Varje grundämne kan betraktas i termer av tre vetenskaper: fysik, kemi och biologi.I denna artikel kommer vi att försöka så nära som möjligt att karakterisera aluminium.Detta element, som är i den tredje gruppen, och den tredje perioden, enligt det periodiska systemet.Aluminium - metall, som har en medel reaktivitet.Dessutom är det möjligt att observera föreningar amfotera egenskaper.Den atommassa av aluminium är tjugo-sex gram per mol.
fysiska egenskaperna hos aluminium
Under normala förhållanden är det en fast substans.Formeln är mycket enkel aluminium.Den består av atomer (ej förenade i molekylen), vilka är inriktade med hjälp av ett kristallgitter i den fasta substansen.Alufärg - silvervit.Dessutom har den en metallisk lyster, liksom andra ämnen i denna grupp.Färgen på den metall som används inom industrin, kan vara olika beroende på närvaron av föroreningar i legeringen.Detta är en ganska lätt metall.Dess densitet var 2,7 g / cm3, dvs den är ungefär tre gånger lättare än järn.I detta kan han tilldela utom magnesium, vilket är ännu enklare av metallen.Hårdheten hos aluminium är ganska låg.I det ger han de flesta metaller.Hårdheten hos aluminium är endast två Mohs.Därför, för dess förstärkning baserade legeringar av metallen tillsättes hårdare.
aluminium smältning sker vid en temperatur av bara 660 grader Celsius.Och den börjar koka vid upphettning till en temperatur av två tusen 452 grader Celsius.Detta är en mycket seg och smältbar metall.Denna fysiska kännetecken av aluminium slutar.Jag skulle också vilja påpeka att metallen har bäst efter silver och koppar ledningsförmåga.
förekomst i naturen
Aluminium specifikationer som vi just har övervägt, ganska vanligt i miljön.Det kan observeras i kompositionen enligt många mineraler.Element aluminium - fyra bland de mest förekommande i naturen.Dess massfraktionen i jordskorpan är nästan nio procent.Större mineraler som är närvarande i kompositionen av dess atomer är bauxit, aluminiumoxid, kryolit.Först - en sten som är sammansatt av oxider av järn, kisel och metallen ifråga, är också närvarande i strukturen av vattenmolekylen.Den har en icke-enhetlig färg: grå fragment, rödbrun eller andra färger, som är beroende av förekomsten av olika föroreningar.Trettio till sextio procent av rasen - aluminium, kan bilder av vilka ses ovan.Det är också mycket vanligt förekommande i naturen mineral är aluminiumoxid.
Det aluminiumoxid.Dess kemiska formel - AI2O3.Han kan ha rött, gult, blått eller brunt.Dess hårdhet på Mohs skala är nio enheter.De sorter av korund är kända safirer och rubiner, safirer och padparadzha (gul safir).
Kryolit - ett mineral som har en komplicerad kemisk formel.Den består av fluorider av aluminium och natrium - 3NaF • AlF3.Det ser ut som färglösa eller grå sten med en låg hårdhet - bara tre på Mohs skala.I dagens värld är det syntetiseras artificiellt i laboratoriet.Det används inom metallurgin.
Även aluminium kan återfinnas i naturen i leror, vars huvudkomponent som är oxider av kisel och av metallen associerad med vattenmolekylerna.Dessutom kan grundämne ses i sammansättningen av nefelin, vars kemiska formel är följande: KNa3 [AlSiO4] 4.
Få
har aluminium innebär hänsyn till sätt att syntes.Det finns flera metoder.Framställning av aluminium sker i de tre första etapperna.Den sista av dessa är det förfarande av elektrolys på katoden och en kolanod.För att utföra ett sådant förfarande kräver att aluminiumoxid, liksom adjuvanser, såsom kryolit (formel - Na3AlF6) och kalciumfluorid (CaF2).För att uppträda sönderdelning av upplöst aluminiumoxid, är det nödvändigt med smält kryolit, kalciumfluorid, och upphettades till en temperatur av åtminstone nio 100 50 grader, och sedan passera genom en ström av dessa ämnen i de åttio tusen ampere och spänning fem-åtta volt.Således eftersom processen sedimentera på katod aluminium och anoden kommer att samla syremolekyler som i sin tur oxideras anod och omvandla den till koldioxid.Innan du utför den här proceduren, bauxit, som bryts i form av aluminiumoxid, tidigare rengjorts från föroreningar, liksom processen för avvattning.
Aluminium Produktionsmetoden beskriven ovan är mycket vanligt i branschen.Det finns också en metod som uppfanns 1827 av F. Wohler.Det är att aluminium kan utvinnas genom en kemisk reaktion mellan dess klorid och kalium.Att genomföra en sådan process kan bara skapas särskilda villkor för mycket hög temperatur och vakuum.Sålunda kan en mol av klorid och en lika stor volym av kalium framställas en mol av aluminiumoxid och tre mol av kaliumklorid som en biprodukt.Denna reaktion kan skrivas i form av denna ekvation: AІSІ3 + 3K = AІ + 3KSІ.Denna metod har inte fått en hel del popularitet i branschen.
Kännetecken för aluminium i form av kemi
Såsom nämnts ovan, detta är en enkel sak, som består av atomer som inte är organiserade i molekylen.Liknande strukturer bildas nästan alla metaller.Aluminium har en relativt hög reaktivitet och starka reduktionsegenskaper.Kemisk karakterisering av aluminium kommer att börja med en beskrivning av dess reaktioner med andra enkel substans, såsom kommer att beskrivas ytterligare interaktion med komplexa oorganiska föreningar.
Aluminium och enkla ämnen
Här ingår i första hand syre - den vanligaste föreningen på planeten.Från hans tjugoen procent av jordens atmosfär är.Omsättning av detta material med någon annan kallas oxidation eller förbränning.Det uppträder vanligen vid höga temperaturer.Men i fallet med oxidation av aluminium är möjligt i normala förhållanden - den på detta sätt bildade oxidfilmen.Om metallen är krossad kommer den att brinna och avger stora mängder energi som värme.För genomförande av reaktionen mellan aluminium och syre som behövs dessa komponenter i ett molförhållande av 4: 3, vilket kommer att resultera i två delar av oxiden.
Denna kemiska reaktion uttrycks i följande ekvation: 4AІ + 3O2 = 2AІO3.Dessutom kan reaktionen vara aluminium med halogener som omfattar fluor, jod, brom och klor.Namnen på dessa processer härleds från motsvarande halogen: fluoridation, iodization, brome och klorering.Detta är den typiska kopplingsreaktionen.
Till exempel, här interaktionen av aluminium med klor.Ett sådant förfarande kan endast ske i kyla.
Så, med två mol aluminium och tre mol klor, vilket resulterar i två mol av metallkloriden.Ekvationen för denna reaktion är följande: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3.På samma sätt är det möjligt att erhålla aluminiumfluorid, bromid och jodid den.
ämnet i fråga med svavel reagerar endast vid upphettning.För genomförande av interaktionen mellan de två föreningarna som krävs för att ta dem i molära proportioner av två till tre och ett parti av sulfid som bildas av aluminium.Reaktionsekvation har formen: 2Al + 3S = Al2S3.
Vidare vid höga temperaturer, och aluminium reagerar med kol för att bilda en karbid, och kväve för att bilda en nitrid.Man kan nämna som exempel följande ekvationer av kemiska reaktioner: 4AІ + 3C = AІ4S3;2AI + N2 = 2AlN.
interaktion komplexa substanser
Dessa inkluderar vatten, salter, syror, baser, oxider.Med alla dessa kemikalier aluminium reagerar olika.Låt oss titta i detalj varje enskilt fall.
reaktion med vatten
Med vanligaste ämnet på jorden komplexa aluminium reagerar vid upphettning.Detta inträffar endast när det preliminära avlägsnandet av oxidfilmen.Interaktionen av den amfotära hydroxid bildas, och väte frigörs i luften.Med två av aluminium och sex delar vatten för erhållande av hydroxid och vätgas i molförhållandet av två till tre.Skriver ekvationen för denna reaktion är följande: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.
reaktion med syror, baser och oxider
Liksom andra aktiva metaller, kan aluminium reagera substitution.Den kan sålunda förskjuta vätet från syran eller katjonen av en passiv metallsalt därav.Som ett resultat av dessa interaktioner ett aluminiumsalt bildas, och väte frigöres (i fallet med syra) eller utfälld metallnätet (den som är mindre aktiv än den rapportering).I det andra fallet och uppenbara reduktionsegenskaper, som har nämnts ovan.Ett exempel är interaktionen av aluminium med saltsyra, som bildas när aluminiumkloriden och väte släpps ut i luften.Denna typ av reaktion uttrycks i följande ekvation: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.
exempel på interaktionen av aluminiumsaltet kan tjäna sin reaktion med kopparsulfat.Med dessa två komponenter, hamnar vi med en ren aluminiumsulfat och koppar som faller i form av en fällning.Med syror såsom svavelsyra och salpetersyra, reagerar aluminium märklig.Till exempel är tillsats av en utspädd lösning av aluminiumnitrat syra i ett molförhållande av åtta delar med trettio åtta delar som bildas av metallnitrat, tre delar kväveoxid och femton - vatten.Ekvationen av reaktionen registreras sålunda: 8AL + 30HNO3 = 8AL (NO3) 3 + 3N2O + 15H2O.Denna process inträffar endast i närvaro av värme.
Om du blandar aluminium och en svag lösning av sulfatsyra i ett molförhållande av 2:58, vi får av metallsulfat och väte i ett förhållande av 02:59.Det vill säga, vanlig substitutionsreaktion uppträder, såsom är fallet med andra syror.För tydlighetens skull presenterar vi ekvationen: 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2.Men med den koncentrerade syralösningen av samma svårare.Här, liksom i fallet av nitratet, är biprodukten bildad, men inte i oxidform och i form av svavel och vatten.Om vi tar vår 2 nödvändig komponent i ett molförhållande av 2 till fyra, blir resultatet en del av metallsaltet och svavel, och fyra - vatten.Denna kemiska reaktion kan uttryckas med följande ekvation: 2Al + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 4H2O + S.Dessutom kan aluminium reagera med alkalier.För att utföra sådana kemiska interaktioner behöver ta två mol av metall, samma mängd natrium- eller kaliumhydroxid, samt sex mol vatten.Detta producerar substanser såsom natrium- eller kalium tetragidroksoalyuminat och väte, som frigörs som en gas med stickande lukt i molära proportioner av två till tre.Denna kemiska reaktion kan representeras med följande ekvation: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.
Och sista sak att tänka på är de mönster av interaktion med vissa aluminiumoxider.Den vanligaste och begagnade Case - reaktion Beketov.Det, liksom många andra som anses ovan sker endast vid högre temperaturer.Så, för dess genomförande måste ta två mol per mol aluminiumoxid Ferrum.Interaktionen av dessa två ämnen är aluminiumoxid och fritt järn i en mängd av en och två moler respektive.
användning av metallen i branschen
Notera att användning av aluminium - ett mycket vanligt fenomen.Först och främst behöver den flygindustrin.Tillsammans med magnesiumlegering används och legeringar av metallen.Vi kan säga att medelplan är 50% av aluminiumlegeringen, och dess motor - 25%.Dessutom är användningen av aluminium som utförs under tillverkningen av trådar och kablar på grund av dess utmärkta elektriska konduktiviteten.Vidare är metallen och dess legeringar används i stor utsträckning i bilindustrin.Dessa material består av slaktkroppar av bilar, bussar, trådbussar, spårvagnar vissa, liksom konventionella och elbilar.Också den används i småskaliga tillämpningar, exempelvis för tillverkning av förpackningar för livsmedel och andra produkter, glas.För att framställa en silverfärg erfordras av metallpulvret.Sådan färg behövs för att skydda mot korrosion av järn.Det kan sägas att aluminium - den näst mest använda i industrimetaller efter Ferrum.Dess föreningar och han använde ofta inom den kemiska industrin.Detta beror på de specifika kemiska egenskaperna hos aluminium, inklusive sina reducerande egenskaper det och amfotära föreningar.Hydroxid är ett grundämne anses nödvändig för vattenrening.Dessutom används det i medicin vid framställning av vacciner.Det kan också finnas i sammansättningen av vissa typer av plast och andra material.
roll i naturen
Såsom har beskrivits ovan, aluminium i stora mängder i jordskorpan.Det är särskilt viktigt för levande organismer.Aluminium är involverat i regleringen av tillväxten, som bildar bindväv, såsom ben, ligament och andra.Med denna spårelement kommer att utföra processen för regenerering av kroppsvävnader.Dess nedgång kännetecknas av följande symtom: utvecklings- och tillväxtstörningar hos barn, vuxna - kronisk trötthet, minskad prestanda, försämrad koordinations motor, reducerade vävnadsregenerering, försvagning av muskler, särskilt i armar och ben.Detta fenomen kan uppstå om du äter för lite mat med innehållet av spårämnen.
Emellertid är ett mer vanligt problem ett överskott av aluminium i kroppen.Det påpekas ofta symptom: ångest, depression, sömnstörningar, minnesförlust, stress, mjuk i muskuloskeletala systemet, vilket kan leda till frekventa frakturer och stukningar.Långvarig överskott aluminium i kroppen är ofta problem i så gott som alla organsystem.
Ett sådant fenomen kan leda till ett antal skäl.Detta beror främst aluminium köksredskap.Forskare har länge visat att rätter gjorda av metallen i fråga, är inte lämplig för framställning av livsmedel i den, eftersom den höga temperaturen i aluminium in i maten, och som ett resultat du äter mycket mer av detta spårämne, än kroppen behöver.
andra skälet - regelbunden användning av kosmetika med innehållet av metallen eller dess salter.Innan du använder någon produkt som du behöver för att noggrant läsa dess sammansättning.Är inget undantag och kosmetika.
tredje skäl - tar mediciner som innehåller mycket av aluminium, under en lång tid.Liksom missbruk av vitaminer och kosttillskott, som inkluderar mikro.
Låt oss nu se på vilka produkter innehåller aluminium, för att reglera och organisera din kost menyn korrekt.Detta främst morötter, smältost, vete och alum, potatis.Eftersom avokado rekommenderas frukt och persikor.Dessutom de aluminiumrika kål, ris, många örter.Likaså kan katjonerna av metallen vara närvarande i dricksvatten.För att undvika hög eller låg aluminiumhalt i kroppen (men precis som alla andra spårämnen), måste du noga övervaka deras diet och försöker göra det mer balanserad som möjligt.
