Українські рефератиучбові матеріали на українській мові

RefBaza.com.ua пропонує студентам та абітурієнтам найбільшу базу з рефератів! Також ви можете ділитися своїми рефератами для поповнення бази.

Алюміній

Реферат: Алюміній

Алюміній - самий распостраненный в земної корі метал. На її частку припадає 5,5-6,6 мовляв. частки % чи 8 мас. %. Головна маса його зосереджена алюмосиликатах. Надзвичайно поширеним продуктом руйнації освічених ними гірських порід є глина, основному складі якої відповідає формулі Al2O3.2SiO2.2H2O. Серед інших природних форм перебування алюмінію найбільше значення мають боксит Al2O3.xH2O і мінерали корунд Al2O3 і криолит AlF3.3NaF.

Вперше алюміній було отримано Велером в 1827 року дією металевого калію на хлорид алюмінію. Проте, попри широку поширеність у природі, алюміній остаточно ХІХ століття належав до рідкісних металів.

Нині у промисловості алюміній отримують електроліз розчину глинозему Al2O3 в расплавленнном криолите. Al2O3 має бути досить чистим, оскільки з выплавленного алюмінію домішки видаляються з великими труднощами. Температура плавлення Al2O3 близько 2050оС, а криолита - 1100оС. Электролизу піддають розплавлену суміш криолита і Al2O3, що містить близько 20 мас.% Al2O3, яка плавиться при 960оС й володіє електричної провідністю, щільністю і в'язкістю, найбільш благоприятствующими проведенню процесу. При додаванні AlF3, CaF2 і MgF2 проведення електролізу виявляється можливим при 950оС.

У періодичної системі алюміній перебуває у третьому періоді, у головній підгрупі третьої групи. Заряд ядра +13. Електронна будова атома 1s22s22p63s23p1. Металевий атомний радіус 0,143 нм, ковалентный - 0,126 нм, умовний радіус іона Al3+ - 0,057 нм. Енергія іонізації Al - Al+ 5,99 эВ.

Найбільш характерна ступінь окислення атома алюмінію +3.Отрицательная ступінь окислення проявляється рідко. У зовнішньому електронному шарі атома існують вільні d-подуровни. Завдяки цього координаційне число в з'єднаннях може рівнятися як 4 (AlCl4-, AlH4-, алюмосиликаты), а й 6 (Al2O3,[Al(OH2)6]3+).

У нинішньому вигляді простого речовини алюміній - сріблисто-білий, досить твердий метал з щільністю 2,7 г/см3 (т.пл. 660оС, т. стосів. ~2500оС). Кристаллизуется в гранецентрированной кубічної решітці. Характеризується високої тягучестью, теплопроводностью і електропровідністю (складової 0,6 електропровідності міді). З цією пов'язане його використання у виробництві електричних дротів. При однаковою електричної провідності алюминмевый провід важить вдвічі нижча мідного.

На повітрі алюміній покривається найтоншої (0,00001 мм), але йому дуже щільною плівкою оксиду, яка захищає метал від подальшого окислення і придающей йому матовий вид. Після обробітку поверхні алюмінію сильними окислювачами (конц. HNO3, K2Cr2O7) чи анодним окисленням товщина захисної плівки зростає. Стійкість алюминмя дозволяє виготовляти потім із нього хімічну апаратуру і ємності для збереження і транспортування азотної кислоти.

Алюміній легко витягується в дріт і прокочується в тонкі листи. Алюмінієва фольга (завтовшки 0,005 мм) застосовується у харчовій і фармацевтичній промисловості для упаковки продуктів і препаратів.

Основний масив алюмінію використовують із отримання різноманітних сплавів, поруч із хорошими механічними якостями що характеризуються своєї легкістю. Найважливіші їх - дуралюминий (94% Al, 4% Cu, по 0,5% Mg, Mn, Fe і Si), силумін (85 - 90% Al, 10 - 14% Sk, 0,1% Na) та інших. Алюмінієві сплави застосовують у ракетній техніці, в авіа-, авто-, судно- і приладобудуванні, у виробництві посуду та у багатьох інших галузях промисловості. За шириною застосування сплави алюмінію займають друге місці після сталі та чавуну.

Алюміній, ще, застосовується як легирующая добавка до багатьох сплавів щоб надати їм жаростійкості.

При накаливании дрібно роздрібненого алюмінію він енергійно згоряє надворі. Аналогічно протікає і їхню взаємодію його із сірою. З хлором і бромом з'єднання відбувається вже за часів звичайній температурі, з иодом - при нагріванні. При дуже високих температур алюміній безпосередньо з'єднується і з азотом і вуглецем. Навпаки, з воднем не взаємодіє.

Стосовно воді алюміній цілком стійкий. Але якщо механічним шляхом, або амальгамированием зняти предохраняющее дію оксидной плівки, це відбувається енергійна реакція:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2­

Дуже розбавлені, і навіть дуже концентровані HNO3 і H2SO4 на алюміній майже діють (на холоду), тоді як із середніх концентраціях цих кислот поволі розчиняється. Чистий алюміній досить стійкий і ворожість до соляної кислоті, але звичайний технічний метал у ній розчиняється.

Алюміній помітно розчиняється в розчинах солей, мають унаслідок їх гідролізу кислу чи лужну реакцію, наприклад, в розчині Na2CO3.

Серед напруг він розташовується між Mg і Zn. У своїх стійких з'єднаннях алюміній трехвалентен.

Поєднання алюмінію з киснем супроводжується величезним виділенням тепла (1676 кДж/моль Al2O3), значно більшою, ніж в багатьох інших металів. У виду цього за накаливании суміші оксиду відповідного металу з порошком алюмінію відбувається бурхливою реакцією, яка веде до виділенню з взятого оксиду вільного металу. Метод відновлення з допомогою Al (алюмотермия) часто застосовують щоб одержати низки елементів (Cr, Mn, V, W та інших.) у вільному стані.

Алюмотермией іноді користуються для зварювання окремих сталевих частин, в часности стиків трамвайних рейок. Застосовувана суміш (“терміт”) полягає зазвичай з тонких порошків алюмінію і Fe3O4. Поджигается вона з допомогою запалу з суміші Al і BaO2. Основна реакція йде з рівнянню:

8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 3350 кДж

Причому розвивається температура близько 3000оС.

Оксид алюмінію є білу, дуже тугоплавкую (т. пл. 2050оС) і нерастворимую у питній воді масу. Природний Al2O3 (мінерал корунд), і навіть отриманий штучно і далі сильно прожарений відрізняється великий твердістю і нерастворимостью в кислотах. У розчинне стан Al2O3 (т. зв. глинозем) можна перевести сплавлением зі лугами.

Зазвичай забруднений оксидом заліза природний корунд внаслідок своєї надзвичайної твердості застосовується виготовлення шліфувальних кіл, брусків тощо. У дрібно роздробленому вигляді він під назвою наждаку служить очищення металевих поверхонь і виготовлення наждачним папери. А тим цілей часто користуються Al2O3, одержуваним сплавлением боксита (технічне назва - алунд).

Прозорі окрашеннные кристали корунду - червоний рубін - домішка хрому - і синій сапфір - домішка титану, а заліза - коштовним камінням. Їх отримують як і штучно й використовують для технічних цілей, наприклад, виготовлення деталей точних приладів, каміння на годиннику тощо. Кристали рубінів, містять малу домішка Cr2O3, застосовують у ролі квантових генераторів - лазерів, створюють спрямований пучок монохроматического випромінювання.

Al(OH)3 є об'ємистий драглистий осад білого кольору, практично нерозчинний у питній воді, але легко растворяющийся в кислотах і сильних лугах. Вона має, отже, амфотерный характер. Але й основні особливо кислотні його властивості виражені досить слабко. У надлишку NH4OH гидроксид алюмінію нерозчинимо. Один із форм дегидратированного гидроксида - алюмогель використовують у техніці як адсорбенту.

При взаємодії з сильними лугами утворюються відповідні алюминаты:

NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4]

Алюминаты найактивніших одновалентных металів у питній воді добре розчиняються, але в силу сильного гідролізу розчини їх стійкі лише за наявності достатнього надлишку луги. Алюминаты, вироблені з більш слабких підстав, гидролизованы в розчині практично нацело і тому можна отримати лише сухим шляхом (сплавлением Al2O3 з оксидами відповідних металів). Утворюються метаалюминаты, за складом вироблені від метаалюминиевой кислоти HAlO2. Більшість їх у питній воді нерастворимо.

З кислотами Al(OH)3 утворює солі. Похідні більшості сильних кислот добре розчиняються у воді, але досить значно гидролизованы, і тому розчини їх показують кислу реакцію. Ще сильніше гидролизованы розчинні солі алюмінію і слабких кислот. У результаті гідролізу сульфід, карбонат, ціанід та інших солі алюмінію з водних розчинів отримати вдасться.


Схожі реферати

Статистика

[1] 2