Реферат: Алюминий

Применяется как реагент в алюминотермии для полу­чения редких металлов и сварке стальных конструкций

Алюминий — важнейший конструкционный материал, основа легких коррозионно-стойких спла­вов (с магнием - дюралюмин, или дюраль, с медью --алюминиевая бронза, из которой чеканят мелкую разменную монету). Чистый алюминий в больших количествах идет на изготовление посуды и электри­ческих проводов.

Оксид алюминия Al ₂ O ₃

Белый аморфный порошок или очень твердые белые кристаллы. Физические константы:

Мr = 101,96»102, р = 3,97 г/см³ tпл=2053°С, tкип=3000°С

Кристаллический Аl₂ О₃ химически пассивен, аморфный — более активен. Медленно реагирует с кислотами и щелочами в растворе, проявляя амфотерные свойства:

Al₂ O₃ + 6НСl(конц.) = 2АlСl₃ + ЗН₂ О

Al₂ O₃ + 2NаОН(конц.) + ЗН₂ О = 2Na[Al(OH)₄ ]

(в расплаве щелочи образуется NaAlO₂ ). Вторая реак­ция используется для «вскрытия» бокситов.

Помимо сырья для производства алюминия, Аl₂ О₃ в виде порошка служит компонентом огнеупорных, химически стойких и абразивных материалов. В виде кристаллов применяется для изготовления лазеров и синтетических драгоценных камней ( рубины, сапфиры и др.), окрашенных примесями оксидов других металлов — Сr₂ О₃ (красный цвет), Тi₂ О₃ и Fe₂ О₃ (голубой цвет).

Гидроксид алюминия Аl(ОН)з

Белый аморфный (гелеобразный) или кристалли­ческий. Практически не растворим в воде. Физи­ческие константы:

Мr=78,00, р= 3,97 г/см³ ,

t_разл > 170 °С

При нагревании ступенчато разлагается, образуя промежуточный продукт — метагидроксид AlO(OH):

Проявляет амфотерные, равно выраженные кислот­ные и основные свойства:

При сплавлении с NaOH образуется NaAlO;.

Для получения осадка Аl(ОН)₃ щелочь обычно не используют (из-за легкости перехода осадка в раствор), а действуют на соли алюминия гидратом аммиака;

при комнатной температуре образуется Аl(ОН)₃ , а при кипячении — менее активный АlO(ОН):

Удобный способ получения Аl(ОН)₃ — пропуска­ние СО₂ через раствор гидроксокомплекса:

[Аl(ОН)₄ ]- + СО₂ = Аl(ОН)₃ ¯+ НСО₃ ^-

Применяется для синтеза солей алюминия, органи­ческих красителей; как лекарственный препарат при повышенной кислотности желудочного сока.

Соли алюминия

Соли алюминия и сильных кислот хорошо раство­римы в воде и подвергаются в значительной степени гидролизу по катиону, создавая сильнокислотную среду, в которой растворяются такие металлы, как магний и цинк:

а)AlCl₃ =Al^з+ +ЗCl-

Al³⁺ +H2OÛAlOH²⁺ +H⁺

б)Zn+2H⁺ =Zn²⁺ +H₂ ­

Нерастворимы в воде фторид AlF3 и ортофосфат АlРO4, а соли очень слабых кислот, например Н2СОз, вообще не образуются осаждением из вод­ного раствора.

Известны двойные соли алюминия — квасцы состава M^I Al(SO₄ )₂ • 12H₂ O ( M^I =Na⁺ , K⁺ , Rb⁺ , Cs⁺ , ТI⁺ ,NH4⁺ ), самые распространенные из них алюмокалиевые квасцы KAl(SO₄ )₂ • 12Н₂ O.

Бинарные соединения алюминия

Соединения с преимущественно ковалентными связями, например сульфид АlS₃ и карбид АlС₃ .

Полностью разлагаются водой: