Змінити режим перегляду


АНАЛІЗ
 Властивості об’єктів:

Фізичні та хімічні властивості алюмінію


  • Цей легкий метал з сріблясто-білим відтінком в сучасному житті зустрічається майже повсюдно. Фізичні та хімічні властивості алюмінію дозволяють широко використовувати його в промисловості. Найвідоміші родовища – в Африці, Південній Америці, Карибському регіоні. У Росії місця видобутку бокситів є на Уралі. Світовими лідерами з виробництва алюмінію є Китай, РФ, Канада, США. Видобуток Al У природі цей сріблястий метал в силу своєї високої хімічної активності зустрічається лише у вигляді сполук. Найбільш відомі геологічні породи, що містять алюміній, – це боксити, глинозем, корунди, польові шпати. Промислове значення мають боксити і глинозем, саме родовища цих руд дозволяють добувати алюміній в чистому вигляді. Властивості Фізичні властивості алюмінію дозволяють легко витягувати заготовки цього металу в дріт і прокатувати в тонкі листи. Цей метал не є міцним, для підвищення даного показника при виплавці його легують різними добавками: міддю, кремнієм і магнієм, марганцем, цинком. Для промислового призначення важливо ще одне фізична властивість речовини алюмінію – це його здатність швидко окислюватися на повітрі. Поверхня виробу з алюмінію в природних умовах зазвичай покрита тонкою оксидною плівкою, яка ефективно захищає метал і перешкоджає його корозії. При знищенні цієї плівки сріблястий метал швидко окислюється, при цьому його температура помітно підвищується. Внутрішня будова алюмінію Фізичні та хімічні властивості алюмінію багато в чому залежать від його внутрішньої будови. Кристалічна решітка цього елемента є різновидом гранецентрованого куба. Даний тип решітки притаманний багатьом металам, таким, як мідь, бром, срібло, золото, кобальт та інші. Висока теплопровідність і здатність проводити електрику зробили цей метал одним з найбільш затребуваних у світі. Інші фізичні властивості алюмінію, таблиця яких представлена нижче, розкривають повністю його властивості і показують сфери їх застосування. Легування алюмінію Фізичні властивості міді і алюмінію такі, що при додаванні до алюмінієвого сплаву деякої кількості міді його кристалічна решітка викривлюється, і міцність самого сплаву підвищується. На цій властивості Al засноване легування легких сплавів для підвищення їх міцності і стійкості до впливу агресивного середовища. Пояснення процесу зміцнення лежить в поведінці атомів міді в кристалічній решітці алюмінію. Частинки Cu прагнуть випасти з кристалічної решітки Al, групуються на її особливих ділянках. Там, де атоми міді утворюють скупчення, утворюється кристалічна решітка змішаного типу CuAl2 , в якій частинки сріблястого металу одночасно входять до складу і загальної кристалічної решітки алюмінію, і в склад решітки змішаного типу CuAl2. Сили внутрішніх зв’язків в спотвореній решітці набагато більше, ніж у звичайної. А отже, і міцність новоствореного речовини набагато вище. Хімічні властивості Відомо взаємодія алюмінію з розведеними сірчаною і соляною кислотою. При нагріванні цей метал в них легко розчиняється. Холодна концентрована або сильно розбавлена азотна кислота розчиняє цей елемент. Водні розчини лугів активно впливають на речовину, в процесі реакції утворюючи алюмінати – солі, у складі яких є іони алюмінію. Наприклад: Al2O3 +3H2O+2NaOH=2Na[Al(OH)4] Вийшло в результаті реакції з’єднання носить назву тетрагидроксоалюминат натрію. Тонка плівка на поверхні алюмінієвих виробів захищає цей метал не тільки від повітря, але і від води. Якщо цю тонку прибрати перешкоду, елемент стане бурхливо взаємодіяти з водою, виділяючи з неї водень. 2AL+6H2O= 2 AL (OH)3+3Н2? Утворилася речовина називається гідроксидом алюмінію. AL (OH)3 реагує з лугами, утворюючи кристали гідроксоалюмінат: Al(OH)2+NaOH=2Na[Al(OH)4] Якщо це хімічне рівняння скласти з попереднім, отримаємо формулу розчинення елемента в лужному розчині. Al(OH)3+2NaOH+6H2O=2Na [Al(OH)4]+3H2? Горіння алюмінію Фізичні властивості алюмінію дозволяють йому вступати в реакцію з киснем. Якщо порошок цього металу або алюмінієву фольгу нагріти, то вона спалахує і горить білим сліпучим полум’ям. Наприкінці реакції утворюється оксид алюмінію Al2O3. Глинозем Отриманий оксид алюмінію має геологічне назва глинозем. У природних умовах він зустрічається у вигляді корунду – твердих прозорих кристалів. Корунд відрізняється високою твердістю, у шкалі твердих речовин його показник становить 9. Сам корунд безбарвний, але різні домішки можуть пофарбувати його в червоний і синій колір, так виходять дорогоцінні камені, які в ювелірній справі називаються рубінами і сапфірами. Фізичні властивості оксиду алюмінію дозволяють вирощувати ці дорогоцінні камені в штучних умовах. Технічні дорогоцінне каміння використовуються не тільки для ювелірних прикрас, вони застосовуються в точному приладобудуванні, для виготовлення годинників та іншого. Широко використовуються штучні кристали рубіна і лазерних пристроїв. Дрібнозерниста різновид корунду з великою кількістю домішок, нанесене на спеціальну поверхню, відома всім як наждак. Фізичні властивості оксиду алюмінію пояснюють високі абразивні властивості корунду, а також його твердість і стійкість до тертя. Гідроксид алюмінію Al2 (OH)3 є типовим амфотерним гідроксидом. У поєднанні з кислотою це речовина утворює сіль, що містить позитивно заряджені іони алюмінію, в лугах утворює алюмінати. Амфотерність речовини виявляється в тому, що він може поводитися і як кислота, і як луг. Це з’єднання може існувати і в желеподібному, і в твердому вигляді. У воді практично не розчиняється, але вступає в реакцію з більшістю активних кислот і лугів. Фізичні властивості гідроксиду алюмінію використовуються в медицині, це популярне і безпечний засіб зниження кислотності в організмі, його застосовують при гастритах, дуоденітах, виразках. У промисловості Al2 (OH)3 використовується в якості адсорбенту, він чудово очищає воду і осаджує розчинені в ній шкідливі елементи. Промислове використання Алюміній був відкритий у 1825 році. Спочатку цей метал цінувався вище золота і срібла. Це пояснювалося складністю його вилучення з руди. Фізичні властивості алюмінію та його здатність швидко утворювати захисну плівку на своїй поверхні утруднювали дослідження цього елемента. Лише в кінці 19 століття був відкритий зручний спосіб плавки чистого елемента, придатний для використання в промислових масштабах. Легкість і здатність чинити опір корозії – унікальні фізичні властивості алюмінію. Сплави цього сріблястого металу застосовуються в ракетній техніці, в авто-, судно-, авіа — та приладобудуванні, у виробництві столових приладів і посуду. Як чистий метал Al використовується при виготовленні деталей для хімічної апаратури, електропроводів і конденсаторів. Фізичні властивості алюмінію такі, що його електропровідність не так висока, як у міді, але цей недолік компенсується легкістю розглянутого металу, що дозволяє робити дроту з алюмінію більш товстими. Так, при однаковій електропровідності алюмінієвий дріт важить вдвічі меньше мідного. Не менш важливим є застосування Al в процесі алітування. Так називається реакція насичення поверхні чавунного або сталевого вироби алюмінієм з метою захисту основного металу від корозії при нагріванні. В даний час невідомі запаси алюмінієвих руд цілком порівнянні з потребами людей у цьому сріблястому металі. Фізичні властивості алюмінію можуть піднести ще чимало сюрпризів його дослідникам, а сфери застосування цього металу набагато ширше, ніж можна уявити.
Відео. Алюміній
Відео. Фізичні властивості алюмінію
Алюміній. Амфотерний характер його сполук
Стаття. ВПЛИВ ЛУЖНИХ ОКСИДІВ НА ВЛАСТИВОСТІ ЕМАЛЕЙ ДЛЯ АЛЮМІНІЮ
Відео. Хімічні та фізичні властивості алюмінію

Споріднені вершини: дивитись