Hvert grunnstoff kan bli vurdert i forhold til tre fag: fysikk, kjemi og biologi.I denne artikkelen vil vi prøve så godt som mulig å karakterisere aluminium.Dette element, som er i den tredje gruppen, og den tredje perioden, i henhold til det periodiske system.Aluminium - metall, som har en gjennomsnittlig reaktivitet.Dessuten er det mulig å observere forbindelser amfotære egenskaper.Atommassen av aluminium er tjueseks gram per mol.
fysiske egenskapene til aluminium
Under normale forhold er det en solid.Formelen er meget enkel aluminium.Den består av atomer (ikke forenet i molekylet), som er innrettet med hjelp av et krystallgitter i den faste substans.Farge aluminium - sølv-hvitt.I tillegg har den en metallisk glans, samt eventuelle andre stoffer i denne gruppen.Fargen av det metall som brukes i industrien, kan være forskjellig på grunn av tilstedeværelsen av urenheter i legeringen.Dette er et forholdsvis lett metall.Dens densitet var 2,7 g / cm3, dvs. at den er omtrent tre ganger lettere enn jern.I denne kan han tildele bortsett fra magnesium, noe som er enda enklere av metallet.Hardheten av aluminium er ganske lav.I det han gir de fleste metaller.Hardheten av aluminium er bare to Mohs.Derfor, for sin forsterkning baserte legeringer av metallet tilsatt hardere.
aluminium smelter finner sted ved en temperatur på bare 660 ° C.Og den begynner å koke når den oppvarmes til en temperatur på to tusen 452 grader Celsius.Dette er et meget duktilt og smeltbare metall.Denne fysiske kjennetegn av aluminium slutter.Jeg ønsker også å merke seg at metallet har den beste etter sølv og kobber ledningsevne.
utbredelsen i natur
Aluminiums spesifikasjoner som vi nettopp har vurdert, ganske vanlig i miljøet.Det kan observeres i sammensetningen av mange mineraler.Element aluminium - fjerde blant de mest rikelig i naturen.Dens massefraksjonen i jordskorpen er nesten ni prosent.Store mineraler som er tilstede i blandingen av sine atomer er bauxitt, aluminiumoksyd, kryolitt.Først - en bergart som er sammensatt av oksyder av jern, silisium og metallet i spørsmålet, er også til stede i strukturen av vannmolekylet.Den har en ikke-ensartet farging: grå fragmenter, rødbrun eller andre farger, som er avhengig av nærvær av forskjellige urenheter.Tretti til seksti prosent av rasen - aluminium, kan bilder av noe som ses over.Det er også meget utbredt i naturen mineral er alumina.
Det alumina.Den kjemiske formelen - Al2O3.Han kan ha rød, gul, blå eller brun.Sin hardhet på Mohs skala er ni enheter.Varianter av korund er kjente safirer og rubiner, safir og padparadzha (gul safir).
Kryolitt - et mineral som har en komplisert kjemisk formel.Den består av fluorider av aluminium og natrium - 3NaF • AlF3.Det ser ut som fargeløs eller grå stein med lav hardhet - bare tre på Mohs skala.I dagens verden er det syntetisert kunstig i laboratoriet.Den brukes i metallurgi.
også aluminium kan bli funnet i naturen i leire, hovedkomponenten av disse er oksyder av silisium og av metallet i forbindelse med vannmolekylene.I tillegg kan kjemisk element sees i sammensetningen av nefelin, hvis kjemiske formel er som følger: KNa3 [AlSiO4] 4.
Får
har aluminium innebærer vurdering av måter å syntese.Det finnes flere metoder.Produksjon av aluminium foregår i de tre første etappene.Den siste av disse er fremgangsmåten i elektrolyse på katoden, og en karbonanode.For å gjennomføre en slik prosess krever at alumina, så vel som hjelpestoffer slik som kryolitt (formel - Na3AlF6) og kalsiumfluorid (CaF2).For å forekomme dekomponering av oppløst aluminiumoksyd, er det nødvendig med den smeltede kryolitt, kalsiumfluorid, og oppvarmes til en temperatur av minst 950 grader celsius, og deretter ført gjennom en strøm av disse stoffer i de åtti tusen ampere og spenning fem-åtte volt.Således, fordi prosessen slå seg ned på katoden aluminium og anoden vil samle oksygenmolekyler, som i sin tur er oksidert anode og konvertere det til karbondioksid.Kunne utføre denne prosedyren, bauxitt, som er utvunnet i form av aluminiumoksid, tidligere renset for urenheter, så vel som fremgangs avvanning.
Aluminiumsproduksjon metoden beskrevet ovenfor er svært vanlig i bransjen.Det er også en metode, oppfunnet i 1827 av F. Wohler.Det er at aluminium kan utvinnes ved en kjemisk reaksjon mellom dens klorid og kalium.For å gjennomføre en slik prosess kan bare opprettes spesielle forholdene svært høy temperatur og vakuum.Således kan ett mol av klorid og et like stort volum av kalium fremstilles et mol av alumina og tre mol kaliumklorid som et biprodukt.Denne reaksjonen kan skrives i form av denne ligningen: AІSІ3 + 3K = AІ + 3KSІ.Denne metoden har ikke fått mye popularitet i bransjen.
Kjennetegn på aluminium i form av kjemi
Som nevnt ovenfor, er dette en enkel sak, som består av atomer som ikke er organisert i molekylet.Lignende strukturer dannes nesten alle metaller.Aluminium har en forholdsvis høy reaktivitet og sterke reduksjonsegenskaper.Kjemisk karakterisering av aluminium begynner med en beskrivelse av sine reaksjoner med andre enkle substans, som skal beskrives nærmere interaksjon med komplekse uorganiske forbindelser.
Aluminium og enkle stoffer
Dette omfatter først og fremst oksygen - den vanligste forbindelsen på planeten.Fra hans tjueen prosent av jordens atmosfære er.Omsetning av dette materiale med en hvilken som helst annen som kalles oksydasjon eller forbrenning.Det oppstår vanligvis ved høye temperaturer.Men i tilfellet med oksidering av aluminium er mulig i normale forhold - den således dannede oksydfilm.Hvis metallet er knust, vil det brenne, noe som gir seg store mengder energi som varme.For utførelse av reaksjonen mellom aluminium og oksygen er nødvendig disse komponentene i et molart forhold på 4: 3, noe som vil resultere i to deler av oksyd.
Denne kjemiske reaksjonen uttrykkes i følgende ligning: 4AІ + 3O2 = 2AІO3.Dessuten kan reaksjonen være aluminium med halogener som inkluderer fluor, jod, brom og klor.Navnene til disse prosessene er avledet fra det tilsvarende halogen: fluorisering, jodering bromering og klorering.Dette er typisk koblingsreaksjon.
For eksempel, her et samspill av aluminium med klor.En slik prosess kan bare skje i kulden.
så tar to mol aluminium og tre mol av klor, noe som resulterer i to mol av metallkloridet.Ligningen for denne reaksjon er som følger: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3.På samme måte er det mulig å oppnå aluminium fluorid, bromid og jodid det.
det aktuelle stoffet med svovel reagerer bare ved oppvarming.For utførelse av interaksjonen mellom de to forbindelsene er nødvendig for å ta dem i molare forhold på to til tre, og en del av det dannede aluminium.Reaksjonsligning har formen: 2Al + 3S = Al2S3.
Videre, ved høye temperaturer, og aluminium reagerer med karbon for å danne et karbid, og nitrogen under dannelse av et nitrid.Man kan sitere som et eksempel de følgende ligninger av kjemiske reaksjoner: 4AІ + 3C = AІ4S3;2al + N2 = 2AlN.
interaksjons komplekse stoffer
Disse omfatter vann, salter, syrer, baser, oksider.Med alle disse kjemikaliene aluminium reagerer forskjellig.La oss se i detalj hvert enkelt tilfelle.
reaksjon med vann
Med den vanligste stoffet på jorden kompleks aluminium reagerer ved oppvarming.Dette skjer bare når den innledende fjerning av oksydfilm.Interaksjonen av amfotere hydroksid er dannet, og hydrogen slippes ut i luften.Tar to av aluminium og seks deler vann for å oppnå hydroksyd og hydrogen i molforhold på to til tre.Skriver likningen for denne reaksjonen er som følger: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.
reaksjon med syrer, baser og oksider
Som andre aktive metaller, kan aluminium reagerer substitusjon.Således kan den fortrenge hydrogen fra syren eller kationet av en passiv metallsalt derav.Som et resultat av disse interaksjonene et aluminiumsalt blir dannet, og hydrogen frigjøres (i tilfellet med syren) eller utfelt metallnett (den som er mindre aktive enn rapportering).I det andre tilfellet og manifest reduksjon egenskaper, som har blitt nevnt ovenfor.Et eksempel er interaksjonen av aluminium med saltsyre, som dannes når aluminium klorid og hydrogen slippes ut i luften.Denne typen reaksjon er uttrykt i den følgende ligning: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.
eksempel på samspillet av aluminium salt kan tjene hans reaksjon med kobbersulfat.Inntak av disse to komponentene, ender vi opp med et rent aluminiumsulfat og kobber som faller i form av et bunnfall.Med syrer så som svovelsyre og salpetersyre, reagerer aluminium særegne.For eksempel er tilsetning av en fortynnet oppløsning av aluminiumnitrat-syre i et molart forhold på åtte deler av trettiåtte deler dannet av metallnitrat, tre deler nitrogenoksid og femten - vann.Ligningen for reaksjonen registreres slik: 8AL + 30HNO3 = 8AL (NO3) 3 + 3N2O + 15H2O.Denne prosessen forekommer bare i nærvær av varme.
Hvis man blander aluminium og en svak oppløsning av sulfat-syre i et molart forhold på 2:58, får vi av metallsulfat og hydrogen i et forhold på 2:59.Det vil si, vanlig substitusjonsreaksjon finner sted, slik tilfellet er med andre syrer.For klarhet, presenterer vi likningen: 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO 4) 3 + 3H2.Men med den konsentrerte syreoppløsning av samme vanskeligere.Her, på samme måte som i tilfellet med nitratet, er biproduktet dannet, men ikke i oksidform i form av svovel og vann.Hvis vi tar vår to nødvendig komponent i et molforhold på 03:58, er resultatet at en del av metallsaltet og svovel, og fire - vann.Denne kjemiske reaksjon kan uttrykkes ved følgende ligning: 2Al + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 4H2O + S.Videre kan aluminium reagere med alkalier.For å utføre slike kjemiske vekselvirkninger må ta to mol av metall, den samme mengde natrium- eller kalium-hydroksyd, så vel som seks mol vann.Dette gir substanser slik som natrium- eller kalium tetragidroksoalyuminat og hydrogen, som frigjøres som en gass med en stikkende lukt i molare forhold på to til tre.Denne kjemiske reaksjon kan representeres ved følgende ligning: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.
Og den siste tingen å vurdere er samhandlingsmønstre med noen aluminiumoksyder.Den vanligste og case - reaksjon Beketov.Den, så vel som mange andre som regnes som ovenfor, forekommer bare ved høyere temperaturer.Så, for gjennomføring må ta to mol pr mol av aluminiumoksid Ferrum.Vekselvirkningen mellom disse to stoffene er aluminiumoksyd og fritt jern i en mengde av ett og to mol hhv.
bruk av metallet i industrien
Legg merke til at bruk av aluminium - et svært vanlig fenomen.Først av alt, det er behov flyindustrien.Sammen med magnesium-legering blir brukt, og basert legeringer av metallet.Kan vi si at gjennomsnittsplanet er 50% i aluminiumlegeringen, og dens motor - 25%.Dessuten er bruk av aluminium utføres under fremstilling av kabler og ledninger på grunn av sin gode elektriske ledningsevne.Videre er det metall og legeringer mye brukt i bilindustrien.Disse materialene består av skrotter av biler, busser, trolleybusser, trikker noen, så vel som konvensjonelle og elektriske biler.Også det blir brukt i mindre skala applikasjoner, for eksempel for produksjon av emballasje for mat og andre produkter, glass.For å fremstille en sølvmaling som kreves av metallpulveret.En slik maling er nødvendig for å beskytte mot korrosjon av jern.Det kan sies at aluminium - den nest mest brukte i industrimetaller etter Ferrum.Dets forbindelser og han ofte brukt i kjemisk industri.Dette er på grunn av de spesielle kjemiske egenskapene til aluminium, herunder dets redusere egenskaper det og amfotere forbindelser.Hydroksid er et grunnstoff anses avgjørende for vannrensing.I tillegg er det brukt i medisin i produksjon av vaksiner.Det kan også bli funnet i sammensetningen av visse typer plast og andre materialer.
rolle i naturen
Som det har blitt beskrevet ovenfor, aluminium i store mengder i jordskorpen.Det er spesielt viktig for levende organismer.Aluminium er involvert i regulering av vekst, dannelse av bindevev, så som ben, ligamenter og andre.Med dette sporelementer vil gjennomføre prosessen med regenerering av kroppsvev.Gangen er preget av følgende symptomer: utviklings- og vekstforstyrrelser hos barn, voksne - kronisk utmattelse, redusert ytelse, svekket motorisk koordinasjon, reduserte priser av vev gjenfødelse, svekkelse av muskler, spesielt i ekstremiteter.Dette fenomenet kan oppstå hvis du spiser for lite mat med innhold av sporstoffer.
Imidlertid er en mer vanlig problem et overskudd av aluminium i kroppen.Det er ofte observert symptomer: angst, depresjon, søvnforstyrrelser, hukommelsestap, stress, oppmykning av muskel-skjelettsystemet, noe som kan føre til hyppige brudd og forstuinger.Langvarig overflødig aluminium i kroppen er ofte problemer i praktisk talt alle organ.
slikt fenomen kan føre til en rekke årsaker.Dette er først og fremst aluminium kokekar.Forskere har lenge vist at de retter laget av metall i spørsmålet, er ikke egnet for tilberedning av mat i den, siden den høye temperaturen i aluminium kommer inn i maten, og som et resultat du spise mye mer av dette sporstoffet, enn kroppen trenger.
andre grunn - regelmessig bruk av kosmetikk med innholdet av metallet eller dets salter.Før du bruker ethvert produkt du trenger å lese nøye komposisjonen.Er intet unntak og kosmetikk.
tredje grunnen - tar medisiner som inneholder mye av aluminium, i lang tid.Samt misbruk av vitaminer og kosttilskudd, som inkluderer mikrocellen.
La oss nå se på hvilke produkter inneholder aluminium, for å regulere og organisere din diett menyen riktig.Dette først og fremst gulrøtter, bearbeidet ost, hvete og alum, poteter.Fordi avokado anbefales frukt og fersken.I tillegg har de aluminiumrike kål, ris, mange urter.Dessuten kan de kationer av metallet være tilstede i drikkevann.For å unngå høyt eller lavt innhold av aluminium i kroppen (skjønt, akkurat som alle andre sporstoffer), må du nøye overvåke deres kosthold og prøve å gjøre det mer balansert som mulig.
