Реферат: Алюминий

Около 100 лет назад Николай Гаврилович Чернышевский, сказал об алюминии, что этому металлу суждено великое будущее, что алюминий – металл социализма. Он оказался провидцем: в XX в. элемент №13 алюминий стал основой многих конструкционных материалов. Элемент 3-го периода и IIIА-группы Периодической системы. Элект­ронная формула атома [10Ne]3S23p1 степени окисления +III и 0.

По электроотрицательности (1,47) одинаков с берил­лием, проявляет амфотерные (кислотные и основ­ные) свойства. В соединениях может находиться в составе катионов и анионов. В природе — четвертый по химической распрост­раненности элемент (первый среди металлов), нахо­дится в химически связанном состоянии. Входит в состав многих алюмосиликатных минералов, гор­ных пород (граниты, порфиры, базальты, гнейсы, сланцы), различных глин (белая глина называется каолин), бокситов и глинозёма Аl₂ О₃ .

Любопытно проследить динамику производства алюминия за полтора столетия, прошедших с тех пор, как человек впервые взял в руки кусочек легкого серебристого металла.

За первые 30 лет, с 1825 по 1855 г., точных цифр нет. Промышленных способов получения алюминия не существовало, в лабораториях же его получали в лучшем случае килограммами, а скорее – граммами. Когда в 1855 г. на Всемирной парижской выставке впервые был выставлен алюминиевый слиток, на него смотрели как на редчайшую драгоценность. А появился он на выставке потому, что как раз в 1855 г. французский химик Анри Этьенн Сент-Клер Девиль разработал первый промышленный способ получения алюминия, основанный на вытеснении элемента №13 металлическим натрием из двойного хлорида натрия и алюминия NaCl · AlCl₃ .

За 36 лет, с 1855 по 1890 г., способом Сент-Клер Девиля было получено 200 т металлического алюминия.

В последнее десятилетие XIX в (уже по новому способу) в мире получили 28 тыс. т алюминия.

В 1930 г. мировая выплавка этого металла составила 300 тыс. т.

В 1975 г. только в капиталистических странах получено около 10 млн. т алюминия, причем эти цифры – не наивысшие. По сведениям американского «Инжениринг энд майнинг джорнэл», производство алюминия в капиталистических странах в 1975 г. снизилось по сравнению с 1974 г. на 11%, или на 1,4 млн. т .

Столь же поразительны перемены и в стоимости алюминия. В 1825 г. он стоил в 1500 раз дороже железа, в наши дни – лишь втрое. Сегодня алюминий дороже простой углеродистой стали, но дешевле нержавеющей. Если рассчитывать стоимость алюминиевых и стальных изделий с учетом их массы и относительной устойчивости к коррозии, то оказывается, что в наши дни во многих случаях значительно выгоднее применять алюминий, чем сталь.

Физические свойства Аl

Серебристо-белый, блестящий, пластичный металл. На воздухе покрывается матовой защитной пленкой Аl₂ О₃ , весьма устойчивой и защищающей металл от коррозии; пассивируется в концентрированной HNO₃ .

Физические константы:

М, = 26,982»27, р = 2,70 г/см³

t_пл 660,37 °С, t_кип =2500°С

Химические свойства A l

Химически активен, проявляет амфотерные свой­ства - реагирует с кислотами и щелочами:

2Аl + 6НСl = 2АlСl₃ + ЗН₂ ­

2Аl + 2NaOH + 6Н₂ О = 2Na[Al(OH)₄ ]] + ЗН₂ ­

2Al + 6NaOH(т) = 2NaAlO₂ + + ЗН₂ + 2Na₂ O

Амальгамированный алюминий энергично реаги­рует с водой:

2Al + 6Н₂ О = 2Аl(ОН)₃ ¯ + 3H₂ ­ + 836 кДж

Сильный восстановитель, при нагревании взаимодей­ствует с кислородом, серой, азотом и углеродом:

4Аl+3O₂ =2Аl₂ O₃ , 2Al+3S=Al₂ S₃

2Al+N₂ =2AlN, 4Аl+ЗС=Аl₄ Сз

С хлором, бромом и йодом реакция протекает при комнатной температуре (для иода требуется ката­лизатор — капля Н₂ О), образуются галогениды AlCl₃ , АlВг₃ и АlI₃ .

Промышленно важен метод алюминотермии:

2Al + Сг₂ О₃ = Аl₂ O₃ + 2Сг

10Аl + ЗV₂ О₅ = 5Аl₂ O₃ + 6V

Алюминий восстанавливает N^v до N^{- III} :

8Аl + З0НNО₃ (оч. разб.) = 8Аl(NО₃ )₃ + 3NH₄ NO₃ + 9H₂ O

8Al + 18Н₂ O + 5КОН + 3KNO₃ =8K[Al(OH)₄ ]+3NH₃ ­

(движущей силой этих реакций служит промежу­точное выделение атомарного водорода Н°, а во вто­рой реакции — также и образование устойчивого гидроксокомплекса [Аl(ОН)₄ ]^3- ).

Получение и применение Al

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--