Τα μέταλλα είναι ένα από τα πιο βολικά υλικά για επεξεργασία. Έχουν επίσης τους δικούς τους ηγέτες. Για παράδειγμα, οι βασικές ιδιότητες του αλουμινίου ήταν γνωστές στους ανθρώπους εδώ και πολύ καιρό. Είναι τόσο κατάλληλα για καθημερινή χρήση που αυτό το μέταλλο έχει γίνει πολύ δημοφιλές. Τι είναι τόσο μια απλή ουσία όσο και ένα άτομο, θα εξετάσουμε σε αυτό το άρθρο.

Ιστορία της ανακάλυψης του αλουμινίου

Για πολύ καιρό, ο άνθρωπος γνώριζε την ένωση του εν λόγω μετάλλου - χρησιμοποιήθηκε ως μέσο που μπορούσε να διογκωθεί και να δεσμεύσει τα συστατικά του μείγματος, αυτό ήταν επίσης απαραίτητο στην κατασκευή δερμάτινων προϊόντων. Η ύπαρξη του οξειδίου του αλουμινίου στην καθαρή του μορφή έγινε γνωστή τον 18ο αιώνα, στο δεύτερο μισό του. Ωστόσο, δεν ελήφθη.

Ο επιστήμονας H. K. Ørsted ήταν ο πρώτος που απομόνωσε το μέταλλο από το χλωριούχο του. Ήταν αυτός που επεξεργάστηκε το αλάτι με αμάλγαμα καλίου και απομόνωσε γκρίζα σκόνη από το μείγμα, που ήταν αλουμίνιο στην καθαρή του μορφή.

Τότε έγινε σαφές ότι οι χημικές ιδιότητες του αλουμινίου εκδηλώνονται στην υψηλή του δράση, ισχυρή ικανότητα ανάκτησης. Γι' αυτό για πολύ καιρόκανένας άλλος δεν δούλεψε μαζί του.

Ωστόσο, το 1854, ο Γάλλος Deville κατάφερε να αποκτήσει μεταλλικά πλινθώματα με ηλεκτρόλυση του τήγματος. Αυτή η μέθοδος εξακολουθεί να ισχύει σήμερα. Ειδικά μαζική παραγωγήΗ ανάπτυξη πολύτιμου υλικού ξεκίνησε τον 20ο αιώνα, όταν λύθηκαν τα προβλήματα παραγωγής μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρικής ενέργειας στις επιχειρήσεις.

Σήμερα, αυτό το μέταλλο είναι ένα από τα πιο δημοφιλή και χρησιμοποιείται στις κατασκευές και την οικιακή βιομηχανία.

Γενικά χαρακτηριστικά του ατόμου αλουμινίου

Αν χαρακτηρίσουμε το εν λόγω στοιχείο από τη θέση του στον περιοδικό πίνακα, τότε διακρίνονται πολλά σημεία.

1. Αύξων αριθμός - 13.
2. Βρίσκεται στην τρίτη μικρή περίοδο, τρίτη ομάδα, κύρια υποομάδα.
3. Ατομική μάζα - 26,98.
4. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους είναι 3.
5. Η διαμόρφωση του εξωτερικού στρώματος εκφράζεται με τον τύπο 3s 2 3p 1.
6. Το όνομα του στοιχείου είναι αλουμίνιο.
7. εκφράζεται έντονα.
8. Δεν έχει ισότοπα στη φύση, υπάρχει μόνο σε μία μορφή, με μαζικό αριθμό 27.
9. Το χημικό σύμβολο είναι AL, που διαβάζεται ως "αλουμίνιο" στους τύπους.
10. Η κατάσταση οξείδωσης είναι μία, ίση με +3.

Οι χημικές ιδιότητες του αλουμινίου επιβεβαιώνονται πλήρως από την ηλεκτρονική δομή του ατόμου του, επειδή έχοντας μεγάλη ατομική ακτίνα και χαμηλή συγγένεια ηλεκτρονίων, μπορεί να δρα ως ισχυρός αναγωγικός παράγοντας, όπως όλα τα ενεργά μέταλλα.

Το αλουμίνιο ως απλή ουσία: φυσικές ιδιότητες

Αν μιλάμε για το αλουμίνιο ως απλή ουσία, τότε είναι ένα ασημί-λευκό γυαλιστερό μέταλλο. Στον αέρα οξειδώνεται γρήγορα και καλύπτεται με ένα πυκνό φιλμ οξειδίου. Το ίδιο συμβαίνει όταν εκτίθεται σε πυκνά οξέα.

Η παρουσία ενός τέτοιου χαρακτηριστικού καθιστά τα προϊόντα που κατασκευάζονται από αυτό το μέταλλο ανθεκτικά στη διάβρωση, κάτι που, φυσικά, είναι πολύ βολικό για τους ανθρώπους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το αλουμίνιο χρησιμοποιείται τόσο ευρέως στις κατασκευές. Είναι επίσης ενδιαφέροντα επειδή αυτό το μέταλλο είναι πολύ ελαφρύ, αλλά ανθεκτικό και μαλακό. Ο συνδυασμός τέτοιων χαρακτηριστικών δεν είναι διαθέσιμος σε κάθε ουσία.

Υπάρχουν πολλές βασικές φυσικές ιδιότητες που είναι χαρακτηριστικές του αλουμινίου.

1. Υψηλός βαθμός ελατότητας και ολκιμότητας. Ελαφρύ, δυνατό και πολύ λεπτό φύλλο είναι κατασκευασμένο από αυτό το μέταλλο και τυλίγεται επίσης σε σύρμα.
2. Σημείο τήξεως - 660 0 C.
3. Σημείο βρασμού - 2450 0 C.
4. Πυκνότητα - 2,7 g/cm3.
5. Το κρυσταλλικό πλέγμα είναι ογκομετρικό με επίκεντρο το πρόσωπο, μεταλλικό.
6. Τύπος σύνδεσης - μέταλλο.

Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του αλουμινίου καθορίζουν τους τομείς εφαρμογής και χρήσης του. Αν μιλάμε για καθημερινές πτυχές, τότε μεγάλο ρόλοΕίναι ακριβώς τα χαρακτηριστικά που έχουμε ήδη συζητήσει παραπάνω αυτό το παιχνίδι. Ως ελαφρύ, ανθεκτικό και αντιδιαβρωτικό μέταλλο, το αλουμίνιο χρησιμοποιείται στην κατασκευή αεροσκαφών και πλοίων. Επομένως, αυτές οι ιδιότητες είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζουμε.

Χημικές ιδιότητες του αλουμινίου

Από χημική άποψη, το εν λόγω μέταλλο είναι ένας ισχυρός αναγωγικός παράγοντας που είναι ικανός να επιδεικνύει υψηλή χημική δράση, καθώς καθαρή ουσία. Το κύριο πράγμα είναι να αφαιρέσετε το φιλμ οξειδίου. Σε αυτή την περίπτωση, η δραστηριότητα αυξάνεται απότομα.

Οι χημικές ιδιότητες του αλουμινίου ως απλής ουσίας καθορίζονται από την ικανότητά του να αντιδρά με:

• οξέα;
• αλκάλια?
• αλογόνα;
• θείο.

Δεν αλληλεπιδρά με το νερό υπό κανονικές συνθήκες. Στην περίπτωση αυτή, από τα αλογόνα, χωρίς θέρμανση, αντιδρά μόνο με ιώδιο. Άλλες αντιδράσεις απαιτούν θερμοκρασία.

Μπορούν να δοθούν παραδείγματα για την απεικόνιση των χημικών ιδιοτήτων του αλουμινίου. Εξισώσεις αντιδράσεων αλληλεπίδρασης με:

• οξέα- AL + HCL = AlCL 3 + H 2;
• αλκάλια- 2Al + 6H2O + 2NaOH = Na + 3H2;
• αλογόνα- AL + Hal = ALHal 3 ;
• γκρί- 2AL + 3S = AL 2 S 3.

Γενικά, η πιο σημαντική ιδιότητα της εν λόγω ουσίας είναι η υψηλή ικανότητά της να αποκαθιστά άλλα στοιχεία από τις ενώσεις τους.

Αναγεννητική ικανότητα

Οι αναγωγικές ιδιότητες του αλουμινίου είναι ξεκάθαρα ορατές στις αντιδράσεις αλληλεπίδρασης με οξείδια άλλων μετάλλων. Τα εξάγει εύκολα από τη σύνθεση της ουσίας και τους επιτρέπει να υπάρχουν μέσα σε απλή μορφή. Για παράδειγμα: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

Στη μεταλλουργία, υπάρχει μια ολόκληρη μέθοδος για την παραγωγή ουσιών που βασίζεται σε παρόμοιες αντιδράσεις. Ονομάζεται αλουμινοθερμία. Επομένως, στη χημική βιομηχανία αυτό το στοιχείο χρησιμοποιείται ειδικά για την παραγωγή άλλων μετάλλων.

Κατανομή στη φύση

Όσον αφορά την επικράτηση μεταξύ άλλων μεταλλικών στοιχείων, το αλουμίνιο κατέχει την πρώτη θέση. Περιέχεται στον φλοιό της γης 8,8%. Αν το συγκρίνουμε με τα αμέταλλα, τότε η θέση του θα είναι τρίτη, μετά το οξυγόνο και το πυρίτιο.

Λόγω της υψηλής χημικής του δράσης, δεν βρίσκεται σε καθαρή μορφή, αλλά μόνο ως μέρος διαφόρων ενώσεων. Για παράδειγμα, υπάρχουν πολλά γνωστά μεταλλεύματα, ορυκτά και πετρώματα που περιέχουν αλουμίνιο. Ωστόσο, εξάγεται μόνο από βωξίτη, η περιεκτικότητα του οποίου στη φύση δεν είναι πολύ υψηλή.

Οι πιο κοινές ουσίες που περιέχουν το εν λόγω μέταλλο:

• άστριοι?
• βωξίτης;
• γρανίτες?
• πυρίτιο;
• αργιλοπυριτικά;
• βασάλτες και άλλοι.

Σε μικρές ποσότητες, το αλουμίνιο βρίσκεται αναγκαστικά στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών. Μερικοί τύποι βρύων και θαλάσσια πλάσματαείναι σε θέση να συσσωρεύουν αυτό το στοιχείο μέσα στο σώμα τους σε όλη τη διάρκεια της ζωής τους.

Παραλαβή

Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του αλουμινίου καθιστούν δυνατή την απόκτησή του μόνο με έναν τρόπο: με ηλεκτρόλυση ενός τήγματος του αντίστοιχου οξειδίου. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία είναι τεχνολογικά πολύπλοκη. Το σημείο τήξης του AL 2 O 3 υπερβαίνει τους 2000 0 C. Εξαιτίας αυτού, δεν μπορεί να υποβληθεί απευθείας σε ηλεκτρόλυση. Επομένως, προχωρήστε ως εξής.

Η απόδοση του προϊόντος είναι 99,7%. Ωστόσο, είναι δυνατό να ληφθεί ακόμη πιο καθαρό μέταλλο, το οποίο χρησιμοποιείται για τεχνικούς σκοπούς.

Εφαρμογή

Οι μηχανικές ιδιότητες του αλουμινίου δεν είναι τόσο καλές ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην καθαρή του μορφή. Ως εκ τούτου, τα κράματα που βασίζονται σε αυτή την ουσία χρησιμοποιούνται συχνότερα. Υπάρχουν πολλά από αυτά, μπορείτε να αναφέρετε τα πιο βασικά.

1. Duralumin.
2. Αλουμίνιο-μαγγάνιο.
3. Αλουμίνιο-μαγνήσιο.
4. Αλουμίνιο-χαλκό.
5. Σιλουμίνες.
6. Avial.

Η κύρια διαφορά τους είναι, φυσικά, τα πρόσθετα τρίτων. Όλα είναι βασισμένα στο αλουμίνιο. Άλλα μέταλλα κάνουν το υλικό πιο ανθεκτικό, ανθεκτικό στη διάβρωση, ανθεκτικό στη φθορά και εύκολο στην επεξεργασία.

Υπάρχουν αρκετοί κύριοι τομείς εφαρμογής του αλουμινίου, τόσο σε καθαρή μορφή όσο και με τη μορφή των ενώσεων του (κράματα).

Μαζί με τον σίδηρο και τα κράματά του, το αλουμίνιο είναι το πιο σημαντικό μέταλλο. Αυτοί οι δύο εκπρόσωποι του περιοδικού πίνακα βρήκαν την πιο εκτεταμένη βιομηχανική εφαρμογή στα ανθρώπινα χέρια.

Ιδιότητες υδροξειδίου του αλουμινίου

Το υδροξείδιο είναι η πιο κοινή ένωση που σχηματίζει το αλουμίνιο. Οι χημικές του ιδιότητες είναι ίδιες με αυτές του ίδιου του μετάλλου - είναι αμφοτερικό. Αυτό σημαίνει ότι είναι ικανό να παρουσιάζει διπλή φύση, να αντιδρά τόσο με οξέα όσο και με αλκάλια.

Το ίδιο το υδροξείδιο του αργιλίου είναι ένα λευκό ζελατινώδες ίζημα. Λαμβάνεται εύκολα με αντίδραση ενός άλατος αλουμινίου με ένα αλκάλιο ή με αντίδραση με οξέα, αυτό το υδροξείδιο δίνει το συνηθισμένο αντίστοιχο αλάτι και νερό. Αν η αντίδραση γίνει με ένα άλκαλι, τότε σχηματίζονται υδροξοσύμπλοκα αλουμινίου, στα οποία ο αριθμός συντονισμού του είναι 4. Παράδειγμα: Να-τετραϋδροξοαργιλικό νάτριο.

– μοναδικό υλικό σε φυσικές και χημικές παραμέτρους, με χαμηλή πυκνότητα, σχετικά χαμηλό βάρος, εξαιρετικές αντιδιαβρωτικές ιδιότητες, υψηλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα.

Προσφέρεται καλά για επεξεργασία ψυχρής πίεσης.

Τα κράματα αλουμινίου είναι ιδιαίτερα διαδεδομένα. Ο κύριος λόγος για αυτό είναι ότι το καθαρό αλουμίνιο δεν έχει επαρκή μηχανική αντοχή για να λύσει τα περισσότερα τεχνικά προβλήματα. Με την εισαγωγή στοιχείων κράματος στο κράμα αλουμινίου, το προϊόν έλασης εξόδου αποκτά νέες θετικές ιδιότητες. Η αντοχή, η σκληρότητα και η θερμική αντίσταση του κράματος αλουμινίου αυξάνονται σημαντικά, ενώ η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η αντίσταση στη διάβρωση μειώνονται.

Λόγω των εξαιρετικών τους ιδιοτήτων, το αλουμίνιο και τα κράματά του χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλές βιομηχανίες:

• βιομηχανία αεροσκαφών
• αυτοκινητοβιομηχανία
• μηχανολογία
• ηλεκτρική βιομηχανία
• οργανοποιία
• κατασκευή
• χημική βιομηχανία
• παραγωγή καταναλωτικών αγαθών

Στη βιομηχανία αεροσκαφών, τα κράματα αλουμινίου, λόγω της ελαφρότητας και της αντοχής τους, έχουν γίνει το κύριο υλικό που χρησιμοποιείται στην παραγωγή. Τα κράματα αλουμινίου χρησιμοποιούνται για την παραγωγή κατασκευών αεροσκαφών, κινητήρων, μπλοκ, κυλινδροκεφαλών, στροφαλοθαλάμων, κιβωτίων ταχυτήτων, αντλιών και άλλων ανταλλακτικών.

Στην ηλεκτρική μηχανική, το ασημί-λευκό μέταλλο και τα κράματά του χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή καλωδίων και καλωδίων, πυκνωτών και ανορθωτών AC.

Στην κατασκευή οργάνων, το αλουμίνιο χρησιμοποιείται για την κατασκευή εξοπλισμού φωτογραφίας και φιλμ, ραδιοτηλεφωνικού εξοπλισμού και διαφόρων οργάνων ελέγχου και μέτρησης.

Λόγω της υψηλής αντοχής στη διάβρωση και της μη τοξικότητάς του, χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή εξοπλισμού για την παραγωγή και αποθήκευση συμπυκνωμένων νιτρικό οξύ, υπεροξείδιο του υδρογόνου, οργανικές ουσίες και προϊόντα διατροφής.
Το αλουμινόχαρτο είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό συσκευασίας. Τα δοχεία για κονσερβοποίηση και αποθήκευση τροφίμων είναι κατασκευασμένα από αλουμίνιο. γεωργία, και χρησιμοποιούνται επίσης για την κατασκευή σιταποθηκών και άλλων προκατασκευασμένων κατασκευών που χρησιμοποιούνται σε αγροτικές περιοχές.
Τα κράματα αλουμινίου χρησιμοποιούνται στη στρατιωτική βιομηχανία για την παραγωγή αεροσκαφών, πυροβολικού, αρμάτων μάχης, πυραύλων και εκρηκτικών.
Το καθαρό αλουμίνιο, με ελάχιστη περιεκτικότητα σε ξένες ακαθαρσίες, χρησιμοποιείται ενεργά σε πυρηνική ενέργεια, ηλεκτρονικά ημιαγωγών, ραντάρ.

Ο ψεκασμός αλουμινίου χρησιμοποιείται ευρέως ως αντιδιαβρωτική επίστρωση για την προστασία του μετάλλου από τις επιπτώσεις διαφόρων χημικών ουσιών και την ατμοσφαιρική διάβρωση.

Η υψηλή ανακλαστικότητα του αλουμινίου χρησιμοποιείται στην παραγωγή θέρμανσης, ανακλαστήρων φωτισμού και καθρεφτών

Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία ως αναγωγικός παράγοντας στην παραγωγή μετάλλων όπως το χρώμιο, το ασβέστιο και το μαγγάνιο. Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται για την αποξείδωση χάλυβα και τη συγκόλληση χαλύβδινων στοιχείων.

Στον τομέα του πολιτικού μηχανικού, τα κράματα αλουμινίου χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία πλαισίων κτιρίων, ζευκτών, κουφωμάτων, σκαλοπατιών κ.λπ. περισσότερο από 20%.

Συνοψίζοντας τα παραπάνω, μπορούμε με βεβαιότητα να πούμε ότι το αλουμίνιο και τα κράματά του κατέχουν σταθερά ηγετική θέση μεταξύ των μη σιδηρούχων μετάλλων όσον αφορά την κλίμακα χρήσης τους στην παραγωγή και τη βιομηχανία.

Το χημικό στοιχείο αλουμίνιο είναι ένα ελαφρύ μέταλλο με ασημί χρώμα. Το αλουμίνιο είναι το πιο κοινό μέταλλο στον φλοιό της γης. Οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του αλουμινίου του επέτρεψαν να βρει ευρεία εφαρμογή σύγχρονη βιομηχανίακαι την καθημερινότητα.

Χημικές ιδιότητες του αλουμινίου

Ο χημικός τύπος του αλουμινίου είναι Al. Ατομικός αριθμός 13. Το αλουμίνιο είναι μια απλή ουσία, αφού το μόριο του περιέχει ένα άτομο μόνο ενός στοιχείου. Το εξωτερικό επίπεδο ενέργειας ενός ατόμου αλουμινίου περιέχει 3 ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια δίνονται εύκολα από το άτομο του αργιλίου κατά τη διάρκεια χημικών αντιδράσεων. Επομένως, το αλουμίνιο έχει υψηλή χημική δραστηριότητα και είναι ικανό να εκτοπίζει μέταλλα από τα οξείδια τους. Αλλά υπό κανονικές συνθήκες είναι αρκετά ανθεκτικό στη χημική αλληλεπίδραση, καθώς καλύπτεται με ένα ανθεκτικό φιλμ οξειδίου.

Το αλουμίνιο αντιδρά με το οξυγόνο μόνο σε υψηλές θερμοκρασίες. Ως αποτέλεσμα της αντίδρασης, σχηματίζεται οξείδιο του αργιλίου. Η αλληλεπίδραση με το θείο, το φώσφορο, το άζωτο και τον άνθρακα εμφανίζεται επίσης σε υψηλές θερμοκρασίες. Αλλά το αλουμίνιο αντιδρά με το χλώριο και το βρώμιο υπό κανονικές συνθήκες. Αντιδρά με το ιώδιο όταν θερμαίνεται, αλλά μόνο εάν ο καταλύτης είναι νερό. Το αλουμίνιο δεν αλληλεπιδρά με το υδρογόνο.

Με τα μέταλλα, το αλουμίνιο είναι ικανό να σχηματίζει ενώσεις που ονομάζονται αλουμινίδια.

Το αλουμίνιο, καθαρισμένο από το φιλμ οξειδίου, αντιδρά με το νερό. Το υδροξείδιο που προκύπτει από αυτή την αντίδραση είναι μια ελαφρώς διαλυτή ένωση.

Το αλουμίνιο αντιδρά εύκολα με αραιά οξέα, σχηματίζοντας άλατα. Αλλά αντιδρά με συμπυκνωμένα οξέα μόνο όταν θερμαίνεται, σχηματίζοντας άλατα και προϊόντα αναγωγής οξέος.

Το αλουμίνιο αντιδρά εύκολα με τα αλκάλια.

Φυσικές ιδιότητες του αλουμινίου

αλουμίνιο - ανθεκτικό μέταλλο, αλλά ταυτόχρονα πλαστικό, που υπόκειται εύκολα σε μηχανική επεξεργασία: σφράγιση, στίλβωση, τέντωμα.

Το αλουμίνιο είναι το ελαφρύτερο από τα μέταλλα. Έχει πολύ υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Όσον αφορά την ηλεκτρική αγωγιμότητα, το αλουμίνιο πρακτικά δεν είναι κατώτερο από τον χαλκό, αλλά ταυτόχρονα είναι πολύ ελαφρύτερο και φθηνότερο.

Εφαρμογή αλουμινίου

Το μεταλλικό αλουμίνιο αποκτήθηκε για πρώτη φορά από έναν Δανό φυσικό Χανς Κρίστιαν Όερστεντ το 1825. Και εκείνες τις μέρες θεωρούνταν το αλουμίνιο πολύτιμο μέταλλο. Οι fashionistas αγαπούσαν να φορούν κοσμήματα φτιαγμένα από αυτό.

Αλλά μια βιομηχανική μέθοδος για την παραγωγή αλουμινίου δημιουργήθηκε πολύ αργότερα - το 1855 από τον Γάλλο χημικό Henri Etienne Saint-Clair Deville.

Τα κράματα αλουμινίου χρησιμοποιούνται σχεδόν σε όλες τις βιομηχανίες μηχανικής. Η σύγχρονη αεροπορία, η διαστημική και η αυτοκινητοβιομηχανία και η ναυπηγική βιομηχανία δεν μπορούν να κάνουν χωρίς τέτοια κράματα. Τα πιο διάσημα κράματα είναι το ντουραλουμίνιο, το σιλουμίνιο και τα χυτά κράματα. Ίσως το πιο δημοφιλές από αυτά τα κράματα είναι το duralumin.

Κατά την επεξεργασία του αλουμινίου ζεστό και ψυχρή εργασίαλαμβάνονται προφίλ, σύρμα, σωλήνες, ταινίες, φύλλα. Τα φύλλα ή λωρίδες αλουμινίου χρησιμοποιούνται ευρέως στη σύγχρονη κατασκευή. Έτσι, μια ειδική ταινία αλουμινίου χρησιμοποιείται για τη σφράγιση των άκρων διαφόρων οικοδομικών πλαισίων για να παρέχει αξιόπιστη προστασία από τις βροχοπτώσεις και τη σκόνη που εισέρχεται στο εσωτερικό του πίνακα.

Δεδομένου ότι το αλουμίνιο έχει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, χρησιμοποιείται για την κατασκευή ηλεκτρικών καλωδίων και ηλεκτρικών ράβδων.

Το αλουμίνιο δεν είναι πολύτιμο μέταλλο. Αλλά μερικές από τις ενώσεις του χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία κοσμημάτων. Πιθανώς δεν γνωρίζουν όλοι ότι το ρουμπίνι και το ζαφείρι είναι μονοκρυστάλλοι οξειδίου του αλουμινίου στους οποίους έχουν προστεθεί χρωστικά οξείδια. Το κόκκινο χρώμα του ρουμπινιού δίνεται από τα ιόντα χρωμίου και το μπλε χρώμα του ζαφείριου οφείλεται στην περιεκτικότητα σε ιόντα σιδήρου και τιτανίου. Το καθαρό κρυσταλλικό οξείδιο του αργιλίου ονομάζεται κορούνδιο.

Σε βιομηχανικές συνθήκες, δημιουργείται τεχνητό κορούνδιο, ρουμπίνι και ζαφείρι.

Το αλουμίνιο χρησιμοποιείται επίσης στην ιατρική. Είναι μέρος ορισμένων φαρμάκων που έχουν προσροφητική, περιβάλλουσα και αναλγητική δράση.

Είναι δύσκολο να βρεθεί ένας κλάδος της σύγχρονης βιομηχανίας που να μην χρησιμοποιεί αλουμίνιο και τις ενώσεις του.

Αλουμίνιοαπομονώθηκε για πρώτη φορά στην καθαρή του μορφή από τον Friedrich Wöhler. Ένας Γερμανός χημικός θέρμανε το άνυδρο χλωρίδιο του στοιχείου με μέταλλο κάλιο. Αυτό συνέβη στο 2ο μισό του 19ου αιώνα. Μέχρι τον 20ο αιώνα κιλά αλουμινίουκοστίζει περισσότερο.

Μόνο οι πλούσιοι και κρατικοί μπορούσαν να αντέξουν οικονομικά το νέο μέταλλο. Ο λόγος για το υψηλό κόστος είναι η δυσκολία διαχωρισμού του αλουμινίου από άλλες ουσίες. Μέθοδος εξαγωγής στοιχείων βιομηχανικής κλίμακαςπρότεινε ο Τσαρλς Χολ.

Το 1886, διέλυσε το οξείδιο σε λιωμένο κρυόλιθο. Ο Γερμανός έκλεισε το μείγμα σε ένα γρανιτένιο δοχείο και το συνέδεσε με ηλεκτρικό ρεύμα. Πλάκες από καθαρό μέταλλο κατακάθισαν στον πάτο του δοχείου.

Χημικές και φυσικές ιδιότητες του αλουμινίου

Τι αλουμίνιο;Ασημί λευκό, γυαλιστερό. Επομένως, ο Friedrich Wöhler συνέκρινε τους μεταλλικούς κόκκους με τους οποίους έλαβε. Υπήρχε όμως μια προειδοποίηση: το αλουμίνιο είναι πολύ ελαφρύτερο.

Η πλαστικότητα είναι κοντά στο πολύτιμο και. Το αλουμίνιο είναι μια ουσία, τραβιέται εύκολα σε λεπτό σύρμα και φύλλα. Απλά θυμηθείτε το αλουμινόχαρτο. Είναι κατασκευασμένο με βάση το 13ο στοιχείο.

Το αλουμίνιο είναι ελαφρύ λόγω της χαμηλής του πυκνότητας. Είναι τρεις φορές μικρότερο από αυτό του σιδήρου. Ταυτόχρονα, η δύναμη του 13ου στοιχείου είναι σχεδόν εξίσου καλή.

Αυτός ο συνδυασμός έχει καταστήσει το ασήμι απαραίτητο στη βιομηχανία, για παράδειγμα, στην παραγωγή ανταλλακτικών αυτοκινήτων. Πρόκειται γιακαι περί βιοτεχνικής παραγωγής, γιατί συγκόλληση αλουμινίουδυνατό ακόμη και στο σπίτι.

Φόρμουλα αλουμινίουσας επιτρέπει να αντανακλάτε ενεργά το φως, αλλά και τις ακτίνες θερμότητας. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του στοιχείου είναι επίσης υψηλή. Το κύριο πράγμα είναι να μην το ζεστάνετε πολύ. Θα λιώσει στους 660 βαθμούς. Αν η θερμοκρασία ανέβει λίγο παραπάνω, θα καεί.

Το μέταλλο θα εξαφανιστεί, μόνο οξείδιο αργιλίου. Σχηματίζεται επίσης υπό τυπικές συνθήκες, αλλά μόνο με τη μορφή επιφανειακής μεμβράνης. Προστατεύει το μέταλλο. Ως εκ τούτου, αντιστέκεται καλά στη διάβρωση, επειδή η πρόσβαση οξυγόνου είναι μπλοκαρισμένη.

Το φιλμ οξειδίου προστατεύει επίσης το μέταλλο από το νερό. Εάν αφαιρέσετε την πλάκα από την επιφάνεια του αλουμινίου, θα ξεκινήσει μια αντίδραση με H 2 O Η απελευθέρωση αερίων υδρογόνου θα συμβεί ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου. Ετσι, σκάφος αλουμινίουδεν μετατρέπεται σε καπνό μόνο λόγω της μεμβράνης οξειδίου και της προστατευτικής βαφής που εφαρμόζεται στο κύτος του πλοίου.

Πιο δραστήρια αλληλεπίδραση αλουμινίουμε αμέταλλα. Αντιδράσεις με βρώμιο και χλώριο λαμβάνουν χώρα ακόμη και υπό κανονικές συνθήκες. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται άλατα αλουμινίου. Τα άλατα υδρογόνου λαμβάνονται με συνδυασμό του 13ου στοιχείου με όξινα διαλύματα. Η αντίδραση θα γίνει επίσης με αλκάλια, αλλά μόνο μετά την αφαίρεση του φιλμ οξειδίου. Θα απελευθερωθεί καθαρό υδρογόνο.

Εφαρμογή αλουμινίου

Το μέταλλο ψεκάζεται στους καθρέφτες. Οι υψηλές τιμές ανάκλασης φωτός είναι χρήσιμες. Η διαδικασία λαμβάνει χώρα υπό συνθήκες κενού. Κατασκευάζουν όχι μόνο τυπικούς καθρέφτες, αλλά και αντικείμενα με επιφάνειες καθρέφτη. Αυτά είναι: κεραμικά πλακίδια, οικιακές συσκευές, λάμπες.

Ντουέτο αλουμίνιο-χαλκό– η βάση είναι ντουραλουμίν. Ονομάζεται απλά duralumin. Προσθέστε ως ποιότητα. Η σύνθεση είναι 7 φορές ισχυρότερη από το καθαρό αλουμίνιο, επομένως, είναι κατάλληλο για μηχανολογία και κατασκευή αεροσκαφών.

Ο χαλκός δίνει στο 13ο στοιχείο δύναμη, αλλά όχι βαρύτητα. Το Dural παραμένει 3 φορές ελαφρύτερο από το σίδηρο. Μικρό μάζα αλουμινίου– εγγύηση ελαφρότητας αυτοκινήτων, αεροπλάνων, πλοίων. Αυτό απλοποιεί τη μεταφορά και τη λειτουργία και μειώνει την τιμή των προϊόντων.

Αγοράστε αλουμίνιοΟι αυτοκινητοβιομηχανίες είναι επίσης ενθουσιώδεις επειδή τα κράματά του μπορούν εύκολα να επικαλυφθούν με προστατευτικές και διακοσμητικές ενώσεις. Η βαφή εφαρμόζεται πιο γρήγορα και πιο ομοιόμορφα από ό,τι σε χάλυβα και πλαστικό.

Ταυτόχρονα, τα κράματα είναι ελατά και εύκολα στην επεξεργασία. Αυτό είναι πολύτιμο, δεδομένου του όγκου των στροφών και των σχεδιαστικών μεταβάσεων στα σύγχρονα μοντέλα αυτοκινήτων.

Το 13ο στοιχείο δεν είναι μόνο εύκολο να βαφτεί, αλλά μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως βαφή. ΣΕ κλωστοϋφαντουργίαςαγοράστηκε θειικό αλουμίνιο. Είναι επίσης χρήσιμο στην εκτύπωση, όπου απαιτούνται αδιάλυτες χρωστικές.

Αναρωτιέμαι τι διάλυμαθειικό άλας αλουμίνιοΧρησιμοποιούνται επίσης για τον καθαρισμό του νερού. Παρουσία του «παράγοντα», οι επιβλαβείς ακαθαρσίες καθιζάνουν και εξουδετερώνονται.

Εξουδετερώνει το 13ο στοιχείο και τα οξέα. Ιδιαίτερα καλός σε αυτόν τον ρόλο υδροξείδιο αργιλίου. Εκτιμάται στη φαρμακολογία και την ιατρική, προσθέτοντάς το στα φάρμακα για την καούρα.

Το υδροξείδιο συνταγογραφείται επίσης για έλκη και φλεγμονώδεις διεργασίες του εντερικού σωλήνα. Άρα το φάρμακο κυκλοφορεί και στα φαρμακεία αλουμίνιο. Οξύστο στομάχι - ένας λόγος για να μάθετε περισσότερα για τέτοια φάρμακα.

Στην ΕΣΣΔ κόπηκε επίσης μπρούντζος με προσθήκη 11% αλουμινίου. Οι ονομασίες των πινακίδων είναι 1, 2 και 5 καπίκια. Άρχισαν να το παράγουν το 1926 και το τελείωσαν το 1957. Όμως η παραγωγή κονσερβών αλουμινίου για κονσέρβες δεν έχει σταματήσει.

Μαγειρευτά κρέατα, σάουρι και άλλα τουριστικά πρωινά εξακολουθούν να συσκευάζονται σε δοχεία με βάση το 13ο στοιχείο. Τέτοια βάζα δεν αντιδρούν ταυτόχρονα με τα τρόφιμα, είναι ελαφριά και φθηνά.

Η σκόνη αλουμινίου είναι μέρος πολλών εκρηκτικών μειγμάτων, συμπεριλαμβανομένων των πυροτεχνικών. Στη βιομηχανία, χρησιμοποιούνται μηχανισμοί εκτόξευσης με βάση το τρινιτροτολουόλιο και το θρυμματισμένο στοιχείο 13. Ένα ισχυρό εκρηκτικό λαμβάνεται επίσης με την προσθήκη νιτρικού αμμωνίου στο αλουμίνιο.

ΣΕ βιομηχανία πετρελαίουαπαραίτητος χλωριούχο αργίλιο. Παίζει το ρόλο του καταλύτη στην αποσύνθεση της οργανικής ύλης σε κλάσματα. Το λάδι έχει την ιδιότητα να απελευθερώνει αέριους, ελαφρούς υδρογονάνθρακες τύπου βενζίνης, που αλληλεπιδρούν με το χλωρίδιο του 13ου μετάλλου. Το αντιδραστήριο πρέπει να είναι άνυδρο. Μετά την προσθήκη χλωρίου, το μείγμα θερμαίνεται στους 280 βαθμούς Κελσίου.

Στις κατασκευές ανακατεύω συχνά νάτριοΚαι αλουμίνιο. Αποδεικνύεται ότι είναι πρόσθετο στο σκυρόδεμα. Το αργιλικό νάτριο επιταχύνει τη σκλήρυνσή του επιταχύνοντας την ενυδάτωση.

Ο ρυθμός μικροκρυστάλλωσης αυξάνεται, πράγμα που σημαίνει ότι αυξάνεται η αντοχή και η σκληρότητα του σκυροδέματος. Επιπλέον, το αργιλικό νάτριο εξοικονομεί τον οπλισμό που βρίσκεται στο διάλυμα από τη διάβρωση.

Εξόρυξη αλουμινίου

Το μέταλλο κλείνει τα τρία πρώτα πιο συνηθισμένα στη γη. Αυτό εξηγεί τη διαθεσιμότητα και την ευρεία χρήση του. Ωστόσο, η φύση δεν δίνει το στοιχείο στον άνθρωπο στην καθαρή του μορφή. Το αλουμίνιο πρέπει να διαχωριστεί από διάφορες ενώσεις. Το 13ο στοιχείο είναι πιο άφθονο στον βωξίτη. Πρόκειται για πετρώματα που μοιάζουν με πηλό, συγκεντρωμένα κυρίως στην τροπική ζώνη.

Ο βωξίτης συνθλίβεται, στη συνέχεια ξηραίνεται, συνθλίβεται ξανά και αλέθεται παρουσία μικρού όγκου νερού. Αποδεικνύεται ότι είναι μια παχιά μάζα. Θερμαίνεται με ατμό. Ταυτόχρονα, το μεγαλύτερο μέρος του, του οποίου ο βωξίτης δεν είναι επίσης φτωχός, εξατμίζεται. Αυτό που μένει είναι το οξείδιο του 13ου μετάλλου.

Τοποθετείται σε βιομηχανικά λουτρά. Περιέχουν ήδη λιωμένο κρυόλιθο. Η θερμοκρασία διατηρείται γύρω στους 950 βαθμούς Κελσίου. Απαιτείται επίσης ηλεκτρικό ρεύμα τουλάχιστον 400 kA. Δηλαδή, χρησιμοποιείται ηλεκτρόλυση, όπως ακριβώς πριν από 200 χρόνια, όταν το στοιχείο απομονώθηκε από τον Τσαρλς Χολ.

Περνώντας μέσα από ένα θερμό διάλυμα, το ρεύμα σπάει τους δεσμούς μεταξύ του μετάλλου και του οξυγόνου. Ως αποτέλεσμα, το κάτω μέρος του μπάνιου παραμένει καθαρό αλουμίνιο. Αντιδράσειςπεπερασμένος. Η διαδικασία ολοκληρώνεται με τη χύτευση από το ίζημα και την αποστολή του στον καταναλωτή ή τη χρήση του για το σχηματισμό διαφόρων κραμάτων.

Η κύρια παραγωγή αλουμινίου βρίσκεται στον ίδιο χώρο με τα κοιτάσματα βωξίτη. Στο προσκήνιο - Γουινέα. Σχεδόν 8.000.000 τόνοι του 13ου στοιχείου είναι κρυμμένοι στα βάθη του. Η Αυστραλία βρίσκεται στη 2η θέση με δείκτη 6.000.000 Στη Βραζιλία, το αλουμίνιο είναι ήδη 2 φορές λιγότερο. Τα παγκόσμια αποθέματα υπολογίζονται σε 29.000.000 τόνους.

Τιμή αλουμινίου

Για έναν τόνο αλουμινίου ζητούν σχεδόν 1.500 δολάρια. Αυτά είναι τα στοιχεία από τα χρηματιστήρια μη σιδηρούχων μετάλλων στις 20 Ιανουαρίου 2016. Το κόστος ορίζεται κυρίως από βιομήχανους. Πιο συγκεκριμένα, η τιμή του αλουμινίου επηρεάζεται από τη ζήτησή τους για πρώτες ύλες. Επηρεάζει επίσης τις απαιτήσεις των προμηθευτών και το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας, γιατί η παραγωγή του 13ου στοιχείου είναι ενεργοβόρα.

Για το αλουμίνιο ορίζονται διαφορετικές τιμές. Πάει στο χυτήριο. Το κόστος ανακοινώνεται ανά κιλό και η φύση του υλικού που παραδίδεται έχει σημασία.

Έτσι, για ηλεκτρικό μέταλλο δίνουν περίπου 70 ρούβλια. Για αλουμίνιο ποιότητας τροφίμων μπορείτε να πάρετε 5-10 ρούβλια λιγότερα. Πληρώνουν το ίδιο για μέταλλο κινητήρα. Εάν νοικιάσετε μια μικτή ποικιλία, η τιμή της είναι 50-55 ρούβλια ανά κιλό.

Το φθηνότερο είδος σκραπ είναι τα ρινίσματα αλουμινίου. Μπορείτε να πάρετε μόνο 15-20 ρούβλια για αυτό. Θα δώσουν λίγο παραπάνω για το 13ο στοιχείο. Αυτό αναφέρεται σε δοχεία για ποτά και κονσερβοποιημένα τρόφιμα.

Τα θερμαντικά σώματα αλουμινίου δεν εκτιμώνται επίσης ιδιαίτερα. Η τιμή ανά κιλό σκραπ είναι περίπου 30 ρούβλια. Αυτοί είναι μέσοι όροι. Σε διαφορετικές περιοχές και σε διαφορετικά σημεία, το αλουμίνιο γίνεται δεκτό πιο ακριβό ή φθηνότερο. Συχνά το κόστος των υλικών εξαρτάται από τους όγκους που παραδίδονται.

Το αλουμίνιο είναι ένα ελαφρύ, όλκιμο μέταλλο, ένα από τα πιο κοινά χημικά στοιχεία που περιέχονται στον φλοιό της γης. Το αλουμίνιο είναι πολύ βολικό στη χρήση γιατί είναι πολύ ανθεκτικό στη διάβρωση, έχει ηλεκτρική αγωγιμότητα και είναι ανθεκτικό σε απότομες αλλαγές θερμοκρασίας. Όταν αλληλεπιδρά με τον αέρα, αποκτά ένα ποιοτικό πλεονέκτημα - σχηματίζεται μια σκληρή μεμβράνη στη μεταλλική επιφάνεια, η οποία επιβραδύνει τη φυσική γήρανση. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι για την παραγωγή αλουμινίου, αλλά αυτή η διαδικασία καθιερώθηκε μόλις τον 20ο αιώνα.

Εφαρμογές αλουμινίου.

Το αλουμίνιο είναι ελατό για σφράγιση, έχει σημαντική αντοχή στη διάβρωση, έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα και είναι μη τοξικό στις αρθρώσεις, γι' αυτό και έχει γίνει δημοφιλές δομικό υλικό. Οι εφαρμογές του αλουμινίου είναι εξαιρετικά ευρείες. Συγκεκριμένα, έγινε το πρώτο υλικό για την κατασκευή κατασκευών στην κατασκευή αεροσκαφών, πυραύλων, βιομηχανία τροφίμωνκαι παραγωγή επιτραπέζιων σκευών. Χάρη σε σας ποιοτικά χαρακτηριστικάΤο αλουμίνιο μπορεί να επιταχύνει τα πλοία και την ικανότητα ελιγμών τους. Επιπλέον, τα προϊόντα και οι κατασκευές είναι 50% ελαφρύτερες από τον χάλυβα.

Η ικανότητα του αλουμινίου να μεταφέρει ρεύμα διακρίνεται ξεχωριστά. Έτσι, μπορεί δικαίως να ανταγωνιστεί τον χαλκό. Έχοντας σχεδόν την ίδια ηλεκτρική αγωγιμότητα, έχει γίνει ένα οικονομικά βιώσιμο υποκατάστατο. Χρησιμοποιείται ενεργά στη μικροηλεκτρονική, στην κατασκευή εξαρτημάτων μικροκυκλωμάτων. Το μόνο μειονέκτημα της χρήσης του σε αυτόν τον τομέα είναι ο σχηματισμός διηλεκτρικής μεμβράνης, που μπορεί να δημιουργήσει υψηλή θερμοκρασία στα σημεία συγκόλλησης. Υπάρχει ορισμένη προϋπόθεσηχρησιμοποιώντας αλουμίνιο ως αγωγό.

Η χρήση του αλουμινίου στη βιομηχανική παραγωγή και στην καθημερινή ζωή.

Ας παραθέσουμε τα κύρια Τομείς εφαρμογής αλουμινίου:

1. Αεροπορικές κατασκευές: κατασκευή κινητήρων, περιβλημάτων, αντλιών, κιβωτίων ταχυτήτων και άλλων ανταλλακτικών.
2. Επιστήμη πυραύλων: ως εύφλεκτο συστατικό καυσίμου πυραύλων (υδρίδια αλουμινίου, βορικά αλουμίνιο, τριμεθυλαλουμίνιο, τριαιθυλαλουμίνιο, τριπροπυλαλουμίνιο).
3. Ναυπηγική παραγωγή: παραγωγή υπερκατασκευών καταστρώματος και κύριας γάστρας.
4. Ηλεκτρονικά: παραγωγή συρμάτων με υψηλή αγωγιμότητα ρεύματος και την επικάλυψη τους, καλώδια, πυκνωτές, ανορθωτές, περιβλήματα οργάνων.
5. Αμυντική βιομηχανία: φορητά όπλα (πολυβόλα, πιστόλια), βλήματα, άρματα μάχης, αεροσκάφη και εγκαταστάσεις μάχης.
6. Κατασκευαστική βιομηχανία: παραγωγή κουφωμάτων σπιτιών, σκαλοπατιών, κουφωμάτων παραθύρων, στοιχείων φινιρίσματος, που χρησιμοποιούνται ως στοιχείο σχηματισμού αερίου.
7. Οι σιδηροδρομικές μεταφορές χρησιμοποιούν δεξαμενές αλουμινίου για τη μεταφορά προϊόντων βιομηχανία πετρελαίου. Παράγουν: κουφώματα για αυτοκίνητα, ανταλλακτικά για αμαξώματα, αυτοκίνητα ψυγεία.
8. Σχεδιασμός αυτοκινήτου: προφυλακτήρας, καλοριφέρ, εξαρτήματα θέρμανσης.
9. Χρήση στην καθημερινή ζωή: πιάτα, αλουμινόχαρτο, περίβλημα και εξαρτήματα οικιακών συσκευών (ηλεκτρικές θερμάστρες - φεχράλ).
10. Κρυογονική τεχνολογία: το αλουμίνιο διατηρεί τις ιδιότητές του σε χαμηλές θερμοκρασίες.
11. Χρησιμοποιείται στην παραγωγή υδρόθειου (σουλφίδιο).
12. Κατασκευή καθρεπτών (λόγω υψηλής ανακλαστικότητας) και τήξη γυαλιού (φθοριούχα, φωσφορικά, οξείδια αλουμινίου).

Επιπλέον, οι ενώσεις αλουμινίου χρησιμοποιούνται για την ανάκτηση σπάνιων μετάλλων, ως συστατικό αλουμινοθερμίας και μιγμάτων προστασίας, καθώς και για πυροτεχνήματα. Παρά τα πολλά πλεονεκτήματα, υπάρχει ένα μειονέκτημα - χαμηλή αντοχή. Για να γίνει πιο ανθεκτικό, χρησιμοποιείται στην παραγωγή μια ισχυρή ένωση αλουμινίου - duralumin (σε συνδυασμό με χαλκό και μαγνήσιο). Προηγουμένως, το αλουμίνιο χρησιμοποιούνταν συχνά για την κατασκευή κοσμήματα, σε ορισμένες χώρες αντικαθιστά τα ασημένια κοσμήματα.