Elk chemisch element kan worden beschouwd in termen van drie wetenschappen: natuurkunde, scheikunde en biologie.In dit artikel zullen we zoveel mogelijk proberen om de aluminium karakteriseren.Dit element, dat in de derde groep en de derde periode, volgens het periodiek systeem.Aluminium - metaal, dat een gemiddelde reactiviteit heeft.Ook is het mogelijk om verbindingen te observeren amfotere eigenschappen.De atomaire massa van aluminium is zesentwintig gram per mol.
fysieke kenmerken van aluminium
Onder normale omstandigheden is het een vaste stof.De formule is eenvoudig aluminium.Het bestaat uit atomen (niet verenigd in het molecuul), die zijn uitgelijnd met behulp van een kristalrooster in de vaste stof.Kleur aluminium - zilver-wit.Bovendien heeft een metaalglans, alsmede andere stoffen van deze groep.De kleur van het metaal in de industrie, kunnen verschillen door de aanwezigheid van verontreinigingen in de legering.Dit is een tamelijk lichtgewicht metaal.De dichtheid was 2,7 g / cm3, d.w.z. is ongeveer drie maal lichter dan ijzer.In dat hij toewijst behalve magnesium, wat nog gemakkelijker van het metaal.De hardheid van aluminium behoorlijk laag.Daarin geeft hij de meeste metalen.De hardheid van het aluminium twee Mohs.Daarom is voor de amplificatie gebaseerde legeringen van het metaal harder toegevoegd.
aluminium smelt plaatsvindt bij een temperatuur van slechts 660 ° C.En het begint te koken bij verhitting tot een temperatuur van 2452 graden Celsius.Dit is een zeer ductiel en smeltbaar metaal.Deze fysieke eigenschap van aluminium eindigt.Ik zou ook willen opmerken dat het metaal heeft de beste na zilver en koper geleidbaarheid.
prevalentie in de natuur
Aluminium specificaties die we zojuist hebben gezien, heel gebruikelijk in het milieu.Het kan worden waargenomen in de samenstelling van veel mineralen.Element aluminium - vierde van de meest overvloedige in de natuur.Zijn massa fractie in de aardkorst is bijna negen procent.Belangrijke mineralen die aanwezig zijn in de samenstelling van de atomen is bauxiet, aluminiumoxide, kryoliet.Eerst - een rots die bestaat uit oxiden van ijzer, silicium en het metaal in kwestie, zijn ook aanwezig in de structuur van het watermolecuul.Het heeft een ongelijkmatige kleuring: grijs fragmenten, roodbruine of andere kleuren, die afhangen van de aanwezigheid van verschillende verontreinigingen.Dertig tot zestig procent van het ras - aluminium, kunnen foto's van die hierboven te zien is.Het komt veel in de natuur mineraal alumina.
Het aluminiumoxide.De chemische formule - Al2O3.Hij kan zijn rood, geel, blauw of bruin.De hardheid op de Mohs schaal negen eenheden.De variëteiten van korund zijn beroemde saffieren en robijnen, saffieren en padparadzha (gele saffier).
Kryoliet - een mineraal dat een complexe chemische formule heeft.Het bestaat uit de fluoriden van aluminium en natrium - 3NaF • AlF3.Het ziet eruit als kleurloos of grijze steen met een lage hardheid - slechts drie op de schaal van Mohs.In de wereld van vandaag is het kunstmatig wordt gesynthetiseerd in het laboratorium.Het wordt gebruikt in de metallurgie.
ook aluminium vindt in de natuur in kleien, het hoofdbestanddeel waarvan oxiden van silicium en van het metaal geassocieerd met watermoleculen.Bovendien kan het chemisch element worden gezien in de samenstelling van nefelien, waarvan de chemische formule is als volgt: KNa3 [AlSiO4] 4.
Getting
beschikt aluminium impliceert bestudering van manieren om synthese.Er zijn verschillende methoden.Aluminium productieproces vindt plaats in de eerste drie fasen.Deze laatste is de procedure van electrolyse op de kathode en een anode carbon.Voor het uitvoeren van een dergelijke werkwijze vereist het alumina, en hulpstoffen, zoals kryoliet (formule - Na3AlF6) en calciumfluoride (CaF2).Om optreden van de afbraak van opgeloste alumina, eventueel met het gesmolten kryoliet, calciumfluoride en verwarmd tot een temperatuur van ten minste 950 graden Celsius, en vervolgens door een stroom van deze stoffen in de 80 duizend ampères en spanning vijf- isacht volt.Aldus, omdat het proces af op de kathode aluminium en anode verzamel zuurstofmoleculen, die op zijn beurt wordt geoxideerd anode en omzetten in kooldioxide.Voordat deze procedure, bauxiet, die wordt gewonnen in de vorm van aluminiumoxyde, vooraf gereinigd onzuiverheden, en het proces van de ontwatering.
Aluminium productie hierboven beschreven methode is heel gebruikelijk in de branche.Er is ook een methode uitgevonden in 1827 door F. Wöhler.Het aluminium dat door een chemische reactie tussen het chloride en kalium kunnen worden gewonnen.Voor het uitvoeren van een dergelijk proces kan alleen worden gemaakt bijzondere voorwaarden van de zeer hoge temperatuur en vacuüm.Aldus kan één mol chloride en een gelijk volume van kalium bereid één mol aluminiumoxide en drie mol kaliumchloride als bijproduct.Deze reactie kan worden geschreven in de vorm van deze vergelijking: AІSІ3 + 3K = AІ + 3KSІ.Deze methode is niet veel aan populariteit gewonnen in de industrie.
Kenmerken aluminium qua chemische
Zoals hierboven vermeld, is dit een eenvoudige zaak, die bestaat uit atomen die niet in het molecuul worden georganiseerd.Soortgelijke structuren zijn gevormd vrijwel alle metalen.Aluminium heeft een relatief hoge reactiviteit en sterk reducerende eigenschappen.Chemische karakterisering van aluminium begint met een beschrijving van de reacties met andere eenvoudige substantie, zoals zal worden beschreven verdere interactie met anorganische verbindingen.
Aluminium en eenvoudige stoffen
Dit omvat, in de eerste plaats, zuurstof - de meest voorkomende verbinding op de planeet.Vanuit zijn eenentwintig procent van de atmosfeer van de Aarde is.Reactie van dit materiaal met andere zogenaamde oxidatie of verbranding.Het komt gewoonlijk bij hoge temperaturen.Maar in het geval van de oxidatie van aluminium kan in normale omstandigheden - de zo gevormde oxidefilm.Wanneer het metaal wordt verbrijzeld, zullen branden, af te geven grote hoeveelheden energie als warmte.Voor het uitvoeren van de reactie tussen aluminium en zuurstof nodig deze componenten in een molaire verhouding van 4: 3, wat zal resulteren in twee gedeelten van het oxide.
Deze chemische reactie wordt uitgedrukt in de volgende vergelijking: 4AІ + 3O2 = 2AІO3.Ook kan de reactie van aluminium met halogenen die fluor, jood, broom en chloor bevatten zijn.De namen van deze processen wordt verkregen uit de overeenkomstige halogeen-: fluoridering, jodering, bromering en chlorering.Dit is de typische koppelingsreactie.
bijvoorbeeld hier de interactie van aluminium met chloor.Een dergelijke werkwijze kan alleen plaatsvinden in de kou.
Dus, waarbij twee mol aluminium en drie mol chloor, resulterend in twee molen van het metaalchloride.De vergelijking voor deze reactie is als volgt: + = 2AІ 3SІ 2AІSІ3.Op dezelfde wijze is het mogelijk om aluminium fluoride, bromide en jodide te verkrijgen.
de stof in kwestie met zwavel reageert alleen bij verhitting.Voor het uitvoeren van de wisselwerking tussen de twee verbindingen nodig zijn om hen in molaire verhoudingen van 2 tot 3 en een gedeelte van het sulfide gevormd uit aluminium.Reactie vergelijking heeft de vorm: 2Al + 3S = Al2S3.
bovendien bij hoge temperaturen en aluminium reageert met koolstof een carbide te vormen, en stikstof om een nitride te vormen.Men kan noemen als voorbeeld de volgende vergelijkingen van chemische reacties: 4AІ + 3C = AІ4S3;2AL + N2 = 2AlN.
interactie complexe stoffen
Deze omvatten het water, zouten, zuren, basen, oxiden.Met al deze stoffen aluminium reageert anders.Laten we eens kijken in detail elk geval.
reactie met water
Met de meest voorkomende stof op aarde complexe aluminium reageert bij verhitting.Dit gebeurt alleen wanneer de voorafgaande verwijdering van oxidefilm.De interactie van de amfotere hydroxide gevormd, en waterstof wordt vrijgegeven in de lucht.Nemen van twee aluminium en zes delen water hydroxide en waterstof in een molaire verhouding van twee tot drie te verkrijgen.Schrijft de vergelijking van deze reactie is als volgt: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.
reactie met zuren, basen en oxiden
Net als andere actieve metalen, kan aluminium reageren substitutie.Aldus kan de waterstof van het zuur of het kation van een passieve metaalzout daarvan verplaatsen.Als gevolg van deze interacties een aluminiumzout wordt gevormd en waterstof vrijkomt (bij zuur) of geprecipiteerde metalen net (die minder actief is dan de rapportage).In het tweede geval en manifest vermindering eigenschappen, die hierboven zijn genoemd.Een voorbeeld is de wisselwerking van aluminium met zoutzuur, dat wordt gevormd wanneer het aluminiumchloride en waterstof vrijkomt in de lucht.Deze soort reactie wordt uitgedrukt in de volgende vergelijking: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.
voorbeeld van de interactie van aluminiumzout kan zijn reactie met kopersulfaat dienen.Rekening houdend met deze twee componenten, eindigen we met een zuiver aluminiumsulfaat en koper, die vallen in de vorm van een neerslag.Met zuren zoals zwavelzuur en salpeterzuur, aluminium reageert vreemd.Bijvoorbeeld, het toevoegen van een verdunde oplossing van aluminiumnitraat zuur in een molaire verhouding van 8 delen per 30 delen 8 gevormd van metaal nitraat drie delen stikstofmonoxide en vijftien - water.De vergelijking van de reactie wordt derhalve geregistreerd 8AL + 30HNO3 = 8AL (NO3) 3 + + 3N2O 15H2O.Dit proces komt slechts in de aanwezigheid van hitte.
Als u mixen aluminium en een zwakke oplossing van sulfaat zuur in een molverhouding van 02:58, krijgen we de metaalsulfaat en waterstof in een verhouding van 02:59.Dat wil zeggen, gewone substitutiereactie plaatsvindt, zoals bij andere zuren.Voor de duidelijkheid, presenteren we de vergelijking: 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2.Echter, de geconcentreerde zure oplossing van dezelfde bemoeilijkt.Hier, net als in het geval van het nitraat, wordt het bijprodukt, maar niet in de oxidevorm en in de vorm van zwavel en water.Als we onze 2 noodzakelijke component in een molaire verhouding van 3:58, het resultaat is enerzijds van het metaalzout en zwavel, en 4 - water.2Al + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 4H2O + S: Deze chemische reactie kan door de volgende vergelijking worden uitgedruktBovendien kan aluminium reageren met basen.Voor het uitvoeren van dergelijke chemische wisselwerkingen moeten twee mol van het metaal, dezelfde hoeveelheid natrium- of kaliumhydroxide, en zes mol water te nemen.Dit produceert stoffen zoals natrium of kalium tetragidroksoalyuminat en waterstof, die vrijkomt als een gas met een scherpe geur in molaire verhoudingen van 02:58.Deze chemische reactie kan worden voorgesteld door de volgende vergelijking: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.
En het laatste punt van overweging is de patronen van interactie met een aantal aluminium oxides.De meest voorkomende en gebruikte case - reactie Beketov.Zij, evenals vele andere hierboven besproken, alleen optreedt bij hogere temperaturen.Dus, voor de uitvoering ervan moet twee mol per mol aluminiumoxide Ferrum nemen.De interactie van deze twee stoffen aluminiumoxide en vrij ijzer in een hoeveelheid van één en twee mol resp.
gebruik van het metaal in de industrie
Merk op dat het gebruik van aluminium - een veel voorkomend verschijnsel.Allereerst moet de luchtvaartindustrie.Samen met magnesiumlegering gebruikt waarbij gebaseerde legeringen van het metaal.Wij kunnen zeggen dat het gemiddelde vlak is 50% van de aluminiumlegering en de motor - 25%.Ook het gebruik van aluminium wordt tijdens de vervaardiging van draden en kabels vanwege de uitstekende elektrische geleidbaarheid uitgevoerd.Bovendien worden het metaal en zijn legeringen op grote schaal gebruikt in de automobielindustrie.Deze materialen bestaan uit karkassen van auto's, bussen, trolleybussen, trams sommige, evenals conventionele en elektrische auto's.Het wordt ook gebruikt in kleinschaliger toepassingen, bijvoorbeeld voor de productie van verpakkingen voor levensmiddelen en andere producten, glaswerk.Om een zilververf productie vereisen van het metaalpoeder.Een dergelijke verf is noodzakelijk ter bescherming tegen corrosie van ijzer.Het kan worden gezegd dat aluminium - de tweede meest gebruikte industriële metalen na Ferrum.De verbindingen en hij vaak gebruikt in de chemische industrie.Dit komt door de specifieke chemische eigenschappen van aluminium, waaronder het reducerende eigenschappen is en amfotere verbindingen.Hydroxide is een chemisch element van essentieel belang geacht voor de waterzuivering.Bovendien wordt het gebruikt in de geneeskunde voor de productie van vaccins.Het kan ook worden gebruikt bij de vorming van bepaalde kunststof en andere materialen.
rol aard
Zoals hierboven beschreven, aluminium in grote hoeveelheden in de aardkorst.Het is vooral van belang voor levende organismen.Aluminium is betrokken bij de regulatie van de groei, de vorming van bindweefsel, zoals bot, ligamenten en anderen.Met deze spoorelementen zal uitvoeren van het proces van herstel van lichaamsweefsels.De daling wordt gekenmerkt door de volgende symptomen: ontwikkeling en groei bij kinderen, volwassenen - chronische vermoeidheid, verminderde prestaties, verminderde motorische coördinatie, verlaagde tarieven van weefselregeneratie, verzwakking van de spieren, vooral in de extremiteiten.Dit verschijnsel kan optreden als u te weinig eet voedsel met de inhoud van sporenelementen.
echter een bekend probleem een overmaat van aluminium in het lichaam.Het wordt vaak waargenomen symptomen: angst, depressie, slaapstoornissen, geheugenverlies, stress, verweking van het bewegingsapparaat, hetgeen kan leiden tot frequente breuken en verstuikingen.Langdurige overmaat aluminium in het lichaam vaak problemen in vrijwel elk orgaansysteem.
dergelijk verschijnsel een aantal oorzaken veroorzaken.Dit is voornamelijk aluminium kookgerei.Wetenschappers hebben lang aangetoond dat de schotels van het metaal in kwestie, is niet geschikt voor het bereiden van voedsel erin, aangezien de hoge temperatuur van het aluminium komt het voedsel, en daardoor eet veel meer van dit spoorelement dan het lichaam nodig heeft.
tweede reden - het regelmatig gebruik van cosmetica met de inhoud van het metaal of zijn zouten.Voordat u een product dat u nodig hebt om de samenstelling zorgvuldig te lezen.Is geen uitzondering en cosmetica.
derde reden - het nemen van medicijnen die veel aluminium bevatten, voor een lange tijd.Naast het misbruik van vitaminen en voedingssupplementen, die microcel omvatten.
Laten we nu zien in welke producten bevatten aluminium, te regelen en organiseren van uw dieet menu correct.Dit vooral wortelen, smeltkaas, tarwe en aluin, aardappelen.Omdat avocado's worden aanbevolen fruit en perziken.Bovendien, de aluminium-rijke kool, rijst, vele kruiden.Ook kan de kationen van het metaal in drinkwater zijn.Te hoog of laag aluminium gehalte in het lichaam voorkomen (hoewel, net als elke andere spoorelementen), moet u zorgvuldig controleren hun dieet en proberen om het meer evenwichtig mogelijk te maken.
