Растворимость алюминий в воде: Химические свойства алюминия — урок. Химия, 9 класс.

Содержание

Растворимость гидроксида алюминия и физико-химическое состояние растворенного алюминия в морской воде — статья

Растворимость гидроксида алюминия и физико-химическое состояние растворенного алюминия в морской водестатья

  • Авторы: Савенко А.В., Савенко В.С.
  • Сборник: Материалы XVIII Международн. научн. конф. (Школы) по морской геологии “Геология морей и океанов”
  • Том: 2
  • Год издания: 2009
  • Место издания: ГЕОС Москва
  • Первая страница: 313
  • Последняя страница: 317
  • Аннотация: Экспериментально изучена растворимость синтезированных различными способами образцов Al(OH)3 в морской воде с соленостью 35‰ и рН = 7. 4–8.2 при 25ºС. Показано, что при рН < 8.05 основной формой нахождения алюминия в морской воде является гидроксокомплекс Al(OH)2, тогда как при pH > 8.10 преобладает анион Al(OH)4. Электронейтральные гидроксокомплексы Al(OH)3 могут доминировать лишь в узком диапазоне рН = 8.05–8.10 и в целом имеют, по-видимому, второстепенное значение.
  • Добавил в систему: Савенко Виталий Савельевич

Прикрепленные файлы

ИмяОписаниеИмя файлаРазмерДобавлен
1. Полный текстShMG-2009-2-d1. pdf255,6 КБ22 ноября 2017 [SavenkoA]

Vodorod Aluminum

The solubility of hydrogen in aluminum

Hydrogen gas is the only, which significantly dissolves in aluminum and its alloys. Its solubility is proportional temperature value and the square root of pressure. As it shown on the picture, the solubility of hydrogen in liquid aluminum significantly higher, than in solid 0,65 and 0,034 ml / 100 g, соответственно (Fig. 1). These values ​​slightly vary depending on the chemical composition of the alloys. Upon cooling and solidification of the molten aluminum with the hydrogen content considerably higher, than its solubility in the solid state, it (hydrogen) can be released in molecular form, which will lead to the formation of primary or secondary pores [1, 2, 3].

Fig. 1 – Solubility of hydrogen in 99.9985% pure aluminum at 1 atm hydrogen pressure [3]

Reaction of aluminum with water vapor

Aluminum reacts with water vapor at high temperature This hydrogen gas is the main source of hydrogen in aluminum.

3H2O(g) + 2A1 = Al2O3 + 3H (g) (1)

On pic. 2 представлена модель захвата водорода из паров воды над расплавом алюминия [3].


Fig. 2 – The mechanisms for hydrogen dissolution into the molten aluminum from moisture in the atmosphere [3]

Sources of hydrogen in aluminum

Hydrogen enters the aluminum from many sources, including the furnace atmosphere, charge materials, a flux, плавильные инструменты и реакции между расплавленным алюминием и литейной формой [1].

furnace atmosphere. Moist air enters the furnace atmosphere – water vapor reacts with aluminum. Moreover, if the melting furnace is powered by natural gas or, let us say, heating oil, the possible incomplete combustion with the formation of free hydrogen.

charge materials. ingots, foundry scrap and return can comprise oxides, corrosion products, foundry sand and other contours, and grease, which are used for machining. All of these pollutants are potential sources of hydrogen, which is formed during reduction of organic substances or chemical decomposition of water vapor.

Fluxes. Most of flux — it’s salts and all salts are hygroscopic,, ie ready «with pleasure» to absorb water. Therefore, the wet flux is inevitably introduced into the melt, hydrogen, which is formed by chemical decomposition of water.

melting tools. melting tools, such as peaks, scrapers and spades can also be a hydrogen source, if you do not keep them clean. Oxides and flux residues on these instruments are particularly «tricky» sources of pollution, as they absorb moisture directly from the air. furnace refractories, gutters and distribution channels, lime and cement slurries, Buckets for sampling — are all potential sources of hydrogen, especially if they are not dried.

The interaction between the molten aluminum and the mold. If in the process of filling the mold the molten metal is flowing turbulently overly, it may trap air in the internal volume. If the air is not able to or do not have time to get out of there before the start of solidification, the hydrogen will hit the metal. The reason of air entrapment can also correctly executed feeders mold. Another source of hydrogen is excessively moist sand molds.

Hydrogen aluminum porosity

The formation of bubbles of hydrogen in aluminum is highly dependent on the cooling and solidification rate, as well as the presence of nucleation centers for the hydrogen evolution, such as oxides entrained into the melt. Therefore, for the formation of porosity significant excess of dissolved hydrogen is required as compared with the hydrogen solubility in solid aluminum. In the absence of nucleation sites for the release of hydrogen requires relatively high concentrations — about 0,30 ml / 100 g. In many commercial alloys do not exhibit porosity and at such a relatively high hydrogen content, as 0,15 ml / 100 g.

Hydrogen porosity adversely affects the mechanical properties of the material, depending on the type and chemical composition of the aluminum alloy. In Fig. 3 shows the relationship between the actual hydrogen content and the observed porosity. In figures 4 and 5 shows the effect of hydrogen porosity on the tensile strength of aluminum and some cast alloys [1].

Fig. 3 – Porosity as a function of hydrogen content in sand-cast aluminum and aluminum alloy bars [1]

Fig. 4 – Ultimate tensile strength versus hydrogen porosity for sand-cast bars of three aluminum alloys [1]

Fig. 5 – Influence of gas content on the tensile and yield strengths of aluminum alloy 356 [1]

Hydrogen removal (degassing)

Most often, melt degassing is performed by the following methods [1]:

  • Lance gas purging
  • Hexachloroethane degassing
  • Rotary degassing
  • Porous plug degassing

Gas purge

Простейшим методом дегазации расплавленного алюминия является подача продувочного газа или газовой смеси под давлением через подходящую трубку (lance) из чугуна с керамическим покрытием или из графита. Hydrogen diffuses into the purge gas bubble, который поднимается на поверхность расплава и выбрасывается в атмосферу (Fig. 6). Purge gas can be either inert (argon or nitrogen), as well as reactive, for example, chlorine. Reactive gases are used in small concentrations up to 10% together with inert gas. Chlorine reacts with molten ammonia to form gaseous AlCl3, which then serves as a purge gas [1].

Degassing with hexachloroethane

Maybe, The most common degassing method in foundries is the use of roethane hexahlounder (C2Cl6). The tablet decomposes in the aluminum melt with the formation of gaseous AlCl3. Rising bubbles of AlCl3 gas then collect hydrogen gas and deliver the gas to the surface of the melt to release.

Rotary degassing

The principle of operation of the rotary injection system (Fig.. 7) is, that the gas is injected into the shaft of the rotating element and released through small holes in the rotor. When rotating at a speed of 300 to 500 rpm, the formed gas bubbles are broken, forming scattered and very small bubbles for degassing. The high surface area to volume ratio of the degassing bubbles provides a significant increase in contact area and, Consequently, increased reaction kinetics, resulting in more efficient degassing.

Hydrogen removal rate depends on gas flow rate and initial hydrogen content, as well as from the consumption of metal, but in most commercial systems, the final hydrogen content can be significantly lower 0,15 мл/100 г [1].

Degassing through a porous plug

Another method of degassing by creating fine bubbles is to use a porous dispersant at the end of the tube., supplying purge gas (Fig.. 8). Porous plugs are graphite or ceramic materials with very fine interconnected porosity., through which gas can pass. These plugs can be installed in bucket bottoms, ovens or auxiliary processing tanks. The fine porosity of the cork material allows the creation of small bubbles, comparable to the dimensions of rotary degassers.


Fig. 6 – Schematic of phenomena taking place during gas purging with argon containing chlorine gas [4]

Fig. 7 – Schematic of an in-line rotary degassing unit [1]


Fig. 8 – Porous plug degassing [1]

On pic. 9 comparison of degassing results, achieved using identical gas flows for porous plugs, lances and rotary degassing systems. Porous cork is more efficient, than a lance, and satisfactory degassing results can be obtained in many cases by adjusting the size of the vessel, gas flow rate and processing time.


Fig. 9 – Comparison of lance, porous pIug, and rotary degassing efficiencies for identical gasflows [1]

1. Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1993
2. Aluminum Alloy Castings Properties, Processes, and Applications /J. Gilbert Kaufman, Elwin L. Rooy – ASM International – 2004
3. Molten Metal Processing /Ryotatsu Otsuka //Fundamentals of aluminium metallurgy – Ed. R. Lumley – 2011
4. Ingot casting and casthouse metallurgy of aluminium and its alloys / J .F. Granfield //Fundamentals of aluminium metallurgy – Ed. R. Lumley – 2011

Контроль растворимости алюминия в питьевой воде при относительно низком и высоком pH

Сохранить цитату в файл

Формат: Резюме (текст)PubMedPMIDAbstract (текст)CSV

Добавить в коллекции

  • Создать новую коллекцию
  • Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Не удалось загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

  • Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Электронная почта: (изменить)

Который день? Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый рабочий день

Который день? ВоскресеньеПонедельникВторникСредаЧетвергПятницаСуббота

Формат отчета: РезюмеРезюме (текст)АбстрактАбстракт (текст)PubMed

Отправить максимум: 1 шт.

5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

Полнотекстовые ссылки

Эльзевир Наука

Полнотекстовые ссылки

. 2002 г., октябрь; 36 (17): 4356-68.

doi: 10.1016/s0043-1354(02)00137-9.

Стив Квеч 1 , Марк Эдвардс

принадлежность

  • 1 Департамент гражданского и экологического строительства, Технологический институт Вирджинии, Блэксбург 24061-0246, США.
  • PMID: 12420940
  • DOI: 10.1016/s0043-1354(02)00137-9

Стив Квеч и др. Вода Res. 2002 Октябрь

. 2002 г., октябрь; 36 (17): 4356-68.

doi: 10.1016/s0043-1354(02)00137-9.

Авторы

Стив Квеч

1 , Марк Эдвардс

принадлежность

  • 1 Департамент гражданского и экологического строительства, Технологический институт Вирджинии, Блэксбург 24061-0246, США.
  • PMID: 12420940
  • DOI: 10.1016/s0043-1354(02)00137-9

Абстрактный

Был изучен потенциальный контроль растворимого алюминия в питьевой воде за счет образования других твердых веществ, кроме Al(OH)3. При pH ниже 6,0 твердые частицы Al(+3), содержащие сульфат, кремнезем или калий, термодинамически предпочтительнее аморфного Al(OH)3; однако в этой работе не было получено доказательств того, что на практике образуются другие твердые вещества, кроме Al(OH)3. Было обнаружено, что при pH выше 9 алюминий и магний образуют сложные твердые фазы примерного состава AlMg2(OH)7, AlMg2SiO2(OH)7 или Al(SiO2)2(OH)3 в зависимости от обстоятельств. Образование этих твердых веществ обеспечивает механистическое объяснение улучшения осаждающего размягчения, достигаемого на практике путем дозирования солей Al(+3); то есть улучшенная флокуляция/осаждение и удаление кремнезема из воды, который препятствует осаждению кальция.

Твердые вещества также поддерживают остаточный алюминий ниже нормативных требований при высоком pH > 9..5.

Похожие статьи

  • Лабораторное исследование адсорбции Mn(2+) на взвешенном и осажденном аморфном Al(OH)(3) в системах распределения питьевой воды.

    Ван В, Чжан С, Ван Х, Ван С, Чжоу Л, Лю Р, Лян Ю. Ван В и др. Вода Res. 1 сентября 2012 г .; 46 (13): 4063-70. doi: 10.1016/j.waters.2012.05.017. Epub 2012 18 мая. Вода Res. 2012. PMID: 22687525

  • Факторы, влияющие на адсорбцию фосфатов алюминием в озерной воде: значение для восстановления озера.

    де Висенте I, Дженсен Х.С., Андерсен Ф.О. де Висенте I и др. Научная общая среда. 2008 15 января; 389 (1): 29-36. doi: 10.1016/j.scitotenv.2007. 08.040. Epub 2007, 27 сентября. Научная общая среда. 2008. PMID: 17

    4

  • Суммарные допустимые концентрации мономерного неорганического алюминия и гидратированных алюмосиликатов в питьевой воде.

    Уилхайт К.С., Болл Г.Л., Маклеллан К.Дж. Уилхайт С.С. и др. Критический преподобный Toxicol. 2012 май; 42(5):358-442. doi: 10.3109/10408444.2012.674101. Критический преподобный Toxicol. 2012. PMID: 22512666 Обзор.

  • [Морфология микроструктуры и механизм флокуляции обесцвечивающего флокулянта полиалюминия (III)-магния (II)-сульфата].

    Sang YM, Chang XH, Che Y, Gu QB. Санг Ю.М. и др. Хуан Цзин Кэ Сюэ. 2013 сен; 34 (9): 3502-6. Хуан Цзин Кэ Сюэ. 2013. PMID: 24288996 Китайский язык.

  • Минимизация остаточной концентрации алюминия в очищенной воде за счет изменения свойств полиалюминиевых коагулянтов.

    Кимура М., Мацуи Ю., Кондо К., Исикава Т.Б., Мацусита Т., Ширасаки Н. Кимура М. и др. Вода Res. 2013 15 апреля; 47(6):2075-84. doi: 10.1016/j.waters.2013.01.037. Epub 2013 31 января. Вода Res. 2013. PMID: 23422138

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

  • Определение и удаление отдельных фармацевтических препаратов и общего органического углерода из поверхностных вод с помощью коагулянта на основе хлоргидрата алюминия.

    Куц Дж., Томас М., Гроховальска И., Кульчик Р., Микош Г., Мрожек Ф., Яник Д., Корта Дж., Цвинар К. Кук Дж. и соавт. Молекулы. 2022 5 сентября; 27 (17): 5740. дои: 10.3390/молекул 27175740. Молекулы. 2022. PMID: 36080505 Бесплатная статья ЧВК.

  • Понимание эффективности алюминиевых коагулянтов, используемых при флотации растворенным воздухом (DAF).

    Миранда Р., Латур И., Бланко А. Миранда Р. и соавт. Фронт хим. 2020 7 фев; 8:27. doi: 10.3389/fchem.2020.00027. Электронная коллекция 2020. Фронт хим. 2020. PMID: 32117867 Бесплатная статья ЧВК.

  • Оценка риска для здоровья человека от алюминия, оксида алюминия и гидроксида алюминия.

    Кревски Д., Йокель Р.А., Нибур Э., Борхельт Д., Коэн Дж., Гарри Дж., Кацев С., Линдси Дж., Махфуз А.М., Рондо В. Кревски Д. и соавт. J Toxicol Environ Health B Crit Rev. 2007;10 Suppl 1(Suppl 1):1-269. дои: 10.1080/10937400701597766. J Toxicol Environ Health B Crit Rev. 2007. PMID: 18085482 Бесплатная статья ЧВК. Обзор. Аннотация недоступна.

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Полнотекстовые ссылки

Эльзевир Наука

Ссылка

Формат: ААД АПА МДА НЛМ

Отправить по телефону

Исследователи обнаружили, что алюминий в воде может влиять на растворимость свинца — в некоторых случаях

Кредит: общественное достояние CC0

Нередко алюминий можно найти в муниципальных системах водоснабжения. Это часть химиката для обработки, используемого в некоторых процессах очистки воды. Однако недавно он был обнаружен в свинцовой накипи, отложениях, которые образуются на свинцовых водопроводных трубах.

Присутствие алюминия в трубах неудивительно и, в количествах, которые исследователи обнаружили в водопроводных трубах, не представляет опасности для здоровья, по словам Дэниела Джаммара, профессора инженерной защиты окружающей среды Уолтера Э. Брауна в Инженерной школе МакКелви Вашингтонского университета в Святой Луи. Но никто не подумал о том, как это может повлиять на более крупную муниципальную систему.

В частности, Джаммар хотел выяснить: «Как этот алюминий влияет на поведение свинца в шкале?» Пока свинец связан с весами, он не попадает в систему водоснабжения.

Джаммар и его команда провели несколько экспериментов и обнаружили, что в лабораторных условиях алюминий оказывает небольшое, но важное влияние на растворимость свинца при определенных условиях. Их результаты были опубликованы в конце апреля в Environmental Science & Technology . Бумага была выбрана Американским химическим обществом как «Выбор редакции ACS», что сделало ее доступной для общественности бесплатно.

Эксперименты проводились в основном с участием доктора философии. студент Гуйвэй Ли, который смог завершить работу во время своего краткого пребывания в Вашингтонском университете, прежде чем вернуться в Китайскую академию наук.

В упрощенных моделях исследователи рассмотрели, как фосфат, алюминий и их комбинация воздействуют на полоску свинца в банке с водой, состав которой близок к составу воды, присутствующей во многих системах водоснабжения. Цель: лучше понять растворимость свинца или количество, которое растворяется и попадает в воду под воздействием этих химических веществ.

В банке, в которую добавляли только алюминий, не было отмечено влияния на растворимость свинцовой полоски; свинец растворился в воде в концентрации около 100 микрограммов на литр.

В банке, в которую добавлялся только фосфат, концентрация свинца в воде снизилась примерно со 100 микрограммов на литр до менее единицы.

В банке, в которую были добавлены алюминий и фосфат, концентрация свинца в воде снизилась с примерно 100 микрограммов на литр до примерно 10 микрограммов на литр.

Десять микрограммов свинца на литр воды по-прежнему ниже стандартов питьевой воды, сказал Джаммар, но в воде все еще больше свинца, чем в банке без алюминия. «Это говорит нам, каким должен быть наш следующий эксперимент», — сказал он. Его лаборатория будет проводить эти эксперименты с настоящими свинцовыми трубками, как они делали в прошлом.

«Это показало нам удивительные вещи», сказал он. «Некоторые люди могли бы подумать, что алюминий ничего не делает, потому что он инертен. Но затем в нашей работе мы увидели, что он действительно влияет на растворимость свинца».

Дополнительная информация: Guiwei Li et al, Влияние алюминия на выброс свинца в питьевую воду из-за продуктов коррозии, , Наука и технологии в области окружающей среды, (2020).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *