Aluminium: chemiese en fisiese eienskappe

2024 Outeur: Angel Austin | [email protected]. Laas verander: 2024-01-02 17:39

Metale is een van die gerieflikste materiale om te verwerk. Hulle het ook hul eie leiers. Byvoorbeeld, die basiese eienskappe van aluminium is al lank aan mense bekend. Hulle is so geskik vir gebruik in die alledaagse lewe dat hierdie metaal baie gewild geword het. Wat is die eienskappe van aluminium as 'n eenvoudige stof en as 'n atoom, sal ons in hierdie artikel oorweeg.

Die geskiedenis van die ontdekking van aluminium

Vir 'n lang tyd ken die mens die verbinding van die betrokke metaal - kaliumaluin. Dit is gebruik as 'n middel wat in staat was om te swel en die komponente van die mengsel saam te bind; dit was ook nodig in die aantrek van leerprodukte. Die bestaan van suiwer aluminiumoksied het bekend geword in die 18de eeu, in die tweede helfte daarvan. Geen suiwer stof is egter verkry nie.

Het die wetenskaplike H. K. Oersted vir die eerste keer daarin geslaag om die metaal van sy chloried te isoleer. Dit was hy wat sout met kaliumamalgaam behandel het en 'n grys poeier uit die mengsel geïsoleer het, wat aluminium in sy suiwer vorm was.

Toe het dit duidelik geword dat die chemiese eienskappe van aluminium gemanifesteer word in sy hoë aktiwiteit, sterk verminderende vermoë. Daarom het niemand anders vir 'n lang tyd saam met hom gewerk nie.

Die Fransman Deville kon egter in 1854 metaalblokke deur smeltelektrolise verkry. Hierdie metode is vandag nog relevant. Veral massaproduksie van waardevolle materiaal het in die 20ste eeu begin, toe die probleme om 'n groot hoeveelheid elektrisiteit by ondernemings te bekom opgelos is.

Vandag is hierdie metaal een van die gewildste en word in konstruksie- en huishoudelike nywerhede gebruik.

Algemene kenmerke van die aluminiumatoom

As ons die element wat oorweeg word deur sy posisie in die periodieke stelsel karakteriseer, kan ons verskeie punte uitsonder.

1. Ordinale nommer - 13.
2. Gelee in die derde minderjarige periode, die derde groep, die hoofsubgroep.
3. Atoommassa - 26, 98.
4. Aantal valenselektrone - 3.
5. Die buitenste laagkonfigurasie word uitgedruk as 3s²3p^1.
6. Elementnaam is aluminium.
7. Metaal-eienskappe is sterk.
8. Het geen isotope in die natuur nie, bestaan net in een vorm, met 'n massagetal van 27.
9. Die chemiese simbool is AL, gelees as "aluminium" in formules.
10. Die oksidasietoestand is een, gelyk aan +3.

Die chemiese eienskappe van aluminium word ten volle bevestig deur die elektroniese struktuur van sy atoom, want met 'n groot atoomradius en lae elektronaffiniteit is dit in staat om as 'n sterk reduseermiddel op te tree, soos alle aktiewe metale.

Aluminium as 'n eenvoudige stof: fisiese eienskappe

As ons oor aluminium praat, hoe gaan diteenvoudige stof, dit is 'n silwerwit blink metaal. In lug oksideer dit vinnig en word bedek met 'n digte oksiedfilm. Dieselfde ding gebeur met die werking van gekonsentreerde sure.

Die teenwoordigheid van so 'n kenmerk maak produkte van hierdie metaal bestand teen korrosie, wat natuurlik baie gerieflik vir mense is. Daarom is dit aluminium wat so wye toepassing vind in konstruksie. Die eienskappe van die stof is ook interessant deurdat hierdie metaal baie lig is, terwyl dit sterk en sag is. Die kombinasie van sulke eienskappe is nie vir elke stof beskikbaar nie.

Daar is verskeie basiese fisiese eienskappe wat kenmerkend is van aluminium.

1. Hoë graad van smeebaarheid en rekbaarheid. Ligte, sterk en baie dun foelie word van hierdie metaal gemaak, dit word ook in 'n draad gerol.
2. Smeltingspunt - 660 0C.
3. Kookpunt - 2450 0C.
4. Digtheid - 2,7 g/cm3.
5. Kristalroostervolume gesiggesentreerd, metaalagtig.
6. Konneksietipe - metaal.

Fisiese en chemiese eienskappe van aluminium bepaal die areas van die toepassing en gebruik daarvan. As ons praat oor alledaagse aspekte, dan speel die eienskappe wat reeds deur ons hierbo beskou is, 'n groot rol. As 'n ligte, duursame en korrosiewe metaal word aluminium in vliegtuie en skeepsbou gebruik. Daarom is hierdie eienskappe baie belangrik om te weet.

Chemiese eienskappe van aluminium

Uit die oogpuntchemie, is die betrokke metaal 'n sterk reduseermiddel wat in staat is om hoë chemiese aktiwiteit te toon, synde 'n suiwer stof. Die belangrikste ding is om die oksiedfilm uit te skakel. In hierdie geval neem die aktiwiteit skerp toe.

Die chemiese eienskappe van aluminium as 'n eenvoudige stof word bepaal deur sy vermoë om te reageer met:

• sure;
• alkali;
• halogene;
• grys.

Dit werk nie onder normale toestande met water nie. Terselfdertyd, van halogene, sonder verhitting, reageer dit slegs met jodium. Ander reaksies vereis temperatuur.

Dit is moontlik om voorbeelde te gee wat die chemiese eienskappe van aluminium illustreer. Interaksie reaksievergelykings met:

• sure - AL + HCL=AlCL₃ + H_2;

• alkalis - 2Al + 6H₂O + 2NaOH=Na[Al(OH)₄] + 3H ₂;

• halogene - AL + Hal=ALHal_3;
• grys - 2AL + 3S=AL₂S_3.

In die algemeen is die belangrikste eienskap van die betrokke stof sy hoë vermoë om ander elemente uit hul verbindings te herstel.

Herstellende kapasiteit

Die verminderende eienskappe van aluminium word goed nagespoor in die reaksies van interaksie met oksiede van ander metale. Dit onttrek hulle maklik uit die samestelling van die stof en laat hulle in 'n eenvoudige vorm bestaan. Byvoorbeeld: Cr₂O₃ + AL=AL₂O_{3 + Kr.}

In metallurgie is daar 'n hele tegniek om stowwe te verkry,gebaseer op sulke antwoorde. Dit word aluminotermie genoem. Daarom word hierdie element in die chemiese industrie juis gebruik om ander metale te verkry.

Verspreiding in die natuur

Wat die voorkoms van ander metaalelemente betref, is aluminium eerste. Die inhoud daarvan in die aardkors is 8,8%. As dit met nie-metale vergelyk word, sal sy plek derde wees, na suurstof en silikon.

Weens sy hoë chemiese aktiwiteit word dit nie in sy suiwer vorm aangetref nie, maar slegs as deel van verskeie verbindings. So, byvoorbeeld, is daar baie ertse, minerale, gesteentes, wat aluminium insluit. Dit word egter net van bauxiet ontgin, waarvan die inhoud nie te hoog van aard is nie.

Die mees algemene stowwe wat die betrokke metaal bevat:

• veldspaat;
• bauxiet;
• graniete;
• silika;
• aluminosilikate;
• bas alts en ander.

In 'n klein hoeveelheid is aluminium noodwendig deel van die selle van lewende organismes. Sommige spesies klubmosse en seelewe kan hierdie element in hul liggame ophoop gedurende hul lewens.

Ontvang

Die fisiese en chemiese eienskappe van aluminium maak dit moontlik om dit op slegs een manier te verkry: deur elektrolise van 'n smelt van die ooreenstemmende oksied. Hierdie proses is egter tegnologies kompleks. Die smeltpunt van AL₂O₃ is meer as 2000 ^{0C. As gevolg hiervan kan dit nie direk geelektroliseer word nie. Dusgaan soos volg voort.}

1. Bauxiete word ontgin.
2. Maak hulle skoon van onsuiwerhede en laat net aluminiumoksied oor.
3. Dan word die krioliet gesmelt.
4. Voeg oksied daar by.
5. Hierdie mengsel word geelektroliseer en suiwer aluminium en koolstofdioksied word verkry.

Produkopbrengs is 99,7%. Dit is egter moontlik om 'n selfs suiwerder metaal te verkry, wat vir tegniese doeleindes gebruik word.

Aansoek

Die meganiese eienskappe van aluminium is nie goed genoeg om in sy suiwer vorm gebruik te word nie. Daarom word legerings gebaseer op hierdie stof die meeste gebruik. Daar is baie van hulle, ons kan die mees basiese opnoem.

1. Duralumin.
2. Aluminium-mangaan.
3. Aluminium-magnesium.
4. Aluminium-koper.
5. Silumins.
6. Avial.

Hul belangrikste verskil is natuurlik derdeparty-bymiddels. Almal van hulle is gebaseer op aluminium. Ander metale maak die materiaal meer duursaam, bestand teen korrosie, slytasiebestand en smeebaar.

Daar is verskeie hoofareas van toepassing van aluminium, beide in suiwer vorm en in die vorm van sy verbindings (legerings).

1. Vir die maak van draad en foelie wat in die huis gebruik word.
2. maak van kookware.
3. Vliegtuigbedryf.
4. Skeepsbou.
5. Konstruksie en argitektuur.
6. Ruimtebedryf.
7. Bou reaktors.

Saam met yster en syaluminiumlegerings - die belangrikste metaal. Dit is hierdie twee verteenwoordigers van die periodieke stelsel wat die mees uitgebreide industriële gebruik in mensehande gevind het.

Eienskappe van aluminiumhidroksied

hidroksied is die mees algemene verbinding wat aluminium vorm. Die chemiese eienskappe daarvan is dieselfde as dié van die metaal self - dit is amfoteries. Dit beteken dat dit in staat is om 'n dubbele aard te vertoon en met beide sure en alkalieë te reageer.

Aluminiumhidroksied self is 'n wit gelatienagtige neerslag. Dit is maklik om dit te kry deur 'n aluminiumsout met alkali- of ammoniumhidroksied te laat reageer. Wanneer dit met sure gereageer word, gee hierdie hidroksied die gewone ooreenstemmende sout en water. As die reaksie met alkali voortgaan, word aluminiumhidroksokomplekse gevorm, waarin die koördinasiegetal 4 is. Voorbeeld: Na[Al(OH)_{4] - natriumtetrahidroksoaluminaat.}