ویژگی های آلومینیوم. آلومینیوم: ویژگی های کلی

فیزیک، شیمی و زیست شناسی: هر عنصر شیمیایی را می توان از نقطه نظر سه علم در نظر گرفته. در این مقاله ما سعی خواهد کرد که به عنوان نزدیک که ممکن است برای توصیف آلومینیوم. این عنصر است که در گروه سوم و دوره سوم، با توجه به جدول تناوبی. آلومینیوم - فلز، که یک واکنش به طور متوسط. همچنین ممکن است به مشاهده اتصالات خواص آمفوتریک. آلومینیوم وزن اتمی از بیست و شش گرم در هر مول.

مشخصات فیزیکی آلومینیوم

در شرایط عادی آن را یک ماده جامد. فرمول آلومینیوم بسیار ساده است. این اتم (در مولکول متحد نشده)، که با کمک یک شبکه بلوری در ماده جامد تراز وسط قرار دارد تشکیل شده است. رنگ آلومینیوم - رنگ سفید نقره ای. علاوه بر این، دارای درخشش فلزی، و همچنین هر گونه مواد دیگر از این گروه. رنگ فلز مورد استفاده در صنعت، می تواند به دلیل حضور ناخالصی در آلیاژ متفاوت باشد. این یک فلز نسبتا سبک وزن است. چگالی آن به 2.7 g / cm3 است برابر، به عنوان مثال آن را تقریبا سه برابر سبک تر از آهن. در این او می تواند راه به جز این که منیزیم است که حتی ساده تر برای این فلز در سوال را. سختی آلومینیوم بسیار کم است. در آن، او می دهد بسیاری از فلزات. سختی آلومینیوم از دو در مقیاس موس. بنابراین، برای به دست آوردن خود را بر اساس از آلیاژهای فلزی سخت تر اضافه شده است.

ذوب آلومینیوم در دمای تنها 660 درجه سانتیگراد رخ می دهد. و آن شروع به جوش هنگامی که به یک درجه حرارت از 2452 درجه سانتیگراد گرم می شود. این یک فلز بسیار انعطاف پذیر و دریچه هایی برای همجوشی است. در این فیزیکی به پایان می رسد آلومینیوم مشخصه. با این حال، باید توجه داشت که این فلز فعال تا به بهترین پس هدایت مس و نقره.

شیوع در طبیعت

مشخصات آلومینیوم است که ما فقط در محیط، بسیار رایج است. می توان آن را در ترکیب بسیاری از مواد معدنی می شود. عنصر آلومینیوم - چهارم را در میان رایج ترین در طبیعت است. او کسر وزن در پوسته زمین حدود نه درصد است. مواد معدنی مهم در حال حاضر در ترکیب اتم های آن بوکسیت، آلومینا، فلورید سدیم و است. اول - تشکیل سنگ، که متشکل از اکسیدهای آهن، سیلیکون و فلز در سوال، همچنین در ساختار مولکول آب است. از آن است که رنگ آمیزی غیر یکنواخت: قطعات خاکستری، قهوه ای مایل به قرمز یا رنگ های دیگر، که در حضور ناخالصی های مختلف بستگی دارد. از سی تا شصت درصد از نژاد - آلومینیوم، که عکس بالا دیده می شود. این بسیار معمول در مواد معدنی طبیعت آلومینا است.

این آلومینا است. فرمول شیمیایی آن - Al2O3 به. او ممکن است قرمز، زرد، آبی یا قهوه ای است. سختی آن در مقیاس موس نه واحد است. انواع سنگ سنباده یاقوت کبود و یاقوت قرمز درخشندگی قابل توجه، leicosapphires و padparadzha (یاقوت کبود زرد) می باشد.

یخ سنگ - یک ماده معدنی داشتن یک فرمول شیمیایی پیچیده تر است. AlF3 • 3NaF - این از فلورید آلومینیوم و سدیم تشکیل شده است. آن را مانند سنگ بی رنگ یا خاکستری به نظر می رسد، دارای سختی کم - هر سه در مقیاس موس. در جهان امروز آن را به طور مصنوعی در آزمایشگاه سنتز شده است. این است که در متالورژی استفاده می شود.

همچنین آلومینیوم را می توان در طبیعت به عنوان بخشی از خاک رس، که اجزای اصلی از سیلیکون و اکسید این فلز در ارتباط با مولکول های آب یافت می شوند. علاوه بر این، عنصر شیمیایی را می توان در ترکیب نفلین مشاهده شده، فرمول شیمیایی که به شرح زیر است: KNa3 [AlSiO4] 4.

پذیرش

ویژگی های در نظر گرفتن آلومینیوم فراهم می کند روش سنتز آن است. چندین روش وجود دارد. تولید آلومینیوم با استفاده از روش اول می گیرد در سه مرحله است. گذشته از این روش الکترولیز روی کاتد و آند کربن است. برای انجام چنین فرایند نیاز به اکسید آلومینیوم، و تجهیزات جانبی مانند کریولیت (فرمول - Na3AlF6) و فلورید کلسیم (مانند CaF2). به منظور رخ می دهد تجزیه آلومینا حل، لازم با فلورید سدیم و کلسیم مذاب و فلوراید گرم به دمای حداقل نه صد و پنجاه درجه سانتی گراد، و سپس از طریق یک جریان از این مواد در هشتاد هزار آمپر و ولتاژ گذشت پنج است هشت ولت است. بنابراین، به دلیل این فرایند را برای حل و فصل کاتد آلومینیوم، و مولکول های اکسیژن خواهد شد در آند، که به نوبه خود اکسید آند و آن را تبدیل به دی اکسید کربن جمع آوری شده. قبل از انجام این بوکسیت روش، که در قالب اکسید آلومینیوم استخراج شده است، قبل از تمیز ناخالصی ها، و عبور از روند کم آبی.

روش تولید آلومینیوم در بالا توضیح در متالورژی بسیار رایج است. نیز یک روش، در سال 1827 توسط F. وهلر اختراع وجود دارد. آن را در این واقعیت است که آلومینیوم را می توان با یک واکنش شیمیایی بین کلرید و پتاسیم آن استخراج نهفته است. برای انجام چنین فرایندی را تنها می توان در قالب شرایط خاصی از دما و خلاء بسیار بالا ایجاد شده است. بنابراین، یک مول کلرید و با حجم برابر، پتاسیم می تواند آماده یک مول آلومینا و سه مول کلرید پتاسیم به عنوان یک محصول جانبی. این واکنش می تواند به عنوان این معادله بیان شده است: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. این روش از محبوبیت زیادی در صنعت به دست آورد.

ویژگی های آلومینیومی از نظر شیمی

همانطور که در بالا ذکر شد، این یک ماده ساده، است که از اتم ها که در یک مولکول سازمان یافته نیست ساخته شده است. ساختارهای مشابه تقریبا همه فلزات تشکیل شده است. آلومینیوم دارای واکنش پذیری نسبتا بالا و خواص قوی کاهش. خصوصیات شیمیایی از آلومینیوم با شرح از واکنش آن با دیگر مواد ساده آغاز خواهد شد، به عنوان خواهد شد تعامل بیشتر با ترکیبات پیچیده معدنی است.

آلومینیوم و ساده مواد

این خدمات عبارتند از درجه اول اکسیژن - ترکیب رایج ترین در این سیاره. از بیست و یک درصد خود را از جو زمین تشکیل شده است. واکنش از این ماده با هر نوع دیگر شناخته شده به عنوان اکسیداسیون، یا سوزش است. این حالت معمولا در دماهای بالا رخ می دهد. اما در مورد آلومینیوم ممکن است در شرایط کار عادی اکسیداسیون - فیلم اکسید بنابراین تشکیل شده است. اگر فلز فعال خرد است، آن را می سوزاند، در نتیجه مقدار زیادی از انرژی به صورت گرما آزاد. برای انجام واکنش بین آلومینیوم و اکسیژن نیاز به این قطعات در یک نسبت مولی 4: 3، به موجب آن دو بخش از اکسید است.

این واکنش شیمیایی با معادله زیر بیان: 4AІ + 3O2 = 2AІO3. همچنین می توانید آلومینیوم با هالوژنها که شامل فلوئور، ید، برم و کلر واکنش نشان می دهند. نام این فرآیندها می آید از هالوژن مربوطه: فلوئوردار، iodination، bromination و کلر. این واکنش جفت معمولی است.

برای مثال، ما واکنش آلومینیوم با کلر. این نوع از روند تنها می تواند در سرما رخ می دهد.

بنابراین، مصرف دو مول آلومینیوم و سه مول کلر، به دو مول کلرید فلزی. معادله برای این واکنش به شرح زیر: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3. در راه همان است که ممکن است برای به دست آوردن فلوراید آلومینیوم، برمید و یدید آن است.

در خاکستری ماده در سوال تنها واکنش نشان می دهد هنگامی که حرارت داده. برای انجام تعامل بین دو ترکیبات لازم برای آنها را در نسبت های مولی دو تا سه، و یک بخشی از سولفید تشکیل شده از آلومینیوم. معادله واکنش به شرح زیر: 2AL + 3S = Al2S3.

علاوه بر این، در دمای بالا و آلومینیوم با کربن به شکل یک کاربید، و نیتروژن واکنش نشان می دهد به شکل یک نیترید. در واقع می توان زیر معادله واکنش شیمیایی استناد: 4AІ + 3C = AІ4S3؛ 2AL + N2 = 2AlN.

تعامل با مواد پیچیده

این خدمات عبارتند از آب، نمک، اسیدها، بازها، اکسیدها. با این همه از ترکیبات شیمیایی آلومینیوم واکنش متفاوت. بیایید در جزئیات نگاه کنید هر مورد.

واکنش با آب

با مواد مخدر شایع ترین مجتمع زمین آلومینیوم با سیستم حرارتی در تعامل است. این تنها زمانی که حذف اولیه از فیلم اکسید رخ می دهد. تعامل از هیدروکسید آمفوتریک تشکیل شده است، و هیدروژن است که در هوا آزاد. با توجه به دو قسمت از آلومینیوم و شش قسمت آب، ما هیدروکسید و هیدروژن به دست آوردن در یک نسبت مولی از دو تا سه. این معادله واکنش به صورت زیر نوشته شده است: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

تعامل با اسیدها، بازها و اکسیدهای

مانند دیگر فلزات فعال، آلومینیوم قادر به شرکت در یک واکنش جانشینی است. بنابراین آن می تواند هیدروژن از یک اسید یا یک کاتیون فلزی منفعل نمک آن جابجایی است. به عنوان یک نتیجه از این تداخلات نمک آلومینیوم تشکیل شده است، و هیدروژن (در مورد اسید) منتشر شده است و یا رسوب خالص فلزی (یکی این است که کمتر فعال از در نظر گرفته). در مورد دوم، و آشکار باعث کاهش خواص همانطور که در بالا ذکر شده است. یکی از نمونه های تعامل آلومینیوم با اسید هیدروکلریک، آن کلرید آلومینیوم تشکیل شده است و به هوا، هیدروژن آزاد می شود. این نوع واکنش در معادله زیر بیان می شود: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

نمونه ای از تعامل نمک آلومینیوم ممکن است واکنش های آن با سولفات مس. در نظر گرفتن این دو مولفه، ما در نهایت با سولفات آلومینیوم و مس خالص که در قالب یک رسوب قرار می گیرند. با چنین اسیدهای عنوان سولفوریک و اسید نیتریک، آلومینیوم واکنش نشان می دهد منحصر به فرد. آب - برای مثال، اضافه کردن یک محلول رقیق اسید نیترات آلومینیوم در نسبت مولی از هشت بخش های سی و هشت بخش است از نیترات فلز، سه بخش اکسید نیتریک و پانزده تشکیل شده است. معادله واکنش به این ترتیب ثبت شده است: 8AL + 30HNO3 = 8AL (NO3) 3 + 3N2O + 15H2O. این فرایند تنها در حضور گرما رخ می دهد.

اگر راه حل مخلوط سولفات آلومینیوم و یک اسید ضعیف در نسبت مولی دو تا سه، پس ما سولفات فلز و هیدروژن به نسبت یک تا سه به دست آورد. که قرار است رخ دهد واکنش جانشینی عادی، به عنوان مورد با سایر اسیدهای است. به وضوح، ما در حال حاضر معادله: 2AL + 3H2SO4 = AL2 (SO4) 3 + 3H2. با این حال، با یک راه حل متمرکز از همان اسید مشکل تر است. در اینجا، فقط همانطور که در مورد با نیترات، محصول تشکیل شده است، اما نه به شکل اکسید و در قالب گوگرد و آب است. آب - اگر ما را به دو برابر و در یک نسبت مولی از دو تا چهار مورد نیاز، نتیجه این خواهد یکی از نمک این فلز، و گوگرد، و همچنین به عنوان چهار باشد. این واکنش شیمیایی را می توان با معادله زیر بیان می شود: 2AL + 4H2SO4 = AL2 (SO4) 3 + S + 4H2O. علاوه بر این، آلومینیوم می تواند با مواد قلیایی واکنش نشان می دهند. برای انجام چنین فعل و انفعالات شیمیایی باید دو مول فلز، به همان مقدار را از هیدروکسید سدیم یا هیدروکسید پتاسیم و همچنین شش مولکول های هشدار دهنده از آب است. این تولید موادی مانند سدیم یا پتاسیم tetragidroksoalyuminat و هیدروژن است که به عنوان یک گاز با بوی تند در نسبت مولی دو تا سه منتشر شده است. این واکنش شیمیایی را می توان با معادله زیر نشان داده شود: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

و آخرین چیزی که به نظر الگوی تعامل با برخی از اکسیدهای آلومینیوم است. شایع ترین و در صورت مورد استفاده - واکنش Beketov. این، مانند بسیاری دیگر از موارد فوق، تنها می گیرد در دمای بالا. بنابراین، برای اجرای آن باید دو مول هر مول از آلومینیوم و اکسید فروم معادل است. تعامل این دو ماده به ترتیب به دست آوردن آلومینا و آهن آزاد در یک مقدار از یک و دو مول است.

استفاده از این فلز در صنعت

توجه داشته باشید که استفاده از آلومینیوم - پدیده ای بسیار رایج است. اول از همه، به آن نیاز دارد صنعت هوانوردی. همراه با آلیاژهای منیزیم، استفاده شده است وجود دارد، و بر اساس آلیاژهای فلزی است. می توان گفت که هواپیما به طور متوسط 50٪ از آلیاژ آلومینیوم و درایو خود را - 25٪. همچنین، استفاده از آلومینیوم است که در طول تولید سیم و کابل به دلیل هدایت الکتریکی بسیار عالی آن انجام شده است. علاوه بر این، فلزات و آلیاژهای آن به طور گسترده در صنعت خودرو استفاده می شود. این مواد از لاشه های اتومبیل، اتوبوس، trolleybuses، ترمس برخی، و همچنین اتومبیل های معمولی و برقی است. همچنین، استفاده از آن در مقیاس کوچکتر، برای مثال برای تولید بسته بندی مواد غذایی و سایر محصولات، کارد و چنگال. به منظور تولید جوهر نقره ای از پودر فلز مورد نیاز است. رنگ به منظور محافظت از آهن از خوردگی مورد نیاز است. می توان گفت که آلومینیوم - دوم استفاده از رایج ترین در فلزات صنعتی پس از فروم معادل. اتصالات خود را و او اغلب در صنایع شیمیایی استفاده می شود. این است که با ویژگی های شیمیایی خاص از آلومینیوم، از جمله خواص کاهش آن و ترکیبات آمفوتریک توضیح داد. هیدروکسید عناصر شیمیایی مورد نیاز برای تصفیه آب در نظر گرفته. علاوه بر این، در طب در روند تولید واکسن استفاده می شود. همچنین می تواند در ترکیب انواع خاصی از پلاستیک و دیگر مواد یافت می شود.

نقش در طبیعت

همانطور که در بالا در پوسته زمین توصیف شده است، که آلومینیوم را در مقادیر زیاد. این به ویژه برای موجودات زنده مهم است. آلومینیوم درگیر در تنظیم فرآیند رشد است، به شکل بافت همبند، از جمله استخوان، لیگامانی، و دیگران. با استفاده از این فرآیندهای مغذی بازسازی بافت های بدن ساخته شده سریع تر. کاهش آن توسط علائم زیر مشخص می شود: اختلال در توسعه و رشد کودکان، در بزرگسالان - خستگی مزمن، کاهش عملکرد، هماهنگی حرکتی اختلال، کاهش نرخ بازسازی بافت، تضعیف عضلات، به خصوص در اندام. این پدیده می تواند رخ دهد اگر شما خوردن مواد غذایی خیلی کم با محتوای این عنصر کمیاب است.

با این حال، یک مشکل شایع تر بیش از حد از آلومینیوم در بدن است. اضطراب، افسردگی، اختلالات خواب، از دست دادن حافظه، استرس، نرم شدن سیستم اسکلتی عضلانی، که می تواند به شکستگی های مکرر و رگ به رگ شدن منجر شود: این است که اغلب این علائم مشاهده شده است. بیش از حد طولانی مدت از آلومینیوم در بدن اغلب مشکلات تقریبا در هر دستگاهی از بدن است.

چنین پدیده ای می توانید تعدادی از دلایل شود. این در درجه اول ظروف آلومینیوم. دانشمندان از مدت ها ثابت کرد که ظروف ساخته شده از فلز در سوال، مناسب برای پخت و پز مواد غذایی در آن نیست، به عنوان در درجه حرارت بالا از آلومینیوم می شود به مواد غذایی، و به عنوان یک نتیجه شما خوردن مقدار زیادی از این عنصر کمیاب از بدن نیاز دارد.

دلیل دوم - استفاده منظم از لوازم آرایشی به محتوای این فلز یا نمکهای آن. قبل از استفاده از هر محصول باید به دقت بخوانید ترکیب آن است. قاعده مستثنی هستند، و لوازم آرایشی.

سومین دلیل - اداره مواد مخدر، که حاوی مقدار زیادی از آلومینیوم، برای یک مدت طولانی. و همچنین سوء استفاده از ویتامین ها و مکمل های غذایی، که شامل قرار Microcell.

حالا اجازه دهید در چه محصولات حاوی آلومینیوم برای تنظیم رژیم غذایی خود و برای سازماندهی منو درست کنید. این در درجه اول هویج، پنیر فرآوری شده، گندم، زاج سفید، سیب زمینی. هلو میوه و آوکادو توصیه می شود. علاوه بر این، غنی از آلومینیوم کلم، برنج، بسیاری از گیاهان. همچنین، کاتیونهای فلزی ممکن است موجود در آب آشامیدنی است. برای جلوگیری از محتوای آلومینیوم بالا و یا پایین در بدن (هر چند، درست مانند هر دیگر عناصر بسیار کمیاب)، شما باید به دقت نظارت بر رژیم غذایی خود و سعی کنید آن را به عنوان متوازن به عنوان امکان پذیر است.