Metali su jedan od najpogodnijih materijala za obradu. Oni takođe imaju svoje vođe. Na primjer, osnovna svojstva aluminija su ljudima poznata već dugo vremena. Toliko su pogodni za upotrebu u svakodnevnom životu da je ovaj metal postao veoma popularan. Koja su svojstva aluminijuma kao jednostavne supstance i atoma, razmotrićemo u ovom članku.
Historija otkrića aluminijuma
Dugo vremena čovjek poznaje spoj dotičnog metala - kalijum alum. Korišćen je kao sredstvo sposobno da nabubri i veže komponente mešavine, a to je bilo neophodno i pri obradi kožnih proizvoda. Za postojanje čistog aluminijum oksida saznalo se u 18. veku, u njegovoj drugoj polovini. Međutim, nije dobijena čista supstanca.
Uspio je da izoluje metal iz njegovog hlorida po prvi put naučnik H. K. Oersted. On je tretirao sol kalijevim amalgamom i iz smjese izolirao sivi prah, koji je bio aluminij u svom čistom obliku.
Tada je postalo jasno da se hemijska svojstva aluminijuma manifestuju u njegovoj visokoj aktivnosti, snažnoj redukcionoj sposobnosti. Dakle, dugo niko drugi nije radio sa njim.
Međutim, 1854. godine, Francuz Deville je bio u mogućnosti da dobije metalne ingote elektrolizom rastopa. Ova metoda je i danas aktuelna. Posebno masovna proizvodnja vrijednog materijala počela je u 20. vijeku, kada su riješeni problemi nabavke velike količine električne energije u preduzećima.
Danas je ovaj metal jedan od najpopularnijih i korišćenih u građevinarstvu i industriji domaćinstva.
Opće karakteristike atoma aluminijuma
Ako okarakteriziramo element koji se razmatra njegovom pozicijom u periodičnom sistemu, možemo izdvojiti nekoliko tačaka.
- Redni broj - 13.
- Lociran u trećem manjem periodu, trećoj grupi, glavnoj podgrupi.
- Atomska masa - 26, 98.
- Broj valentnih elektrona - 3.
- Konfiguracija vanjskog sloja je izražena kao 3s23p1.
- Ime elementa je aluminijum.
- Svojstva metala su jaka.
- Nema izotopa u prirodi, postoji samo u jednom obliku, sa masenim brojem 27.
- Hemijski simbol je AL, čita se kao "aluminij" u formulama.
- Oksidacijsko stanje je jedan, jednako +3.
Hemijska svojstva aluminijuma su u potpunosti potvrđena elektronskom strukturom njegovog atoma, jer ima veliki atomski radijus i nizak afinitet prema elektronima, on je u stanju da deluje kao jako redukciono sredstvo, kao i svi aktivni metali.
Aluminijum kao jednostavna supstanca: fizička svojstva
Ako govorimo o aluminijumu, kako bi bilojednostavna supstanca, to je srebrno-bijeli sjajni metal. Na zraku se brzo oksidira i prekriva se gustim oksidnim filmom. Ista stvar se dešava i sa delovanjem koncentrisanih kiselina.
Prisustvo takve karakteristike čini proizvode od ovog metala otpornim na koroziju, što je, naravno, veoma zgodno za ljude. Stoga je aluminij taj koji nalazi tako široku primjenu u građevinarstvu. Svojstva supstance su takođe interesantna po tome što je ovaj metal veoma lagan, a istovremeno je čvrst i mekan. Kombinacija takvih karakteristika nije dostupna za svaku supstancu.
Postoji nekoliko osnovnih fizičkih svojstava karakterističnih za aluminijum.
- Visok stepen savitljivosti i duktilnosti. Od ovog metala se pravi lagana, jaka i veoma tanka folija, koja se takođe umotava u žicu.
- Tačka topljenja - 660 0C.
- Tačka ključanja - 2450 0C.
- Gustoća - 2,7 g/cm3.
- Crystal lattice volume centriran na lice, metalik.
- Vrsta veze - metal.
Fizička i hemijska svojstva aluminijuma određuju područja njegove primene i upotrebe. Ako govorimo o svakodnevnim aspektima, onda karakteristike koje smo već razmotrili igraju veliku ulogu. Kao lagan, izdržljiv i antikorozivni metal, aluminijum se koristi u avionskoj i brodogradnji. Stoga je ove osobine veoma važno znati.
Hemijska svojstva aluminijuma
Sa tačke gledištaU hemiji, metal u pitanju je jak redukcioni agens koji može da pokaže visoku hemijsku aktivnost, budući da je čista supstanca. Glavna stvar je ukloniti oksidni film. U ovom slučaju, aktivnost se naglo povećava.
Hemijska svojstva aluminijuma kao jednostavne supstance određena su njegovom sposobnošću da reaguje sa:
- kiseline;
- alkalna;
- halogeni;
- siva.
Ne reaguje sa vodom u normalnim uslovima. Istovremeno, od halogena, bez zagrijavanja, reagira samo s jodom. Ostale reakcije zahtijevaju temperaturu.
Moguće je navesti primjere koji ilustruju hemijska svojstva aluminijuma. Jednačine reakcije interakcije sa:
- kiseline - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
alkalije - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halogeni - AL + Hal=ALHal3;
- siva - 2AL + 3S=AL2S3.
Uopšteno govoreći, najvažnije svojstvo dotične supstance je njena visoka sposobnost obnavljanja drugih elemenata iz njihovih jedinjenja.
Restorativni kapacitet
Redukcijske osobine aluminijuma dobro su praćene u reakcijama interakcije sa oksidima drugih metala. Lako ih izdvaja iz sastava supstance i omogućava im postojanje u jednostavnom obliku. Na primjer: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
U metalurgiji postoji čitava tehnika za dobijanje supstanci,na osnovu ovakvih odgovora. Zove se aluminotermija. Stoga se u hemijskoj industriji ovaj element koristi upravo za dobijanje drugih metala.
Širenje u prirodi
U pogledu rasprostranjenosti među ostalim metalnim elementima, aluminijum je na prvom mestu. Njegov sadržaj u zemljinoj kori iznosi 8,8%. Ako se uporedi sa nemetalima, onda će njegovo mesto biti treće, posle kiseonika i silicijuma.
Zbog svoje visoke hemijske aktivnosti, ne nalazi se u svom čistom obliku, već samo kao deo raznih jedinjenja. Tako, na primjer, postoji mnogo ruda, minerala, stijena, koje uključuju aluminij. Međutim, vadi se samo iz boksita, čiji sadržaj u prirodi nije previsok.
Najčešće supstance koje sadrže dotični metal:
- feldspars;
- boksiti;
- graniti;
- silica;
- aluminosilikati;
- bas alti i drugi.
U maloj količini, aluminijum je nužno deo ćelija živih organizama. Neke vrste mahovina i morskog života su u stanju da akumuliraju ovaj element u svom tijelu tokom svog života.
Primi
Fizička i hemijska svojstva aluminijuma omogućavaju da se dobije na samo jedan način: elektrolizom rastapanja odgovarajućeg oksida. Međutim, ovaj proces je tehnološki složen. Tačka topljenja AL2O3 je preko 2000 0C. Zbog toga se ne može direktno elektrolizirati. Daklepostupite na sljedeći način.
- Boksiti su minirani.
- Očistite ih od nečistoća, ostavljajući samo aluminijum oksid.
- Tada se kriolit topi.
- Dodajte tamo oksid.
- Ova mešavina je elektrolizovana i dobijaju se čisti aluminijum i ugljen-dioksid.
Prinos proizvoda je 99,7%. Međutim, moguće je dobiti još čistiji metal, koji se koristi u tehničke svrhe.
Prijava
Mehanička svojstva aluminijuma nisu dovoljno dobra da bi se koristila u svom čistom obliku. Stoga se najčešće koriste legure na bazi ove tvari. Ima ih mnogo, možemo navesti one najosnovnije.
- Duralumin.
- Aluminijum-mangan.
- Aluminijum-magnezijum.
- Aluminijum-bakar.
- Silumins.
- Avial.
Njihova glavna razlika su, naravno, aditivi trećih strana. Svi su bazirani na aluminijumu. Ostali metali čine materijal izdržljivijim, otpornijim na koroziju, otpornim na habanje i savitljivijim.
Postoji nekoliko glavnih oblasti primene aluminijuma kako u čistom obliku tako iu obliku njegovih jedinjenja (legura).
- Za izradu žice i folije koje se koriste u kući.
- Izrada posuđa.
- Avioindustrija.
- Brodogradnja.
- Gradnja i arhitektura.
- Svemirska industrija.
- Izgradnja reaktora.
Zajedno sa gvožđem i njegovimlegure aluminijuma - najvažniji metal. Upravo su ova dva predstavnika periodnog sistema našla najširu industrijsku upotrebu u ljudskim rukama.
Svojstva aluminijum hidroksida
Hidroksid je najčešće jedinjenje koje formira aluminijum. Njegova hemijska svojstva su ista kao i kod samog metala - on je amfoteričan. To znači da je sposoban da ispolji dvostruku prirodu, reagujući i sa kiselinama i sa alkalijama.
Aluminijum hidroksid sam po sebi je bijeli želatinozni talog. Lako ga je dobiti reakcijom soli aluminija s alkalijom ili amonijum hidroksidom. Kada reaguje sa kiselinama, ovaj hidroksid daje uobičajenu odgovarajuću so i vodu. Ako se reakcija odvija sa alkalijom, tada nastaju aluminijumski hidroksokopleksi u kojima je njegov koordinacijski broj 4. Primjer: Na[Al(OH)4] - natrijum tetrahidroksoaluminat.
