§ერთი. ალუმინის აღმოჩენის ისტორია
Მოკლე ისტორიაალუმინი და მისი ამჟამინდელი გამოყენება
1825 წელს დანიელმა მეცნიერმა ჰანს კრისტიან ოერსტედმა პირველმა მიიღო ალუმინი ალუმინისა და ნახშირის ცხელ ნარევში ქლორის გავლის გზით.
პროცესი მოიცავდა მიღებული უწყლო ალუმინის ქლორიდის შემდგომ გათბობას კალიუმის ამალგამით. შემდეგ ამალგამი დაიშალა გაცხელებით, ვერცხლისწყალი აორთქლდა და ამგვარად მიიღეს ალუმინი.
1827 წელს ფრიდრიხ ვოლერმა შეიმუშავა მეთოდი უფრო სუფთა ალუმინის ლითონის წარმოებისთვის. მან იგივე ქლორიდიდან ალუმინი კალიუმის მეტალთან ერთად გადაანაცვლა. Wöhler იყო პირველი, ვინც დეტალურად აღწერა ალუმინის თვისებები და გაზომა მისი სიმკვრივე.
1855 წელს ფრანგმა ქიმიკოსმა ანრი ეტიენ სენტ-კლერ დევილმა შეიმუშავა ალუმინის წარმოების პირველი სამრეწველო მეთოდი, რომელიც დაფუძნებული იყო ალუმინის ნატრიუმის მეტალთან ორმაგი ნატრიუმის ქლორიდისა და ალუმინისგან გადაადგილების საფუძველზე.
30 წელია, ეს მეთოდი გამოიყენება ალუმინის წარმოებისთვის მთელს მსოფლიოში ქარხნებში.
მაგრამ ალუმინი შეიძლება გახდეს ტექნიკურად მნიშვნელოვანი მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ალუმინის ოქსიდის დნობის წერტილი შემცირდება. ჩარლზ მარტინ ჰოლმა და პოლ ჰერომ იპოვეს გამოსავალი. მათ აღმოაჩინეს, რომ ალუმინა კარგად იხსნება გამდნარ პრეოლითში. ეს ხსნარი ექვემდებარება ელექტროლიზს დაახლოებით 950°C ტემპერატურაზე.
1887 წელს გერმანელმა ქიმიკოსმა კარლ-იოზეფ ბაუერმა მიიღო პატენტი ბოქსიტის საბადოდან ალუმინის მოპოვებისთვის.
მისი სიმკვრივის გამო, ალუმინის შესაძლებელი გახდა თვითმფრინავებისა და საჰაერო ხომალდების აგება. მთელ მსოფლიოში, ვერტმფრენის პროპელერის პირები მზადდება Al-Mg-Si სისტემის შენადნობიდან.
ალუმინი ფართოდ გამოიყენება მანქანების, ველოსიპედების, თვითმფრინავების, გემების, რკინიგზის ვაგონების, წყლის ბოთლების, ქილების წარმოებაში...
დღეს ალუმინი არის ლითონი, რომელიც განსაკუთრებით ფასდება და გამოიყენება არქიტექტურაში. ალუმინის კონსტრუქციები გამოიყენება როგორც სამრეწველო, ისე საცხოვრებელი შენობების დიზაინსა და მშენებლობაში.
ალუმინი გამოიყენებოდა მოსკოვში პიონერთა სასახლის, პარიზში ლუვრის პირამიდის მშენებლობაში.
შენობის შიგნით კიბეები, ჭერი, მოაჯირები და ავეჯი დამზადებულია ალუმინისგან. ალუმინის ასევე გამოიყენება დეკორაციების, მავთულის, ვერცხლის საღებავების დასამზადებლად. ეს ლითონი ძალიან ღირებულია, როგორც მასალა ფანჯრების, ვერანდების და მაღაზიების ფანჯრების კონსტრუქციების ჩარჩოებისთვის.
ალუმინის ოქსიდი გამოიყენება ცეცხლგამძლე მასალების მისაღებად, კერამიკის წარმოებაში.
ალუმინი საშუალებას გაძლევთ შექმნათ არქიტექტურული პროექტები და ააშენოთ შენობები რეკორდულ დროში, ყველაზე გაბედული იდეების რეალიზებისას, რაც წარმოშობს უაღრესად ორიგინალურ ფორმებს.
მოამზადა ანასტასია ჩუდინოვამ
| აღჭურვილობის დაქირავება: |
ალუმინის ნაერთები ადამიანისთვის ცნობილი იყო უძველესი დროიდან. ერთ-ერთი მათგანი იყო ბაინდერები, რომელშიც შედის ალუმინის-კალიუმის ალუმი КAl(SO4)2. ისინი ფართოდ გამოიყენეს. მათ იყენებდნენ როგორც სისხლძარღვთა და სისხლის შესაჩერებლად. ხის გაჟღენთვამ კალიუმის ალუმის ხსნარით გახადა იგი არაწვად. ცნობილია საინტერესო ისტორიული ფაქტი, თუ როგორ სპარსელებთან ომის დროს რომის სარდალმა არქელაუსმა ბრძანა, კოშკები, რომლებიც თავდაცვითი ნაგებობების ფუნქციას ასრულებდნენ, ალმით შეასხეს. სპარსელებმა მათი დაწვა ვერასოდეს მოახერხეს.
ალუმინის კიდევ ერთი ნაერთი იყო ბუნებრივი თიხა, რომელშიც შედის ალუმინის ოქსიდი Al2O3.
ალუმინის მოპოვების პირველი მცდელობები მხოლოდ XIX საუკუნის შუა ხანებში დაიწყო. დანიელი მეცნიერის H.K. Oersted-ის მცდელობა წარმატებით დასრულდა. მის მისაღებად მან გამოიყენა გაერთიანებული კალიუმი, როგორც ალუმინის ოქსიდის შემცირების საშუალება. მაგრამ რა სახის ლითონი იყო მოპოვებული, ამის გარკვევა ვერ მოხერხდა. რამდენიმე ხნის შემდეგ, ორი წლის შემდეგ, ალუმინი მოიპოვა გერმანელმა ქიმიკოსმა ველერმა, რომელმაც მიიღო ალუმინი უწყლო ალუმინის ქლორიდის კალიუმის მეტალთან გათბობის გამოყენებით.
გერმანელი მეცნიერის მრავალწლიანი შრომა უშედეგო არ ყოფილა. 20 წლის განმავლობაში მან მოახერხა მარცვლოვანი ლითონის მომზადება. აღმოჩნდა, რომ ვერცხლის მსგავსი იყო, მაგრამ მასზე ბევრად მსუბუქი იყო. ალუმინი ძალიან ძვირადღირებული ლითონი იყო და მე-20 საუკუნის დასაწყისამდე მისი ღირებულება ოქროზე მაღალი იყო. ამიტომ, მრავალი, მრავალი წლის განმავლობაში, ალუმინი გამოიყენება როგორც მუზეუმი. დაახლოებით 1807 წელს დევიმ სცადა ალუმინის ელექტროლიზის ჩატარება, მიიღო მეტალი, რომელსაც ეწოდა ალუმინი (ალუმიუმი) ან ალუმინი (ალუმინი), რომელიც ლათინურიდან ითარგმნება როგორც ალუმი.
თიხისგან ალუმინის მიღება საინტერესო იყო არა მხოლოდ ქიმიკოსებისთვის, არამედ მრეწველებისაც. ძალიან რთული იყო ალუმინის გამოყოფა სხვა ნივთიერებებისგან, რამაც განაპირობა ის, რომ ის ოქროზე ძვირი ღირდა. 1886 წელს ქიმიკოსმა ჩ.მ. ჰოლმა შემოგვთავაზა მეთოდი, რამაც შესაძლებელი გახადა ლითონის დიდი რაოდენობით მიღება. კვლევის ჩატარებისას მან ალუმინის ოქსიდი გახსნა კრიოლიტის AlF3 nNaF დნობაში. მიღებული ნარევი მოათავსეს გრანიტის ჭურჭელში და მუდმივი ელექტრული დენი გადიოდა დნობის მეშვეობით. მას ძალიან გაუკვირდა, როდესაც გარკვეული დროის შემდეგ ჭურჭლის ძირში სუფთა ალუმინის ფირფიტები აღმოაჩინა. ეს მეთოდი კვლავ მთავარია სამრეწველო მასშტაბით ალუმინის წარმოებისთვის. შედეგად მიღებული ლითონი კარგი იყო ყველაფრისთვის, გარდა სიმტკიცისა, რაც მრეწველობისთვის იყო საჭირო. და ეს პრობლემა მოგვარებულია. გერმანელმა ქიმიკოსმა ალფრედ ვილმმა ალუმინი შეაერთა სხვა ლითონებთან: სპილენძთან, მანგანუმთან და მაგნიუმთან. შედეგი იყო შენადნობი, რომელიც ბევრად უფრო ძლიერი იყო ვიდრე ალუმინი.
როგორ მივიღოთ
| |||
ინდუსტრიაში ალუმინი მიიღება Al2O3-ის ელექტროლიზით Na3 კრიოლიტის დნობაში 950 ტემპერატურაზე.
2Al2O3 = 4Al(3+) + 6O(2-) = 2Al + 3O2
პროცესების ძირითადი რეაქციები:
CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 (15.სთ)
SiO2 + 6HF →H2SiF6 + 2H2
HF და H2SiF6 არის აირისებრი პროდუქტები წყალში ჩარჩენილი. მიღებული ხსნარის დესილიკონიზაციისთვის, მასში პირველად შეჰყავთ სოდას გამოთვლილი რაოდენობა:
H2SiF6 + Na2CO3 → Na2SiF6 + CO2 + H2O (15.i)
ნაკლებად ხსნადი Na2SiF6 გამოყოფილია, ხოლო დარჩენილი ჰიდროფთორმჟავას ხსნარი ანეიტრალებს ჭარბი სოდასა და ალუმინის ჰიდროქსიდს კრიოლიტის მისაღებად:
12HF + 3Na2CO3 + 2Al(OH)3 → 2(3NaF AlF3) + 3CO2 + 9H2O (15.c)
ანალოგიურად, NaF და AlF3 შეიძლება მიღებულ იქნეს ცალ-ცალკე, თუ დეზილიკონიზებული ჰიდროფთორმჟავას ხსნარი განეიტრალება Na2CO3 ან Al(OH)3 გამოთვლილი რაოდენობით.
ფიზიკური თვისებები
ალუმინი არის მოვერცხლისფრო-თეთრი ლითონი, მსუბუქი, გამძლე. მისი სიმკვრივეა 2,7 გ/სმ3, რკინაზე თითქმის სამჯერ მსუბუქია. კარგად დამუშავებული: ნაგლინი, გაყალბებული, დაჭედილი, მავთულში გაყვანილი, აქვს კარგი ელექტროგამტარობა (ვერცხლის და სპილენძის შემდეგ, სითბოს და ელექტროენერგიის საუკეთესო გამტარია)
ქიმიური თვისებები
1) მეტალის ალუმინი აყალიბებს შენადნობებს მრავალ ლითონთან: Cu, In, Mg, Mn, Ni, Cr და ა.შ.
2) ალუმინი ურთიერთქმედებს ბევრ არამეტალთან: მტვრისა და ჩიპების სახით იწვის ჟანგბადში დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფით, წარმოქმნის ალუმინის ოქსიდს:
4 Al + 3O2 → Al2O3
3) ალუმინი ურთიერთქმედებს მრავალ რთულ ნივთიერებასთან. წყალთან მიმართებაში, ალუმინი პრაქტიკულად სტაბილურია, რადგან იგი დაფარულია თხელი ოქსიდის ფენით. მაღალ ტემპერატურაზე, დამცავი ფილმის გარეშე, იგი ურთიერთქმედებს წყალთან განტოლების მიხედვით
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
განაცხადი
ალუმინის დაფუძნებული შენადნობები ფართოდ გამოიყენება, რადგან ისინი მსუბუქი, ძლიერია, მდგრადია ჰაერის, წყლისა და მჟავების მიმართ. ელექტროტექნიკაში ალუმინი გამოიყენება საჰაერო ხაზების, მაღალი ძაბვის კაბელების მასიური მავთულის დასამზადებლად; ელექტრო კონდენსატორების, გამსწორებლების, ნახევარგამტარული მოწყობილობების წარმოებაში; როგორც სტრუქტურული მასალა ბირთვულ რეაქტორებში; აღჭურვილობასა და მოწყობილობებში Კვების ინდუსტრია. დანები იგზავნება შეფუთული 10 ცალიანი ყუთში (გარდა ამპუტაციისა), შეზეთილი საკონსერვაციო ცხიმით ან დალუქული პლასტიკური ჩანთაკოროზიის ინჰიბიტორებით.
სკალპელებს შეფუთვამდე ზეთობენ ბუნებრივი ცხიმის თხელი ფენით და აწყობენ 10 ც. მუყაოს კოლოფებში ბუდეებით, რომლებიც იცავს საჭრელ კიდეებს დაბინდვისგან.
სამედიცინო ღვეზელები: შეფუთვამდე, თითოეული ინსტრუმენტი ინდივიდუალურად, წინასწარ დაფარული ნეიტრალური ლუბრიკანტით, შეფუთულია პერგამენტის ან პარაფინის ქაღალდში და მოთავსებულია 5-10 ცალი მუყაოს კოლოფებში. ხელსაწყოს ხანგრძლივი შენახვისას ზამბარა უნდა განიტვირთოს, რისთვისაც მისი ზედა ბოლო (ყბებისკენ მიმართული) უნდა მოიხსნას ხელსაწყოს სიბრტყიდან, ანუ ტოტიდან გვერდებზე გადაიტანოს და ამით თავიდან აიცილოს გაზაფხულის დაღლილობა. .
ნებადართულია იგივე ტიპის ხელსაწყოების შეფუთვა ჯგუფურ კონტეინერებში სამომხმარებლო ან ტყავის შეფუთვის გარეშე. სამომხმარებლო შეფუთვა ხელსაწყოებით უნდა იყოს შეფუთული ჯგუფურ შეფუთვაში - ყუთები, პაკეტები, ჩანთები, საცდელი მილები და სხვა პროგრესული ტიპის შეფუთვა. კონტეინერების დასამზადებლად გამოყენებული მასალები და კონტეინერის დიზაინი უნდა უზრუნველყოფდეს ინსტრუმენტების უსაფრთხოებას ტრანსპორტირებისა და შენახვის დროს. სამომხმარებლო და ჯგუფური კონტეინერები უნდა გამორიცხონ მათი გახსნის შესაძლებლობა ტრანსპორტირებისა და შენახვის დროს პაკეტის მთლიანობის დარღვევის გარეშე. შეფუთვის მრავალჯერადი გამოყენების კონტეინერების გამოყენებით გახსნისას, კონტეინერის მთლიანობა არ უნდა დაირღვეს. სამომხმარებლო და ჯგუფური კონტეინერების ზედაპირებს არ უნდა ჰქონდეს დამახინჯება, ბზარები, ტირილი, დახრილობა, ხვრელები, ნაკეცები. პოლიმერული მასალისგან დამზადებული ყუთების ზედაპირზე დასაშვებია კვალი ყალიბის შესაერთებლიდან, შპრიცებიდან და ეჟექტორებიდან.
დასკვნა
ცნობილია, რომ p-ელემენტებში გარე ელექტრონული დონის p-ქვედონე ივსება ელექტრონებით, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს ერთიდან ექვს ელექტრონს.
პერიოდულ სისტემაში 30 p-ელემენტია. ეს p-ელემენტები ან მათი p-ელექტრონული ანალოგები ქმნიან IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA და VI IIA ქვეჯგუფებს. ამ ქვეჯგუფების ელემენტების ატომების გარე ელექტრონული დონის სტრუქტურა ასე ვითარდება: ns2 p1 , ns2 p2 , ns2 p3 , ns2 p4 , ns2 p5 და ns2 p6 .
მთლიანობაში, p-ელემენტებში, გარდა ალუმინისა, შემცირების აქტივობა შედარებით სუსტად არის გამოხატული. პირიქით, IIIA-დან VIIA ქვეჯგუფში გადასვლისას შეინიშნება ნეიტრალური ატომების ჟანგვითი აქტივობის ზრდა, იზრდება ელექტრონების აფინურობისა და იონიზაციის ენერგიის მნიშვნელობები და იზრდება p- ელემენტების ელექტრონეგატიურობა.
p-ელემენტის ატომებში არა მხოლოდ p-ელექტრონები არიან ვალენტური, არამედ გარე დონის s-ელექტრონებიც. p-ელექტრონული ანალოგების უმაღლესი დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობა უდრის იმ ჯგუფის რაოდენობას, რომელშიც ისინი მდებარეობს.
ბიბლიოგრაფია
1. დროზდოვი ა.ა., Ორგანული ქიმია 2012 წელი
2. Komissarov L.N., არაორგანული ქიმია 2011 წ
3. Nesvezhsky S.N., ფორმულები ქიმიაში 2012 წ
4. ტრეტიაკოვა იუ.დ., არაორგანული ქიმია 2011-2012 წწ.
5. http://tochmeh.ru/info/alum2.php
6. http://www.bestreferat.ru/referat-121916.html
ალუმინი მესამე პერიოდის III ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტია ატომური ნომრით 13. ალუმინი არის p-ელემენტი. ალუმინის ატომის გარე ენერგეტიკული დონე შეიცავს 3 ელექტრონს, რომლებსაც აქვთ ელექტრონული კონფიგურაცია 3s 2 3p 1. ალუმინი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +3.
მიეკუთვნება მსუბუქი ლითონების ჯგუფს. ყველაზე გავრცელებული მეტალი და მესამე ყველაზე გავრცელებული ქიმიური ელემენტი დედამიწის ქერქში (ჟანგბადისა და სილიციუმის შემდეგ).
მარტივი ნივთიერება ალუმინი არის მსუბუქი, პარამაგნიტური ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი, ადვილად ჩამოსხმული, ჩამოსხმული და დამუშავებული. ალუმინს აქვს მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობა, კოროზიის წინააღმდეგობა ძლიერი ოქსიდის ფილმების სწრაფი წარმოქმნის გამო, რომელიც იცავს ზედაპირს შემდგომი ურთიერთქმედებისგან.
ალუმინის ქიმიური თვისებები
ნორმალურ პირობებში, ალუმინი დაფარულია თხელი და ძლიერი ოქსიდის ფილმით და, შესაბამისად, არ რეაგირებს კლასიკურ ჟანგვის აგენტებთან: H 2 O (t °); O 2, HNO 3 (გაცხელების გარეშე). ამის გამო, ალუმინი პრაქტიკულად არ ექვემდებარება კოროზიას და ამიტომ ფართოდ არის მოთხოვნადი თანამედროვე ინდუსტრიის მიერ. როდესაც ოქსიდის ფილმი განადგურებულია, ალუმინი მოქმედებს როგორც აქტიური შემცირების ლითონი.
1. ალუმინი ადვილად რეაგირებს მარტივ არამეტალურ ნივთიერებებთან:
4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3
2Al + 3Cl 2 \u003d 2AlCl 3,
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
2Al + N 2 = 2AlN
2Al + 3S = Al 2 S 3
4Al + 3C \u003d Al 4 C 3
ალუმინის სულფიდი და ალუმინის კარბიდი მთლიანად ჰიდროლიზდება:
Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S
Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4
2. ალუმინი რეაგირებს წყალთან
(დამცავი ოქსიდის ფირის მოხსნის შემდეგ):
2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2
3. ალუმინი რეაგირებს ტუტეებთან
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2
2(NaOH H 2 O) + 2Al \u003d 2NaAlO 2 + 3H 2
პირველი, დამცავი ოქსიდის ფილმი იხსნება: Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na.
შემდეგ რეაქციები გრძელდება: 2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2, NaOH + Al (OH) 3 \u003d Na,
ან ჯამში: 2Al + 6H 2 O + 2NaOH \u003d Na + 3H 2,
და შედეგად წარმოიქმნება ალუმინატები: Na - ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსოალუმინატი, ვინაიდან ამ ნაერთებში ალუმინის ატომს ახასიათებს კოორდინაციის რიცხვი 6 და არა 4, ტეტრაჰიდროქსო ნაერთების რეალური ფორმულა ასეთია: Na
4. ალუმინი ადვილად იხსნება ჰიდროქლორინის და განზავებულ გოგირდის მჟავებში:
2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2
2Al + 3H 2 SO 4 (razb) \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2
გაცხელებისას ის იხსნება შიგნით მჟავები - ჟანგვის აგენტებიხსნადი ალუმინის მარილების ფორმირება:
8Al + 15H 2 SO 4 (კონკ) = 4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O
Al + 6HNO 3 (კონკ) = Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
5. ალუმინი აღადგენს ლითონებს მათი ოქსიდებიდან (ალუმინოთერმია):
8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe
2Al + Cr 2 O 3 \u003d Al 2 O 3 + 2Cr
ალუმინის
ალუმინი-ᲛᲔ; მ.[ლათ. alumen (aluminis) – ალუმი]. ქიმიური ელემენტი (Al), ვერცხლისფერ-თეთრი ღია ელექტრული გამტარობის მქონე ლითონი (გამოიყენება ავიაციაში, ელექტროტექნიკაში, მშენებლობაში, ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ა.შ.). ალუმინის სულფატი. ალუმინის შენადნობები.
ალუმინის(ლათ. Aluminum, alumen-დან - alum), III ჯგუფის ქიმიური ელემენტი პერიოდული სისტემა. ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი, მსუბუქი (2,7 გ/სმ 3), დრეკადი, მაღალი ელექტრული გამტარობით, ტ pl 660ºC. ქიმიურად აქტიური (დაფარულია ჰაერში დამცავი ოქსიდის ფირით). ბუნებაში გავრცელების მხრივ იგი მე-4 ადგილს იკავებს ელემენტებს შორის, ხოლო 1-ს ლითონებს შორის (დედამიწის ქერქის მასის 8,8%). ცნობილია ალუმინის რამდენიმე ასეული მინერალი (ალუმინოსილიკატები, ბოქსიტები, ალუნიტები და სხვ.). მიღებულია ალუმინის Al 2 O 3 ელექტროლიზით კრიოლიტის Na 3 AlF 6 დნობის შედეგად 960ºC ტემპერატურაზე. ისინი გამოიყენება ავიაციაში, მშენებლობაში (სტრუქტურული მასალა, ძირითადად სხვა ლითონებთან შენადნობების სახით), ელექტროტექნიკაში (სპილენძის შემცვლელი კაბელების წარმოებაში და ა.შ.), კვების მრეწველობაში (ფოლგა), მეტალურგიაში (შენადნობის დანამატი), ალუმოთერმიაში. და ა.შ.
ალუმინიალუმინი (ლათ. Aluminium), Al (წაიკითხეთ „ალუმინი“), ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 13, ატომური მასა 26,98154. ბუნებრივი ალუმინი შედგება ერთი ნუკლიდისაგან 27 Al. იგი მდებარეობს მენდელეევის ელემენტების პერიოდული სისტემის IIIA ჯგუფში მესამე პერიოდში. გარე ელექტრონული ფენის კონფიგურაცია 3 ს 2
გვერთი . თითქმის ყველა ნაერთში ალუმინის ჟანგვის მდგომარეობაა +3 (III ვალენტობა).
ნეიტრალური ალუმინის ატომის რადიუსი არის 0,143 ნმ, Al 3+ იონის რადიუსი 0,057 ნმ. ნეიტრალური ალუმინის ატომის თანმიმდევრული იონიზაციის ენერგია არის 5.984, 18.828, 28.44 და 120 eV, შესაბამისად. პაულინგის მასშტაბით, ალუმინის ელექტრონეგატიურობა არის 1,5.
მარტივი ნივთიერება ალუმინი არის რბილი, მსუბუქი, მოვერცხლისფრო-თეთრი ლითონი.
აღმოჩენის ისტორია
ლათინური ალუმინი მომდინარეობს ლათინური სიტყვიდან alumen, რაც ნიშნავს ალუმს. (სმ.ალუმი)(ალუმინის და კალიუმის სულფატი KAl (SO 4) 2 12H 2 O), რომლებიც დიდი ხანია გამოიყენება ტყავის გასახდელში და როგორც შემკვრელი. მაღალი ქიმიური აქტივობის გამო, სუფთა ალუმინის აღმოჩენა და იზოლაცია თითქმის 100 წელი გაგრძელდა. დასკვნა, რომ "დედამიწა" (ცეცხლგამძლე ნივთიერება, თანამედროვე თვალსაზრისით - ალუმინის ოქსიდი) შეიძლება მიღებულ იქნას ალუმისგან. (სმ.ალუმინის ოქსიდი)) დაამზადა ჯერ კიდევ 1754 წელს გერმანელმა ქიმიკოსმა ა.მარგგრაფმა (სმ.მარგრაფი ანდრეას სიგიზმუნდი). მოგვიანებით გაირკვა, რომ იგივე „დედამიწა“ შეიძლება თიხისგან იზოლირებულიყო და მას ალუმინა ეწოდა. მხოლოდ 1825 წელს შეძლო დანიელმა ფიზიკოსმა H.K. Oersted-მა მეტალის ალუმინის მიღება. (სმ. OERSTED ჰანს კრისტიანი). მან დაამუშავა ალუმინის ქლორიდი AlCl 3, რომლის მიღებაც შეიძლებოდა ალუმინისგან, კალიუმის ამალგამით (კალიუმის და ვერცხლისწყლის შენადნობი) და ვერცხლისწყლის გამოხდის შემდეგ მან გამოყო ალუმინის ნაცრისფერი ფხვნილი.
მხოლოდ მეოთხედი საუკუნის შემდეგ, ეს მეთოდი ოდნავ მოდერნიზდა. ფრანგი ქიმიკოსი A. E. St. Clair Deville (სმ.სენ კლერ დევილი ანრი ეტიენი) 1854 წელს შესთავაზა ლითონის ნატრიუმის გამოყენება ალუმინის წარმოებისთვის (სმ.ნატრიუმი)და მიიღო ახალი ლითონის პირველი წილები. მაშინ ალუმინის ღირებულება ძალიან მაღალი იყო და მისგან სამკაულებს ამზადებდნენ.
ალუმინის წარმოების სამრეწველო მეთოდი რთული ნარევების, მათ შორის ოქსიდის, ალუმინის ფტორიდის და სხვა ნივთიერებების დნობის ელექტროლიზით, დამოუკიდებლად შეიმუშავა 1886 წელს პ. ერუმ. (სმ. ERU პოლ ლუი ტუსენი)(საფრანგეთი) და C. Hall (აშშ). ალუმინის წარმოება დაკავშირებულია ელექტროენერგიის მაღალ მოხმარებასთან, ამიტომ იგი ფართო მასშტაბით მხოლოდ მე-20 საუკუნეში განხორციელდა. საბჭოთა კავშირში პირველი სამრეწველო ალუმინი მიიღეს 1932 წლის 14 მაისს ვოლხოვის ალუმინის ქარხანაში, რომელიც აშენდა ვოლხოვის ჰიდროელექტროსადგურის გვერდით.
ბუნებაში ყოფნა
დედამიწის ქერქში გავრცელების თვალსაზრისით, ალუმინი პირველ ადგილს იკავებს ლითონებს შორის და მესამე ადგილს შორის ყველა ელემენტს შორის (ჟანგბადის და სილიციუმის შემდეგ), მას შეადგენს დედამიწის ქერქის მასის დაახლოებით 8,8%. ალუმინი არის დიდი რაოდენობით მინერალების ნაწილი, ძირითადად ალუმინოსილიკატები. (სმ.ალუმოსილიკატები), და კლდეები. ალუმინის ნაერთები შეიცავს გრანიტებს (სმ.გრანიტი), ბაზალტები (სმ.ბაზალტი), თიხა (სმ.თიხა), ფელდსპარები (სმ.ფელდსპარები)მაგრამ აქ არის პარადოქსი: დიდი რაოდენობით მინერალებითა და ქანებით, რომლებიც შეიცავს ალუმინს, ბოქსიტის საბადოებს. (სმ.ყუთები)- ალუმინის სამრეწველო წარმოებისთვის ძირითადი ნედლეული საკმაოდ იშვიათია. რუსეთში ბოქსიტის საბადოებია ციმბირსა და ურალში. სამრეწველო ღირებულებაასევე ჰყავთ ალუნიტები (სმ.ალუნიტი)და ნეფელინები (სმ.ნეფელინი).
როგორც კვალი ელემენტი, ალუმინი იმყოფება მცენარეთა და ცხოველთა ქსოვილებში. არსებობს ორგანიზმები-კონცენტრატორები, რომლებიც აგროვებენ ალუმინს თავის ორგანოებში - ზოგიერთი კლუბის ხავსები, მოლუსკები.
სამრეწველო წარმოება
ზე სამრეწველო წარმოებაბოქსიტები პირველად ექვემდებარება ქიმიურ დამუშავებას, მათგან ამოღებულია სილიციუმის და რკინის ოქსიდების და სხვა ელემენტების მინარევები. ამ დამუშავების შედეგად სუფთა ალუმინის ოქსიდი Al 2 O 3 არის მთავარი ნედლეული ელექტროლიზით ლითონის წარმოებაში. თუმცა, იმის გამო, რომ Al 2 O 3-ის დნობის წერტილი ძალიან მაღალია (2000 °C-ზე მეტი), შეუძლებელია მისი დნობის გამოყენება ელექტროლიზისთვის.
მეცნიერებმა და ინჟინრებმა გამოსავალი იპოვეს შემდეგში. კრიოლიტი პირველად დნება ელექტროლიზის აბაზანაში (სმ.კრიოლიტი) Na 3 AlF 6 (დნობის ტემპერატურა ოდნავ ქვემოთ 1000 ° C). კრიოლიტის მიღება შესაძლებელია, მაგალითად, კოლას ნახევარკუნძულიდან ნეფელინების დამუშავებით. გარდა ამისა, ამ დნობას ემატება ცოტა Al 2 O 3 (წონის 10% -მდე) და სხვა ნივთიერებები, რომლებიც აუმჯობესებენ პირობებს შემდგომი პროცესისთვის. ამ დნობის ელექტროლიზის დროს ალუმინის ოქსიდი იშლება, კრიოლიტი რჩება დნობაში, ხოლო მდნარი ალუმინი წარმოიქმნება კათოდზე:
2Al 2 O 3 \u003d 4Al + 3O 2.
ვინაიდან გრაფიტი ემსახურება როგორც ანოდს ელექტროლიზის დროს, ანოდში გამოთავისუფლებული ჟანგბადი რეაგირებს გრაფიტთან და წარმოიქმნება ნახშირორჟანგი CO 2.
ელექტროლიზი აწარმოებს ლითონს ალუმინის შემცველობით დაახლოებით 99,7%. ბევრად უფრო სუფთა ალუმინი ასევე გამოიყენება ტექნოლოგიაში, რომელშიც ამ ელემენტის შემცველობა აღწევს 99,999% ან მეტს.
ფიზიკური და ქიმიური თვისებები
ალუმინი არის ტიპიური ლითონი, ბროლის გისოსი არის სახეზე ორიენტირებული კუბური, პარამეტრი ა= 0,40403 ნმ. სუფთა ლითონის დნობის წერტილი არის 660 ° C, დუღილის წერტილი დაახლოებით 2450 ° C, სიმკვრივე არის 2,6989 გ / სმ 3. ალუმინის ხაზოვანი გაფართოების ტემპერატურული კოეფიციენტი არის დაახლოებით 2.5·10 -5 K-1. სტანდარტული ელექტროდის პოტენციალი Al 3+ /Al -1.663V.
ქიმიურად, ალუმინი საკმაოდ აქტიური ლითონია. ჰაერში, მისი ზედაპირი მყისიერად დაფარულია Al 2 O 3 ოქსიდის მკვრივი ფილმით, რაც ხელს უშლის ჟანგბადის შემდგომ წვდომას ლითონზე და იწვევს რეაქციის შეწყვეტას, რაც იწვევს ალუმინის მაღალ ანტიკოროზიულ თვისებებს. ალუმინზე ასევე წარმოიქმნება დამცავი ზედაპირის ფილმი, თუ ის მოთავსებულია კონცენტრირებულ აზოტმჟავაში.
ალუმინი აქტიურად რეაგირებს სხვა მჟავებთან:
6HCl + 2Al \u003d 2AlCl 3 + 3H 2,
3H 2 SO 4 + 2Al \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.
ალუმინი რეაგირებს ტუტე ხსნარებთან. პირველ რიგში, დამცავი ოქსიდის ფილმი იხსნება:
Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na.
შემდეგ ხდება რეაქციები:
2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2,
NaOH + Al (OH) 3 \u003d Na,
ან სულ:
2Al + 6H 2 O + 2NaOH \u003d Na + 3H 2,
და შედეგად წარმოიქმნება ალუმინატები (სმ.ალუმინატები) Na - ნატრიუმის ალუმინატი (ნატრიუმის ტეტრაჰიდროქსოალუმინატი), K - კალიუმის ალუმინატი (კალიუმის ტეტრაჰიდროქსოალუმინატი) ან სხვა. ვინაიდან ამ ნაერთებში ალუმინის ატომი ხასიათდება საკოორდინაციო რიცხვით. (სმ.საკოორდინაციო ნომერი) 6 და არა 4, მაშინ ამ ტეტრაჰიდროქსო ნაერთების რეალური ფორმულები ასეთია: Na და K.
როდესაც თბება, ალუმინი რეაგირებს ჰალოგენებთან:
2Al + 3Cl 2 \u003d 2AlCl 3,
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3.
საინტერესოა რეაქცია ალუმინის და იოდის ფხვნილებს შორის (სმ. IOD)იწყება ოთახის ტემპერატურაზე, თუ საწყის ნარევს დაემატება რამდენიმე წვეთი წყალი, რომელიც ამ შემთხვევაში კატალიზატორის როლს ასრულებს:
2Al + 3I 2 = 2AlI 3.
ალუმინის ურთიერთქმედება გოგირდთან გათბობის დროს იწვევს ალუმინის სულფიდის წარმოქმნას:
2Al + 3S \u003d Al 2 S 3,
რომელიც ადვილად იშლება წყლით:
Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S.
ალუმინი არ ურთიერთქმედებს უშუალოდ წყალბადთან, არამედ ირიბად, მაგალითად, ალუმინის ორგანული ნაერთების გამოყენებით. (სმ.ორგანული ალუმინის ნაერთები), შესაძლებელია მყარი პოლიმერული ალუმინის ჰიდრიდის სინთეზირება (AlH 3) x - უძლიერესი შემცირების საშუალება.
ფხვნილის სახით, ალუმინი შეიძლება დაიწვას ჰაერში და წარმოიქმნება ალუმინის ოქსიდის Al 2 O 3 თეთრი ცეცხლგამძლე ფხვნილი.
მაღალი კავშირის სიმტკიცე Al 2 O 3-ში განსაზღვრავს მისი წარმოქმნის მაღალ სითბოს მარტივი ნივთიერებებისგან და ალუმინის უნარს აღადგინოს მრავალი ლითონი მათი ოქსიდებიდან, მაგალითად:
3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe და ლუწი
3CaO + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 3Ca.
ლითონების მიღების ამ მეთოდს ალუმინოთერმია ეწოდება. (სმ.ალუმინოთერმი).
ამფოტერული ოქსიდი Al 2 O 3 შეესაბამება ამფოტერულ ჰიდროქსიდს - ამორფული პოლიმერული ნაერთი, რომელსაც არ აქვს მუდმივი შემადგენლობა. ალუმინის ჰიდროქსიდის შემადგენლობა შეიძლება გადმოიცეს xAl 2 O 3 yH 2 O ფორმულით, სკოლაში ქიმიის შესწავლისას, ალუმინის ჰიდროქსიდის ფორმულა ყველაზე ხშირად მითითებულია როგორც Al (OH) 3.
ლაბორატორიაში ალუმინის ჰიდროქსიდის მიღება შესაძლებელია ჟელატინის ნალექის სახით გაცვლითი რეაქციებით:
Al 2 (SO 4) 3 + 6NaOH \u003d 2Al (OH) 3 + 3Na 2 SO 4,
ან ალუმინის მარილის ხსნარში სოდის დამატებით:
2AlCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 Ї + 6NaCl + 3CO 2,
და ასევე ამიაკის ხსნარის დამატებით ალუმინის მარილის ხსნარში:
AlCl 3 + 3NH 3 H 2 O \u003d Al (OH) 3 Ї + 3H 2 O + 3NH 4 Cl.
განაცხადი
ალუმინი და მისი შენადნობები გამოყენების თვალსაზრისით მეორე ადგილზეა რკინისა და მისი შენადნობების შემდეგ. ალუმინის ფართო გამოყენება ტექნოლოგიის სხვადასხვა სფეროში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში ასოცირდება მისი ფიზიკური, მექანიკური და ქიმიური თვისებები: დაბალი სიმკვრივე, კოროზიის წინააღმდეგობა ატმოსფერულ ჰაერში, მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობა, გამტარიანობა და შედარებით მაღალი სიმტკიცე. ალუმინი ადვილად მუშავდება სხვადასხვა გზით - გაყალბება, ჭედვა, გორვა და ა.შ. მავთულის დასამზადებლად გამოიყენება სუფთა ალუმინი (ალუმინის ელექტრული გამტარობა არის სპილენძის ელექტროგამტარობის 65,5%, მაგრამ ალუმინი სამჯერ მსუბუქია სპილენძზე). ასე რომ, ალუმინი ხშირად ცვლის სპილენძს ელექტროტექნიკაში) და კილიტა, რომელიც გამოიყენება შესაფუთ მასალად. დამდნარი ალუმინის ძირითადი ნაწილი იხარჯება სხვადასხვა შენადნობების მიღებაზე. ალუმინის შენადნობები ხასიათდება დაბალი სიმკვრივით, გაზრდილი (სუფთა ალუმინთან შედარებით) კოროზიის წინააღმდეგობით და მაღალი ტექნოლოგიური თვისებებით: მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობა, სითბოს წინააღმდეგობა, სიმტკიცე და გამტარიანობა. დამცავი და დეკორატიული საფარი ადვილად გამოიყენება ალუმინის შენადნობების ზედაპირზე.
ალუმინის შენადნობების თვისებების მრავალფეროვნება განპირობებულია ალუმინში სხვადასხვა დანამატების შეყვანით, რომლებიც ქმნიან მყარ ხსნარებს ან მეტალთაშორის ნაერთებს. ალუმინის უმეტესი ნაწილი გამოიყენება მსუბუქი შენადნობების - დურალუმინის წარმოებისთვის (სმ.დურალუმინი)(94% Al, 4% Cu, 0,5% Mg, Mn, Fe და Si თითოეული), სილუმინი (85-90% Al, 10-14% Si, 0,1% Na) და ა.შ. ალუმინი გამოიყენება მეტალურგიაში არა მხოლოდ როგორც შენადნობების საფუძველი, არამედ როგორც ერთ-ერთი ფართოდ გამოყენებული შენადნობი დანამატი სპილენძის, მაგნიუმის, რკინის, ნიკელის და ა.შ.
ალუმინის შენადნობები ფართოდ გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში, მშენებლობასა და არქიტექტურაში, საავტომობილო ინდუსტრიაში, გემთმშენებლობაში, ავიაციაში და კოსმოსურ ტექნოლოგიებში. კერძოდ, დან ალუმინის შენადნობიგაკეთდა პირველი ხელოვნური დედამიწის თანამგზავრი. ალუმინის და ცირკონიუმის შენადნობი - ცირკალოი - ფართოდ გამოიყენება ბირთვული რეაქტორის მშენებლობაში. ალუმინი გამოიყენება ასაფეთქებელი ნივთიერებების წარმოებაში.
განსაკუთრებით საყურადღებოა ელექტროქიმიური საშუალებებით მიღებული მეტალის ალუმინის ზედაპირზე ალუმინის ოქსიდის ფერადი ფირები. ასეთი ფილებით დაფარული მეტალის ალუმინის ეწოდება ანოდირებული ალუმინი. დამზადებულია ანოდირებული ალუმინისგან გარეგნობაოქროს მოგაგონებთ, ამზადებენ სხვადასხვა სამკაულებს.
ყოველდღიურ ცხოვრებაში ალუმინის გამოყენებისას უნდა გაითვალისწინოთ, რომ მხოლოდ ნეიტრალური (მჟავიანობით) სითხეები (მაგალითად, ადუღებული წყალი) შეიძლება გაცხელდეს და შეინახოს ალუმინის ჭურჭელში. თუ, მაგალითად, მჟავე კომბოსტოს წვნიანს ალუმინის ჭურჭელში ადუღებენ, მაშინ ალუმინი საკვებში გადადის და უსიამოვნო „მეტალის“ გემოს იძენს. იმის გამო, რომ ოქსიდის ფირის დაზიანება ძალიან ადვილია ყოველდღიურ ცხოვრებაში, ალუმინის ჭურჭლის გამოყენება ჯერ კიდევ არასასურველია.
სხეულში ალუმინი
ალუმინი ადამიანის ორგანიზმში ყოველდღიურად ხვდება საკვებთან ერთად (დაახლოებით 2-3 მგ), მაგრამ მისი ბიოლოგიური როლი დადგენილი არ არის. საშუალოდ, ადამიანის ორგანიზმში (70 კგ) ძვლები და კუნთები შეიცავს დაახლოებით 60 მგ ალუმინს.
ენციკლოპედიური ლექსიკონი. 2009 .
სინონიმები:- (სიმბოლო Al), ვერცხლისფერ-თეთრი ლითონი, მესამე ჯგუფის ელემენტი პერიოდული ცხრილი. იგი პირველად სუფთა სახით იქნა მიღებული 1827 წელს. ყველაზე გავრცელებული ლითონი დედამიწის ქერქში; მისი ძირითადი წყაროა ბოქსიტის საბადო. პროცესი…… სამეცნიერო და ტექნიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი
ალუმინი- ალუმინი, ალუმინი (ქიმიური ნიშანი A1, წონა 27,1), ყველაზე გავრცელებული ლითონი დედამიწის ზედაპირზე და, O და სილიციუმის შემდეგ, დედამიწის ქერქის ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტი. A. გვხვდება ბუნებაში, ძირითადად სილიციუმის მჟავას მარილების (სილიკატების) სახით; ... ... დიდი სამედიცინო ენციკლოპედია
ალუმინის- არის მოლურჯო-თეთრი ლითონი, რომელიც ხასიათდება განსაკუთრებული სიმსუბუქით. ის არის ძალიან დრეკადი და ადვილად შეიძლება დაიბრუნოს, დახატოს, გაყალბდეს, დაჭედოს და ჩამოსვას და ა.შ. სხვა რბილი ლითონების მსგავსად, ალუმინიც ძალიან კარგად ერგება ... ... ოფიციალური ტერმინოლოგია
ალუმინის- (ალუმინი), Al, პერიოდული სისტემის III ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 13, ატომური მასა 26,98154; მსუბუქი მეტალი, mp660 °С. დედამიწის ქერქში შემცველობა წონით 8,8%-ია. ალუმინი და მისი შენადნობები გამოიყენება როგორც სტრუქტურული მასალები ... ... ილუსტრირებული ენციკლოპედიური ლექსიკონი
ალუმინი, ალუმინის მამრ., ქიმ. ტუტე ლითონის თიხები, ალუმინის ბაზა, თიხები; ასევე ჟანგის საფუძველი, რკინა; და იარის სპილენძი. ალუმინიტი მამრობითი. ალუმინის მსგავსი ნამარხი, წყლიანი ალუმინის სულფატი. ალუნიტ ქმარი. ნამარხი, ძალიან ახლოს ... ... დალის განმარტებითი ლექსიკონი
- (ვერცხლისფერი, მსუბუქი, ფრთიანი) ლითონის რუსული სინონიმების ლექსიკონი. ალუმინის n., სინონიმების რაოდენობა: 8 თიხა (2) ... სინონიმური ლექსიკონი
- (ლათ. Aluminum from alumen alum), Al, პერიოდული სისტემის III ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 13, ატომური მასა 26,98154. ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი, მსუბუქი (2.7 გ/სმ³), დრეკადი, მაღალი ელექტროგამტარობით, mp 660 .C.…… დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი
ალ (ლათ. alumen-დან alum-ის სახელწოდება, ძველად იყენებდნენ შეღებვისა და გარუჯვის დროს * ა. ალუმინი; ნ. ალუმინი; ფ. ალუმინი; და. ალუმინიო), ქიმ. III ჯგუფის ელემენტის პერიოდული. მენდელეევის სისტემები, ზე. ნ. 13 საათზე. მ 26.9815 ... გეოლოგიური ენციკლოპედია
ALUMINUM, aluminium, pl. არა, ქმარი. (ლათ. alumen alum). ვერცხლისფერი თეთრი ელასტიური მსუბუქი მეტალი. უშაკოვის განმარტებითი ლექსიკონი. დ.ნ. უშაკოვი. 1935 1940... უშაკოვის განმარტებითი ლექსიკონი