|
Алюміній.
Алюміній оксид, алюміній
гідроксид, їх амфотерність.
Солі Алюмінію. Використання
найважливіших сполук Алюмінію.
Я сріблястий, я криластий,
Високо люблю літати.
А корозії не знаю,
Плівкою себе вкриваю.
На опорах через ліс
То дротами я повис.
Можу двері змайструвати,
Посудом на кухні стати.
А народжуюсь із глини.
Чи мене назвеш ти нині?
Назва “алюміній” походить від лат.
Alumen (aluminis) – “галуни” у зв'язку
із застосуванням останніх як
протиотрути під час фарбування
тканин і як засобу для припинення
кровотечі; алюмокалієві галуни -
перші сполуки Алюмінію, що
знайшли практичне застосування.
Геродот
(V ст. до н.е.)
Галуни відомі з давніх
часів. За словами
грецького історика
Геродота, давні народи
застосовували під час
фарбування тканин для
закріплення їх кольору
мінеральну породу, яку
називали “алюмен”, тобто
“та, що в'яже”. Цією
породою і були галуни.
Імператор
Тиберій
Одного разу до імператора
Тиберія прийшов незнайомець.
В дар імператору він приніс
виготовлену ним чашу з
блискучого, неначе срібло,
проте надзвичайно легкого
матеріалу. Побоюючись, що
новий метал з його чудовими
властивостями знецінить
золото та срібло, Тиберій
наказав відрубати винахіднику
голову, а його майстерню
зруйнувати.
Парацельс
Лише в ХVІ столітті до історії
алюмінію була вписана нова
сторінка. Це зробив німецький
лікар Парацельс Філіпп
Ауреол Теофраст Бомбаст
фон Гогенхайм (Гогенгейм).
Досліджуючи різні матеріали,
у тому числі галуни,
Парацельс установив, що
вони “ є сіллю якоїсь
галунової землі ”, до складу
якої входить оксид
невідомого металу, в
подальшому названого
глинозем.
Г.К. Ерстед
Першим, кому вдалось
одержати металічний алюміній,
був датський учений Г.К.
Ерстед. У 1825 році Ерстед
отримав алюміній з бокситу
(Al2O3 + домішки).
До винайдення способу
одержання алюмінію методом
електролізу вартість його була
дуже високою. На Всесвітній
виставці в Парижі в 1855 році
алюміній демонструвався як
матеріал для виготовлення
ювелірних виробів. У 1889 році
Менделєєву в Лондоні
подарували, як особливо
цінний подарунок, терези,
виготовлені з алюмінію.
Фрідріх
Веллер
У 1827 році німецький хімік
Фрідріх Веллер одержав
алюміній простішим способом.
Він використав металічний
калій замість амальгами калію
для відновлення алюмінію.
Веллер одержав метал у
вигляді порошку.
Al2O3 + 3Cl2 + 3C 2AlCl3 + 3CO
AlCl3 + 3KHg 3KCl + AlHg3x
AlHg3x Al + 3x Hg
Для становлення
вітчизняної алюмінієвої
промисловості велике
значення мали
дослідження члена-
кореспондента АН СРСР
О.О. Яковкіна (1860-1936),
який розробив методи
одержання чистого оксиду
алюмінію з бокситів, глин і
нефелінів. В Україні
вперше одержали
алюміній у 1933 році на
Дніпропетровському
алюмінієвому заводі.
Основними способами
одержання алюмінію
на сьогоднішній день є
електроліз. Хоча вчені
знайшли в Китаї гробницю
полководця Чжоу Чжу
(помер на початку ІІІ ст.),
зроблену зі сплаву, що
містить 85% алюмінію. Це
свідчить про те, що
існував інший спосіб
одержання алюмінію, який
було втрачено.
Польовий шпат Al2O3;
Боксит Al2O3 ∙nH2O;
Нефелін Al2O3 ∙Na2O∙2SiO2,
або NaAlSiO4;
Корунд (прозорі кристали) Al2O3;
Каолін (глина) Al2O3 ∙2SiO2∙2H2O;
Гідроаргеліт Al(OH)3;
Беміт AlO(OH);
Діаспор HAlO2;
Кріоліт Na3AlF6;
Алюмінієві галуни KAl(SO)4∙12H2O
Періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва
Періоди
1
2
3
4
5
6
7
Ряди
1
2
3
4
10
9
8
7
5
6
Групи елементів
I
II
VI
V
VII
III
IV
VIII
Характеристика
1.
Вперше добуто в 1825 році
Гансом Ерстедом.
2.
У Періодичній системі
знаходиться в 3 періоді, III
група, головна підгрупа.
3.
У природі зустрічається
тільки у вигляді сполук.
4.
Сріблясто-білий, легкий
метал. Має високі тепло - та
електропровідність.
5.
Валентність: III.
Ступінь окиснення: +3.
27
+13
0
Al
27
+13
0
2
8
3
P = 13
e = 13
N = 14
−
Короткий електронний запис:
1s²
2p⁶
3p
1
2s²
3s²
сріблясто – білий метал;
ковкий;
легко витягується;
tпл = 660 0С;
tкип = 2520 0С;
ρ = 22,7 г/см3;
За кімнатної температури Al не змінюється,
його поверхня вкрита тонкою оксидною плівкою.
2Al
+3O2
Al2O3
+3Cl2
2AlCl3
+3S
Al2S3
+6HCl
2AlCl3 + 3H2
+3CuSO4
Al2(SO4)3 + 3Cu
Алюміній є амфотерним елементом:
взаємодіє с кислотами та лугами.
2Al + 6HCl(розбавлена) = 2AlCl3 + 3H2
8Al + 15H2SO4(конц.) 4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O
Al + 6HNO3 (конц.) Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
2Al + 6NaOH 2Na3AlO3 + 3H2
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OН)4] + 3H2
2Al + 6NaOH(надлишок) + 6H2O = 2 Na3[Al(OH)6] + 3H2
Оксид та гідроксид алюмінію також мають
амфотерні властивості:
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
2Al(OH)3 + 6HCl = 2AlCl3 + 6H2O
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O (у процесі сплавлення)
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] (у розчинах)
Алюміній утворює солі двох типів. У сполуках AlCl3,
Al2(SO4)3, AlPO4 містяться катіони цього елемента, а в
солях NaAlO2, Ca3(AlO3)2 він входить до складу аніонів
кислотних залишків.
При охолодженні насичених розчинів хлориду,
сульфату і нітрату Алюмінію або випаровуванні води
із них виділяються безбарвні кристалогідрати
AlCl3∙6H2O, Al2(SO4)3 ∙18H2O і Al(NO3)3 ∙9H2O.
У насиченому розчині сульфатів
Алюмінію і Калію можна виростити
кристали “ подвійної ” солі
К2SO4∙ Al2(SO4)3 ∙24H2O. Її тривіальна
назва – алюмокалієвий галун.
Алюміній дуже добре проводить електричний струм
– за електропровідністю він іде після срібла та міді.
Тому з чистого алюмінію виготовляють
електропроводи.
Алюмінієве покриття добре захищає стальні та
чавунні вироби від корозії. Для цього поверхню
таких виробів насичують алюмінієм – алітують.
Сплавам алюмінію з міддю, магнієм, силіцієм
властиві легкість та висока міцність, тому вони
використовуються в авіації, суднобудуванні,
залізничному транспорті, у будівництві,
приладобудуванні.
Алюміній застосовують для одержання
металів і неметалів.
|