюминия и изделий из него на здоровье человека (рассказ).

— При мытье алюминиевой посуды (внутри) можно использовать абразивные материалы? Ответ поясните.

С помощью лабораторных опытов изучим некоторые химические свойства алюминия

Видео 2 размещено в архиве вместе с презентацией.

— Алюминий взаимодействует с неметаллами.

— Запишите уравнения химических реакций алюминия с кислородом, серой и хлором. Укажите восстановитель и окислитель. К одному из уравнений напишите электронный баланс (по желанию). Ребята работают в тетрадях, проверяем у доски.

— Согласно ряду активности металлов алюминий должен реагировать с кислотами. Ставим проблему и решаем её с помощью лабораторных опытов.

Выполнение учащимися лабораторного опыта взаимодействие алюминия с соляной кислотой. Учащиеся записывают уравнение химической реакции на доске и в тетрадях.

Запомните — алюминий не реагирует с концентрированной азотной кислотой!

При взаимодействии с концентрированной серной кислотой водород не выделяется, а оксид серы (4) в основном.

Взаимодействие с гидроксидом натрия (демонстрация, запись уравнения химической реакции).

Вывод: алюминий проявляет амфотерные свойства.

— А почему?

— Так как реагирует и с кислотами и с основаниями. (Записать в тетради)

(слайд 16).

— Алюминий реагирует с некоторыми солями (выполнение учащимися лабораторного опыта взаимодействия алюминия с раствором сульфата меди (2)).

— ? Почему восстанавливается чистая медь из её соли?( уравнение д/з).

— Вывод делают учащиеся: согласно ряду напряжения металлов алюминий вытесняет менее активные металлы из их солей.

— Алюминий может восстанавливать некоторые металлы из их оксидов (например,из Fe₂O₃) (просмотр видео 3. Видео 3 размещено в архиве вместе с презентацией).

— Уравнение химической реакции запишите в д/з.

3. Закрепление изученного материала.

Выполнение теста.

Тест

1 вариант

1. Количество протонов в атоме алюминия:

А) 12,

В) 13,

С) 10,

D) 14.

2.Электронная формула иона алюминия — А1⁺³:

А) 1s²2s²2p⁶.

B) 1s²2s²2p⁶3s².

C) 1s²2s²2p⁶3s¹.

D) 1s²2s²2p⁶3s²p¹.

3. Алюминий менее активен, чем:

А) углерод,

B) натрий,

С) кремний,

D) фосфор.

4. Тип кристаллической решетки у алюминия:

А) ионная,

В) металлическая,

С) атомная,

D) молекулярная.

5. На каком физическом свойстве алюминия основано применение сплавов алюминия в самолетостроении:

А) хорошая электропроводность,

В) пластичность,

С) легкость и прочность в сплавах,

D) неядовитость.

2 вариант

1.Количество нейтронов в атоме алюминия:

А) 12,

В) 13,

С) 10,

D) 14.

2.Электронная формула атома алюминия:

А) 1s²2s²2p⁶.

B) 1s²2s²2p⁶3s².

C) 1s²2s²2p⁶3s¹.

D) 1s²2s²2p⁶3s²p¹.

3. Алюминий более активен, чем:

А) сера,

B) натрий,

С) калий,

D) кальций.

4. Вид химической связи у алюминия:

А) ионная,

В) металлическая,

С) ковалентная,

D) водородная.

5. На каком физическом свойстве алюминия основано применение алюминия в электротехнике:

А) хорошая электропроводность,

В) пластичность,

С) легкость и прочность в сплавах,

D) неядовитость.

Проверка теста (слайд 17).

4. К началу урока: эпиграфу, что изучили на уроке, что узнали нового.

— Итак, вернемся к началу урока и проверим, выполнили мы с вами поставленные задачи (обсуждение, выводы).

5. Задание на дом (слайд 18).

Раздать карточки с д/з. Инструктаж выполнения домашнего задания (дифференцированного).

6. Подведение итогов, оценка работы учащихся на уроке.

— Попробуем самостоятельно оценить свою работу на уроке.

— Для этого у вас в лотках есть смайлики, но вы заметили, что на них нет эмоций. Добавим их на смайлики: улыбку, если получили прочные знания, усвоили весь материал; сомнение, если усвоили материал частично; грусть, если мало что поняли, необходимо еще поработать. В конце урока положите их мне на стол.

Оценка работы учащихся на уроке, выставление отметок учащимся.

Поблагодарить учащихся за работу на уроке (последний слайд). (слайд 19).

23.01.2013

urok.1sept.ru

Физические свойства алюминия | Всё о красках

Алюминий принадлежит основной группе III периодической системы, его атомное число 13, а атомный вес 26.9815. Алюминий характеризуется гранецентрированной кубической структурой кристалла. Основные физические свойства очищенного алюминия показаны в таблице.

Физические свойства алюминия

(Если иное не указано отдельно, все данные приведены для очищенного алюминия (чистота 99.99%) при температуре 20°C)

Химический символ	Al
Атомное число	13
Относительная атомная масса (атомный вес)	26.98154
Атомный объем	9.996 10⁶	м³/моль
Конфигурация электрона (квантовое состояние)	Модель БораK shell 2eL shell 8eM shell 3e	Основная модель1s²2s²2p⁶3s²3p¹
Кристаллическая решетка	fсс	Структура типа A1
Плотность упаковки	74%
Координационное число	12
Постоянная кристаллической решетки	0.40496	нм
Энергия дефекта упаковки	200 10⁷	Дж/см²
Минимальное межатомное расстояние	0.28635	нм
Плотность	2.6989	г/cm³ или кг/дм³
Изменение объема при переходе из жидкого состояния в твердое (усадка)	6.5	%
Линейная усадка при литье при температуре от 660°C (933 K) до 20°C (293 K)	1.85	%
Средний линейный коэффициент расширения при температуре от 20°C (293K) до 100°C (373K)	236 10⁶	1/K
модуль Юнга	66.6	ГПа или кН/мм²
модуль сдвига	25.0	ГПа или кН/мм²
коэффициент Пуассона	0.35
Сжимаемость	13.3	мм²/MN
Точка плавления	660.2	°C
Латентная теплота плавления	390	кДж/кг
Точка кипения	-2500	°C
Латентная теплота испарения	11 4	МДж/кг
Давление пара при 660°C (933 K) при 1200°C (1473 K)	— 10⁸-10⁹~102	мБармБар
Удельная теплота при постоянном давлении	0.89	кДж/кг K
Постоянная температуры (дебаевская температура)	440	K
Энергия активации самодиффузии	120	кДж/моль
Электропроводность	37.67= 64.95%	м/W мм²% IACS
Электрическое удельное сопротивление	26.55	нW м
Температурный коэффициент электрического удельного сопротивления	+ 0.115	нW м/K
температура (фазового) перехода суперпроводимости	1.2	K
теплопроводность	235	Ватт/м K
Число Лоренца	2.1 10⁸	(Ватт W)/K²
Удельная магнитная восприимчивость (определенная рационально)	7.7 10⁹	м³/кг
Термоэлектрическая сила по отношению к платине	4	Дж В/K
Постоянная Холла	-35 1012	м³/C
Поверхностное натяжение при температуре 660°C (933K)	0.86	Н/м
Динамическая вязкость при температуре 700°C (973K)	1.1	мН с/м²
Теплота сгорания	31	МДж/кг
Стандартный потенциал электрода	-1.67	В
Стандартный потенциал электрода в NaCI-H₂02 по отношению к электроду из каломели 0,1N	0.87	В
Электрохимический эквивалент AI₃+	9.32 10⁵	г/С
Сечение захвата медленных нейтронов (2200м/сек)	0.20 10²⁴	см²/атом

Большинство данных свойств являются постоянными (например, атомный вес). Некоторые свойства зависят от внешних условий, например температуры (плотность и удельная теплота), многие свойства зависят от легирующих добавок и структурных изменений (например, теплопроводность). Рассмотрим более подробно те свойства, для которых такая зависимость имеет решающее значение.

Алюминий играет важную роль во многих отраслях промышленности именно благодаря его физическим свойствам. Одним из важнейших свойств является низкий уровень плотности, который делает алюминий наиболее подходящим материалом, который является экономичным и экологически чистым. Плотность серийно выпускаемых материалов на базе алюминия составляет от 2.6 до 2.8г/см3 (2.7г/см3 – беспримесный алюминий), это всего лишь третья часть плотности стали. Алюминий при этом еще более выигрывает по сравнению с тяжелыми металлами. Алюминий принадлежит к так называемым легким металлам, максимальная плотность которых составляет 4.5г/см3. К легким металлам относятся также магний (1,7г/см3), бериллий (1.85г/см3) и титан (4.5г/см3).

Низкая плотность позволяет значительно сократить вес оборудования для грузоперевозок, например, транспортных средств для наземных, морских и воздушных перевозок, контейнеров, которые постоянно используются для организации перевозок. В механическом машиностроении уменьшение веса приводит к значительному сокращению потребления энергии, а также затрат на организацию производства и технического обслуживания. Даже в стационарном оборудовании сокращение веса позволяет уменьшить требования к фундаменту и несущим структурам.

Плотность зависит от температуры, уменьшаясь при повышении температуры благодаря термическом расширению. При затвердении имеет место явление усадки в размере 6.5%, которое также вызывает повышение плотности от 2.37г/см³ в жидком состоянии при температуре 660°C до 2.55г/см³ в твердом состоянии при той же температуре. Усадка приводит к образованию пустот при затвердении алюминиевых литейных форм.

Коэффициент термического расширения очищенного алюминия (AI99.99) для различных диапазонов температур

Температурный диапазон, °C	Средний линейный коэффициент термического расширения 10⁶ 1/K
200- 20	180
150-20	199
100-20	210
50-20	218
20-100	236
20-200	245
20-300	255
20-400	264
20-500	274
20 — 600	285

vseokraskah.net

Алюминий: строение атома, распространение в природе. Физические и химические свойства алюминия. Применение алюминия — Химия — Мастер-класс

Алюминий: строение атома, распространение в природе. Физические и химические свойства алюминия. Применение алюминия

Алюминий — металлический элемент главной подгруппы III группы 3 периода периодической системы химических элементов. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня его атома 3s²3p¹. При химических взаимодействиях в возбужденном состоянии он способен образовывать три ковалентных связи или полностью отдавать свои три электроны, проявляя в своих соединениях степень окисления +3. Следовательно, Алюминий является активным восстановителем.

Алюминий по распространенности занимает третье место среди других элементов. Массовая доля Алюминия в земной коре составляет 8,5 %. В природе он встречается только в виде соединений. Он входит в состав алюмосиликатов, к которым относятся: глины, слюды, полевые шпаты, в частности каолин. Промышленно важным алюминиевой рудой являются боксит Al₂O₃ · nН₂О. Алюминий входит в состав минерала корунда, который является кристаллическим алюминий оксидом Al₂O₃. Различные примеси способны оказывать корундовые разных цветов. зеленого, желтого, оранжевого, фиолетового и других цветов и оттенков. Его синий разновидность называют сапфиром, а красный — рубином. И рубины, и сапфиры являются драгоценными камнями.

Простое вещество алюминий — блестящий серебристо-белый металл. Он имеет высокую способность отражать световые и тепловые лучи, а также высокие тепло — и электропроводность. Температура плавления алюминия 660 °С. Это достаточно легкий и пластичный металл. С него можно производить тонкую проволоку и фольгу.

Химически алюминий очень активный. На воздухе он быстро окисляется и покрывается тонкой пленкой алюминий оксида. Оксидная пленка является достаточно прочной и предопределяет коррозионную стойкость алюминия. При нагревании на воздухе или в кислороде алюминий сгорает, образуя также алюминий оксид:

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃.

Алюминий активно реагирует с другими неметаллами. При обычных условиях он взаимодействует с хлором и бромом, образуя соли, например, алюминий хлорид:

2Al + 3Сl₂ = 2AlСl₃.

Реакция алюминия с йодом происходит, если к смеси алюминиевого порошка с йодом добавить несколько капель воды, которая выполняет роль катализатора:

2Al + 3I₂ = 2AlІ₃.

При нагревании алюминий реагирует с серой, азотом, углеродом, например:

2Al + 3S = Al₂S₃.

В обычном состоянии алюминий покрыт защитной оксидной пленкой и является устойчивым к воздействию воды даже при нагревании. Если пленка алюминий оксида будет разрушена, то алюминий будет активно реагировать с водой с выделением газуватого водорода:

2Al + 6Н₂О = 2Al(ОН)₃↓ + 3Н₂↑.

Алюминий реагирует с растворами кислот с образованием солей и водорода, например:

2Al + 6НСl= 2AlCl₃ + 3Н₂↑.

Концентрированные сульфатная и азотная кислоты пассивируют алюминий, то есть увеличивают прочность оксидной пленки. Таким образом, алюминий с ними не реагирует.

Оксидная пленка легко растворяется в щелочах и алюминий реагирует с растворами щелочей с выделением водорода:

2Al + 2NaOH +6Н₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3Н₂↑.

Алюминий восстанавливает металлы из их оксидов при нагревании (алюмінотермія), например:

Fe₂O₃ + 2Al = 2Fe + Al₂O₃.

Алюминий добывают путем электролиза глинозема, растворенного в расплавленном криолите Na₃[AlF₆].

Широкое применение алюминия обусловлено его свойствами. Сочетание легкости с достаточно высокой электропроводностью позволяет применять алюминий как проводник электрического тока. Алюминий и его сплавы используют практически во всех областях современной техники: в авиационной и автомобильной промышленности, железнодорожном и водном транспорте, машиностроении и т.п. Благодаря высокой коррозионной стойкости алюминий широко применяют при изготовлении аппаратуры для производства пищевых продуктов и некоторых химических веществ. Из полированного алюминия изготавливают зеркала и поверхности нагревательных и осветительных рефлекторов. Алюминий используют как розкисник сталей и других сплавов. Им восстанавливают металлы из их оксидов.

na-uroke.in.ua

Алюминий: свойства химические и физические

Одними из самых удобных в обработке материалов являются металлы. Среди них также есть свои лидеры. Так, например, основные свойства алюминия известны людям уже давно. Они настолько подходят для применения в быту, что данный металл стал очень популярным. Каковы же свойства алюминия как простого вещества и как атома, рассмотрим в данной статье.

Издавна человеку было известно соединение рассматриваемого металла — алюмокалиевые квасцы. Оно использовалось как средство, способное набухать и связывать между собой компоненты смеси, это было необходимо и при выделке кожаных изделий. О существовании в чистом виде оксида алюминия стало известно в XVIII веке, во второй его половине. Однако при этом чистое вещество получено не было.

Однако в 1854 году француз Девиль смог получить слитки металла методом электролиза расплава. Этот способ актуален и по сей день. Особенно массовое производство ценного материала началось в XX веке, когда были решены проблемы получения большого количества электроэнергии на предприятиях.

На сегодняшний день данный металл — один из самых популярных и применяемых в строительстве и бытовой промышленности.

Общая характеристика атома алюминия

Если характеризовать рассматриваемый элемент по положению в периодической системе, то можно выделить несколько пунктов.

Порядковый номер — 13.
Располагается в третьем малом периоде, третьей группе, главной подгруппе.
Атомная масса — 26,98.
Количество валентных электронов — 3.
Конфигурация внешнего слоя выражается формулой 3s²3p¹.
Название элемента — алюминий.
Металлические свойства выражены сильно.
Изотопов в природе не имеет, существует только в одном виде, с массовым числом 27.
Химический символ — AL, в формулах читается как «алюминий».
Степень окисления одна, равна +3.

Химические свойства алюминия полностью подтверждаются электронным строением его атома, ведь имея большой атомный радиус и малое сродство к электрону, он способен выступать в роли сильного восстановителя, как и все активные металлы.

Алюминий как простое вещество: физические свойства

Если говорить об алюминии, как о простом веществе, то он представляет собой серебристо-белый блестящий металл. На воздухе быстро окисляется и покрывается плотной оксидной пленкой. Тоже самое происходит и при действии концентрированных кислот.

Наличие подобной особенности делает изделия из этого металла устойчивыми к коррозии, что, естественно, очень удобно для людей. Поэтому и находит такое широкое применение в строительстве именно алюминий. Свойства вещества также еще интересны тем, что данный металл очень легкий, при этом прочный и мягкий. Сочетание таких характеристик доступно далеко не каждому веществу.

Можно выделить несколько основных физических свойств, которые характерны для алюминия.

Высокая степень ковкости и пластичности. Из данного металла изготовляют легкую, прочную и очень тонкую фольгу, его же прокатывают в проволоку.
Температура плавления — 660 ⁰С.
Температура кипения — 2450 ⁰С.
Плотность — 2,7 г/см³.
Кристаллическая решетка объемная гранецентрированная, металлическая.
Тип связи — металлическая.

Физические и химические свойства алюминия определяют области его применения и использования. Если говорить о бытовых сторонах, то большую роль играют именно уже рассмотренные нами выше характеристики. Как легкий, прочный и антикоррозионный металл, алюминий применяется в самолето- и кораблестроении. Поэтому эти свойства очень важно знать.

Химические свойства алюминия

С точки зрения химии, рассматриваемый металл — сильный восстановитель, который способен проявлять высокую химическую активность, будучи чистым веществом. Главное — это устранить оксидную пленку. В этом случае активность резко возрастает.

Химические свойства алюминия как простого вещества определяются его способностью вступать в реакции с:

кислотами;
щелочами;
галогенами;
серой.

С водой он не взаимодействует при обычных условиях. При этом из галогенов без нагревания реагирует только с йодом. Для остальных реакций нужна температура.

Можно привести примеры, иллюстрирующие химические свойства алюминия. Уравнения реакций взаимодействия с:

кислотами — AL + HCL = AlCL₃ + H₂;
щелочами — 2Al + 6H₂O + 2NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3Н₂;
галогенами — AL + Hal = ALHal₃;
серой — 2AL + 3S = AL₂S₃.

В целом, самое главное свойство рассматриваемого вещества — это высокая способность к восстановлению других элементов из их соединений.

Восстановительная способность

Восстановительные свойства алюминия хорошо прослеживаются на реакциях взаимодействия с оксидами других металлов. Он легко извлекает их из состава вещества и позволяет существовать в простом виде. Например: Cr₂O₃ + AL = AL₂O₃ + Cr.

В металлургии существует целая методика получения веществ, основанная на подобных реакциях. Она получила название алюминотермии. Поэтому в химической отрасли данный элемент используется именно для получения других металлов.

Распространение в природе

По распространенности среди других элементов-металлов алюминий занимает первое место. Его в земной коре содержится 8,8 %. Если же сравнивать с неметаллами, то место его будет третьим, после кислорода и кремния.

Вследствие высокой химической активности он не встречается в чистом виде, а лишь в составе различных соединений. Так, например, известно множество руд, минералов, горных пород, в состав которых входит алюминий. Однако добывается он только из бокситов, содержание которых в природе не слишком велико.

Самые распространенные вещества, содержащие рассматриваемый металл:

полевые шпаты;
бокситы;
граниты;
кремнезем;
алюмосиликаты;
базальты и прочие.

В небольшом количестве алюминий обязательно входит в состав клеток живых организмов. Некоторые виды плаунов и морских обитателей способны накапливать этот элемент внутри своего организма в течение жизни.

Получение

Физические и химические свойства алюминия позволяют получать его только одним способом: электролизом расплава соответствующего оксида. Однако процесс этот технологически сложен. Температура плавления AL₂O₃ превышает 2000 ⁰С. Из-за этого подвергать электролизу непосредственно его не получается. Поэтому поступают следующим образом.

Добывают бокситы.
Очищают их от примесей, оставляя лишь оксид алюминия.
Затем плавят криолит.
Добавляют туда оксид.
Данную смесь элекролизуют и получают чистый алюминий и углекислый газ.

Выход продукта составляет 99,7 %. Однако возможно получение и еще более чистого металла, который используется в технических целях.

Применение

Механические свойства алюминия не столь хороши, чтобы применять его в чистом виде. Поэтому чаще всего используются сплавы на основе данного вещества. Таких много, можно назвать самые основные.

Дюралюминий.
Алюминиево-марганцевые.
Алюминиево-магниевые.
Алюминиево-медные.
Силумины.
Авиаль.

Основное их отличие — это, естественно, сторонние добавки. Во всех основу составляет именно алюминий. Другие же металлы делают материал более прочным, стойким к коррозии, износоустойчивым и податливым в обработке.

Можно назвать несколько основных областей применения алюминия как в чистом виде, так и в виде его соединений (сплавов).

Для изготовления проволоки и фольги, используемой в быту.
Изготовление посуды.
Самолетостроение.
Кораблестроение.
Строительство и архитектура.
Космическая промышленность.
Создание реакторов.

Вместе с железом и его сплавами алюминий — самый важный металл. Именно эти два представителя периодической системы нашли самое обширное промышленное применение в руках человека.

Свойства гидроксида алюминия

Гидроксид — самое распространенное соединение, которое образует алюминий. Свойства химические его такие же, как и у самого металла, — он амфотерный. Это значит, что он способен проявлять двойственную природу, вступая в реакции как с кислотами, так и со щелочами.

Сам по себе гидроксид алюминия — это белый студенистый осадок. Получить его легко при взаимодействии соли алюминия с щелочью или гидроксидом аммония. При взаимодействии с кислотами данный гидроксид дает обычную соответствующую соль и воду. Если же реакция идет с щелочью, то формируются гидроксокомплексы алюминия, в которых его координационное число равно 4. Пример: Na[Al(OH)₄] — тетрагидроксоалюминат натрия.

autogear.ru

строение атома, распространение в природе. Физические и химические свойства алюминия

или полностью отдавать свои три электрона, проявляя в своих соединениях степень окисления +3. Итак, Алюминий является активным восстановителем.

Алюминий по распространенности занимает третье место среди других элементов. Массовая доля алюминия в земной коре составляет 8,5%. В природе он встречается только в виде соединений. Он входит в состав алюмосиликатов, к которым относятся: глины, слюды, полевые шпаты, в частности каолин. Промышленно важным алюминиевой рудой являются боксит Al2O3 • nН2О. Алюминий входит в состав минерала корунда, который является кристаллическим алюминий оксидом Al2O3. Различные примеси способны оказывать корундовые разных цветов. зеленого, желтого, оранжевого, фиолетового и других цветов и оттенков. Его синяя разновидность называют сапфиром, а красный — рубином. И рубины, и сапфиры являются драгоценными камнями.

Простое вещество алюминий — блестящий серебристо-белый металл. Он обладает высокой способностью отражать световые и тепловые лучи, а также высокие тепло-и электропроводность. Температура плавления алюминия 660 ° С. Это достаточно легкий и пластичный металл. Из него можно производить тонкую проволоку и фольгу.

Химически алюминий очень активен. На воздухе он быстро окисляется и покрывается тонкой пленкой алюминий оксида. Оксидная пленка является достаточно прочной и вызывает коррозионную стойкость алюминия. При нагревании на воздухе или в кислороде алюминий сгорает, образуя также алюминий оксид:

4Al + 3O2 = 2Al2O3.

2Al + 3Сl2 = 2AlСl3.

Реакция алюминия с йодом происходит, если в смеси алюминиевого порошка с йодом добавить несколько капель воды, которая выполняет роль катализатора:

2Al + 3I2 = 2AlИ3.

При нагревании алюминий реагирует с серой, азотом, углеродом, например:

2Al + 3S = Al2S3.

В обычном состоянии алюминий покрыт защитной оксидной пленкой и является устойчивым к действию воды даже при нагревании. Если пленка алюминий оксида будет разрушена, то алюминий будет активно реагировать с водой с выделением газообразного водорода:

2Al + 6Н2О = 2Al (OH) 3 ? + 3Н2 ?.

Алюминий реагирует с растворами кислот с образованием солей и водорода, например:

2Al + 6НСl = 2AlCl3 + 3Н2 ?.

Концентрированные серная и нитратная кислоты пассивируют алюминий, т.е. увеличивают прочность оксидной пленки. Таким образом, алюминий с ними не реагирует.

2Al + 2NaOH +6 Н2O = 2Na [Al (OH) 4] + 3Н2 ?.

Алюминий восстанавливает металлы из их оксидов при нагревании (Алюминотермия), например:

Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3.

Алюминий добывают путем электролиза глинозема растворенного в расплавленном криолите Na3 [AlF6].

Широкое применение алюминия обусловлено его свойствами. Сочетание легкости с достаточно высокой электропроводностью позволяет применять алюминий как проводник электрического тока. Алюминий и его сплавы используют практически во всех областях современной техники: в авиационной и автомобильной промышленности, железнодорожном и водном транспорте, машиностроении и т.д.. Благодаря высокой коррозионной стойкости алюминий широко применяют при изготовлении аппаратуры для производства пищевых продуктов и некоторых химических веществ. Из полированного алюминия изготовляют зеркала и поверхности нагревательных и осветительных рефлекторов. Алюминий используется как розкисник сталей и других сплавов. Им восстанавливают металлы из их оксидов.

worldofscience.ru