Ce poți găti din calmar: rapid și gustos

Compușii de aluminiu sunt cunoscuți de om din cele mai vechi timpuri. Unul dintre ei a fost astringenții, care includ alaunul aluminiu-potasiu KAl(SO4)2. Au găsit o aplicare largă. Au fost folosite ca mordant și ca dop de sânge. Impregnarea lemnului cu o soluție de alaun de potasiu l-a făcut neinflamabil. Se știe un fapt istoric interesant, cum Archelaus, un comandant de la Roma, în timpul războiului cu perșii, a ordonat ca turnurile, care serveau drept structuri de apărare, să fie mânjite cu alaun. Perșii nu au reușit niciodată să le ardă.

Un alt compus de aluminiu a fost argile naturale, care includ oxid de aluminiu Al2O3.

Primele încercări de a obține aluminiu abia la mijlocul secolului al XIX-lea. Încercarea făcută de savantul danez H.K Oersted a fost încununată de succes. Pentru a-l obține, a folosit potasiu amalgamat ca reducător de aluminiu din oxid. Dar nu s-a putut afla ce fel de metal se obține atunci. Un timp mai târziu, doi ani mai târziu, aluminiul a fost obținut de chimistul german Wöhler, care a obținut aluminiu folosind încălzirea clorurii de aluminiu anhidru cu potasiu metal.
Mulți ani de muncă ai savantului german nu au fost în zadar. Pe parcursul a 20 de ani, a reușit să pregătească metal granulat. S-a dovedit a fi asemănător cu argintul, dar era mult mai ușor. Aluminiul a fost foarte metal scump, iar până la începutul secolului al XX-lea, valoarea sa era mai mare decât costul aurului. Prin urmare, de mulți, mulți ani, aluminiul a fost folosit ca expoziție la muzeu. În jurul anului 1807, Davy a încercat să efectueze electroliza aluminei și a obținut un metal numit alaun sau aluminiu, care este tradus din latină ca alaun.

Producția de aluminiu din argile a fost de interes nu numai pentru chimiști, ci și pentru industriași. Aluminiul era foarte greu de separat de alte substanțe, ceea ce a contribuit la faptul că era mai scump decât aurul. În 1886, chimistul C.M. Hall a propus o metodă care a făcut posibilă obținerea metalului în cantități mari. În timpul cercetărilor, el a dizolvat oxidul de aluminiu în topitura criolită de AlF3 nNaF. Amestecul rezultat a fost plasat într-un vas de granit și un curent electric continuu a fost trecut prin topitură. A fost foarte surprins când, după ceva timp, a descoperit plăci de aluminiu pur pe fundul vasului. Această metodă este în prezent principala pentru producția de aluminiu la scară industrială. Metalul rezultat a fost bun în toate, cu excepția rezistenței, care era necesară pentru industrie. Și această problemă a fost rezolvată. Chimistul german Alfred Wilm a aliat aluminiul cu alte metale: cupru, mangan și magneziu. Rezultatul a fost un aliaj mult mai rezistent decât aluminiul.

Metode de obținere

Metodele alternative de producere a aluminiului - procedeul carbotermic, procedeul Todt, procedeul Kuwahara, electroliza clorurilor, reducerea aluminiului cu sodiu - nu au prezentat avantaje față de metoda Héroux-Hall.

Prototipul prezentei invenții este propunerea noastră anterioară cu același nume, sub N. Producerea aluminiului din soluții apoase concomitent cu hidrogen, care constituie esența acestei invenții, este extrem de tentantă, dar nu poate fi realizată din cauza procedeelor. de pasivizare a unui catod de aluminiu solid cu pelicule de oxid-hidroxid de compoziție variabilă. Încercările noastre de a implementa procedeul în soluții de aluminat alcalin, acid sulfuric, acid clorhidric și acid azotic au fost la fel de nereușite.

În acest sens, ne propunem să producem aluminiu și hidrogen pe un catod de metal lichid, de exemplu, un catod de galiu sau unul constând dintr-un aliaj de galiu-aluminiu. Se pot folosi și alte aliaje cu punct de topire scăzut. Catod. Ca urmare, electroliza se realizează cu ușurință și, într-o primă aproximare, simplu, cu eliberare garantată a aluminiului în aliajul catodic.

În industrie, aluminiul este produs prin electroliza Al2O3 în criolitul topit Na3 la o temperatură de 950°C.

2Al2O3 = 4Al(3+) + 6O(2-) = 2Al + 3O2

Principalele reactii ale proceselor: CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 (15.z) SiO2 + 6HF →H2SiF6 + 2H2

HF și H2SiF6 sunt produse gazoase captate de apă. Pentru a desiliconiza soluția rezultată, adăugați mai întâi

cantitate estimata

sifon:

NaF și AlF3 pot fi obținute separat în același mod dacă soluția desiliconizată de acid fluorhidric este neutralizată cu o cantitate calculată de Na2CO3 sau Al(OH)3.

Proprietăți fizice

Aluminiul este un metal alb-argintiu, ușor, durabil. Densitatea sa este de 2,7 g/cm3, de aproape trei ori mai ușoară decât fierul. Este bine prelucrat: laminat, forjat, ștanțat, tras în sârmă, are o conductivitate electrică bună (după argint și cupru, este cel mai bun conductor de căldură și electricitate)

Proprietăți chimice

1) Aluminiul metalic formează aliaje cu multe metale: Cu, In, Mg, Mn, Ni, Cr etc.

2) Aluminiul interacționează cu multe nemetale: sub formă de praf și așchii, arde în oxigen, eliberând o cantitate mare de căldură, formând oxid de aluminiu:

4 Al + 3O2 → Al2O3

3) Aluminiul interacționează cu multe substanțe complexe. Aluminiul este practic rezistent la apă, deoarece este acoperit cu un strat subțire de oxid. La temperaturi ridicate, lipsit de peliculă de protecție, interacționează cu apa conform ecuației

2Al + 6 H2O → 2Al(OH)3 + 3H2

Aplicație

Aliajele pe bază de aluminiu sunt utilizate pe scară largă deoarece sunt ușoare, puternice și rezistente la aer, apă și acizi. În inginerie electrică, aluminiul este folosit pentru a produce fire masive în linii aeriene și cabluri de înaltă tensiune; în producția de condensatoare electrice, redresoare, dispozitive semiconductoare; ca material de construcție în reactoare nucleare; în echipamente şi aparate pentru industria alimentară. Cuțitele sunt furnizate ambalate într-o cutie de 10 bucăți (cu excepția cuțitelor de amputare), lubrifiate cu lubrifiant conservant sau sigilate în pungă de plastic cu inhibitori de coroziune.

Înainte de ambalare, bisturiile sunt lubrifiate cu un strat subțire de grăsime naturală și așezate în 10 bucăți. V cutii de carton cu prize care protejează marginile tăietoare de la tocit.

Cleste medicale: înainte de ambalare, fiecare instrument individual, pre-acoperit cu un lubrifiant neutru, este învelit în pergament sau hârtie cerată și așezat 5-10 bucăți în cutii de carton. La depozitarea sculei pentru o perioadă lungă de timp, arcul trebuie să fie descărcat, pentru care capătul său superior (îndreptat către fălci) trebuie îndepărtat din planul sculei, adică mutat de la ramură în lateral și astfel să prevină oboseala a primăverii.

Este permisă ambalarea instrumentelor de același tip în recipiente de grup fără ambalaj de consum sau piele. Ambalajele de consum cu unelte trebuie ambalate în ambalaje de grup - cutii, pachete, pungi, eprubete și alte tipuri progresive de ambalaje. Materialele utilizate pentru fabricarea containerelor și proiectarea containerului trebuie să asigure siguranța instrumentelor în timpul transportului și depozitării. Ambalajele de consum și de grup trebuie să împiedice posibilitatea deschiderii acestuia fără a compromite integritatea ambalajului în timpul transportului și depozitării. La deschiderea unui pachet folosind recipiente reutilizabile, integritatea containerului nu ar trebui să fie compromisă. Suprafețele ambalajelor destinate consumatorilor și grupurilor nu trebuie să aibă distorsiuni, fisuri, rupturi, deformari, găuri sau pliuri. Pe suprafata cutiilor materiale polimerice Sunt permise urme de la conectorul matriței, conductele și ejectoarele.

Concluzie

Se știe că în elementele p subnivelul p al nivelului electronic exterior este umplut cu electroni, care pot conține de la unu la șase electroni.

Există 30 de elemente p în tabelul periodic. Aceste elemente p, sau analogii lor p-electronici, formează subgrupele IIIA, IVA, VA, VIA, VIIA și VI IIA. Structura nivelului electronic exterior al atomilor elementelor acestor subgrupe se dezvoltă astfel: ns2 p1, ns2 p2, ns2 p3, ns2 p4, ns2 p5 și ns2 p6.

În general, elementele p, cu excepția aluminiului, au activitate de reducere relativ slabă. Dimpotrivă, în timpul tranziției de la subgrupul IIIA la subgrupul VIIA, se observă o creștere a activității oxidative a atomilor neutri, valorile afinității electronilor și ale energiei de ionizare cresc, iar electronegativitatea elementelor p crește.

În atomii de elemente p, nu numai electronii p, ci și electronii s ai nivelului exterior au valență. Cea mai mare stare de oxidare pozitivă a analogilor p-electronici este egală cu numărul grupului în care se află.

Referințe

1. Drozdov A.A., Chimie organică 2012

2. Komissarov L.N., Chimie anorganică 2011

3. Nesvezhisky S.N., formule în chimie 2012

4. Tretyakova Yu.D., Chimie anorganică 2011-2012

5. http://tochmeh.ru/info/alum2.php

6. http://www.bestreferat.ru/referat-121916.html

Aluminiul este un element din subgrupa principală a grupei III, a treia perioadă, cu număr atomic 13. Aluminiul este un element p. Nivelul de energie exterior al atomului de aluminiu conține 3 electroni, care au configuratie electronica 3s 2 3p 1. Aluminiul prezintă o stare de oxidare de +3.

Aparține grupului de metale ușoare. Cel mai comun metal și al treilea element chimic cel mai abundent din scoarța terestră (după oxigen și siliciu).

Substanța simplă aluminiu este un metal ușor, paramagnetic, de culoare alb-argintiu, ușor de format, turnat și mașinat. Aluminiul are o conductivitate termică și electrică ridicată și rezistență la coroziune datorită formării rapide a peliculelor puternice de oxid care protejează suprafața de interacțiuni ulterioare.

Proprietățile chimice ale aluminiului

La conditii normale aluminiul este acoperit cu o peliculă de oxid subțire și durabilă și, prin urmare, nu reacționează cu agenții oxidanți clasici: cu H 2 O (t°, HNO 3 (fără încălzire); Datorită acestui fapt, aluminiul practic nu este supus coroziunii și, prin urmare, este foarte solicitat. industria modernă. Când filmul de oxid este distrus, aluminiul acționează ca un metal reducător activ.

1. Aluminiul reacționează ușor cu substanțe simple nemetalice:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3,

2Al + 3 Br 2 = 2AlBr 3

2Al + N2 = 2AlN

2Al + 3S = Al2S3

4Al + 3C = Al4C3

Sulfura și carbura de aluminiu sunt complet hidrolizate:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4

2. Aluminiul reacţionează cu apa

(după îndepărtarea peliculei de oxid de protecție):

2Al + 6H20 = 2Al(OH)3 + 3H2

3. Aluminiul reacţionează cu alcalii

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

2(NaOHH2O) + 2Al = 2NaAlO2 + 3H2

În primul rând, filmul protector de oxid se dizolvă: Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na.

Apoi au loc reacțiile: 2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2, NaOH + Al(OH) 3 = Na,

sau în total: 2Al + 6H2O + 2NaOH = Na + 3H2,

iar ca urmare, se formează aluminați: Na - tetrahidroxoaluminat de sodiu Deoarece atomul de aluminiu din acești compuși este caracterizat printr-un număr de coordonare de 6, nu 4, formula actuală a compușilor tetrahidroxo este următoarea: Na

4. Aluminiul se dizolvă ușor în acizi clorhidric și sulfuric diluat:

2Al + 6HCI = 2AlCI3 + 3H2

2Al + 3H 2 SO 4 (dil) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2

Când este încălzită, se dizolvă acizi – agenţi oxidanţi, formând săruri solubile de aluminiu:

8Al + 15H 2 SO 4 (conc) = 4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O

Al + 6HNO 3 (conc) = Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

5. Aluminiul reduce metalele din oxizii lor (aluminotermie):

8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe

2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr

CE ESTE ALUMINIU

Ușor, durabil, rezistent la coroziune și funcțional - această combinație de calități a făcut din aluminiu principalul material structural al timpului nostru. Aluminiul este în casele în care locuim, în mașinile, trenurile și avioanele cu care călătorim, în telefoanele mobile și computere, pe rafturile frigiderelor și în interioarele moderne. Dar acum 200 de ani se știa puțin despre acest metal.

„Ceea ce părea imposibil timp de secole, ceea ce ieri a fost doar un vis îndrăzneț, astăzi devine o sarcină reală, iar mâine - o realizare.”

Serghei Pavlovici Korolev
om de știință, designer, fondator al astronauticii practice

Aluminiu – metal alb-argintiu, al 13-lea element al tabelului periodic. Incredibil, dar adevărat: aluminiul este cel mai abundent metal de pe Pământ, reprezentând mai mult de 8% din masa totală a scoarței terestre și este al treilea element chimic cel mai abundent de pe planeta noastră, după oxigen și siliciu.

Cu toate acestea, aluminiul nu se găsește în natură în forma sa pură datorită reactivității sale chimice ridicate. De aceea am aflat despre asta relativ recent. Aluminiul a fost produs oficial abia în 1824 și a trecut încă o jumătate de secol înainte de a începe producția sa industrială.

Cel mai adesea în natură, aluminiul se găsește în compoziție alaun. Acestea sunt minerale care combină două săruri ale acidului sulfuric: una pe bază de metal alcalin (litiu, sodiu, potasiu, rubidiu sau cesiu), iar cealaltă pe bază de metal din grupa a treia a tabelului periodic, în principal aluminiu.

Alaunul este folosit și astăzi în purificarea apei, gătit, medicină, cosmetologie, chimie și alte industrii. Apropo, aluminiul și-a primit numele datorită alaunului, care în latină se numea alumen.

Corindon

Rubinele, safirele, smaraldele și acvamarinul sunt minerale de aluminiu.
Primele două aparțin corindonului - acesta este oxid de aluminiu (Al 2 O 3) în formă cristalină. Are o transparență naturală și este pe locul doi după diamante ca putere. Sticla antiglonț, ferestrele avionului și ecranele smartphone-urilor sunt realizate din safir.
Și unul dintre mineralele de corindon mai puțin valoroase, smirghelul, este folosit ca material abraziv, inclusiv pentru a crea șmirghel.

Astăzi, sunt cunoscuți aproape 300 de compuși și minerale diferite de aluminiu - de la feldspat, care este principalul mineral de formare a rocii de pe Pământ, la rubin, safir sau smarald, care nu mai sunt atât de comune.

Hans Christian Oersted(1777–1851) – fizician danez, membru de onoare al Academiei de Științe din Sankt Petersburg (1830). Născut în orașul Rudkörbing în familia unui farmacist. În 1797 a absolvit Universitatea din Copenhaga, în 1806 a devenit profesor.

Dar oricât de comun ar fi aluminiul, descoperirea sa a devenit posibilă doar atunci când oamenii de știință au avut la dispoziție un nou instrument care a făcut posibilă descompunerea substanțelor complexe în altele mai simple - curent electric.

Și în 1824, folosind procesul de electroliză, fizicianul danez Hans Christian Oersted a obținut aluminiu. A fost contaminat cu impurități de potasiu și mercur implicate în reacții chimice, dar aceasta a fost prima dată când a fost produs aluminiu.

Folosind electroliza, aluminiul este produs și astăzi.

Materia primă pentru producția de aluminiu astăzi este un alt minereu de aluminiu obișnuit în natură - bauxită. Aceasta este o rocă argilosă constând din diferite modificări ale hidroxidului de aluminiu cu un amestec de oxizi de fier, siliciu, titan, sulf, galiu, crom, vanadiu, săruri carbonatice de calciu, fier și magneziu - aproape jumătate din tabelul periodic. În medie, 1 tonă de aluminiu este produsă din 4-5 tone de bauxită.

Bauxită

Bauxita a fost descoperită de geologul Pierre Berthier în sudul Franței în 1821. Rasa și-a primit numele după zona din Les Baux unde a fost găsită. Aproximativ 90% din rezervele mondiale de bauxită sunt concentrate în țări tropicale și subtropicale - Guineea, Australia, Vietnam, Brazilia, India și Jamaica.

Se obține din bauxită alumină. Acesta este oxidul de aluminiu Al 2 O 3, care are forma unei pulberi albe și din care metalul este produs prin electroliză în topitorii de aluminiu.

Producția de aluminiu necesită cantități uriașe de energie electrică. Pentru a produce o tonă de metal, este nevoie de aproximativ 15 MWh de energie - acesta este cât consumă o clădire de 100 de apartamente pentru o lună întreagă. Prin urmare, este cel mai logic să construiești topitorii de aluminiu aproape de surse de energie puternice și regenerabile. Cea mai optimă soluție este centrale hidroelectrice, reprezentând cea mai puternică dintre toate tipurile de „energie verde”.

Proprietățile aluminiului

Aluminiul are o combinație rară de proprietăți valoroase. Acesta este unul dintre cele mai ușoare metale din natură: este de aproape trei ori mai ușor decât fierul, dar în același timp este puternic, extrem de ductil și nu este supus coroziunii, deoarece suprafața sa este întotdeauna acoperită cu un oxid subțire, dar foarte durabil. film. Nu este magnetic, conduce bine electricitatea și formează aliaje cu aproape toate metalele.

Uşor

De trei ori mai ușor decât fierul

Durabil

Rezistență comparabilă cu oțelul

Plastic

Potrivit pentru toate tipurile de prelucrare mecanică

Fără coroziune

Filmul subțire de oxid protejează împotriva coroziunii

Aluminiul este ușor de prelucrat prin presiune, atât la cald, cât și la rece. Poate fi rulat, desenat, ștampilat. Aluminiul nu arde, nu necesită vopsire specială și este non-toxic, spre deosebire de plastic.

Maleabilitatea aluminiului este foarte mare: din el se pot face foi cu o grosime de numai 4 microni si cel mai subtire sarma. Și ultra-subțire folie de aluminiu de trei ori mai subțire decât un păr uman. În plus, în comparație cu alte metale și materiale, este mai economic.

Capacitatea ridicată de a forma compuși cu diverse elemente chimice a dat naștere multor aliaje de aluminiu. Chiar și o proporție mică de impurități modifică semnificativ caracteristicile metalului și deschide noi domenii pentru aplicarea acestuia. De exemplu, combinația de aluminiu cu siliciu și magneziu în viata de zi cu zi poate fi găsit literalmente pe șosea - sub formă de jante din aliaj, motoare, elemente de șasiu și alte părți ale unei mașini moderne. Și dacă adăugați zinc la aliajul de aluminiu, atunci poate că îl țineți acum în mâini, deoarece acesta este aliajul care este utilizat la producerea de carcase. telefoane mobileși tablete. Între timp, oamenii de știință continuă să inventeze noi aliaje de aluminiu.
Rezerve de aluminiu
Aproximativ 75% din aluminiul produs de-a lungul existenței industriei este încă în uz astăzi.

Materialele foto utilizate în acest articol sunt © Shutterstock și © Rusal.

Lianții care conțin aluminiu sunt cunoscuți din cele mai vechi timpuri. Totuși, alaunul (latină Alumen sau Alumin, germană Alaun), despre care este menționat, în special, Pliniu, era înțeles în antichitate și în Evul Mediu ca fiind diverse substanțe. În Dicționarul alchimic al lui Ruland, cuvântul Alumen, cu adăugarea de diferite definiții, este dat în 34 de sensuri. În special, a însemnat antimoniu, Alumen alafuri - sare alcalină, Alumen Alcori - nitru sau alaun alcalin, Alumen creptum - tartru (tartru) de vin bun, Alumen fascioli - alcali, Alumen odig - amoniac, Alumen scoriole - gips etc. , autor al celebrului „Dicționar de produse farmaceutice simple” (1716), oferă și o listă mare de soiuri de alaun.

Până în secolul al XVIII-lea compușii de aluminiu (alaun și oxid) nu au putut fi distinși de alți compuși similari ca aspect. Lemery descrie alaunul astfel: „În 1754, Marggraf a izolat dintr-o soluție de alaun (prin acțiunea alcalinei) un precipitat de oxid de aluminiu, pe care l-a numit „pământ de alaun” (Alaunerde), și a stabilit diferența acestuia față de alte ținuturi Pământul de alaun a primit numele de alumină (Alumină sau Alumină). În 1782, Lavoisier a exprimat ideea că aluminiul este un oxid al unui element necunoscut. corpuri simple„Lavoisier a plasat alumina printre „corpurile simple, care formează sare, pământesc.” Sinonime pentru denumirea de alumină sunt, de asemenea, date aici: argilă, pământ de alaun, bază de alaun. Cuvântul argile, sau argilă, după cum subliniază Lemery în dicționarul său, provine din argila ceramică greacă, Dalton în „New System of Chemical Philosophy” dă un semn special pentru aluminiu și oferă o formulă structurală complexă (!) pentru alaun.

După descoperirea metalelor alcaline folosind electricitatea galvanică, Davy și Berzelius au încercat, fără succes, să izoleze aluminiul metalic de alumină în același mod. Abia în 1825 problema a fost rezolvată de fizicianul danez Oersted folosind o metodă chimică. A trecut clorul printr-un amestec fierbinte de alumină și cărbune, iar clorura de aluminiu anhidră rezultată a fost încălzită cu amalgam de potasiu. După evaporarea mercurului, scrie Oersted, s-a obținut un metal asemănător ca aspect cu staniul. În cele din urmă, în 1827, Wöhler a izolat metalul de aluminiu într-un mod mai eficient - prin încălzirea clorurii de aluminiu anhidră cu potasiu metal.

În jurul anului 1807, Davy, care încerca să efectueze electroliza aluminei, a dat numele metalului care se presupunea că o conține aluminiu (aluminiu) sau aluminiu (aluminiu). Ultimul nume a devenit de atunci obișnuit în SUA, în timp ce în Anglia și alte țări a fost adoptat denumirea de Aluminium, propusă ulterior de același Davy. Este destul de clar că toate aceste nume provin din cuvântul latin alum (Alumen), despre originea căruia există opinii diferite, bazate pe dovezile diverșilor autori, datând din antichitate. Astfel, A. M. Vasiliev, observând originea neclară a acestui cuvânt, citează opinia unui anume Isidor (evident Isidor de Sevilla, episcop care a trăit în 560 - 636, encicloped care s-a angajat, în special, în cercetări etimologice): „ Aluminul se numește lumen, deoarece oferă lumen (lumină, luminozitate) vopselelor atunci când este adăugat în timpul vopsirii.” Cu toate acestea, această explicație, deși foarte veche, nu dovedește că cuvântul alumen are tocmai astfel de origini. Aici, doar o tautologie accidentală este destul de probabilă. Lemery (1716) subliniază la rândul său că cuvântul alumen este legat de grecescul (halmi), adică salinitate, saramură, saramură etc.

Denumiri rusești pentru aluminiu în primele decenii ale secolului al XIX-lea. destul de variat. Fiecare dintre autorii cărților de chimie din această perioadă a căutat evident să-și propună propriul titlu. Astfel, Zakharov numește aluminiu alumină (1810), Giese - aluminiu (1813), Strahov - alaun (1825), Iovsky - argilă, Shcheglov - alumină (1830). În „Magazinul lui Dvigubsky” (1822 - 1830), alumina este numită alumină, alumină, alumină (de exemplu, alumină cu acid fosforic), iar metalul se numește aluminiu și aluminiu (1824). Hess în prima ediție a „Foundations of Pure Chemistry” (1831) folosește denumirea de alumină (aluminiu), iar în cea de-a cincea ediție (1840) - argilă. Cu toate acestea, el formează nume pentru săruri pe baza termenului de alumină, de exemplu, sulfat de alumină. Mendeleev în prima ediție a „Fundamentals of Chemistry” (1871) folosește denumirile de aluminiu și argilă. În edițiile ulterioare cuvântul gliny nu mai apare.

În scoarța terestră există mult aluminiu: 8,6% din greutate. Ocupă primul loc între toate metalele și al treilea între alte elemente (după oxigen și siliciu). Există de două ori mai mult aluminiu decât fierul și de 350 de ori mai mult decât cuprul, zincul, cromul, staniul și plumbul la un loc! Așa cum a scris în urmă cu peste 100 de ani în manualul său clasic Bazele Chimiei D.I Mendeleev, dintre toate metalele, „aluminiul este cel mai comun în natură; Este suficient să subliniem că face parte din argilă pentru a clarifica distribuția universală a aluminiului în scoarța terestră. Aluminiul, sau metalul alaunului (alumen), se mai numește și argilă pentru că se găsește în lut.”

Cel mai important mineral de aluminiu este bauxita, un amestec de oxid bazic AlO(OH) și hidroxid Al(OH)3. Cele mai mari depozite bauxita se găsește în Australia, Brazilia, Guineea și Jamaica; producţia industrială se desfăşoară şi în alte ţări. Alunita (piatră de alaun) (Na,K) 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al(OH) 3 și nefelina (Na, K) 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 sunt de asemenea bogate în aluminiu. În total, se cunosc peste 250 de minerale care conțin aluminiu; majoritatea sunt aluminosilicați, din care se formează în principal scoarța terestră. Când intemperii, se formează argila, a cărei bază este caolinitul mineral Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O. Impuritățile de fier colorează de obicei argila maro, dar există și argilă albă - caolin, care este folosit pentru a face porțelan și produse de faianta.

Ocazional, se găsește un corindon mineral excepțional de dur (al doilea după diamant) - oxidul cristalin Al 2 O 3, adesea colorat de impurități din culori diferite. Varietatea sa albastră (un amestec de titan și fier) ​​se numește safir, cea roșie (un amestec de crom) se numește rubin. Diverse impurități pot colora, de asemenea, așa-numitul corindon nobil verde, galben, portocaliu, violet și alte culori și nuanțe.

Până de curând, se credea că aluminiul, ca metal extrem de activ, nu putea să apară în natură în stare liberă, dar în 1978, aluminiul nativ a fost descoperit în rocile Platformei Siberiei - doar sub formă de cristale sub formă de fir. 0,5 mm lungime (cu o grosime a firului de câțiva micrometri). Aluminiul nativ a fost descoperit și în solul lunar adus pe Pământ din regiunile Mărilor Crizei și Abundenței. Se crede că aluminiul metalic poate fi format prin condensare din gaz. Se știe că atunci când halogenurile de aluminiu - clorură, bromură, fluor - sunt încălzite, acestea se pot evapora cu mai mult sau mai puțin ușurință (de exemplu, AlCl 3 se sublimează deja la 180 ° C). Cu o creștere puternică a temperaturii, halogenurile de aluminiu se descompun, transformându-se într-o stare cu o valență metalică mai mică, de exemplu, AlCl. Când un astfel de compus se condensează cu scăderea temperaturii și absența oxigenului, în faza solidă are loc o reacție de disproporționare: unii dintre atomii de aluminiu sunt oxidați și trec în starea trivalentă obișnuită, iar unii sunt redusi. Aluminiul monovalent poate fi redus doar la metal: 3AlCl ® 2Al + AlCl 3 . Această ipoteză este susținută și de forma sub formă de fir a cristalelor native de aluminiu. De obicei, cristalele cu această structură se formează datorită creșterii rapide din faza gazoasă. Este probabil ca pepitele microscopice de aluminiu în solul lunar să fi fost formate într-un mod similar.

Denumirea de aluminiu provine din latinescul alumen (genul aluminis). Acesta a fost numele de alaun, sulfat dublu de potasiu-aluminiu KAl(SO 4) 2 ·12H 2 O), care a fost folosit ca mordant pentru vopsirea țesăturilor. Numele latin probabil că se întoarce la grecescul „halme” - saramură, soluție de sare. Este curios că în Anglia aluminiul este aluminiu, iar în SUA este aluminiu.

Multe cărți populare despre chimie conțin o legendă conform căreia un anume inventator, al cărui nume nu a fost păstrat de istorie, i-a adus împăratului Tiberius, care a condus Roma în anii 14–27 d.Hr., un vas dintr-un metal care seamănă cu culoarea argintului, dar brichetă. Acest dar l-a costat pe maestru viața: Tiberiu a ordonat executarea lui și distrugerea atelierului, pentru că se temea că noul metal ar putea deprecia valoarea argintului din vistieria imperială.

Această legendă se bazează pe o poveste a lui Pliniu cel Bătrân, un scriitor și cărturar, autor roman Istoria naturală– enciclopedia cunoștințelor științelor naturii din cele mai vechi timpuri. Potrivit lui Pliniu, noul metal a fost obținut din „pământ argilos”. Dar argila conține aluminiu.

Autorii moderni fac aproape întotdeauna o rezervă că toată această poveste nu este altceva decât un basm frumos. Și acest lucru nu este surprinzător: aluminiul din roci este extrem de strâns legat de oxigen și trebuie cheltuită multă energie pentru a-l elibera. Cu toate acestea, în în ultima vreme Au apărut noi date cu privire la posibilitatea fundamentală de a obține aluminiu metalic în antichitate. După cum se arată analiza spectrală, decorațiuni pe mormântul comandantului chinez Zhou-Zhu, care a murit la începutul secolului al III-lea. AD, sunt realizate dintr-un aliaj format din 85% aluminiu. Ar fi putut anticii să obțină aluminiu gratuit? Toate metodele cunoscute (electroliza, reducerea cu sodiu metalic sau potasiu) sunt eliminate automat. Ar putea fi găsit aluminiu nativ în vremuri străvechi, cum ar fi, de exemplu, pepite de aur, argint și cupru? Acest lucru este, de asemenea, exclus: aluminiul nativ este un mineral rar care se găsește în cantități neglijabile, astfel încât meșterii antici nu au putut găsi și colecta astfel de pepițe în cantitatea necesară.

Cu toate acestea, o altă explicație pentru povestea lui Pliniu este posibilă. Aluminiul poate fi recuperat din minereuri nu numai cu ajutorul electricității și a metalelor alcaline. Există un agent reducător disponibil și utilizat pe scară largă încă din cele mai vechi timpuri - cărbunele, cu ajutorul căruia oxizii multor metale sunt reduse la metale libere atunci când sunt încălzite. La sfârșitul anilor 1970, chimiștii germani au decis să testeze dacă aluminiul ar fi putut fi produs în antichitate prin reducerea cu cărbune. Au încălzit un amestec de lut cu praf de cărbune și sare de masă sau potasiu (carbonat de potasiu). Sarea era obținută din apa de mare, iar potasa din cenușa plantelor, pentru a folosi doar acele substanțe și metode care erau disponibile în timpurile străvechi. După ceva timp, zgura cu bile de aluminiu a plutit la suprafața creuzetului! Randamentul de metal a fost mic, dar este posibil ca în acest fel metalurgiștii antici să poată obține „metalul secolului al XX-lea”.

Proprietățile aluminiului.

Culoarea aluminiului pur seamănă cu argintul, este foarte metal ușor: densitatea sa este de numai 2,7 g/cm 3 . Singurele metale mai ușoare decât aluminiul sunt metalele alcaline și alcalino-pământoase (cu excepția bariului), beriliul și magneziul. De asemenea, aluminiul se topește cu ușurință - la 600 ° C (sârma subțire de aluminiu poate fi topit pe un arzător obișnuit de bucătărie), dar fierbe doar la 2452 ° C. În ceea ce privește conductivitatea electrică, aluminiul este pe locul 4, al doilea după argint (este se află pe primul loc), cuprul și aurul, care, având în vedere ieftinitatea aluminiului, are o mare importanță practică. Conductivitatea termică a metalelor se modifică în aceeași ordine. Este ușor să verificați conductivitatea termică ridicată a aluminiului prin scufundarea unei linguri de aluminiu în ceai fierbinte. Și încă o proprietate remarcabilă a acestui metal: suprafața sa netedă și strălucitoare reflectă perfect lumina: de la 80 la 93% în regiunea vizibilă a spectrului, în funcție de lungimea de undă. În regiunea ultravioletă, aluminiul nu are egal în acest sens și doar în regiunea roșie este ușor inferior argintului (în ultraviolete, argintul are o reflectivitate foarte scăzută).

Aluminiul pur este un metal destul de moale - de aproape trei ori mai moale decât cuprul, astfel încât chiar și plăcile și tijele de aluminiu relativ groase sunt ușor de îndoit, dar atunci când aluminiul formează aliaje (există un număr mare de ele), duritatea sa poate crește de zece ori.

Starea de oxidare caracteristică a aluminiului este +3, dar datorită prezenței 3 neumplute r- și 3 d-orbitali, atomii de aluminiu pot forma legături suplimentare donor-acceptor. Prin urmare, ionul Al 3+ cu o rază mică este foarte predispus la formarea complexului, formând o varietate de complexe cationice și anionice: AlCl 4 –, AlF 6 3–, 3+, Al(OH) 4 –, Al(OH) 6 3–, AlH 4 – și multe altele. Sunt cunoscute și complexele cu compuși organici.

Activitatea chimică a aluminiului este foarte mare; în seria potențialelor electrodului se află imediat în spatele magneziului. La prima vedere, o astfel de afirmație poate părea ciudată: la urma urmei, o tigaie sau o lingură de aluminiu este destul de stabilă în aer și nu se prăbușește în apă clocotită. Aluminiul, spre deosebire de fier, nu ruginește. Se pare că, atunci când este expus la aer, metalul este acoperit cu o „armuire” incoloră, subțire, dar durabilă, de oxid, care protejează metalul de oxidare. Deci, dacă introduceți un fir gros de aluminiu sau o placă de 0,5–1 mm grosime în flacăra arzătorului, metalul se topește, dar aluminiul nu curge, deoarece rămâne într-o pungă de oxidul său. Dacă privați aluminiul de pelicula de protecție sau îl desfaceți (de exemplu, prin scufundarea lui într-o soluție de săruri de mercur), aluminiul își va dezvălui imediat adevărata esență: deja la temperatura camerei va începe să reacționeze energic cu apa, eliberând hidrogen. : 2Al + 6H20® 2Al(OH)3 + 3H2. În aer, aluminiul, îndepărtat de pelicula protectoare, se transformă în pulbere de oxid liber chiar sub ochii noștri: 2Al + 3O 2 ® 2Al 2 O 3 . Aluminiul este activ în special în stare fin zdrobită; Când este suflat într-o flacără, praful de aluminiu arde instantaneu. Dacă amestecați praf de aluminiu cu peroxid de sodiu pe o farfurie ceramică și picurați apă pe amestec, și aluminiul se aprinde și arde cu o flacără albă.

Afinitatea foarte mare a aluminiului pentru oxigen îi permite să „lueze” oxigenul din oxizii unui număr de alte metale, reducându-le (metoda aluminotermiei). Cel mai faimos exemplu este amestecul de termită, care, atunci când este ars, eliberează atât de multă căldură încât fierul rezultat se topește: 8Al + 3Fe 3 O 4 ® 4Al 2 O 3 + 9Fe. Această reacție a fost descoperită în 1856 de N.N. În acest fel, Fe2O3, CoO, NiO, MoO3, V2O5, SnO2, CuO și o serie de alți oxizi pot fi reduse la metale. La reducerea Cr 2 O 3, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5, SiO 2, TiO 2, ZrO 2, B 2 O 3 cu aluminiu, căldura de reacție nu este suficientă pentru a încălzi produsele de reacție peste punctul lor de topire.

Aluminiul se dizolvă ușor în acizi minerali diluați pentru a forma săruri. Concentrat acid azotic, oxidând suprafața aluminiului, contribuie la îngroșarea și întărirea peliculei de oxid (așa-numita pasivare a metalului). Aluminiul tratat în acest fel nu reacționează nici măcar cu acidul clorhidric. Folosind oxidarea anodică electrochimică (anodizare), pe suprafața aluminiului se poate crea o peliculă groasă, care poate fi vopsită cu ușurință în diferite culori.

Deplasarea metalelor mai puțin active de către aluminiu din soluții de săruri este adesea împiedicată de o peliculă protectoare pe suprafața aluminiului. Acest film este distrus rapid de clorura de cupru, astfel încât reacția 3CuCl 2 + 2Al ® 2AlCl 3 + 3Cu are loc ușor, care este însoțită de încălzire puternică. În soluțiile alcaline puternice, aluminiul se dizolvă ușor cu eliberarea de hidrogen: 2Al + 6NaOH + 6H 2 O ® 2Na 3 + 3H 2 (se formează și alți hidroxocomplecși anionici). Natura amfoteră a compușilor de aluminiu se manifestă și prin dizolvarea ușoară a oxidului și hidroxidului său proaspăt precipitat în alcalii. Oxidul cristalin (corindon) este foarte rezistent la acizi și alcalii. Atunci când sunt topite cu alcalii, se formează aluminați anhidri: Al 2 O 3 + 2NaOH ® 2NaAlO 2 + H 2 O. Aluminatul de magneziu Mg(AlO 2) 2 este o piatră de spinel semiprețioasă, colorată de obicei de impurități într-o mare varietate de culori. .

Reacția aluminiului cu halogenii are loc rapid. Dacă o sârmă subțire de aluminiu este introdusă într-o eprubetă cu 1 ml de brom, atunci, după scurt timp, aluminiul se aprinde și arde cu o flacără strălucitoare. Reacția unui amestec de pulberi de aluminiu și iod este inițiată de o picătură de apă (apa cu iod formează un acid care distruge pelicula de oxid), după care apare o flacără strălucitoare cu nori de vapori de iod violet. Halogenuri de aluminiu in solutii apoase au o reacţie acidă prin hidroliză: AlCl 3 + H 2 O Al(OH)Cl 2 + HCl.

Reacția aluminiului cu azotul are loc numai peste 800° C cu formarea nitrurii de AlN, cu sulf - la 200° C (se formează sulfură de Al 2 S 3), cu fosfor - la 500° C (se formează fosfură de AlP). Când borul este adăugat la aluminiul topit, se formează boruri din compoziția AlB 2 și AlB 12 - compuși refractari rezistenți la acizi. Hidrura (AlH) x (x = 1,2) se formează numai în vid la temperaturi scăzute în reacția hidrogenului atomic cu vaporii de aluminiu. Hidrura de AlH 3, stabilă în absenţa umidităţii la temperatura camerei, se obţine într-o soluţie de eter anhidru: AlCl 3 + LiH ® AlH 3 + 3LiCl. Cu un exces de LiH, se formează hidrură de litiu aluminiu asemănătoare sărurilor LiAlH 4 - un agent reducător foarte puternic utilizat în sinteza organică. Se descompune instantaneu cu apă: LiAlH 4 + 4H 2 O ® LiOH + Al(OH) 3 + 4H 2.

Productie de aluminiu.

Descoperirea documentată a aluminiului a avut loc în 1825. Acest metal a fost obținut pentru prima dată de fizicianul danez Hans Christian Oersted, când l-a izolat prin acțiunea amalgamului de potasiu asupra clorurii de aluminiu anhidru (obținut prin trecerea clorului printr-un amestec fierbinte de oxid de aluminiu și cărbune). ). După ce a distilat mercurul, Oersted a obținut aluminiu, deși era contaminat cu impurități. În 1827, chimistul german Friedrich Wöhler a obținut aluminiu sub formă de pulbere prin reducerea hexafluoraluminatului cu potasiu:

Na3AlF6 + 3K® Al + 3NaF + 3KF. Mai târziu a reușit să obțină aluminiu sub formă de bile metalice lucioase. În 1854, chimistul francez Henri Etienne Sainte-Clair Deville a dezvoltat primul metoda industriala obţinerea aluminiului - prin reducerea topiturii de tetracloroaluminat cu sodiu: NaAlCl 4 + 3Na ® Al + 4NaCl. Cu toate acestea, aluminiul a continuat să fie un metal extrem de rar și scump; nu era cu mult mai ieftin decât aurul și de 1500 de ori mai scump decât fierul (acum doar de trei ori). Fabricat din aur, aluminiu și pietre pretioase a fost făcută în anii 1850 ca un zdrănător pentru fiul împăratului francez Napoleon al III-lea. Când un lingou mare de aluminiu produs printr-o nouă metodă a fost expus la Expoziția Mondială de la Paris în 1855, a fost privit ca și cum ar fi o bijuterie. Partea superioară (sub formă de piramidă) a Monumentului Washington din capitala SUA a fost realizată din aluminiu prețios. La acea vreme, aluminiul nu era cu mult mai ieftin decât argintul: în SUA, de exemplu, în 1856 se vinde cu 12 dolari pe liră (454 g), iar argintul cu 15 dolari în volumul I al celebrei cărți publicate în 1890 Dicţionar Enciclopedic Brockhaus și Efron au spus că „aluminiul este încă folosit în primul rând pentru fabricarea de... bunuri de lux”. Până atunci, în întreaga lume erau extrase anual doar 2,5 tone de metal. Abia spre sfârșitul secolului al XIX-lea, când a fost dezvoltată o metodă electrolitică de producere a aluminiului, producția sa anuală a început să se ridice la mii de tone, iar în secolul al XX-lea. – milioane de tone. Aceasta a transformat aluminiul dintr-un metal semiprețios într-un metal disponibil pe scară largă.

Metoda modernă de producere a aluminiului a fost descoperită în 1886 de un tânăr cercetător american, Charles Martin Hall. În copilărie a devenit interesat de chimie. După ce a găsit vechiul manual de chimie al tatălui său, a început să-l studieze cu sârguință și să efectueze experimente, o dată chiar a primit o mustrare de la mama lui pentru că a deteriorat fața de masă. Și 10 ani mai târziu a făcut o descoperire extraordinară care l-a făcut celebru în întreaga lume.

Ca student la vârsta de 16 ani, Hall a auzit de la profesorul său, F. F. Jewett, că dacă cineva ar putea dezvolta o modalitate ieftină de a produce aluminiu, acea persoană nu numai că ar face un mare serviciu umanității, ci ar face și o avere uriașă. Jewett știa ce spune: se antrenase anterior în Germania, lucrase cu Wöhler și discutase cu el despre problemele producției de aluminiu. Jewett a adus și o mostră din metalul rar cu el în America, pe care le-a arătat studenților săi. Deodată, Hall a declarat public: „Voi primi acest metal!”

Au continuat șase ani de muncă grea. Hall a încercat să obțină aluminiu folosind diferite metode, dar fără succes. În cele din urmă, a încercat să extragă acest metal prin electroliză. La acea vreme nu existau centrale electrice care trebuiau generate folosind baterii mari de casă din cărbune, zinc, acizi azotic și sulfuric. Hall a lucrat într-un hambar unde a înființat un mic laborator. A fost ajutat de sora lui Julia, care era foarte interesată de experimentele fratelui ei. Ea și-a păstrat toate scrisorile și jurnalele de lucru, care fac posibilă trasarea literală a istoriei descoperirii zi de zi. Iată un fragment din memoriile ei:

„Charles a fost întotdeauna buna dispozitie, și chiar și în cele mai rele zile a fost capabil să râdă de soarta inventatorilor ghinionişti. În vremuri de eșec, a găsit mângâiere la vechiul nostru pian. În laboratorul său de acasă a lucrat ore lungi fără pauză; iar când putea să părăsească montajul o vreme, se grăbea prin casa noastră lungă să se joace puțin... Știam că, jucându-mă cu atât de farmec și simțire, se gândea în permanență la munca lui. Iar muzica l-a ajutat cu asta.”

Cel mai dificil lucru a fost să selectați un electrolit și să protejați aluminiul de oxidare. După șase luni de travaliu obositor, mai multe bile mici de argint au apărut în sfârșit în creuzet. Hall a alergat imediat la fostul său profesor pentru a-i spune despre succesul său. „Domnule profesor, am înțeles!” exclamă el, întinzându-și mâna: în palma lui zăceau o duzină de bile mici de aluminiu. Acest lucru s-a întâmplat la 23 februarie 1886. Și exact două luni mai târziu, la 23 aprilie a aceluiași an, francezul Paul Héroux a obținut un brevet pentru o invenție similară, pe care a făcut-o independent și aproape simultan (alte două coincidențe sunt și ele izbitoare: atât Hall, cât și Héroux s-au născut în 1863 și au murit în 1914).

Acum primele bile de aluminiu produse de Hall sunt păstrate la American Aluminium Company din Pittsburgh ca o relicvă națională, iar la colegiul său există un monument pentru Hall, turnat din aluminiu. Jewett a scris ulterior: „Descoperirea mea cea mai importantă a fost descoperirea omului. Charles M. Hall a fost cel care, la vârsta de 21 de ani, a descoperit o metodă de reducere a aluminiului din minereu și, astfel, a făcut din aluminiu acel metal minunat care este acum utilizat pe scară largă în întreaga lume.” Profeția lui Jewett s-a împlinit: Hall a primit o largă recunoaștere și a devenit membru de onoare al multor societăți științifice. Dar viața lui personală nu a avut succes: mireasa nu a vrut să se împace cu faptul că logodnicul ei își petrece tot timpul în laborator și a rupt logodna. Hall și-a găsit mângâiere în colegiul natal, unde a lucrat pentru tot restul vieții. După cum a scris fratele lui Charles, „Colegiul a fost soția lui, copiii lui și orice altceva – toată viața lui”. Hall a lăsat moștenirea colegiului - 5 milioane de dolari, Hall a murit de leucemie la vârsta de 51 de ani.

Metoda lui Hall a făcut posibilă producerea de aluminiu relativ ieftin la scară largă folosind electricitate. Dacă din 1855 până în 1890 s-au obținut doar 200 de tone de aluminiu, atunci în următorul deceniu, folosind metoda lui Hall, 28.000 de tone din acest metal au fost deja obținute în întreaga lume! Până în 1930, producția anuală globală de aluminiu a ajuns la 300 de mii de tone. Acum, peste 15 milioane de tone de aluminiu sunt produse anual. În băi speciale la o temperatură de 960–970 ° C, este supusă o soluție de alumină (tehnică Al 2 O 3) în criolit topit Na 3 AlF 6, care este extras parțial sub formă de mineral și parțial sintetizat special. la electroliză. Aluminiul lichid se acumulează în fundul băii (catod), oxigenul este eliberat la anozii de carbon, care ard treptat. La tensiune joasă (aproximativ 4,5 V), electrolizatoarele consumă curenți uriași - până la 250.000 A! Un electrolizor produce aproximativ o tonă de aluminiu pe zi. Producția necesită costuri ridicate electricitate: este nevoie de 15.000 de kilowați-oră de energie electrică pentru a produce 1 tonă de metal. Această cantitate de energie electrică este consumată de o clădire mare de 150 de apartamente pentru o lună întreagă. Producția de aluminiu este periculoasă pentru mediu, deoarece aerul atmosferic este poluat cu compuși volatili de fluor.

Aplicarea aluminiului.

Chiar și D.I Mendeleev a scris că „aluminiul metalic, având o mare ușurință și rezistență și variabilitate redusă în aer, este foarte potrivit pentru unele produse”. Aluminiul este unul dintre cele mai comune și mai ieftine metale. Este dificil să ne imaginăm viața modernă fără ea. Nu e de mirare că aluminiul este numit metalul secolului al XX-lea. Se pretează bine la prelucrare: forjare, ștanțare, laminare, trefilare, presare. Aluminiul pur este un metal destul de moale; Se foloseste la realizarea de fire electrice, piese structurale, folii pt produse alimentare, ustensile de bucătărie și vopsea „argintie”. Acest metal frumos și ușor este utilizat pe scară largă în construcții și în tehnologia aviației. Aluminiul reflectă foarte bine lumina. Prin urmare, este folosit pentru a face oglinzi folosind metoda depunerii metalului în vid.

În aeronave și inginerie mecanică, în fabricarea structurilor de construcții, mult mai mult aliaje dure aluminiu Unul dintre cele mai cunoscute este un aliaj de aluminiu cu cupru și magneziu (duralumin, sau pur și simplu „duralumin”; numele provine de la orașul german Duren). După întărire, acest aliaj capătă o duritate specială și devine de aproximativ 7 ori mai puternic decât aluminiul pur. În același timp, este de aproape trei ori mai ușor decât fierul. Se obține prin aliarea aluminiului cu mici adaosuri de cupru, magneziu, mangan, siliciu și fier. Siluminile sunt utilizate pe scară largă - turnarea aliajelor de aluminiu și siliciu. De asemenea, sunt produse aliaje de înaltă rezistență, criogenice (rezistente la îngheț) și rezistente la căldură. Straturile de protecție și decorative se aplică cu ușurință produselor din aliaje de aluminiu. Ușurința și rezistența aliajelor de aluminiu sunt deosebit de utile în tehnologia aviației. De exemplu, rotoarele elicopterelor sunt fabricate dintr-un aliaj de aluminiu, magneziu și siliciu. Bronzul de aluminiu relativ ieftin (până la 11% Al) are un nivel ridicat proprietăți mecanice, este stabil în apa de mare și chiar în acid clorhidric diluat. Din 1926 până în 1957, în URSS au fost bătute monede cu valori nominale de 1, 2, 3 și 5 copeici din bronz aluminiu.

În prezent, un sfert din tot aluminiul este folosit pentru nevoile de construcție, aceeași cantitate este consumată de ingineria transporturilor, aproximativ 17% este cheltuită pe materiale de ambalare și conserve, iar 10% în inginerie electrică.

Multe amestecuri inflamabile și explozive conțin și aluminiu. Alumotol, un amestec turnat de trinitrotoluen și pulbere de aluminiu, este unul dintre cei mai puternici explozivi industriali. Amonialul este o substanță explozivă constând din azotat de amoniu, trinitrotoluen și pulbere de aluminiu. Compozițiile incendiare conțin aluminiu și un agent oxidant - azotat, perclorat. Compozițiile pirotehnice Zvezdochka conțin, de asemenea, pudră de aluminiu.

Un amestec de pulbere de aluminiu cu oxizi metalici (termita) este folosit pentru producerea anumitor metale si aliaje, pentru sudarea sinelor si in munitie incendiara.

Aluminiul a găsit, de asemenea, o utilizare practică ca combustibil pentru rachete. Pentru a arde complet 1 kg de aluminiu, este nevoie de aproape de patru ori mai puțin oxigen decât pentru 1 kg de kerosen. În plus, aluminiul poate fi oxidat nu numai de oxigenul liber, ci și de oxigenul legat, care face parte din apă sau dioxid de carbon. Când aluminiul „arde” în apă, se eliberează 8800 kJ la 1 kg de produse; aceasta este de 1,8 ori mai mică decât în ​​timpul arderii metalului în oxigen pur, dar de 1,3 ori mai mult decât în ​​timpul arderii în aer. Aceasta înseamnă că în loc de compuși periculoși și scumpi, apa simplă poate fi folosită ca oxidant pentru un astfel de combustibil. Ideea utilizării aluminiului ca combustibil a fost propusă încă din 1924 de către omul de știință și inventatorul autohton F.A. Tsander. Conform planului său, este posibil să se utilizeze elemente din aluminiu ale unei nave spațiale ca combustibil suplimentar. Acest proiect îndrăzneț nu a fost încă implementat practic, dar majoritatea combustibililor solizi cunoscuți în prezent pentru rachete conțin aluminiu metalic sub formă de pulbere măcinată fin. Adăugarea a 15% aluminiu la combustibil poate crește temperatura produselor de ardere cu o mie de grade (de la 2200 la 3200 K); Viteza de curgere a produselor de ardere din duza motorului crește, de asemenea, considerabil - principalul indicator de energie care determină eficiența combustibilului pentru rachete. În acest sens, doar litiul, beriliul și magneziul pot concura cu aluminiul, dar toate sunt mult mai scumpe decât aluminiul.

Compușii de aluminiu sunt, de asemenea, utilizați pe scară largă. Oxidul de aluminiu este un material refractar și abraziv (smirghel), o materie primă pentru producția de ceramică. De asemenea, este folosit pentru a face materiale cu laser, rulmenți pentru ceasuri și pietre de bijuterii (rubine artificiale). Oxidul de aluminiu calcinat este un adsorbant pentru purificarea gazelor și lichidelor și un catalizator pentru o serie de reacții organice. Clorura de aluminiu anhidru este un catalizator în sinteza organică (reacția Friedel-Crafts), materia primă pentru producerea de aluminiu de înaltă puritate. Sulfatul de aluminiu este folosit pentru purificarea apei; reactionand cu bicarbonatul de calciu pe care il contine:

Al 2 (SO 4) 3 + 3Ca(HCO 3) 2 ® 2AlO(OH) + 3CaSO 4 + 6CO 2 + 2H 2 O, formează fulgi de oxid-hidroxid care, depunându-se, captează și, de asemenea, sorb la suprafață pe cei din impurități în suspensie și chiar microorganisme în apă. În plus, sulfatul de aluminiu este folosit ca mordant pentru vopsirea țesăturilor, tăbăcirea pielii, conservarea lemnului și dimensionarea hârtiei. Aluminatul de calciu este o componentă a materialelor cimentare, inclusiv cimentul Portland. Granat de ytriu aluminiu (YAG) YAlO 3 – material laser. Nitrura de aluminiu este un material refractar pentru cuptoarele electrice. Zeoliții sintetici (aparțin aluminosilicaților) sunt adsorbanți în cromatografie și catalizatori. Compușii organoaluminiu (de exemplu, trietilaluminiu) sunt componente ale catalizatorilor Ziegler-Natta, care sunt utilizați pentru sinteza polimerilor, inclusiv cauciucul sintetic de înaltă calitate.

Ilya Leenson

Literatură:

Tihonov V.N. Chimia analitică a aluminiului. M., „Știință”, 1971
Biblioteca Populară elemente chimice . M., „Știință”, 1983
Craig N.C. Charles Martin Hall și metalul său. J.Chem.Educ. 1986, voi. 63, nr
Kumar V., Milewski L. Sala Charles Martin iar cel Marea revoluție a aluminiului. J.Chem.Educ., 1987, voi. 64, nr