рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Алюминий

Работа сделанна в 2007 году

Алюминий - Реферат, раздел Химия, - 2007 год - Министерство Образования И Науки Рф Реферат «Алюминий» 2007 Год Алюминий (Лат...

Министерство образования и науки РФ РЕФЕРАТ «АЛЮМИНИЙ» 2007 год АЛЮМИНИЙ (лат. Aluminium; от "alumen" — квасцы), Al, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 13, атомная масса 26,1.Общая характеристика алюминия Природный алюминий состоит из одного нуклида 27Al. Конфигурация внешнего электронного слоя 3s2p1. Практически во всех соединениях степень окисления алюминия +3 (валентность III). Радиус нейтрального атома алюминия 0,143 нм, радиус иона Al3+ 0,057 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома алюминия равны, соответственно, 5,984, 18,828, 28,44 и 120 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность алюминия 1,5. Простое вещество алюминий — мягкий легкий серебристо-белый металл. 2.Свойства Алюминий — типичный металл, кристаллическая решетка кубическая гранецентрированная, параметр а = 0,40403 нм. Температура плавления чистого металла 660°C, температура кипения около 2450°C, плотность 2,6989 г/см3. Температурный коэффициент линейного расширения алюминия около 2,5·10–5 К–1 Стандартный электродный потенциал Al3+/Al — 1,663В. Химически алюминий — довольно активный металл.

На воздухе его поверхность мгновенно покрывается плотной пленкой оксида Al2О3, которая препятствует дальнейшему доступу кислорода (O) к металлу и приводит к прекращению реакции, что обусловливает высокие антикоррозионные свойства алюминия.

Защитная поверхностная пленка на алюминии образуется также, если его поместить в концентрированную азотную кислоту.

С остальными кислотами алюминий активно реагирует: 6НСl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2, 3Н2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2. Алюминий реагирует с растворами щелочей. Сначала растворяется защитная оксидная пленка: Al2О3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]. Затем протекают реакции: 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2, NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4], или суммарно: 2Al + 6H2O + 2NaOH = Na[Al(OH)4] + 3Н2, и в результате образуются алюминаты: Na[Al(OH)4] — алюминат натрия (Na) (тетрагидроксоалюминат натрия), К[Al(OH)4] — алюминат калия (K) (терагидроксоалюминат калия) или др. Так как для атома алюминия в этих соединениях характерно координационное число 6, а не 4, то действительные формулы указанных тетрагидроксосоединений следующие: Na[Al(OH)4(Н2О)2] и К[Al(OH)4(Н2О)2]. При нагревании алюминий реагирует с галогенами: 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3, 2Al + 3 Br2 = 2AlBr3. Интересно, что реакция между порошками алюминия и иода (I) начинается при комнатной температуре, если в исходную смесь добавить несколько капель воды, которая в данном случае играет роль катализатора: 2Al + 3I2 = 2AlI3. Взаимодействие алюминия с серой (S) при нагревании приводит к образованию сульфида алюминия: 2Al + 3S = Al2S3, который легко разлагается водой: Al2S3 + 6Н2О = 2Al(ОН)3 + 3Н2S. С водородом (H) алюминий непосредственно не взаимодействует, однако косвенными путями, например, с использованием алюминийорганических соединений, можно синтезировать твердый полимерный гидрид алюминия (AlН3)х — сильнейший восстановитель.

В виде порошка алюминий можно сжечь на воздухе, причем образуется белый тугоплавкий порошок оксида алюминия Al2О3. Высокая прочность связи в Al2О3 обусловливает большую теплоту его образования из простых веществ и способность алюминия восстанавливать многие металлы из их оксидов, например: 3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe и даже 3СаО + 2Al = Al2О3 + 3Са. Такой способ получения металлов называют алюминотермией.

Амфотерному оксиду Al2О3 соответствует амфотерный гидроксид — аморфное полимерное соединение, не имеющее постоянного состава.

Состав гидроксида алюминия может быть передан формулой xAl2O3·yH2O, при изучении химии в школе формулу гидроксида алюминия чаще всего указывают как Аl(OH)3. В лаборатории гидроксид алюминия можно получить в виде студенистого осадка обменными реакциями: Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3 + 3Na2SO4, или за счет добавления соды к раствору соли алюминия: 2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2, а также добавлением раствора аммиака к раствору соли алюминия: AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3 + 3H2O + 3NH4Cl. Название и история открытия: латинское aluminium происходит от латинского же alumen, означающего квасцы (сульфат алюминия и калия (K) KAl(SO4)2·12H2O), которые издавна использовались при выделке кож и как вяжущее средство.

Из-за высокой химической активности открытие и выделение чистого алюминия растянулось почти на 100 лет. Вывод о том, что из квасцов может быть получена «земля» (тугоплавкое вещество, по-современному — оксид алюминия) сделал еще в 1754 немецкий химик А. Маргграф.

Позднее оказалось, что такая же «земля» может быть выделена из глины, и ее стали называть глиноземом.

Получить металлический алюминий смог только в 1825 датский физик Х. К. Эрстед.

Он обработал амальгамой калия (сплавом калия (K) со ртутью (Hg)) хлорид алюминия AlCl3, который можно было получить из глинозема, и после отгонки ртути (Hg) выделил серый порошок алюминия. Только через четверть века этот способ удалось немного модернизировать.Французский химик А. Э. Сент-Клер Девиль в 1854 году предложил использовать для получения алюминия металлический натрий (Na), и получил первые слитки нового металла. Стоимость алюминия была тогда очень высока, и из него изготовляли ювелирные украшения.

Промышленный способ производства алюминия путем электролиза расплава сложных смесей, включающих оксид, фторид алюминия и другие вещества, независимо друг от друга разработали в 1886 году П. Эру (Франция) и Ч. Холл (США). Производство алюминия связано с высоким расходом электроэнергии, поэтому в больших масштабах оно было реализовано только в 20-ом веке. В Советском Союзе первый промышленный алюминий был получен 14 мая 1932 года на Волховском алюминиевом комбинате, построенном рядом с Волховской гидроэлектростанцией. 3.Нахождение в природе По распространенности в земной коре алюминий занимает первое место среди металлов и третье место среди всех элементов (после кислорода (O) и кремния (Si)), на его долю приходится около 8,8% массы земной коры. Алюминий входит в огромное число минералов, главным образом, алюмосиликатов, и горных пород.

Соединения алюминия содержат граниты, базальты, глины, полевые шпаты и др. Но вот парадокс: при огромном числе минералов и пород, содержащих алюминий, месторождения бокситов — главного сырья при промышленном получении алюминия, довольно редки.

В России месторождения бокситов имеются в Сибири и на Урале. Промышленное значение имеют также алуниты и нефелины. В качестве микроэлемента алюминий присутствует в тканях растений и животных.Существуют организмы-концентраторы, накапливающие алюминий в своих органах, — некоторые плауны, моллюски. 4.Получение Промышленное получение: при промышленном производстве бокситы сначала подвергают химической переработке, удаляя из них примеси оксидов кремния (Si), железа (Fe) и других элементов. В результате такой переработки получают чистый оксид алюминия Al2O3 — основное сырье при производстве металла электролизом.

Однако из-за того, что температура плавления Al2O3 очень высока (более 2000°C), использовать его расплав для электролиза не удается. Выход ученые и инженеры нашли в следующем.В электролизной ванне сначала расплавляют криолит Na3AlF6 (температура расплава немного ниже 1000°C). Криолит можно получить, например, при переработке нефелинов Кольского полуострова.

Далее в этот расплав добавляют немного Al2О3 (до 10% по массе) и некоторые другие вещества, улучающие условия проведения последующего процесса.При электролизе этого расплава происходит разложение оксида алюминия, криолит остается в расплаве, а на катоде образуется расплавленный алюминий: 2Al2О3 = 4Al + 3О2. Так как анодом при электролизе служит графит, то выделяющийся на аноде кислород (O) реагирует с графитом и образуется углекислый газ СО2. При электролизе получают металл с содержанием алюминия около 99,7%. В технике применяют и значительно более чистый алюминий, в котором содержание этого элемента достигает 99,999% и более. 5.Применение По масштабам применения алюминий и его сплавы занимают второе место после железа (Fe)и его сплавов.

Широкое применение алюминия в различных областях техники и быта связано с совокупностью его физических, механических и химических свойств: малой плотностью, коррозионной стойкостью в атмосферном воздухе, высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью и сравнительно высокой прочностью.

Алюминий легко обрабатывается различными способами — ковкой, штамповкой, прокаткой и др. Чистый алюминий применяют для изготовления проволоки (электропроводность алюминия составляет 65,5% от электропроводности меди, но алюминий более чем в три раза легче меди, поэтому алюминий часто заменяет медь в электротехнике) и фольги, используемой как упаковочный материал.

Основная же часть выплавляемого алюминия расходуется на получение различных сплавов. Сплавы алюминия отличаются малой плотностью, повышенной (по сравнению с чистым алюминием) коррозионной стойкостью и высокими технологическими свойствами: высокой тепло- и электропроводностью, жаропрочностью, прочностью и пластичностью. На поверхности сплавов алюминия легко наносятся защитные и декоративные покрытия.Разнообразие свойств алюминиевых сплавов обусловлено введением в алюминий различных добавок, образующих с ним твердые растворы или интерметаллические соединения.

Основную массу алюминия используют для получения легких сплавов — дуралюмина (94% — алюминий, 4% медь (Cu), по 0,5% магний (Mg), марганец (Mn), железо (Fe) и кремний (Si)), силумина (85-90% — алюминий, 10-14% кремний (Si), 0,1% натрий (Na)) и др. В металлургии алюминий используется не только как основа для сплавов, но и как одна из широко применяемых легирующих добавок в сплавах на основе меди (Cu), магния (Mg),железа (Fe), >никеля (Ni) и др. Сплавы алюминия находят широкое применение в быту, в строительстве и архитектуре, в автомобилестроении, в судостроении, авиационной и космической технике.

В частности, из алюминиевого сплава был изготовлен первый искусственный спутник Земли. Сплав алюминия и циркония (Zr) — циркалой — широко применяют в ядерном реакторостроении. Алюминий применяют в производстве взрывчатых веществ.Особо следует отметить окрашенные пленки из оксида алюминия на поверхности металлического алюминия, получаемые электрохимическим путем.

Покрытый такими пленками металлический алюминий называют анодированным алюминием. Из анодированного алюминия, по внешнему виду напоминающему золото (Au), изготовляют различную бижутерию.При обращении с алюминием в быту нужно иметь в виду, что нагревать и хранить в алюминиевой посуде можно только нейтральные (по кислотности) жидкости (например, кипятить воду). Если, например, в алюминиевой посуде варить кислые щи, то алюминий переходит в пищу и она приобретает неприятный «металлический» привкус.

Поскольку в быту оксидную пленку очень легко повредить, то использование алюминиевой посуды все-таки нежелательно. 6.Биологоческая роль В организм человека алюминий ежедневно поступает с пищей (около 2-3 мг), но его биологическая роль не установлена. В среднем в организме человека (70 кг) в костях, мышцах содержится около 60 мг алюминия.

– Конец работы –

Используемые теги: Алюминий0.039

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Алюминий

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Алюминий и его сплавы
Бурное развитие потребления алюминия обусловлено замечательными его свойствами, среди которых в первую очередь следует назвать высокую прочность в… Все это в сочетании с большими запасами алюминия в земной коре делает… Методы исследования: 1. анализ экономической, научной и методической литературы; 2. анализ периодических изданий по…

Способы получения алюминия
В то же время за рубежом широко ведется модернизация оборудования, совершенствуется технология, что позволило резко поднять экономическую… В последнее время машиностроение во все большей мере требует легких металлов,… Исторически первое упоминание о металлическом алюминии имело место в трудах First Century Roman. В знаменитой…

Производство железа, чугуна и алюминия
В качестве флюса используют известняк CaCO3 или доломитизированный известняк nCaCO3 •mMgCO3. Пустая порода вместе с флюсами образует жидкий шлак.… Восстановителями являются СО, Н2(образующийся в результате воздействие… Выделяется чугун. Марганец восстанавливается твердым углеродом. MnO+C=Mn+CO-Q MnSiO3+CaO+C=Mn+CaSiO3+CO-Q…

Алюминий и его сплавы
Алюминий в природе встречается в соединениях - его основные минералы: боксит - смесь минералов диаспора, бемита AlOOH , гидраргиллита Al(OH) 3 и… Немецкий химик Ф. Вёлер в 1827 получил алюминий при нагревании хлорида… AlCl 3 + 3K ® 3KCl + Al (Реакция протекает с выделением тепла) . Для промышленного применения этот способ неприменим…

Закономерности извлечения растворимых в воде металлов углеродным сорбентом Техносорб. Извлечение алюминия
Поэтому большое внимание исследователи уделяют поиску и разработке новых, нетрадиционных способов удаления токсичных веществ различного… Немаловажным достоинством сорбционной технологии является простота… В настоящее время ассортимент углеродных материалов существенно расширился за счет появления нового класса…

Медь-калий-молибденсодержащие нанесённые катализаторы на основе оксида алюминия
На сайте allrefs.net читайте: "Медь-калий-молибденсодержащие нанесённые катализаторы на основе оксида алюминия"

ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДА И АЛЮМИНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОРОШКОВОЙ ЛИГАТУРЫ СИСТЕМЫ Al-Ti-C В ПРОЦЕССЕ РЕАКЦИОННОГО СИНТЕЗА
Ю А Шишкина Г А Баглюк А А Мамонова И Б Тихонова... ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДА И АЛЮМИНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОРОШКОВОЙ ЛИГАТУРЫ... Введение...

Важнейшие соединения бора, алюминия иах физико-химические свойства. КО и ОВ свойства. Борная кислота. Кристаллогидрат тетраборатанатрия /бура
Содержание темы и учебно целевые вопросы... Общая характеристика р элементов Неметаллы амфотерные элементы Изменение... Элементы III А группы и IV А группы Общая характеристика групп...

Алюминий и его сплавы. Медь и ее сплавы. Антифрикционные (подшипниковые) сплавы
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ... РАЗДЕЛ...

Алюминий и его сплавы
Алюминий в природе встречается в соединениях - егоосновные минералы боксит - смесь минералов диаспора, бемита AlOOH, гидраргиллита Al OH 3 и оксидов… И хотя содержание его в земной коре 8,8 длясравнения, например, железа в… Это весьма энергоемкоепроизводство, поэтому заводы, производящие алюминий, как правило, располагаютсянедалеко от…

0.032
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам
  • Бор и алюминий Нагреваем раствор буры. Пронаблюдали выпадение маленьких кристалликов борной кислоты. Na2B4O7H2SO4конц.5H2Ot Na2SO44H3BO3 белый B4O72-2H5H2O04H3BO30… Опыт 3 Смачиваем платиновую проволочку в дистиллированной воде, чтобы… Получились перла белого цвета.Поле того как мы повторили 4 опыт, у нас получилась сиреневого цвета кашица.
  • Свойства алюминия и его сплавов Aluminium, от alumen - квасцы - химический элемент III гр. периодической системы, атомный номер 13, атомная масса 26,98154. Серебристо-белый металл,… В 1938г. Тэйлор, Уиллей, Смит и Эдвардс опубликовали статью, в которой… Первое издание монографии о свойствах алюминия вышло в свет в 1967г. В последующие годы благодаря сравнительной…
  • Фотоэлектрические свойства нитрида алюминия Детектирование света в ультрафиолете длина волны меньше 400 нм имеет широкий диапазон применений, как коммерческих, так и военных, особенно в тех… Среди военных применений можно назвать детектирование следов от двигателей… Однако, если детектор будет чувствителен только в ультрафиолете, он зафиксирует только самые горячие газы,…
  • Производство алюминия, цветных металлов Крупнейшая компания – «РУСАЛ», в состав которой входят Братский (БрАЗ), Саяногорский (САЗ, оснащённый электролизёрами с предварительно обожжёнными… Однако для российской алюминиевой промышленности характерна зависимость от… На его долю приходится 5,5-6,6 мол. доли % или 8 масс. %. Главная масса его сосредоточена в алюмосиликатах.
  • Производство алюминия, цветных металлов Введение различных легирующих элементов в алюминий существенно изменяет его свойства, а иногда придает ему новые специфические свойства. При различном легировании повышаются прочность, твердость, приобретается … Исключение составляет легирование марганцем, который не только не снижает коррозионную стойкость, но даже несколько…