Tính năng nhôm. Nhôm: đặc điểm chung

Mỗi nguyên tố hóa học có thể được xem xét từ quan điểm của ba khoa học: vật lý, hóa học và sinh học. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cố gắng càng sát càng tốt để mô tả nhôm. yếu tố này, mà là ở nhóm thứ ba và giai đoạn thứ ba, theo Bảng tuần hoàn. Nhôm - kim loại, trong đó có một phản ứng bình thường. Ngoài ra nó có thể quan sát các kết nối đặc tính lưỡng tính. Nhôm trọng lượng nguyên tử của hai mươi sáu gram mỗi nốt ruồi.

đặc tính vật lý nhôm

Trong điều kiện bình thường nó là một chất rắn. công thức nhôm là rất đơn giản. Nó bao gồm các nguyên tử (không đoàn kết trong phân tử), được liên kết với sự giúp đỡ của một mạng tinh thể trong chất rắn. màu nhôm - màu trắng bạc. Bên cạnh đó, nó có một ánh kim, cũng như bất kỳ các chất khác của nhóm này. Màu sắc của kim loại được sử dụng trong ngành công nghiệp, có thể khác nhau do sự hiện diện của các tạp chất trong hợp kim. Đây là một kim loại khá nhẹ. mật độ của nó tương đương với 2,7 g / cm3, tức là nó là xấp xỉ nhẹ hơn ba lần so với sắt. Trong này, ông có thể nhường đường ngoại trừ việc magiê, mà thậm chí còn dễ dàng hơn để các kim loại trong câu hỏi. Độ cứng của nhôm là khá thấp. Trong đó, ông đưa ra hầu hết các kim loại. độ cứng bằng nhôm của chỉ hai trên thang Mohs. Do đó, để trục lợi của mình trên cơ sở các hợp kim kim loại thêm khó khăn hơn.

nhôm nóng chảy xảy ra ở nhiệt độ chỉ 660 độ C. Và nó bắt đầu sôi khi đun nóng đến nhiệt độ 2452 độ C. Đây là một kim loại rất dễ uốn và nóng chảy. Trong vật lý đặc trưng nhôm kết thúc. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các kim loại hoạt động có tốt nhất sau khi đồng và bạc dẫn.

Sự phổ biến trong tự nhiên

thông số kỹ thuật nhôm mà chúng ta vừa xem xét, khá phổ biến trong môi trường. Nó có thể được nhìn thấy trong thành phần của nhiều khoáng chất. nguyên tố nhôm - thứ tư trong những phổ biến nhất trong tự nhiên. Mình phần trọng lượng trong vỏ trái đất là gần chín phần trăm. khoáng sản chủ yếu có mặt trong thành phần của các nguyên tử của nó là bauxite, alumin, cryolit. Đầu tiên - một hình thành đá, trong đó bao gồm các oxit sắt, silic và các kim loại trong câu hỏi, cũng như trong cấu trúc của các phân tử nước hiện nay. Nó có một màu không đồng nhất: mảnh màu xám, màu nâu đỏ hoặc khác màu sắc, mà phụ thuộc vào sự hiện diện của các tạp chất khác nhau. Từ 30-60 phần trăm của các giống chó - nhôm, mà hình ảnh có thể được nhìn thấy ở trên. Nó cũng rất phổ biến trong các khoáng chất là nhôm.

alumina này. công thức hóa học của nó - Al2O3. Anh ta có thể có màu đỏ, vàng, xanh hoặc nâu. độ cứng của nó trên thang Mohs là chín đơn vị. Các loại corundum là saphia đáng chú ý và hồng ngọc, leicosapphires và padparadzha (sapphire màu vàng).

Cryolit là - một loại khoáng chất có công thức hóa học phức tạp hơn. Nó bao gồm các florua nhôm và natri - AlF3 • 3NaF. Nó trông giống như đá không màu hoặc màu xám, có độ cứng thấp - cả ba trên thang Mohs. Trong thế giới ngày nay nó được tổng hợp nhân tạo trong phòng thí nghiệm. Nó được sử dụng trong ngành luyện kim.

Ngoài ra nhôm có thể được tìm thấy trong tự nhiên như một phần của đất sét, mà là thành phần chính của silic và oxit của kim loại kết hợp với các phân tử nước. Bên cạnh đó, các nguyên tố hóa học có thể được quan sát thấy trong thành phần của nepheline, công thức hóa học của nó là như sau: KNa3 [AlSiO4] 4.

tiếp nhận

tính năng xem xét nhôm cung cấp phương pháp tổng hợp của nó. Có nhiều phương pháp. Sản xuất nhôm bằng phương pháp đầu tiên diễn ra trong ba giai đoạn. Cuối cùng trong số này là các thủ tục điện phân trên cathode và anode một carbon. Để thực hiện một quá trình như vậy đòi hỏi các oxit nhôm và phụ trợ như cryolit (công thức - Na3AlF6) và florua canxi (CaF2). Để xảy ra sự phân hủy của alumina giải thể, nó là cần thiết với cryolit và canxi florua nóng chảy đun nóng đến nhiệt độ tối thiểu 950 độ C, và sau đó đi qua một hiện tại của các chất này trong tám mươi ngàn ampe và điện áp five- tám volt. Do đó, vì quá trình cho cathode settle nhôm, và các phân tử oxy sẽ được thu thập tại anode, mà lần lượt bị oxy hóa anode và chuyển đổi nó thành carbon dioxide. Trước khi tiến hành bauxite thủ tục này, mà trong các hình thức của oxit nhôm được chiết xuất, trước khi làm sạch các tạp chất, và vượt qua quá trình mất nước.

phương pháp sản xuất nhôm mô tả ở trên là rất phổ biến trong ngành luyện kim. Ngoài ra còn có một phương pháp, phát minh vào năm 1827 bởi F. Wöhler. Nó nằm trong thực tế là nhôm có thể được tách ra bởi một phản ứng hóa học giữa clorua và kali của nó. Để thực hiện một quá trình như vậy chỉ có thể được tạo ra theo hình thức điều kiện đặc biệt về nhiệt độ rất cao và chân không. Như vậy, một mol clorua và thể tích tương đương kali có thể chuẩn bị một nốt ruồi của nhôm và ba nốt ruồi kali clorua như một sản phẩm phụ. Phản ứng này có thể được diễn tả như phương trình này: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. Phương pháp này đã không đạt được rất nhiều phổ biến trong ngành công nghiệp.

tính năng nhôm về hóa học

Như đã đề cập ở trên, nó là một chất đơn giản, được tạo thành từ các nguyên tử mà không phải là tổ chức trong một phân tử. cấu trúc tương tự được hình thành hầu hết các kim loại. Nhôm có phản ứng tương đối cao và tính khử mạnh. đặc tính hóa học của nhôm sẽ bắt đầu với một mô tả về phản ứng của nó với chất đơn giản khác, như sẽ được mô tả tương tác hơn nữa với các hợp chất vô cơ phức tạp.

Nhôm và đơn giản chất

Chúng bao gồm một yếu oxy - những hợp chất phổ biến nhất trên hành tinh. Từ hai mươi mốt mình phần trăm của bầu khí quyển của Trái Đất bao gồm. Phản ứng của các chất với bất kỳ khác được gọi là quá trình oxy hóa, hoặc đốt. Nó thường xảy ra ở nhiệt độ cao. Nhưng trong trường hợp của nhôm có thể oxy hóa trong điều kiện hoạt động bình thường - bộ phim oxide để hình thành. Nếu kim loại hoạt động được nghiền nát, nó sẽ đốt cháy, do đó giải phóng một lượng lớn năng lượng dưới dạng nhiệt. Để thực hiện phản ứng giữa nhôm và oxy cần các thành phần này trong một tỷ lệ mol 4: 3, trong đó hai phần được oxit.

phản ứng hóa học này được thể hiện bằng phương trình sau đây: 4AІ + 3O2 = 2AІO3. Ngoài ra nhôm có thể phản ứng với halogen bao gồm flo, iốt, brom và clo. Tên của các quá trình này xuất phát từ halogen tương ứng: florua hóa, iodination, bromination và clo. Đây là phản ứng nối điển hình.

Ví dụ, chúng ta phản ứng với nhôm clo. quá trình loại này chỉ có thể xảy ra trong thời tiết lạnh.

Do đó, lấy hai mol nhôm và ba mol clo, để cung cấp cho hai mol clorua kim loại. Phương trình cho phản ứng này là như sau: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3. Trong cùng một cách có thể để có được nhôm florua, bromua và iođua nó.

Trên màu xám chất trong câu hỏi chỉ phản ứng khi bị nung nóng. Để thực hiện sự tương tác giữa hai hợp chất cần thiết để đưa họ vào tỷ lệ mol của hai đến ba, và một phần của sunfua tạo thành từ nhôm. phương trình phản ứng như sau: 2Al + 3S = Al2S3.

Hơn nữa, ở nhiệt độ cao và nhôm phản ứng với carbon để tạo thành một cacbua, và nitơ để tạo thành một nitride. Người ta có thể trích dẫn phương trình phản ứng hóa học sau: 4AІ + 3C = AІ4S3; 2Al + N2 = 2AlN.

Tương tác với các chất phức tạp

Chúng bao gồm nước, muối, axit, bazơ, oxit. Với tất cả các hợp chất hóa học của nhôm phản ứng khác nhau. Chúng ta hãy nhìn vào chi tiết từng trường hợp.

Phản ứng với nước

Với chất phổ biến nhất trên trái đất phức tạp nhôm tương tác với hệ thống sưởi. Điều này xảy ra chỉ khi việc loại bỏ sơ bộ của bộ phim oxide. Sự tương tác của các hydroxit lưỡng tính được hình thành, và hydro được giải phóng vào không khí. Lấy hai phần của nhôm và sáu phần nước, chúng tôi có được hydroxit và hydro trong một tỷ lệ mol 02:58. phương trình phản ứng này được viết như sau: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

Tương tác với axit, bazơ và oxit

Giống như các kim loại hoạt động khác, nhôm có khả năng tham gia vào một phản ứng thế. Do đó nó có thể thay thế hydro từ một axit hoặc một cation kim loại thụ động của một muối đó. Như một kết quả của những tương tác một muối nhôm được hình thành, và hydro được giải phóng (trong trường hợp của axit) hoặc kết tủa ròng kim loại (một trong đó là ít hoạt động hơn so với xem xét). Trong trường hợp thứ hai, và biểu hiện giảm thuộc tính như đã đề cập ở trên. Một ví dụ là sự tương tác của nhôm với axit hydrochloric, trong đó clorua nhôm được hình thành và giải phóng vào không khí, hydro. Đây là loại phản ứng được thể hiện bằng phương trình sau: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

Một ví dụ về sự tương tác của muối nhôm có thể phản ứng của nó với đồng sunfat. Lấy hai thành phần này, chúng tôi kết thúc với nhôm sunfat và đồng nguyên chất được đưa vào các hình thức kết tủa. Với axit như sulfuric và acid nitric, nhôm phản ứng duy nhất. Ví dụ, thêm một dung dịch loãng của axít nitrat nhôm trong một tỷ lệ mol của tám phần bằng ba mươi tám phần được hình thành của nitrat kim loại, ba phần nitric oxide và mười lăm - nước. Phương trình của phản ứng được ghi nhận như sau: 8Al + 30HNO3 = 8Al (NO3) 3 + 3N2O + 15H2O. Quá trình này chỉ xảy ra trong sự hiện diện của nhiệt.

Nếu dung dịch hỗn hợp của nhôm sunfat và một axit yếu trong tỷ lệ mol của 2-3, sau đó chúng ta có được sunfat của kim loại và hiđrô ở một tỷ lệ 02:59. Có nghĩa là sẽ xảy ra phản ứng thế bình thường, như là trường hợp với các axit khác. Để rõ ràng, chúng tôi trình bày phương trình: 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2. Tuy nhiên, với một dung dịch đậm đặc của axit cùng khó khăn hơn. Ở đây, cũng giống như trong trường hợp với nitrat, các sản phẩm phụ được hình thành, nhưng không ở dạng oxit và theo hình thức lưu huỳnh và nước. Nếu chúng ta lấy hai chúng tôi cần thành phần trong một tỷ lệ mol 2-4, kết quả sẽ là một trong những muối của kim loại, và lưu huỳnh, cũng như bốn - nước. phản ứng hóa học này có thể được biểu diễn bằng phương trình sau: 2Al + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + S + 4H2O. Hơn nữa, nhôm có thể phản ứng với kiềm. Để thực hiện các tương tác hóa học như vậy phải mất hai nốt ruồi của kim loại, cùng một lượng natri hydroxit hoặc kali hydroxit cũng như Sáu mol nước. Điều này tạo ra chất như natri hoặc kali tetragidroksoalyuminat và hydro, được phát hành như là một loại khí có mùi hăng trong tỷ lệ mol của 2-3. phản ứng hóa học này có thể được biểu diễn bằng phương trình sau: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

Và điều cuối cùng để xem xét là các mô hình của sự tương tác với một số oxit nhôm. Phổ biến nhất và được sử dụng trong trường hợp - phản ứng Beketov. Nó, giống như nhiều người khác ở trên, chỉ diễn ra ở nhiệt độ cao. Do đó, để thực hiện nó phải mất hai nốt ruồi mỗi mol nhôm và ferrum oxit. Sự tương tác của hai chất này có được nhôm và sắt tự do trong một số tiền của một và hai nốt ruồi tương ứng.

Việc sử dụng các kim loại trong ngành công nghiệp

Lưu ý rằng việc sử dụng nhôm - một hiện tượng rất phổ biến. Trước hết, nó cần ngành công nghiệp hàng không. Cùng với hợp kim magiê, có được sử dụng, và trên cơ sở các hợp kim kim loại. Người ta có thể nói rằng chiếc máy bay trung bình là 50% hợp kim nhôm và ổ đĩa của nó - 25%. Ngoài ra, việc sử dụng nhôm được thực hiện trong quá trình sản xuất dây và cáp điện vì tính dẫn điện tuyệt vời của nó. Bên cạnh đó, kim loại và các hợp kim của nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô. Những vật liệu này bao gồm xác xe ô tô, xe buýt, trolleybuses, xe điện một số, cũng như những chiếc xe thông thường và xe lửa điện. Ngoài ra nó được sử dụng và trong các ứng dụng quy mô nhỏ hơn, ví dụ như để sản xuất bao bì cho thực phẩm và các sản phẩm khác, bộ đồ ăn. Để sản xuất một mực bạc của bột kim loại là bắt buộc. Sơn là cần thiết để bảo vệ sắt khỏi bị ăn mòn. Có thể nói rằng nhôm - việc sử dụng phổ biến nhất thứ hai trong các kim loại công nghiệp sau Ferrum. các hợp chất của nó và ông thường được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất. Này được giải thích bởi các đặc tính hóa học đặc biệt của nhôm, bao gồm các thuộc tính giảm của nó và các hợp chất lưỡng tính. Hydroxit coi nguyên tố hóa học cần thiết để lọc nước. Bên cạnh đó, nó được sử dụng trong y học trong quá trình sản xuất vắc-xin. Ngoài ra, nó có thể được tìm thấy trong thành phần của một số loại nhựa và các vật liệu khác.

Vai trò trong thiên nhiên

Như đã mô tả ở trên, nhôm với số lượng lớn trong lớp vỏ của trái đất. Nó đặc biệt quan trọng đối với sinh vật sống. Nhôm là tham gia vào các quy định của quá trình tăng trưởng, tạo thành các mô liên kết, chẳng hạn như xương, dây chằng, và những người khác. Với điều này quá trình vi chất dinh dưỡng tái sinh của các mô cơ thể làm nhanh hơn. suy giảm của nó được đặc trưng bởi các triệu chứng sau: suy giảm trong việc phát triển và tăng trưởng của trẻ em, ở người lớn - mệt mỏi mãn tính, giảm hiệu suất, sự phối hợp vận động suy giảm, làm giảm tỷ lệ tái tạo mô, sự suy yếu của cơ bắp, đặc biệt là ở các chi. Hiện tượng này có thể xảy ra nếu bạn ăn quá ít thực phẩm với hàm lượng nguyên tố vi lượng này.

Tuy nhiên, một vấn đề phổ biến hơn là sự dư thừa của nhôm trong cơ thể. Nó thường được quan sát thấy những triệu chứng: lo âu, trầm cảm, rối loạn giấc ngủ, mất trí nhớ, căng thẳng, làm mềm của hệ thống cơ xương, có thể dẫn đến gãy xương thường xuyên và bong gân. dư thừa kéo dài của nhôm trong cơ thể là những vấn đề trong hầu hết các hệ thống cơ quan thường xuyên.

một hiện tượng như vậy có thể gây ra một số lý do. Điều này chủ yếu là nhôm nấu nướng. Các nhà khoa học từ lâu đã chứng minh rằng các món ăn làm bằng kim loại trong câu hỏi, không thích hợp cho nấu ăn trong nó, như ở nhiệt độ cao của nhôm được vào thức ăn, và kết quả là bạn ăn nhiều hơn những điều này nguyên tố vi lượng so với nhu cầu cơ thể.

Lý do thứ hai - ứng dụng thường xuyên của mỹ phẩm với nội dung của các kim loại hoặc muối của nó. Trước khi sử dụng bất kỳ sản phẩm nên đọc kỹ thành phần của nó. Không có ngoại lệ, và mỹ phẩm.

Lý do thứ ba - sự quản lý của thuốc, có chứa rất nhiều nhôm, trong một thời gian dài. Cũng như việc lạm dụng vitamin và bổ sung chế độ ăn uống, trong đó bao gồm các microcell.

Bây giờ chúng ta hãy nhìn vào những gì các sản phẩm chứa nhôm để điều chỉnh chế độ ăn uống của bạn và tổ chức thực đơn một cách chính xác. Điều này chủ yếu cà rốt, phô mai chế biến, lúa mì, phèn, khoai tây. đào trái cây và quả bơ được khuyến khích. Bên cạnh đó, nhôm giàu bắp cải, gạo, nhiều loại thảo mộc. Ngoài ra, các cation kim loại có thể có mặt trong nước uống. Để tránh hàm lượng nhôm cao hay thấp trong cơ thể (tuy nhiên, giống như bất kỳ nguyên tố vi lượng khác), bạn cần phải theo dõi cẩn thận chế độ ăn uống của họ và cố gắng làm cho nó như là cân bằng càng tốt.