Важнейшие соединения алюминия

Каолинит:

Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O

Каолинит — минерал подкласса слоистых силикатов, главная составная часть белой, огнеупорной, и фарфоровой глины. Обычно является продуктом выветривания. Имеет две полиморфные модификации — диккит и накрит. Каолинит сильно гигроскопичен.

Бокситы:

Al2O3 · nH2O

Бокситы это осадочные алюминиевые руды. Содержат вредную примесь — SiO2. Бокситы служат важным сырьем для получения алюминия, а также красок, абразивов и огнеупорных материалов.

Корунд:

Корунд относится к классу простых оксидов, и иногда образует прозрачные драгоценные кристаллы — сапфира, и, с добавлением хрома, рубина. Накапливается в россыпях. В основном используется как абразивный материал. Его смесь с магнетитом, гематитом, и шпинелью называют наждаком. Синтетический корунд с различными добавками получают в промышленных масштабах для квантовой электроники, часовой, ювелирной и другой промышленности.

Нефелин:

Na2O · Al2O · 2SiO2

Минерал — серые, красноватые и другие кристаллы с характерным жирным блеском. Главный минерал щелочных изверженных пород. Используется как сырье для добычи алюминия с попутным получением соды.

Полевой шпат или ортоклаз:

K2O · Al2O3 · 6SiO2

Калиевый полевой шпат. Белый, серый, розовый, и.т.д.

Одна из главных составных частей гранитов, гнейсов, и других изверженных и метаморфических пород. Сырье стекольной и керамической промышленности.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.ed.vseved.ru/

… розовый, и.т.д. Одна из главных составных частей гранитов, гнейсов, и других изверженных и метаморфических пород. Сырье стекольной и керамической промышленности. Варнавский Важнейшие соединения алюминия. Оксид алюминия (Al2O3):Внешний вид: Оксид алюминия — твердое, тугоплавкое вещество белого цвета. Может образовывать прозрачные кристаллы сапфира или, с добавлением хрома, рубина.Получение:Оксид …

… . В природе встречается в основном в виде: 1) алюмосиликатов; 2) бокситов; 3) корунды; 4) глинозёма. Природные соединения алюминия:а – боксит; б – корунд; в – рубин; г – сапфир. Основные области применения алюминия и его сплавов Алюминий используется в производстве зеркал оптических телескопов, в электротехнике, для производства сплавов (дюралюмин, …

… экипажи кораблей «Аполлон». При решении земных проблем перевозки и хранения сжиженного газа с трехкомпонентными сплавами Al – Сu – Мn довольно успешно конкурируют очень легкие двухкомпонентные сплавы алюминия с магнием – магналии. Магналии не упрочняются термической обработкой. В зависимости от технологии изготовления и содержания магния их прочность меняется от 8 до 38 кг/мм2. При температуре …

… разделам школьной программе по химии, тем более, что в учебнике этот материал, по-моему, незаслуженно отсутствует. Данная работа посвящена изучению основных физических и химических свойств хрома и его соединений, позволяет оценить важность этого химического элемента. 1.Исторические сведения В 1766 году петербургский профессор химии И.Г.Леман описал новый минерал, найденный на Урале на …

Раздел: География
Количество знаков с пробелами: 1483
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 0

Алюминий (Al)

  • Обозначение — Al (Aluminium);
  • Период — III;
  • Группа — 13 (IIIa);
  • Атомная масса — 26,981538;
  • Атомный номер — 13;
  • Радиус атома = 143 пм;
  • Ковалентный радиус = 121 пм;
  • Распределение электронов — 1s22s22p63s23p1;
  • t плавления = 660°C;
  • t кипения = 2518°C;
  • Электроотрицательность (по Полингу/по Алпреду и Рохову) = 1,61/1,47;
  • Степень окисления: +3, 0;
  • Плотность (н. у.) = 2,7 г/см3;
  • Молярный объем = 10,0 см3/моль.

Алюминий (квасцы) впервые был полуен в 1825 году датчанином Г. К. Эрстедом. Изначально, до открытия промышленного способа получения, алюминий был дорооже золота.

Алюминий является самым распространенным металлом в земной коре (массовая доля составляет 7-8%), и третьим по распространенности среди всех элементов после кислорода и кремния. В свободном виде в проироде алюминий не встречается.

Важнейшие природные соединения алюминия:

  • алюмосиликаты — Na2O·Al2O3·2SiO2; K2O·Al2O3·2SiO2
  • бокситы — Al2O3·nH2O
  • корунд — Al2O3
  • криолит — 3NaF·AlF3

Алюминий в Периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева, стоит под номером «13», относится к 13(IIIа) группе (См. Атомы 13(IIIа) группы).


Рис.

Строение атома алюминия.

Алюминий химически активный металл — на его внешнем электронном уровне находятся три электрона, которые участвуют в образовании ковалентных связей при взаимодействии алюминия с другими химическими элементами (см. Ковалентная связь). Алюминий — сильный восстановитель, во всех соединениях проявляет степень окисления +3.

При комнатной температуре алюминий вступает в реакцию с кислородом, содержащимся в атмосферном воздухе, с образованием прочной оксидной пленки, которая надежно препятствует процессу дальнейшего окисления (корродирования) металла, в результате чего химическая активность алюминия снижается.

Благодаря оксидной пленке алюминий не вступает в реакцию с азотной кислотой при комнатной температуре, поэтому, алюминиевая посуда является надежной тарой для хранения и трансопртирования азотной кислоты.

Физические свойства алюминия:

  • металл серебристо-белого цвета;
  • твердый;
  • прочный;
  • легкий;
  • пластичный (протягивается в тонкую проволоку и фольгу);
  • обладает высокой электро- и теплопроводностью;
  • температура плавления 660°C
  • природный алюминий состоит из одного изотопа 2713Al

Химические свойства алюминия:

  • при снятии оксидной пленки алюминий реагирует с водой:
    2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2;
  • при комнатной температуре вступает в реакции с бромом и хлором с образованием солей:
    2Al + 3Br2 = 2AlCl3;
  • при высокой температуре алюминий реагирует с кислородом и серой (реакция сопровождается выделением большого кол-ва тепла):
    4Al + 3O2 = 2Al2O3 + Q;
    2Al + 3S = Al2S3 + Q;
  • при t=800°C реагирует с азотом:
    2Al + N2 = 2AlN;
  • при t=2000°C реагирует с углеродом:
    2Al + 3C = Al4C3;
  • восстанавливает многие металлы из их оксидов — алюмотермией (при t до 3000°C) получают промышленным способом вольфрам, ванадий, титан, кальций, хром, железо, марганец:
    8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe;
  • с соляной и разбавленной серной кислотой реагирует с выделением водорода:
    2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2;
    2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2;
  • с концентрированной серной кислотой реагирует при высокой температуре:
    2Al + 6H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;
  • со щелочами реагирует с выделением водорода и образованием комплексных солей — реакция идет в несколько этапов: при погружении алюминия в раствор щелочи происходит растворение прочной защитной оксидной пленки, которая находится на поверхности металла; после растворения пленки, алюминий, как активиный металл, реагирует с водой с образованием гидроксида алюминия, который взаимодействует со щелочью, как амфотерный гидроксид:
    • Al2O3+2NaOH = 2NaAlO2+H2O — растворение оксидной пленки;
    • 2Al+6H2O = 2Al(OH)3+3H2 — взаимодействие алюминия с водой с образованием гидроксида алюминия;
    • NaOH+Al(OH)3 = NaAlO2+2H2O — взаимодействие гидроксида алюминия со щелочью
    • 2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2 — суммарное уравнение реакции алюминия со щелочью.

Соединения алюминия

Al2O3 (глинозем)

Оксид алюминия Al2O3 является белым, очень тугоплавким и твердым веществом (в природе тверже только алмаз, карборунд и боразон).

Свойства глинозема:

  • не растворяется в воде и вступает с ней в реакцию;
  • является амфотерным веществом, реагируя с кислотами и щелочами:
    Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O;
    Al2O3 + 6NaOH + 3H2O = 2Na3;
  • как амфотерный оксид реагирует при сплавлении с оксидами металлов и солями, образуя алюминаты:
    Al2O3 + K2O = 2KAlO2.

В промышленности глинозем получают из бокситов. В лабораторных условиях глинозем можно получить сжигая алюминий в кислороде:
4Al + 3O2 = 2Al2O3.

Применение глинозема:

  • для получения алюминия и электротехнической керамики;
  • в качестве абразивного и огнеупорного материала;
  • в качестве катализатора в реакциях органического синтеза.

Al(OH)3

Гидроксид алюминия Al(OH)3 является белым твердым кристаллическим веществом, которое получается в результате обменной реакции из раствора гидроксида алюминия — выпадает в виде белого студенистого осадка, кристаллизующегося со временем. Это амфотерное соединение почти не растворимое в воде:
Al(OH)3 + 3NaOH = Na3;
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O.

  • взаимодействие Al(OH)3 с кислотами:
    Al(OH)3+3H+Cl = Al3+Cl3+3H2O
  • взаимодействие Al(OH)3 со щелочами:
    Al(OH)3+NaOH- = NaAlO2-+2H2O

Гидроксид алюминия получают путем действия щелочей на растворы солей алюминия:
AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3NaCl.

Получение и применение алюминия

Алюминий достаточно трудно выделить из природных соединений химическим способом, что объясняется высокой прочностью связей в оксиде алюминия, поэтому, для промышленного получения алюминия применяют электролиз раствора глинозема Al2O3 в расплавленном криолите Na3AlF6. В результате процесса алюминий выделяется на катоде, на аноде — кислород:

2Al2O3 → 4Al + 3O2

Исходным сырьем служат бокситы. Электролиз протекает при температуре 1000°C: температура плавления оксида алюминия составляет 2500°C — проводить электролиз при такой температуре не представляется возможным, поэтому оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите, и уже затем полученный электролит используют при электролизе для получения алюминия.

Применение алюминия:

  • алюминиевые сплавы широко применяются в качестве конструкционных материалов в автомобиле-, самолето-, судостроении: дюралюминий, силумин, алюминиевая бронза;
  • в химической промышленности в качестве восстановителя;
  • в пищевой промышленности для изготовления фольги, посуды, упаковочного материала;
  • для изготовления проводов и проч.

В начало страницы

  • Важнейшие природы соединенияалюминия

    Реферат >> Металлургия

    Варнавский Важнейшиеприродныесоединенияалюминия. Каолинит: Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O Каолинит — … и керамической промышленности. Варнавский Важнейшиесоединенияалюминия. Оксид алюминия (Al2O3): Внешний вид: Оксид алюминия — твердое, тугоплавкое …

  • Алюминий

    Реферат >> Промышленность, производство

    … и сварке стальных конструкций Алюминий — важнейший конструкционный материал, основа … что далеко не всякое природноесоединениеалюминия можно рассматривать как алюминиевую … в современной жизни – важнее, нежели все соединенияалюминия, вместе взятые. Не …

  • Алюминий и основные его соединения

    Реферат >> Химия

    … в виде: алюмосиликатов; бокситов; корунды; глинозёма. Природныесоединенияалюминия:а – боксит; б – корунд; в – рубин; г – сапфир. … увеличивается содержание алюминия в костях, печени, семенниках, мозге и в паращитовидной железе. К важнейшим клиническим …

  • Алюминий и его сплавы. Особенности получения отливок

    Реферат >> Промышленность, производство

    … изготовления изделий являются важнейшими показателями уровня развития … алюминий 99, 9960 — 99, 9990 Ультрачистый алюминий свыше 99, 9990 Общая характеристика алюминия. Природныйалюминий … в химии для получения соединенийалюминия и в качестве катализатора …

  • Исследование свойств хрома и его соединений

    Реферат >> Химия

    … хрома невысокой чистоты с помощью алюминия (алюминотермия) или кремния ( … в следующем: в оксид алюминия Al2O3 вводят дозированную добавку оксида … с. Приложение А (справочное) Таблица А.1-Важнейшиеприродныесоединения хрома Название минерала Химическая формула …

  • Общая характеристика природныхсоединений, используемых в качестве лекарственных веществ

    Реферат >> Медицина, здоровье

    ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХСОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ … г. Ю.Ф. Фритче выделил гармин. Важная роль в установлении структуры алкалоидов принадлежит … В качестве сорбентов применяют оксид алюминия, силикагель, ионообменные смолы, целлюлозу …

  • Важнейшие достижения естествознания 19 века

    Реферат >> Биология

    … синтезировал важныйприродный краситель – ализарин. Вслед за Перкином химики начали синтезировать соединения все … и новые металлы, в частности алюминий — самый распространенный металл. Однако в природныхсоединениях он прочно связан …

  • Природные источники углеводородов

    Реферат >> Химия

    … соединения не только демонстрируют биогенное происхождение природных углеводородов, но и позволяют получать очень важную … катализатора из оксида алюминия при тем­пературе 400°С … хрома(Ш) с оксидом алюминия: § 3.

    Алкины Важнейшим представителем ряда алкинов …

  • Алюминий и его сплавы

    Контрольная работа >> Промышленность, производство

    … путем литья, давления и резания; возможность соединения алюминиевых деталей в различных конструкциях с помощью … коррозионную стойкость) алюминия и его большие природные запасы позволяют отнести алюминий к числу важнейших технических материалов …

  • Природные душистые вещества и современная химия

    Реферат >> Химия

    … установлении строения первых природных микроциклических соединений (молекулы которых … представляют собой два примера важнейшихприродных душистых веществ, которые … наполненную специальным активным порошком (окисью алюминия, кремнеземом, углём, сахаром и …

>Важнейшие природные соединения алюминия.

Добавить комментарий

Закрыть меню