Химические свойства алюминия уравнения
Алюминий
Алюминий является самым распространенным металлом в земной коре. Свойства алюминия позволяют активно применять в составе металлоконструкций: он легкий, мягкий, поддается штамповке, обладает высокой антикоррозийной устойчивостью.
Для алюминия хаpaктерна высокая химическая активность, отличается также высокой электро- и теплопроводностью.
Основное и возбужденное состояние
При переходе атома алюминия в возбужденное состояние 2 электрона s-подуровня распариваются, и один электрон переходит на p-подуровень.
Природные соединения
Получение
Алюминий получают путем электролиза расплава Al2O3 в криолите (Na3AlF6). Галлий, индий и таллий получают схожим образом — методом электролиза их оксидов и солей.
Химические свойства
- Реакции с неметаллами
При комнатной температуре реагирует с галогенами (кроме фтора) и кислородом, покрываясь при этом оксидной пленкой.
Al + Br2 → AlBr3 (бромид алюминия)
При нагревании алюминий вступает в реакции с фтором, серой, азотом и углеродом.
Al + F2 → (t) AlF3 (фторид алюминия)
Al + S → (t) Al2S3 (сульфид алюминия)
Al + N2 → (t) AlN (нитрид алюминия)
Al + C → (t) Al4C3 (карбид алюминия)
Алюминий проявляет амфотерные свойства (греч. ἀμφότεροι — двойственный), вступает в реакции как с кислотами, так и с основаниями.
Al + NaOH + H2O → Na[Al(OH)4] + H2↑ (тетрагидроксоалюминат натрия; поскольку алюминий дан в чистом виде — выделяется водород)
При прокаливании комплексные соли не образуются, так вода испаряется:
Реакция с водой
При комнатной температуре не идет из-за образования оксидной пленки — Al2O3 — на воздухе. Если разрушить оксидную пленку нагреванием раствора щелочи или амальгамированием (покрытием металла слоем ртути) — реакция идет.
Алюминотермия (лат. Aluminium + греч. therme — тепло) — способ получения металлов и неметаллов, заключающийся в восстановлении их оксидов алюминием. Температуры при этом процессе могут достигать 2400°C.
С помощью алюминотермии получают Fe, Cr, Mn, Ca, Ti, V, W.
Оксид алюминия
Оксид алюминия получают в ходе взаимодействия с кислородом — на воздухе алюминий покрывается оксидной пленкой. При нагревании гидроксид алюминия, как нерастворимое основание, легко разлагается на оксид и воду.
Проявляет амфотерные свойства: реагирует и с кислотами, и с основаниями.
Al2O3 + NaOH + H2O → Na[Al(OH)4] (тетрагидроксоалюминат натрия)
Гидроксид алюминия
Гидроксид алюминия получают в ходе реакций обмена между растворимыми солями алюминия и щелочами. В результате гидролиза солей алюминия часто выпадает белый осадок — гидроксид алюминия.
Проявляет амфотерные свойства. Реагирует и с кислотами, и с основаниями. Вследствие нерастворимости гидроксид алюминия не реагирует с солями.
Al(OH)3 + LiOH → Li[Al(OH)4] (при избытке щелочи будет верным написание — Li3[Al(OH)6] — гексагидроксоалюминат лития)
©Беллевич Юрий Сергеевич
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Химические свойства алюминия уравнения
Её толщина 0,00001 мм, но благодаря ней алюминий не коррозирует. Для изучения химических свойств алюминия оксидную пленку удаляют. (При помощи наждачной бумаги, или химически: сначала опуская в раствор щелочи для удаления оксидной пленки, а затем в раствор солей ртути для образования сплава алюминия со ртутью – амальгамы).
I . Взаимодействие с простыми веществами
Алюминий уже при комнатной температуре активно реагирует со всеми галогенами, образуя галогениды. При нагревании он взаимодействует с серой (200 °С), азотом (800 °С), фосфором (500 °С) и углеродом (2000 °С), с йодом в присутствии катализатора — воды:
2А l + 3 S = А l 2 S 3 (сульфид алюминия),
2А l + N2 = 2А lN (нитрид алюминия),
А l + Р = А l Р (фосфид алюминия),
4А l + 3С = А l 4 С3 (карбид алюминия).
Все эти соединения полностью гидролизуются с образованием гидроксида алюминия и, соответственно, сероводорода, аммиака, фосфина и метана:
В виде стружек или порошка он ярко горит на воздухе, выделяя большое количество теплоты:
4А l + 3 O 2 = 2А l 2 О3 + 1676 кДж.
II . Взаимодействие со сложными веществами
Взаимодействие с водой :
без оксидной пленки
Взаимодействие с оксидами металлов:
Алюминий – хороший восстановитель, так как является одним из активных металлов. Стоит в ряду активности сразу после щелочно-земельных металлов. Поэтому восстанавливает металлы из их оксидов. Такая реакция – алюмотермия – используется для получения чистых редких металлов, например таких, как вольфрам, ваннадий и др.
Термитная смесь Fe3O4 и Al (порошок) –используется ещё и в термитной сварке.
Взаимодействие с кислотами :
С холодными концентрированными серной и азотной не реагирует (пассивирует). Поэтому азотную кислоту перевозят в алюминиевых цистернах. При нагревании алюминий способен восстанавливать эти кислоты без выделения водорода:
Взаимодействие со щелочами .
2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O = 2 Na [ Al ( OH )4 ] + 3 H 2
По предложению химика Горбова, в русско-японскую войну эту реакцию использовали для получения водорода для аэростатов.
Если поверхность алюминия потереть солью ртути, то происходит реакция:
Выделившаяся ртуть растворяет алюминий, образуя амальгаму .
Обнаружение ионов алюминия в растворах : ОПЫТ
5. Применение алюминия и его соединений
Физические и химические свойства алюминия обусловили его широкое применение в технике. Крупным потребителем алюминия является авиационная промышленность: самолет на 2/3 состоит из алюминия и его сплавов. Самолет из стали оказался бы слишком тяжелым и смог бы нести гораздо меньше пассажиров. Поэтому алюминий называют крылатым металлом. Из алюминия изготовляют кабели и провода: при одинаковой электрической проводимости их масса в 2 раза меньше, чем соответствующих изделий из меди.
Учитывая коррозионную устойчивость алюминия, из него изготовляют детали аппаратов и тару для азотной кислоты. Порошок алюминия является основой при изготовлении серебристой краски для защиты железных изделий от коррозии, а также для отражения тепловых лучей такой краской покрывают нефтехранилища, костюмы пожарных.
Оксид алюминия используется для получения алюминия, а также как огнеупopный материал.
Гидроксид алюминия – основной компонент всем известных лекарств маалокса, альмагеля, которые понижают кислотность желудочного сок.
Соли алюминия сильно гидролизуются. Данное свойство применяют в процессе очистки воды. В очищаемую воду вводят сульфат алюминия и небольшое количество гашеной извести для нейтрализации образующейся кислоты. В результате выделяется объемный осадок гидроксида алюминия, который, оседая, уносит с собой взвешенные частицы мути и бактерии.
Таким образом, сульфат алюминия является коагулянтом.
6. Получение алюминия
1) Современный рентабельный способ получения алюминия был изобретен американцем Холлом и французом Эру в 1886 году. Он заключается в электролизе раствора оксида алюминия в расплавленном криолите. Расплавленный криолит Na3AlF6 растворяет Al2O3, как вода растворяет сахар. Электролиз “раствора” оксида алюминия в расплавленном криолите происходит так, как если бы криолит был только растворителем, а оксид алюминия — электролитом.
Читать еще: Как убрать сульфатацию пластин аккумулятораВ английской “Энциклопедии для мальчиков и девочек” статья об алюминии начинается следующими словами: “23 февраля 1886 года в истории цивилизации начался новый металлический век — век алюминия. В этот день Чарльз Холл, 22-летний химик, явился в лабораторию своего первого учителя с дюжиной маленьких шариков серебристо-белого алюминия в руке и с новостью, что он нашел способ изготовлять этот металл дешево и в больших количествах”. Так Холл сделался основоположником американской алюминиевой промышленности и англосаксонским национальным героем, как человек, сделавшим из науки великолепный бизнес.
- Металлический алюминий первым выделил в 1825 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед. Пропустив газообразный хлор через слой раскаленного оксида алюминия, смешанного с углем, Эрстед выделил хлорид алюминия без малейших следов влаги. Чтобы восстановить металлический алюминий, Эрстеду понадобилось обработать хлорид алюминия амальгамой калия. Через 2 года немецкий химик Фридрих Вёллер. Усовершенствовал метод, заменив амальгаму калия чистым калием.
- В 18-19 веках алюминий был главным ювелирным металлом. В 1889 году Д.И.Менделеев в Лондоне за заслуги в развитии химии был награжден ценным подарком – весами, сделанными из золота и алюминия.
- К 1855 году французский ученый Сен- Клер Девиль разработал способ получения металлического алюминия в технических масштабах. Но способ был очень дорогостоящий. Девиль пользовался особым покровительством Наполеона III, императора Франции. В знак своей преданности и благодарности Девиль изготовил для сына Наполеона, новорожденного принца, изящно гравированную погремушку – первое «изделие ширпотреба» из алюминия. Наполеон намеревался даже снарядить своих гвардейцев алюминиевыми кирасами, но цена оказалась непомерно высокой. В то время 1 кг алюминия стоил 1000 марок, т.е. в 5 раз дороже серебра. Только после изобретения электролитического процесса алюминий по своей стоимости сравнялся с обычными металлами.
- А знаете ли вы, что алюминий, поступая в организм человека, вызывает расстройство нервной системы. При его избытке нарушается обмен веществ. А защитными средствами является витамин С, соединения кальция, цинка.
- При сгорании алюминия в кислороде и фторе выделяется много тепла. Поэтому его используют как присадку к paкетному топливу. Paкета «Сатурн» сжигает за время полёта 36 тонн алюминиевого порошка. Идея использования металлов в качестве компонента paкетного топлива впервые высказал Ф. А. Цандер.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ
№1. Для получения алюминия из хлорида алюминия в качестве восстановителя можно использовать металлический кальций. Составьте уравнение данной химической реакции, охаpaктеризуйте этот процесс при помощи электронного баланса.
Подумайте! Почему эту реакцию нельзя проводить в водном растворе?
№2. Закончите уравнения химических реакций :
Al + H2SO4 ( раствор ) ->
Al + CuCl2 ->
Al + HNO3( конц ) — t ->
Al + NaOH + H2O ->
№4. Решите задачу:
На сплав алюминия и меди подействовали избытком концентрированного раствора гидроксида натрия при нагревании. Выделилось 2,24 л газа (н.у.). Вычислите процентный состав сплава, если его общая масса была 10 г?
2.2.3. Хаpaктерные химические свойства алюминия.
Алюминий — амфотерный металл. Электронная конфигурация атома алюминия 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 . Таким образом, на внешнем электронном слое у него находятся три валентных электрона: 2 — на 3s- и 1 — на 3p-подуровне. В связи с таким строением для него хаpaктерны реакции, в результате которых атом алюминия теряет три электрона с внешнего уровня и приобретает степень окисления +3. Алюминий является высокоактивным металлом и проявляет очень сильные восстановительные свойства.
Взаимодействие алюминия с простыми веществами
с кислородом
При контакте абсолютно чистого алюминия с воздухом атомы алюминия, находящиеся в поверхностном слое, мгновенно взаимодействуют с кислородом воздуха и образуют тончайшую, толщиной в несколько десятков атомарных слоев, прочную оксидную пленку состава Al2O3, которая защищает алюминий от дальнейшего окисления. Невозможно и окисление крупных образцов алюминия даже при очень высоких температурах. Тем не менее, мелкодисперсный порошок алюминия довольно легко сгорает в пламени горелки:
с галогенами
Алюминий очень энергично реагирует со всеми галогенами. Так, реакция между перемешанными порошками алюминия и йода протекает уже при комнатной температуре после добавления капли воды в качестве катализатора. Уравнение взаимодействия йода с алюминием:
С бромом, представляющим собой тёмно-бурую жидкость, алюминий также реагирует без нагревания. Образец алюминия достаточно просто внести в жидкий бром: тут же начинается бурная реакция с выделением большого количества тепла и света:
Реакция между алюминием и хлором протекает при внесении нагретой алюминиевой фольги или мелкодисперсного порошка алюминия в заполненную хлором колбу. Алюминий эффектно сгорает в хлоре в соответствии с уравнением:
с серой
При нагревании до 150-200 о С или после поджигания смеси порошкообразных алюминия и серы между ними начинается интенсивная экзотермическая реакция с выделением света:
— сульфид алюминия
с азотом
При взаимодействии алюминия с азотом при температуре около 800 o C образуется нитрид алюминия:
с углеродом
При температуре около 2000 o C алюминий взаимодействует с углеродом и образует карбид (метанид) алюминия, содержащий углерод в степени окисления -4, как в метане.
Взаимодействие алюминия со сложными веществами
с водой
Как уже было сказано выше, стойкая и прочная оксидная пленка из Al2O3 не дает алюминию окисляться на воздухе. Эта же защитная оксидная пленка делает алюминий инертным и по отношению к воде. При снятии защитной оксидной пленки с поверхности такими методами, как обработка водными растворами щелочи, хлорида аммония или солей ртути (амальгирование), алюминий начинает энергично реагировать с водой с образованием гидроксида алюминия и газообразного водорода:
с оксидами металлов
После поджигания смеси алюминия с оксидами менее активных металлов (правее алюминия в ряду активности) начинается крайне бурная сильно-экзотермическая реакция. Так, в случае взаимодействия алюминия с оксидом железа (III) развивается температура 2500-3000 о С. В результате этой реакции образуется высокочистое расплавленное железо:
Данный метод получения металлов из их оксидов путем восстановления алюминием называется алюмотермией или алюминотермией.
с кислотами-неокислителями
Взаимодействие алюминия с кислотами-неокислителями, т.е. пpaктически всеми кислотами, кроме концентрированной серной и азотной кислот, приводит к образованию соли алюминия соответствующей кислоты и газообразного водорода:
2Аl 0 + 6Н + = 2Аl 3+ + 3H2 0 ;
с кислотами-окислителями
-концентрированной серной кислотой
Взаимодействие алюминия с концентрированной серной кислотой в обычных условиях, а также низких температурах не происходит вследствие эффекта, называемого пассивацией. При нагревании реакция возможна и приводит к образованию сульфата алюминия, воды и сероводорода, который образуется в результате восстановления серы, входящей в состав серной кислоты:
Читать еще: Как подключить телефон к розетке подключение проводовТакое глубокое восстановление серы со степени окисления +6 (в H2SO4) до степени окисления -2 (в H2S) происходит благодаря очень высокой восстановительной способности алюминия.
— концентрированной азотной кислотой
Концентрированная азотная кислота в обычных условиях также пассивирует алюминий, что делает возможным ее хранение в алюминиевых емкостях. Так же, как и в случае с концентрированной серной, взаимодействие алюминия с концентрированной азотной кислотой становится возможным при сильном нагревании, при этом преимущественно протекает реакция:
— разбавленной азотной кислотой
Взаимодействие алюминия с разбавленной по сравнению с концентрированной азотной кислотой приводит к продуктам более глубокого восстановления азота. Вместо NO в зависимости от степени разбавления могут образовываться N2O и NH4NO3:
со щелочами
Алюминий реагирует как с водными растворами щелочей:
так и с чистыми щелочами при сплавлении:
В обоих случаях реакция начинается с растворения защитной пленки оксида алюминия:
В случае водного раствора алюминий, очищенный от защитной оксидной пленки, начинает реагировать с водой по уравнению:
Образующийся гидроксид алюминия, будучи амфотерным, реагирует с водным раствором гидроксида натрия с образованием растворимого тетрагидроксоалюмината натрия:
Химические свойства алюминия уравнения
Часть I
1. Дополните схему строения атома алюминия.
13Al 2е, 8е, 3е или
2. Al проявляет сильные восстановительные свойства, получая при этом с.о. +3, по соответствующей схеме:
3. Эта же схема отражает образование в простом веществе металлической связи.
Алюминий имеет металлическую кристаллическую решётку и хаpaктеризуется следующими физическими свойствами: серебристо-белый, электро-, термопроводен, пластичный.
4. Заполните таблицу «Применение алюминия на основе его физических свойств».
5. В ряду активности металлов алюминий следует за металлами IIA группы, т.е. очень активен, но с водой, как подсказывает бытовой опыт, не взаимодействует при обычных условиях (алюминиевые провода и посуда не разрушаются под действием воды). Почему?
Есть защитная плёнка оксида алюминия.
Как осуществить реакцию, схема которой:
Al+H2O→Al(OH)3+H2 ?
Растереть алюминий в порошок и смешать с водой при высокой температуре.
6. Химические свойства алюминия (запишите уравнения возможных реакций – молекулярные, полные и сокращённые ионные).
1) Сгорает при нагревании (рассмотрите с позиций окисления-восстановления).
2) Взаимодействует с неметаллами (рассмотрите ОВР).
3) Взаимодействует с растворами кислот.
4) Взаимодействует с растворами солей.
5) Взаимодействует с оксидами металлов – алюминотермия.
6) Взаимодействует с растворами щелочей.
Часть II
1. Заполните таблицу «Применение алюминия на основе его химических свойств».
2. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить соответствующие переходы, в свете ОВР.
3. Амальгама – это соединение, в состав которого входит ртуть.
В химии алюминия она играет важную роль — как восстанавливающий агент в органических синтезах.
4. Подготовьте сообщение об амальгамах золота и их значении, используя различные источники информации(интернет). Запишите тезисы сообщения или составьте его план в особой тетради.
Метод амальгамации основан на способности ртути образовывать сплавы — амальгамы с различными металлами, в том числе и с золотом. В этом методе увлажненная дробленая порода смешивалась со ртутью и подвергалась дополнительному измельчению в мельницах-чашах. Амальгаму золота (и сопутствующих металлов) извлекали промывкой, после чего ртуть отгонялась из собранной амальгамы и использовалась повторно. Метод амальгамации известен с I века до н. э., наибольшие масштабы приобрел в американских колониях Испании начиная с XVI века. Это стало возможным благодаря наличию в Испании огромного ртутного месторождения — Альмаден. В более позднее время использовался метод внешней амальгамации, когда дробленая золотоносная порода при промывке пропускалась через обогатительные шлюзы, выстланные медными листами, покрытыми тонким слоем ртути. Метод амальгамации применим только на месторождениях с высоким содержанием золота или уже при его обогащении. Сейчас он используется очень редко, главным образом старателями в Африке и Южной Америке.
5. Подготовьте с помощью Интернета презентацию (5-10 слайдов) на тему «История алюминия». Запишите план презентации.
1) Открытие алюминия
2) Нахождение в природе
3) Физические и химические свойства
4) Получение
5) Применение
6. Вычислите, какое количество граммов оксида хрома (III), содержащего 20% примесей, и моль алюминия необходимо для получения 4,5 моль хрома с помощью алюминотермии.
Химические реакции алюминия
Химические свойства алюминия
Химические свойства алюминия определяются его положением в периодической системе химических элементов.
Ниже представлены основные химические реакции алюминия с другими химическими элементами. Эти реакции определяют основные химические свойства алюминия.
С чем реагирует алюминий
Простые вещества:
- галогены (фтор, хлор, бром и иодин)
- сера
- фосфор
- азот
- углерод
- кислород (горение)
Сложные вещества:
- вода
- минеральные кислоты (соляная, фосфорная)
- серная кислота
- азотная кислота
- щелочи
- окислители
- оксиды менее активных металлов (алюмотермия)
С чем не реагирует алюминий
Алюминий не реагирует:
- с водородом
- в обычных условиях — с концентрированной серной кислотой (из-за пассивации — образования плотной оксидной пленки)
- в обычных условиях — с концентрированной азотной кислотой (также из-за пассивации)
Алюминий и воздух
Обычно поверхность алюминия всегда покрыта тонким слоем оксида алюминия, который защищает ее от воздействия воздуха, точнее, кислорода. Поэтому считается, что алюминий не вступает в реакцию с воздухом. Если же этот оксидный слой повреждается или удаляется, то свежая поверхность алюминия реагирует с кислородом воздуха. Алюминий может гореть в кислороде ослепительно белым пламенем с образованием оксида алюминия Al2O3.
Реакция алюминия с кислородом:
Алюминий и вода
Алюминий реагирует с водой по следующим реакциям [2]:
В результате этих реакций образуются, соответственно, следующие соединения алюминия:
- модификация гидроксида алюминия байерит и водород (1)
- модификация гидроксида алюминия богемит и водород (2)
- оксид алюминия и водород (3)
Эти реакции, кстати, представляют большой интерес, при разработке компактных установок для получения водорода для трaнcпортных средств, которые работают на водороде [2].
Все эти реакции являются термодинамически возможными при температуре от комнатной до температуры плавления алюминия 660 ºС. Все они являются также экзотермическими, то есть происходят с выделением тепла [2]:
- При температуре от комнатной до 280 ºС наиболее устойчивым продуктом реакции является Al(OH)3.
- При температуре от 280 до 480 ºС наиболее устойчивым продуктом реакции является AlO(OH).
- При температуре выше 480 ºС наиболее устойчивым продуктом реакции является Al2O3.
Таким образом, оксид алюминия Al2O3 становится термодинамически более устойчивым, чем Al(OH)3 при повышенной температуре. Продуктом реакции алюминия с водой при комнатной температуре будет гидроксид алюминия Al(OH)3.
Реакция (1) показывает, что алюминий должен самопроизвольно реагировать с водой при комнатной температуре. Однако на пpaктике кусок алюминия, опущенный в воду, не реагирует с водой в условиях комнатной температуры и даже в кипящей воде. Дело в том, что алюминий имеет на поверхности тонкий когерентный слой оксида алюминия Al2O3. Эта оксидная пленка прочно удерживается на поверхности алюминия и предотвращает его реакцию с водой. Поэтому, чтобы начать и поддерживать реакцию алюминия с водой при комнатной температуре необходимо постоянно удалять или разрушать этот оксидный слой [2].
Читать еще: Как быстро ощипать гуся видеоАлюминий и галогены
Алюминий бурно реагирует со всем галогенами – это:
с образованием соответственно:
Реакции водорода со фтором, хлором, бромом и иодином:
Алюминий и кислоты
Алюминий активно вступает в реакцию с разбавленными кислотами: серной, соляной и азотной, с образованием соответствующих солей: сернокислого алюминия Al2SO4, хлорида алюминия AlCl3 и нитрата алюминия Al(NО3)3.
Реакции алюминия с разбавленными кислотами:
С концентрированными серной и соляной кислотами при комнатной температуре не взаимодействует, при нагревании реагирует с образованием соли, окислов и воды.
Алюминий и щелочи
Алюминий в водном растворе щелочи — гидроксида натрия — реагирует с образованием алюмината натрия.
Реакция алюминия с гидроксидом натрия имеет вид:
1. Chemical Elements. The first 118 elements, ordered alphabetically / ed. Wikipedians — 2018
Алюминий (Al)
Алюминий (квасцы) впервые был полуен в 1825 году датчанином Г. К. Эрстедом. Изначально, до открытия промышленного способа получения, алюминий был дорооже золота.
Алюминий является самым распространенным металлом в земной коре (массовая доля составляет 7-8%), и третьим по распространенности среди всех элементов после кислорода и кремния. В свободном виде в проироде алюминий не встречается.
Важнейшие природные соединения алюминия:
Рис. Строение атома алюминия.
Алюминий химически активный металл — на его внешнем электронном уровне находятся три электрона, которые участвуют в образовании ковалентных связей при взаимодействии алюминия с другими химическими элементами (см. Ковалентная связь). Алюминий — сильный восстановитель, во всех соединениях проявляет степень окисления +3.
При комнатной температуре алюминий вступает в реакцию с кислородом, содержащимся в атмосферном воздухе, с образованием прочной оксидной пленки, которая надежно препятствует процессу дальнейшего окисления (корродирования) металла, в результате чего химическая активность алюминия снижается.
Благодаря оксидной пленке алюминий не вступает в реакцию с азотной кислотой при комнатной температуре, поэтому, алюминиевая посуда является надежной тарой для хранения и трaнcопртирования азотной кислоты.
Физические свойства алюминия:
- металл серебристо-белого цвета;
- твердый;
- прочный;
- легкий;
- пластичный (протягивается в тонкую проволоку и фольгу);
- обладает высокой электро- и теплопроводностью;
- температура плавления 660°C
- природный алюминий состоит из одного изотопа 27 13Al
Химические свойства алюминия:
- при снятии оксидной пленки алюминий реагирует с водой:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2; - при комнатной температуре вступает в реакции с бромом и хлором с образованием солей:
2Al + 3Br2 = 2AlCl3; - при высокой температуре алюминий реагирует с кислородом и серой (реакция сопровождается выделением большого кол-ва тепла):
4Al + 3O2 = 2Al2O3 + Q;
2Al + 3S = Al2S3 + Q; - при t=800°C реагирует с азотом:
2Al + N2 = 2AlN; - при t=2000°C реагирует с углеродом:
2Al + 3C = Al4C3; - восстанавливает многие металлы из их оксидов — алюмотермией (при t до 3000°C) получают промышленным способом вольфрам, ванадий, титан, кальций, хром, железо, марганец:
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe; - с соляной и разбавленной серной кислотой реагирует с выделением водорода:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2; - с концентрированной серной кислотой реагирует при высокой температуре:
2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O; - со щелочами реагирует с выделением водорода и образованием комплексных солей — реакция идет в несколько этапов: при погружении алюминия в раствор щелочи происходит растворение прочной защитной оксидной пленки, которая находится на поверхности металла; после растворения пленки, алюминий, как активиный металл, реагирует с водой с образованием гидроксида алюминия, который взаимодействует со щелочью, как амфотерный гидроксид:
- Al2O3+2NaOH = 2NaAlO2+H2O — растворение оксидной пленки;
- 2Al+6H2O = 2Al(OH)3+3H2↑ — взаимодействие алюминия с водой с образованием гидроксида алюминия;
- NaOH+Al(OH)3 = NaAlO2+2H2O — взаимодействие гидроксида алюминия со щелочью
- 2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2↑ — суммарное уравнение реакции алюминия со щелочью.
Соединения алюминия
Al2O3 (глинозем)
Оксид алюминия Al2O3 является белым, очень тугоплавким и твердым веществом (в природе тверже только алмаз, карборунд и боразон).
Свойства глинозема:
- не растворяется в воде и вступает с ней в реакцию;
- является амфотерным веществом, реагируя с кислотами и щелочами:
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O;
Al2O3 + 6NaOH + 3H2O = 2Na3[Al(OH)6]; - как амфотерный оксид реагирует при сплавлении с оксидами металлов и солями, образуя алюминаты:
Al2O3 + K2O = 2KAlO2.
В промышленности глинозем получают из бокситов. В лабораторных условиях глинозем можно получить сжигая алюминий в кислороде:
4Al + 3O2 = 2Al2O3.
Применение глинозема:
- для получения алюминия и электротехнической керамики;
- в качестве абразивного и огнеупopного материала;
- в качестве катализатора в реакциях органического синтеза.
Al(OH)3
Гидроксид алюминия Al(OH)3 является белым твердым кристаллическим веществом, которое получается в результате обменной реакции из раствора гидроксида алюминия — выпадает в виде белого студенистого осадка, кристаллизующегося со временем. Это амфотерное соединение почти не растворимое в воде:
Al(OH)3 + 3NaOH = Na3[Al(OH)6];
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O.
Гидроксид алюминия получают путем действия щелочей на растворы солей алюминия:
AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3NaCl.
Получение и применение алюминия
Алюминий достаточно трудно выделить из природных соединений химическим способом, что объясняется высокой прочностью связей в оксиде алюминия, поэтому, для промышленного получения алюминия применяют электролиз раствора глинозема Al2O3 в расплавленном криолите Na3AlF6. В результате процесса алюминий выделяется на катоде, на аноде — кислород:
Исходным сырьем служат бокситы. Электролиз протекает при температуре 1000°C: температура плавления оксида алюминия составляет 2500°C — проводить электролиз при такой температуре не представляется возможным, поэтому оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите, и уже затем полученный электролит используют при электролизе для получения алюминия.
Применение алюминия:
- алюминиевые сплавы широко применяются в качестве конструкционных материалов в автомобиле-, самолето-, судостроении: дюралюминий, силумин, алюминиевая бронза;
- в химической промышленности в качестве восстановителя;
- в пищевой промышленности для изготовления фольги, посуды, упаковочного материала;
- для изготовления проводов и проч.
Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:
Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе
Какую точилку для ножей выбрать для дома Рейтинг лучших точилок для ножей в 2018-2019 году Даже дорогостоящие профессиональные ножи из передовых сплавов...
10 05 2024 0:21:33
Подключение светодиодной ленты к блоку питания 12в 9 схем подключения светодиодной ленты на 12 вольт Кажущееся, на первый взгляд, простым подключение...
09 05 2024 18:20:38
Чем очистить латунь в домашних условиях Как и чем чистить латунь в домашних условиях Актуальность вопроса о том, как почистить латунь при помощи доступных...
08 05 2024 18:15:45
Как точить парикмахерские ножницы Заточка парикмахерских ножниц – особенности процедуры Главным инструментом парикмахеров являются ножницы. Многие...
07 05 2024 5:35:22
Как подключить домашний кинотеатр к телевизору philips Как подключить домашний кинотеатр к телевизору по шагам Знать, как подключить к телевизору домашний...
06 05 2024 4:47:44
Отзывы лучших духовых электрических шкафов 20 лучших электрических духовых шкафов Многообразие современных духовых шкафов позволяет выбрать то, что...
05 05 2024 5:51:46
Куда заливается гидравлическое масло Где применяется гидравлическое масло Гидравлическая жидкость имеет промышленную ценность и является незаменимым...
04 05 2024 9:32:33
Чем просверлить арматуру в бетонной стене Сложности при сверлении отверстий в бетоне В видеоуроке статьи Что такое дюбель мы с Вами научились...
03 05 2024 22:30:44
Что можно использовать в качестве заземлителей Естественные заземлители, заземляющие контуры и заземляющие проводники Чтобы получить заземляющие...
02 05 2024 0:48:15
Что показывает тахометр автомобиля Тахометр в автомобиле-что это и как работает В автомобиле есть тахометр, но многие не знают, зачем он необходим. Из...
01 05 2024 5:45:31
Fa2 4 1bek ремонт кнопки Какая схема подключения кнопки дрели? Конечно нельзя так однозначно заявить, что кнопки на всех дрелях подключаются одинаково,...
30 04 2024 12:28:14
Как правильно выпаять микросхему паяльником Как выпаять микросхему из платы паяльником? Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 15 мая 2017 · Обновлено 25...
29 04 2024 3:16:36
Принцип работы цангового зажима Цанговый патрон: устройство, конструкция, принцип работы и действия зажима Цанговый патрон — это разновидность токарных...
28 04 2024 8:32:43
Тиаго Ферро объединил буст, овердрайв, дисторшн и дилэй в корпусе первой Sony PlayStation. Получившееся чудо он назвал PedalStation 1....
27 04 2024 14:28:16
Какое масло заливают в подкатной домкрат Выбор смазки для гидравлического домкрата — советы и рекомендации Во время ремонта трaнcпортного средства, на...
26 04 2024 23:51:28
Карусельный станок 1512 скачать электросхему Токарно-карусельный станок 1512 В продаже можно встретить относительно небольшое количество станков, которые...
25 04 2024 5:28:57
Propellerhead теперь называют себя Reason Studios, а также начинают открытый бета-тест Reason 11, который сможет работать как плагин в любой DAW....
24 04 2024 16:18:37
Расчет массы металла формула Как рассчитать вес металла — формулы и рекомендации При отсутствии возможности для непосредственного взвешивания, массу...
23 04 2024 20:44:57
Подключение генератора фубаг к дому Как подключить генератор к сети дома Источники автономного электрического питания в зависимости от типа устройства...
22 04 2024 1:38:54
Как научиться паять схемы Как паять электронные схемы Как паять электронные схемы В статье использованы материалы с сайта Instructables.com Научиться...
21 04 2024 17:25:38
Электрика и электроника отличие Чем отличается электротехника от электроники Говоря об электротехнике, мы чаще всего подразумеваем генерацию,...
20 04 2024 20:45:35
Механический снегоуборщик PATRIOT АРКТИКА 426001010: обзор, отзывы Снегоуборщики Patriot — обзор популярных серий бренда. Описание, особенности и отзывы...
19 04 2024 10:48:22
Какое напряжение выдает мегаомметр Описание мегаомметра, назначение прибора и принцип работы Мегаомметр является прибором для замеров электрического...
18 04 2024 11:41:49
Снегоуборщик аккумуляторный Greenworks 40V, 30 см, бесщёточный комплект АКБ и ЗУ: обзор, отзывы 8 мифов об аккумуляторной технике. Всё не совсем так, как...
17 04 2024 22:20:41
Как на схемах обозначается фаза и ноль Обозначение фазы и нуля в электрике В процессе самостоятельной установки и подключения электрооборудования (этом...
16 04 2024 17:43:46
Дифференциальный автомат отличие от обычного Чем отличается У З О от дифавтомата? Для большинства людей У З О и дифференциальный автомат, да и просто...
15 04 2024 0:12:53
Как выбрать электроплиту с духовкой Как выбрать электроплиту для кухни? Задумывались ли вы, сколько хозяйки и хозяева проводят времени у плиты? Конечно,...
14 04 2024 0:48:45
Как паять контакты на плате Припаивание провода и шлейфа к плате Пайка считается очень удобным и хорошо проверенным способом соединения проводников и...
13 04 2024 10:32:23
Отвал для мотоблока нева своими руками чертежи Как сделать самодельный отвал (лопата) для мотоблок — мастерим своими руками В России бывают такие зимы,...
12 04 2024 6:41:32
Проволока вязальная гост 3282 74 хаpaктеристика Описание и хаpaктеристики стальной проволоки по ГОСТ 3282—74 Стальную проволоку применяют в различных...
11 04 2024 20:48:11
Как выбрать гидравлический домкрат для автомобиля Лучшие автомобильные домкраты по отзывам пользователей Далеко не каждый автовладелец обращается в СТО...
10 04 2024 5:49:58
Пошаговый гид о том, как писать синтвейв расскажет, как спустя несколько уроков получить полностью сведенный готовый синтвейв-трек в домашней студии....
09 04 2024 15:59:14
Сколько стоит болгарка макита маленькая Углошлифовальные машины Makita, болгарки Макита Углошлифовальная машина Makita (болгарка Макита) Для резки,...
08 04 2024 20:15:58
Копеечный модуль AI Synthesis AI006 позволит в два счета объединить в единую систему модульные синтезаторы и гитарные педали эффектов....
07 04 2024 14:47:18
Как травить металл в домашних условиях Как травить металл в домашних условиях – пошаговый процесс электрохимического травления Можно травить металл...
06 04 2024 1:47:38
Какой электрический параметр измеряют электрическим прибором амперметром Устройство и принцип действия амперметра для измерения тока Амперметр — прибор,...
05 04 2024 8:59:23
Как работает тестер в праздники 9 сентября планета отмечает День тестировщика Праздники - неизменные спутники народной жизни. Праздники для нас - это...
04 04 2024 18:20:57
Клавишные рабочие станции Roland Fantom интегрируются со всеми DAW модульным окружением, и готовы к решению любых студийных задач....
03 04 2024 2:45:59
Как пользоваться цифровой приставкой к телевизору Как подключить цифровую приставку к телевизору? Государственная программа поэтапного перехода на...
02 04 2024 14:17:49
Калиброванная сталь что это Калиброванная сталь ГОСТ круг, шестигранник Прокат калиброванный ГОСТ, калиброванные круги и шестигранники Калиброванная сталь...
01 04 2024 9:36:29
Теодолит электронный принцип работы ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕОДОЛИТЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ Теодолиты в течение веков прошли длительную эволюцию (приложение А). От...
31 03 2024 10:57:56
Как припаять светодиод к плате паяльником Правила пайки светодиодов разного типа Светодиоды присутствуют в электронных приборах, детских игрушках и...
30 03 2024 4:52:34
Схема простого регулятора напряжения 12в Как сделать простой регулятор напряжения своими руками В электрических схемах для изменения уровня выходного...
29 03 2024 0:27:49
Баpaбанный процессор Audified ToneSpot Drum Express построен вокруг пресетов. Разработчики говорят, что так вы сконцентрируетесь на творчестве, а не ручках....
28 03 2024 22:41:51
На Kickstarter собирают деньги на производство компонентов для винтажной драм-машины. Запчасти Linn Drum LM-2 полностью совместимы с оригиналом....
27 03 2024 21:30:34
Дизайн кованных ворот и калиток фото Кованые калитки Кованые калитки — функциональный элемент, придающие основательность, законченность и изящность...
26 03 2024 15:31:18
Как правильно обрезать стекло Как резать стекло стеклорезом в домашних условиях Рано или поздно в домашнем хозяйстве может возникнуть необходимость...
25 03 2024 20:12:45
Размер для конуса мт2 Конус Морзе Для закрепления инструмента на станках в машиностроении широко применяются хвостовики и оправки конической формы,...
24 03 2024 0:52:48
Во время переписки с пользователями форума Mutable Instruments, дeвyшка опубликовала следующее сообщение: Ничего не происходит...
23 03 2024 8:34:19
Как проверить контроллер заряда батареи телефона Тайна чёрного экрана: что делать, если ваше устройство Android не включается Как говорил в своё время...
22 03 2024 4:36:31
Еще:
Музыка -1 :: Музыка -2 :: Музыка -3 :: Музыка -4 :: Музыка -5 :: Музыка -6 :: Музыка -7 :: Музыка -8 :: Музыка -9 :: Музыка -10 :: Музыка -11 ::