Aluminium funktioner. Aluminium: generelle egenskaber

Hvert grundstof kan betragtes ud fra synspunktet af tre videnskaber: fysik, kemi og biologi. I denne artikel vil vi forsøge så tæt som muligt at karakterisere aluminium. Dette element, som er i den tredje gruppe, og den tredje periode, ifølge det periodiske system. Aluminium - metal, som har en gennemsnitlig reaktivitet. Det er også muligt at observere forbindelser amfotere egenskaber. Aluminium atomvægt af seksogtyve g per mol.

Fysiske egenskaber aluminium

Under normale forhold er det et fast stof. aluminium formel er meget enkel. Den består af atomer (ikke forenes i molekylet), som er rettet ind ved hjælp af et krystalgitter i det faste stof. aluminium farve - sølv-hvid. Desuden har en metallisk glans, samt andre stoffer i denne gruppe. Farven af metallet anvendes i industrien, kan være anderledes på grund af tilstedeværelsen af urenheder i legeringen. Dette er en forholdsvis let metal. Dens densitet svarende til 2,7 g / cm3, dvs. det er omtrent tre gange lettere end jern. I dette kan han vige, bortset fra at magnesium, som er endnu lettere at metallet pågældende. Hårdheden af aluminium er ganske lav. I det, han giver de fleste metaller. aluminium hårdhed på kun to på Mohs-skalaen. Derfor, for sin gevinst på baggrund af metallegeringer tilføjet hårdere.

aluminium smeltning sker ved en temperatur på kun 660 grader Celsius. Og det begynder at koge, når det opvarmes til en temperatur på to tusinde 452 grader Celsius. Dette er et meget sejt og smelteligt metal. I denne fysiske karakteristiske aluminium ender. Men det skal bemærkes, at det aktive metal har den bedste efter kobber og sølv ledningsevne.

Prævalensen i naturen

Aluminium specifikationer, som vi netop har overvejet, ret almindelige i miljøet. Det kan ses i sammensætningen af mange mineraler. Aluminium element - fjerde blandt de mest almindelige i naturen. Hans vægt fraktion i jordskorpen er næsten ni procent. Større mineraler er til stede i sammensætningen af dens atomer er bauxit, aluminiumoxid, kryolit. Første - en klippeformation, der består af jernoxider, silicium og metal pågældende, også i strukturen af vandmolekyler til stede. Den har en ikke-ensartet farve: grå fragmenter, rødlig-brune eller andre farver, som er afhængige af tilstedeværelsen af forskellige urenheder. Fra 30 til 60 procent af racen - aluminium, hvis billeder kan ses ovenfor. Det er også meget almindeligt i naturen mineral er aluminiumoxid.

Denne aluminiumoxid. Dens kemiske formel - Al2O3. Han kan have rød, gul, blå eller brun. Dens hårdhed på Mohs-skalaen er ni enheder. De sorter af korund er bemærkelsesværdige safirer og rubiner, leicosapphires og padparadzha (gul safir).

Kryolit - et mineral, der har en mere kompleks kemisk formel. Den består af fluorider af aluminium og natrium - AIF3 • 3NaF. Det ligner farveløs eller grå sten, har lav hårdhed - alle tre på Mohs-skalaen. I dagens verden er det syntetiseret kunstigt i laboratoriet. Det bruges i metalindustrien.

Også aluminium kan findes i naturen som en del af ler, som er de vigtigste komponenter i silicium og oxider af metallet forbundet med vandmolekyler. Desuden kan grundstoffet iagttages i sammensætningen af nephelin, kemiske formel således: KNa3 [AlSiO4] 4.

modtagelse

aluminium overvejelse træk tilvejebringer fremgangsmåder til dets syntese. Der er flere metoder. Produktion af aluminium ved den første metode sker i tre faser. Den sidste af disse er den procedure for elektrolyse på katoden og en carbon anode. For udførelse af en sådan proces kræver aluminium oxid og hjælpestoffer, såsom kryolit (formel - Na3AlF6) og calciumfluorid (CaF2). For at forekomme nedbrydning af opløste aluminiumoxid, er det nødvendigt med den smeltede kryolit og calciumfluorid opvarmet til en temperatur på mindst ni hundrede halvtreds grader, og derefter ledes gennem en strøm af disse stoffer i de firs tusinde ampere og spænding fem- otte volt. Således, fordi fremgangsmåden til settle aluminium katode, og ilt molekyler vil blive indsamlet ved anoden, som igen oxideres anode og omdanner det til kuldioxid. Før udførelse af denne procedure bauxit, som i form af aluminiumoxid ekstraheres, pre-renset for urenheder, og passerer processen med dehydrering.

Aluminium fremstillingsmetode beskrevet ovenfor, er meget almindeligt i metalindustrien. Der er også en fremgangsmåde, opfundet i 1827 af F. Wohler. Det ligger i det faktum, at aluminium kan ekstraheres ved en kemisk reaktion mellem dets chlorid og kalium. For at udføre en sådan proces kan kun oprettes i form af særlige betingelser med meget høj temperatur og vakuum. Således kan et mol chlorid og et lige volumen af kalium fremstilles et mol aluminiumoxid og tre mol af kaliumchlorid som et biprodukt. Denne reaktion kan udtrykkes som denne ligning: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. Denne metode har ikke fået en masse popularitet i branchen.

aluminium træk, hvad angår kemi

Som allerede nævnt ovenfor, er det en simpel stof, som består af atomer, der ikke er organiseret i et molekyle. Lignende strukturer dannes næsten alle metaller. Aluminium har en relativt høj reaktivitet og stærke reducerende egenskaber. Kemisk karakterisering af aluminium vil begynde med en beskrivelse af dens reaktioner med andre simple stof, som det vil blive beskrevet yderligere interaktion med komplekse uorganiske forbindelser.

Aluminium og simple stoffer

Disse omfatter en primært oxygen - den mest almindelige forbindelse på planeten. Fra sin enogtyve procent af Jordens atmosfære er sammensat. Omsætning af stoffet med andre kendt som oxidation, eller afbrænding. Det sker normalt ved høje temperaturer. Men i tilfælde af aluminium kan oxidation i normal drift - den således dannede oxidfilm. Hvis det aktive metal er knust, vil den brænde og frigiver således store mængder energi som varme. Til udførelse af reaktionen mellem aluminium og oxygen brug for disse komponenter i et molforhold på 4: 3, hvorved de to dele får oxid.

Denne kemiske reaktion er udtrykt ved følgende ligning: 4AІ + 3O2 = 2AІO3. Også aluminium kan reagere med halogener, der indbefatter fluor, iod, brom og chlor. Navnene på disse fremgangsmåder stammer fra det tilsvarende halogen: fluorering, iodering, bromering og chlorering. Dette er den typiske koblingsreaktion.

For eksempel har vi omsætte aluminium med chlor. Denne form for proces kan kun ske i kulden.

Således, idet to mol aluminium og tre mol chlor, til opnåelse af to mol af metalchlorid. Ligningen for denne reaktion er som følger: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3. På samme måde er det muligt at opnå aluminiumfluorid, bromid og iodid det.

På grå det pågældende stof reagerer kun, når det opvarmes. Til udførelse af interaktionen mellem de to forbindelser er nødvendige for at tage dem i molære forhold på to til tre, og en portion af sulfidet fremstillet af aluminium. Reaktionsligning er som følger: 2AL + 3S = Al2S3.

Endvidere ved høje temperaturer og aluminium reagerer med carbon til dannelse af et carbid, og nitrogen til dannelse af et nitrid. Man kan citere følgende kemiske reaktionsligning: 4AІ + 3C = AІ4S3; 2AL + N2 = 2AlN.

Interaktion med komplekse stoffer

Disse indbefatter vand, salte, syrer, baser, oxider. Med alle de kemiske forbindelser af aluminium reagerer forskelligt. Lad os se nærmere hvert enkelt tilfælde.

Reaktion med vand

Med den mest almindelige stof på jorden aluminium kompleks interagerer med opvarmning. Dette sker kun, når den indledende fjernelse af oxidfilmen. Interaktionen af det amfotere hydroxid er dannet, og hydrogen frigivet til luften. Idet de to dele af aluminium og seks dele vand, får vi hydroxid og hydrogen i et molforhold på to til tre. Denne reaktion ligning skrives som følger: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

Interaktion med syrer, baser og oxider

Ligesom andre aktive metaller, aluminium er i stand til at indgå i en substitutionsreaktion. Det kan således forskyde hydrogen fra en syre eller en passiv metalkation af et salt deraf. Som følge af disse interaktioner et aluminiumsalt dannes, og hydrogen frigives (i tilfælde af syre) eller udfældede metalnet (den, der er mindre aktiv end den betragtede). I det andet tilfælde, og åbenbar reducerende egenskaber som nævnt ovenfor. Et eksempel er vekselvirkningen af aluminium med saltsyre, hvorved aluminiumchlorid dannes og frigives til luften, hydrogen. Denne form for reaktion er udtrykt i følgende ligning: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

Et eksempel på interaktionen af aluminium salt kan være dets reaktion med kobbersulfat. Idet disse to komponenter, ender vi med aluminiumsulfat og rent kobber, som falder i form af et bundfald. Med sådanne syrer som svovlsyre og salpetersyre, aluminium reagerer entydigt. For eksempel tilsætning af en fortyndet opløsning af aluminiumnitrat syre i et molforhold på otte dele efter tredive otte dele er dannet af metallet nitrat, tre dele nitrogenoxid og femten - vand. Ligningen af reaktionen registreres således: 8AL + 30HNO3 = 8AL (NO3) 3 + 3N2O + 15H2O. Denne proces forekommer kun i nærværelse af varme.

Hvis den blandede opløsning af aluminiumsulfat og en svag syre i molforhold på to til tre, så vi opnå sulfat af metallet og hydrogen i et forhold på en til tre. At der vil ske almindelig substitutionsreaktion, som det er tilfældet med andre syrer. For klarhed, præsenterer vi ligningen: 2AL + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2. Dog med en koncentreret opløsning af samme syre vanskeligere. Her, ligesom i tilfældet med nitrat, er biproduktet dannet, men ikke i form af oxider og i form af svovl og vand. Hvis vi tager den to vi behov komponent i et molforhold på to til fire, vil resultatet være en af saltet af metallet, og svovl, samt fire - vand. Denne kemiske reaktion kan udtrykkes ved følgende ligning: 2AL + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + S + 4H2O. Desuden kan aluminium reagere med alkalier. At udføre sådanne kemiske interaktioner skal tage to mol af metallet, den samme mængde af natriumhydroxid eller kaliumhydroxid samt seks mol vand. Dette frembringer stoffer, såsom natrium eller kalium tetragidroksoalyuminat og hydrogen, der frigives som en gas med en stikkende lugt i molære forhold på to til tre. Denne kemiske reaktion kan repræsenteres ved den følgende ligning: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

Og den sidste ting at overveje, er mønstret for interaktion med nogle aluminiumoxider. Den mest almindelige og anvendes i tilfælde - reaktion Beketov. Det, som mange andre fra ovenstående, kun finder sted ved høje temperaturer. Således for dens gennemførelse skal tage to mol pr aluminium og Ferrum oxid. Samspillet mellem disse to stoffer fremskaffe alumina og frit jern i en mængde på henholdsvis et og to mol hhv.

Brugen af metallet i branchen

Bemærk, at brugen af aluminium - et meget almindeligt fænomen. Først og fremmest, den har brug for luftfartsindustrien. Sammen med magnesiumlegeringer, anvendes der, og på grundlag af de metallegeringer. Man kan sige, at den gennemsnitlige flyet er 50% Legeringer af aluminium og dets drive - med 25%. Desuden er brug af aluminium udføres under fremstillingen af ledninger og kabler på grund af dens fremragende elektrisk ledningsevne. Desuden er metallet og dets legeringer vid udstrækning anvendes i bilindustrien. Disse materialer består af slagtekroppe af biler, busser, trolleybusser, sporvogne nogle, såvel som konventionelle biler og elektriske tog. Også dens anvendelse i applikationer mindre målestok, for eksempel til produktion af emballage til fødevarer og andre produkter, service. For at fremstille en sølv blæk af metalpulveret er påkrævet. Malingen er nødvendig for at beskytte jern mod korrosion. Det kan siges, at aluminium - den næstmest almindelige anvendelse i industrielle metaller efter Ferrum. Hans forbindelser og han ofte anvendes i den kemiske industri. Dette forklares ved de særlige kemiske karakteristika af aluminium, herunder dets reducerende egenskaber og amfotere forbindelser. Hydroxid betragtede kemiske elementer, der er nødvendige til vandrensning. Desuden er det anvendes i medicin i processen med fremstilling af vaccine. Det kan også findes i præparatet af visse typer plast og andre materialer.

Rolle i naturen

Som det er blevet beskrevet ovenfor, aluminium i store mængder i jordskorpen. Det er især vigtigt for levende organismer. Aluminium er involveret i reguleringen af vækstprocesser, danner bindevæv, såsom knogler, ligamenternes, og andre. Med denne mikronæringsstoffer processer regenerering af kropsvæv foretaget hurtigere. Dens fald er karakteriseret ved følgende symptomer: svækkelse i børns udvikling og vækst i voksne - kronisk træthed, nedsat ydelse, svækket motorik, reducerede den vævsregenerering, svækkelse af muskler, især i ekstremiteterne. Dette fænomen kan forekomme, hvis du spiser for lidt mad med indholdet af denne sporstoffet.

Imidlertid er et mere almindeligt problem er et overskud af aluminium i kroppen. Det er ofte observeret disse symptomer: angst, depression, søvnforstyrrelser, hukommelsestab, stress, blødgørende af bevægeapparatet, hvilket kan føre til hyppige knoglebrud og forstuvninger. Langvarig overskud af aluminium i kroppen er ofte problemer i næsten alle organsystemer.

Et sådant fænomen kan forårsage en række årsager. Dette er primært aluminium kogegrej. Forskere har længe bevist, at de retter lavet af metallet pågældende, er ikke egnet til tilberedning af mad i den, som ved en høj temperatur i aluminium kommer i maden, og som et resultat du spiser meget mere af dette sporstof end kroppen har brug for.

Den anden grund - regelmæssig anvendelse af kosmetik til indholdet af metal eller salte deraf. Før brug af produkter bør læses omhyggeligt dens sammensætning. Er ingen undtagelse, og kosmetik.

Den tredje grund - indgivelse af lægemidler, som indeholder en masse af aluminium, i lang tid. Samt misbrug af vitaminer og kosttilskud, som omfatter mikrocelle.

Lad os nu se på, hvad produkterne indeholder aluminium til at justere din kost og til at organisere menuen korrekt. Dette primært gulerødder, smelteost, hvede, alun, kartofler. Frugt ferskner og avocadoer anbefales. Hertil kommer, at aluminium-rige kål, ris, mange urter. Også af metalkationer kan være til stede i drikkevand. For at undgå højt eller lavt indhold af aluminium i kroppen (selvom, ligesom alle andre sporstoffer), skal du omhyggeligt overvåge deres kost og forsøge at gøre det så afbalanceret som muligt.