Metalen zijn een van de gemakkelijkste materialen om te verwerken. Ze hebben ook hun eigen leiders. Zo zijn de basiseigenschappen van aluminium al lang bekend bij mensen. Ze zijn zo geschikt voor gebruik in het dagelijks leven dat dit metaal erg populair is geworden. Wat zijn de eigenschappen van aluminium als een eenvoudige stof en als een atoom, zullen we in dit artikel bespreken.
De geschiedenis van de ontdekking van aluminium
De mens kent al heel lang de verbinding van het metaal in kwestie - kaliumaluin. Het werd gebruikt als een middel dat de componenten van het mengsel kan doen zwellen en samenbinden; dit was ook nodig bij het bekleden van leerproducten. Het bestaan van puur aluminiumoxide werd bekend in de 18e eeuw, in de tweede helft. Er werd echter geen zuivere stof verkregen.
Het is de wetenschapper H. K. Oersted gelukt om het metaal voor het eerst te isoleren van zijn chloride. Hij was het die zout behandelde met kaliumamalgaam en een grijs poeder uit het mengsel isoleerde, dat aluminium in zijn pure vorm was.
Toen werd het duidelijk dat de chemische eigenschappen van aluminium tot uiting komen in zijn hoge activiteit, sterk reducerend vermogen. Daarom heeft niemand anders lange tijd met hem samengewerkt.
In 1854 was de Fransman Deville echter in staat metalen blokken te verkrijgen door smeltelektrolyse. Deze methode is nog steeds actueel. Vooral de massaproductie van waardevol materiaal begon in de 20e eeuw, toen de problemen van het verkrijgen van een grote hoeveelheid elektriciteit bij bedrijven werden opgelost.
Tegenwoordig is dit metaal een van de meest populaire en wordt het gebruikt in de bouw- en huishoudelijke industrie.
Algemene kenmerken van het aluminiumatoom
Als we het betreffende element karakteriseren door zijn positie in het periodiek systeem, kunnen we verschillende punten onderscheiden.
- Rangnummer - 13.
- Gelegen in de derde kleine periode, de derde groep, de hoofdsubgroep.
- Atoommassa - 26, 98.
- Aantal valentie-elektronen - 3.
- De configuratie van de buitenste laag wordt uitgedrukt als 3s23p1.
- De naam van het element is aluminium.
- Metaaleigenschappen zijn sterk.
- Heeft geen isotopen in de natuur, bestaat slechts in één vorm, met een massagetal van 27.
- Het chemische symbool is AL, gelezen als "aluminium" in formules.
- De oxidatietoestand is één, gelijk aan +3.
De chemische eigenschappen van aluminium worden volledig bevestigd door de elektronische structuur van zijn atoom, omdat het met een grote atoomstraal en lage elektronenaffiniteit kan werken als een sterk reductiemiddel, zoals alle actieve metalen.
Aluminium als een eenvoudige stof: fysische eigenschappen
Als we het over aluminium hebben, hoe zit het dan?eenvoudige substantie, het is een zilverwit glanzend metaal. In de lucht oxideert het snel en wordt het bedekt met een dichte oxidefilm. Hetzelfde gebeurt met de werking van geconcentreerde zuren.
De aanwezigheid van een dergelijke functie maakt producten gemaakt van dit metaal bestand tegen corrosie, wat natuurlijk erg handig is voor mensen. Daarom is het aluminium dat zo'n brede toepassing vindt in de bouw. De eigenschappen van de stof zijn ook interessant omdat dit metaal erg licht is, terwijl het sterk en zacht is. De combinatie van dergelijke eigenschappen is niet voor elke stof beschikbaar.
Er zijn verschillende fysieke basiseigenschappen die kenmerkend zijn voor aluminium.
- Hoge mate van kneedbaarheid en vervormbaarheid. Van dit metaal wordt lichte, sterke en zeer dunne folie gemaakt, het wordt ook tot een draad gerold.
- Smeltpunt - 660 0C.
- Kookpunt - 2450 0C.
- Dichtheid - 2,7 g/cm3.
- Kristalroostervolume in het midden, metaalachtig.
- Verbindingstype - metaal.
Fysische en chemische eigenschappen van aluminium bepalen de toepassingsgebieden en het gebruik ervan. Als we het hebben over alledaagse aspecten, dan spelen de kenmerken die hierboven al door ons zijn overwogen een grote rol. Als licht, duurzaam en corrosiewerend metaal wordt aluminium gebruikt in de vliegtuig- en scheepsbouw. Daarom zijn deze eigenschappen erg belangrijk om te weten.
Chemische eigenschappen van aluminium
Vanuit het oogpuntchemie, is het metaal in kwestie een sterk reductiemiddel dat een hoge chemische activiteit kan vertonen, omdat het een zuivere stof is. Het belangrijkste is om de oxidefilm te verwijderen. In dit geval neemt de activiteit sterk toe.
De chemische eigenschappen van aluminium als een eenvoudige stof worden bepaald door het vermogen om te reageren met:
- zuren;
- alkali;
- halogenen;
- grijs.
Het heeft onder normale omstandigheden geen interactie met water. Tegelijkertijd reageert het van halogenen, zonder verwarming, alleen met jodium. Andere reacties vereisen temperatuur.
Het is mogelijk om voorbeelden te geven die de chemische eigenschappen van aluminium illustreren. Interactiereactievergelijkingen met:
- zuren - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
alkaliën - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halogenen - AL + Hal=ALHal3;
- grijs - 2AL + 3S=AL2S3.
Over het algemeen is de belangrijkste eigenschap van de stof in kwestie het hoge vermogen om andere elementen uit hun verbindingen te herstellen.
Herstellend vermogen
De reducerende eigenschappen van aluminium zijn goed terug te vinden in de reacties van interactie met oxiden van andere metalen. Het ha alt ze gemakkelijk uit de samenstelling van de stof en laat ze in een eenvoudige vorm bestaan. Bijvoorbeeld: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
In de metallurgie is er een hele techniek om stoffen te verkrijgen,op basis van dergelijke reacties. Het wordt aluminothermie genoemd. Daarom wordt dit element in de chemische industrie juist gebruikt om andere metalen te verkrijgen.
Verspreid in de natuur
In termen van prevalentie onder andere metalen elementen, staat aluminium op de eerste plaats. Het geh alte in de aardkorst is 8,8%. Als je het vergelijkt met niet-metalen, komt het op de derde plaats, na zuurstof en silicium.
Vanwege de hoge chemische activiteit wordt het niet in zijn pure vorm gevonden, maar alleen als onderdeel van verschillende verbindingen. Er zijn bijvoorbeeld veel ertsen, mineralen, gesteenten, waaronder aluminium. Het wordt echter alleen gewonnen uit bauxieten, waarvan het geh alte niet te hoog van aard is.
De meest voorkomende stoffen die het betreffende metaal bevatten:
- veldspaten;
- bauxieten;
- granieten;
- silica;
- aluminiumsilicaten;
- bas alts en anderen.
In een kleine hoeveelheid maakt aluminium noodzakelijkerwijs deel uit van de cellen van levende organismen. Sommige soorten clubmossen en zeedieren kunnen dit element tijdens hun leven in hun lichaam ophopen.
Ontvangen
De fysische en chemische eigenschappen van aluminium maken het mogelijk om het op slechts één manier te verkrijgen: door elektrolyse van een smelt van het overeenkomstige oxide. Dit proces is echter technologisch complex. Het smeltpunt van AL2O3 is meer dan 2000 0C. Hierdoor kan het niet direct worden geëlektrolyseerd. Dusga als volgt te werk.
- Bauxieten worden gewonnen.
- Reinig ze van onzuiverheden en laat alleen aluminiumoxide achter.
- Dan wordt het kryoliet gesmolten.
- Voeg daar oxide toe.
- Dit mengsel wordt geëlektrolyseerd en zuiver aluminium en koolstofdioxide worden verkregen.
Productopbrengst is 99,7%. Het is echter mogelijk om een nog zuiverder metaal te verkrijgen, dat voor technische doeleinden wordt gebruikt.
Toepassing
De mechanische eigenschappen van aluminium zijn niet goed genoeg om in zijn pure vorm te worden gebruikt. Daarom worden legeringen op basis van deze stof het vaakst gebruikt. Er zijn er veel, we kunnen de meest elementaire noemen.
- Duraluminium.
- Aluminium-mangaan.
- Aluminium-magnesium.
- Aluminium-koper.
- Silumins.
- Avial.
Hun belangrijkste verschil zijn natuurlijk additieven van derden. Ze zijn allemaal gebaseerd op aluminium. Andere metalen maken het materiaal duurzamer, bestand tegen corrosie, slijtvast en kneedbaar.
Er zijn verschillende belangrijke toepassingsgebieden van aluminium, zowel in zuivere vorm als in de vorm van zijn verbindingen (legeringen).
- Voor het maken van draad en folie voor thuisgebruik.
- Kookgerei maken.
- Vliegtuigindustrie.
- Scheepsbouw.
- Bouw en architectuur.
- Ruimte-industrie.
- Bouwreactoren.
Samen met ijzer en zijnaluminiumlegeringen - het belangrijkste metaal. Het zijn deze twee vertegenwoordigers van het periodieke systeem die het meest uitgebreide industriële gebruik in menselijke handen hebben gevonden.
Eigenschappen van aluminiumhydroxide
Hydroxide is de meest voorkomende verbinding die aluminium vormt. De chemische eigenschappen zijn dezelfde als die van het metaal zelf - het is amfoteer. Dit betekent dat het een tweeledig karakter kan vertonen, namelijk reagerend met zowel zuren als alkaliën.
Aluminiumhydroxide zelf is een wit gelatineus neerslag. Het is gemakkelijk te verkrijgen door een aluminiumzout te laten reageren met alkali- of ammoniumhydroxide. Bij reactie met zuren geeft dit hydroxide het gebruikelijke overeenkomstige zout en water. Als de reactie verloopt met alkali, worden aluminiumhydroxocomplexen gevormd, waarvan het coördinatiegetal 4 is. Voorbeeld: Na[Al(OH)4] - natriumtetrahydroxoaluminaat.
