Алюминий туралы реферат қазақша

Алюминий — ең таралымды жер қыртысында металл. Оның үлесін 5,5-6,6 мол. үлесі % немесе 8 масс. %. Басты бет салмағы оның шоғырланған алюмосиликатах. Өте кең таралған өнім бұзу құрылған, олар тау жыныстарының болып табылады балшық, негізгі құрамы онда жауап беруші формуласы Al2O3.2SiO2.2H2O. Басқа табиғи нысандарын орналасқан алюминий ең үлкен мәні бар боксит Al2O3.xH2O және минералдар корунд Al2O3 және криолит AlF3.3NaF. Алғаш рет алюминий алынды Велером 1827 жылы әрекетімен металл калий хлориді, алюминий. Алайда, қарамастан кеңінен таралуы, табиғаттағы, алюминий соңына дейін XIX ғасырдың тиесілі — саны сирек металдар. Қазіргі уақытта өнеркәсіп алюминий алады электролизімен ерітіндінің глинозем Al2O3 расплавленнном криолите. Al2O3 тиіс жеткілікті таза, өйткені выплавленного алюминий қоспалар жойылады үлкен еңбегімен. Балқу температурасы шамамен Al2O3 2050оС, криолит — 1100оС. Электролизі жатады расплавленную қоспасы криолит және Al2O3, қамтитын шамамен 10 масс.% Al2O3, ол ериді кезінде 960оС ие электр өткізгішті, тығыздығы мен тұтқырлығы, неғұрлым благоприятствующими процесін жүргізу. Қосу кезінде AlF3, CaF2 және MgF2 жүргізу электролиз көрсетіледі 950оС кезінде мүмкін. Периодтық жүйеде алюминий орналасқан үшінші кезеңінде басты кіші топ үшінші топ. Зарядты ядро +13. Атомның электрондық құрылысы 1s22s22p63s23p1. Металл атом радиусы 0,143 нм, ковалентный — 0,126 нм, шартты радиусы ионының Al3+ — 0,057 нм. Иондану энергиясы Al — Al+ 5,99 эВ. Ең өзіне тән тотығу дәрежесі, атомның алюминий +3.Теріс тотығу дәрежесі сирек көрінеді. Сыртқы электрондық қабаттағы атомның бар бос d-кіші деңгейлер. Осының арқасында оның үйлестіру саны құрамалар тең болуы мүмкін емес, тек 4 (AlCl4-, AlH4-, алюмосиликаттар), сонымен қатар 6 (Al2O3,[Al(OH2)6]3+). Түрінде қарапайым заттар алюминий — күмісті-ақ түсті, өте қатты металл, тығыздығы 2,7 г/см3 (алаңы 660оС, т. кип. ~2500оС). Кристалданады гранецентрированной кубической торда. Сипатталады тягучестью, жылу және электропроводностью (құрамдас бөлігі 0,6 электр өткізгіштігінің мыс). Осы байланысты оны өндірісте пайдалану электр сымдар. Кезінде бірдей электр өткізгіштігі алюминмевый сым салмағы екі есе аз мыс. Ауада алюминий жабылады тончайшей (0,00001 мм), бірақ өте тығыз пленкамен оксиді, предохраняющей металл одан әрі тотығу және придающей оған күңгірт түрі. Өңдеу кезінде беті алюминий күшті тотықтырғыштар кітаптар. HNO3, K2Cr2O7) немесе себебі окислением қалыңдығы қорғаныш пленка артады. Тұрақтылық алюминмя мүмкіндік береді пісіріліп, оған химиялық аппаратураны және сақтауға арналған ыдыстар мен тасымалдау азот қышқылы. Алюминий оңай байқау өтініштерін әзірлеу тәртібі «сымға және прокатывается» жұқа табақтар. Алюминий фольга (қалыңдығы 0,005 мм) қолданылады және тамақ фармацевтикалық өнеркәсібі үшін орау өнімдер мен препараттар. Негізгі массасын алюминийді пайдаланады алу үшін түрлі қорытпаларды, сонымен қатар, жақсы механикалық қасиеттері мінездемесі өз оңай. Ең маңызды олардың — дуралюминий (94% Al, 4% Cu, 0,5% Mg, Mn, Fe және Si), силумин (85 — 90% Al, 10 — 14% — Ға Sk, 0,1% Na) және т. б. Алюминий қорытпалары қолданылады зымырандық техника, авиа-, авто-, кеме- және аспап жасау өндірісінде ыдыстарды және басқа да көптеген салаларда өнеркәсіп. Ауқымдылығы бойынша қолдану алюминий қорытпалары құрылымында екінші кейін болат және шойын. Алюминий, сонымен қатар, қолданылады легирующая қоспа көптеген сплавам беру үшін оларға жаростойкости. Кезінде накаливании ұсақ раздробленного алюминий ол белсенді қосындыланбайды ауада. Ұқсас істеуін және өзара іс-қимыл, оның күкіртпен. Хлормен және бромом біріктіру жүреді, ол кәдімгі температурада, иодом — қыздыру. Кезде өте жоғары температураларда алюминий тікелей қиылысып, сондай-ақ азотпен және көміртегімен. Керісінше, сутегімен ол өзара іс-қимыл жасайды. Қатысты судағы алюминий әбден орнықты. Бірақ егер механикалық жолмен немесе амальгамированием алып артуының алдын алу-әрекет оксидной пленка, онда жүреді жігерлі реакция: 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2( Қатты таратылған, сондай-ақ өте концентрацияланған HNO3 және H2SO4 арналған алюминий дерлік қолданылады (суық), ал орта шоғырлануы осы қышқылдардың ол біртіндеп ериді. Таза алюминий өте төзімді қатысты тұз қышқылы, бірақ қарапайым техникалық металл онда ериді. Алюминий майда ериді ерітінділерде тұздардың бар болуы салдарынан гидролиз кислую немесе щелочную реакция, мысалы, ерітіндідегі Na2CO3. Қатарында кернеулердің ол арасында орналасады Mg және Zn. Өзінің барлық тұрақты қосылыстарда алюминий трехвалентен. Қосылыс алюминий оттегімен бірге жүреді ал бұл ең бөле жылу (1676 кДж/моль Al2O3), айтарлықтай үлкен емес, көптеген басқа металдар. Осы кезде накаливании қоспаның оксидінің тиісті металды ұнтақ алюминий жүреді қарқынды реакция, ведущая к бөлу-дан алынған оксиді еркін металл. Әдісі қалпына келтіру кезінде көмек Al (алюмотермия) жиі қолданады алу үшін бірқатар элементтер (Cr, Mn, V, W және т. б.) бос күйінде. Алюмотермией кейде пайдаланады дәнекерлеу үшін жекелеген болат бөлшектер, часности түйіспелерді трамвай рельстер. Қолданылатын қоспа («термит») тұрады әдетте жұқа ұнтақ алюминий және Fe3O4. Поджигается ол кезде көмек запала қоспасынан Al және BaO2. Негізгі реакция жүреді теңдеуі бойынша: 8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 3350 кДж Әрі дамиды температурасы шамамен 3000оС. Алюминий оксиді білдіреді ақ, өте тугоплавкую (алаңы 2050оС) және нерастворимую судағы салмағы. Табиғи Al2O3 (корунд минерал), сондай-ақ алынған жасанды және содан кейін қатты қыздырылған ерекшеленеді үлкен қаттылығы мен нерастворимостью да қышқылдар. «Ерітілетін жағдайы Al2O3 (т. ғ. д. алюминий тотығы) аударуға болады сплавлением со сілтілермен.

Әдетте ластанған қышқылымен темірдің табиғи корунд салдарынан өз төтенше қаттылығын дайындау үшін қолданылады тегістеу шеңберлерінің, білеулерді және т. б. ұсақ уатылған түрде ол атты наждака үшін қызмет етеді металл беттерін тазалау және дайындау наждачной қағаздар. Сол мақсаттар үшін жиі пайдаланады Al2O3, алынатын сплавлением боксит (техникалық атауы — алунд). Мөлдір окрашеннные корунд кристалдар — қызыл рубин — хром қоспа — көк сапфир — қоспа титан және темір — асыл тастар. Олардың алады сонымен қатар жасанды және техникалық мақсаттар үшін пайдаланады, мысалы, бөлшектерді дайындау үшін дәлме-дәл аспаптар, сағаттар мен тастардың т. б. Кристалдар рубинов, құрамында аз қоспа Cr2O3, қолданады ретінде кванттық генераторлар — лазерлер туғызатын бағытталған байламы монохроматического сәуле. Al(OH)3 білдіреді объемистый студенистый тұнба ақ түсті, іс жүзінде нерастворимый суда, бірақ оңай растворяющийся » қышқылдар мен күшті щелочах. Ол, демек, амфотерный сипаты. Алайда, негізгі және әсіресе қышқылды оның қасиеттері көрсетілген өте нашар. » избытке NH4OH алюминий гидроксиді нерастворим. Нысандарының бірі дегидратированного гидроксидін — алюмогель пайдаланылады техникасы ретінде адсорбент. Өзара іс-қимыл кезінде күшті сілтілермен құрылады, тиісті алюминаты: NaOH + Al(OH)3 = Na[Al(OH)4] Алюминаты белсенді одновалентных металдардың суда жақсы растворимы, бірақ қатты ерітінділері гидролиз олардың тұрақты кезде ғана жеткілікті сілтінің артық. Алюминаты, производящиеся неғұрлым әлсіз негіздерді, гидролизованы ерітіндіде іс жүзінде нацело сондықтан алынуы мүмкін тек құрғақ жолмен (сплавлением Al2O3 с оксидами тиісті металдар). Құрылады метаалюминаты, өзінің құрамы производящиеся жылғы метаалюминиевой қышқылы HAlO2. Олардың көпшілігі суда нерастворимо. Қышқылдармен Al(OH)3 түзеді тұздары. Туындылары көптеген күшті қышқылдар жақсы растворимы суда, бірақ өте айтарлықтай гидролизованы, сондықтан ерітінділер, оларды көрсетеді, қышқыл реакциясы. Тағы күшті гидролизованы еритін алюминий тұздары мен әлсіз қышқыл. Салдарынан гидролиз сульфид, карбонат, цианиді және кейбір басқа да алюминий тұздары бірі су ерітінділерін алу мүмкін емес. Сулы ортада анион Al3+ тікелей қоршалған алты молекулалар су. Мұндай гидратированный ион бірнеше диссоциирован схемасы бойынша: [Al(OH2)6]3+ + H2O = [Al(OH)(OH2)5]2+ + OH3+ Константа оның диссоциации тең 1.10-5,т. е. ол әлсіз қышқыл (жақын күші бойынша — сірке). Октаэдрическое ортасы Al3+ алты молекулалар су сақталады және кристаллогидратах бірқатар тұздардың алюминий. Алюмосиликаттар ретінде қарастыруға болады силикаттар бір бөлігі кремниекислородных тетраэдров SiO44 — ауыстырылды алюмокислородные тетраэдры AlO45-. Бірі алюмосиликаттар ең таралған далалық шпаты, оның үлесіне салмағының жартысынан жер қыртысының. Олардың басты өкілдері — минералдар ортоклаз K2Al2Si6O16 немесе K2O.Al2O3.6SiO2 альбит Na2Al2Si6O16 немесе Na2O.Al2O3.6SiO2 анортит CaAl2Si2O8 немесе CaO.Al2O3.2SiO2 Кейбір алюмосиликаттар ие бензин құрылымы және қабілетті — ионному алмасу. Мұндай силикаттар — табиғи және әсіресе жасанды — үшін қолданылады водоумягчения. Сонымен қатар, арқасында өзінің қатты дамыған беті, олар пайдаланылады ретінде тасығыштардың катализаторлар, т. е. ретінде материалдар, пропитываемые катализаторы. Алюминий Галогениды әдеттегі жағдайда түссіз кристалды заттар. Қатарында галогенидов алюминий AlF3 қатты ерекшеленеді қасиеттері өз аналогтары. Ол тугоплавок, аз ериді,суда химиялық белсенді емес. Негізгі алу тәсілі AlF3 негізделген іс-әрекет сусыз HF арналған Al2O3 немесе Al: Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O Қосылыстар алюминий хлормен бромом және иодом легкоплавки, өте реакционноспособны және жақсы растворимы ғана емес, суда және көптеген органикалық еріткіштерде. Өзара іс-қимыл алюминий галогенидов сумен бірге айтарлықтай жылу бөле. Су ерітіндісінде барлық олар қатты гидролизованы, бірақ айырмашылығы әдеттегі қышқыл галогенидов бейметалдар және олардың гидролизі толық емес және қайтатын. Бола айтарлықтай қазірдің өзінде ұшқыш әдеттегі жағдайында, AlCl3, AlBr3 және AlI3 дымят дымқыл ауада (салдарынан гидролиз). Олар алынуы мүмкін тікелей өзара іс-қимылымен қарапайым заттар. Тығыздығы бу AlCl3, AlBr3 және AlI3 салыстырмалы аласа температура немесе одан кем дәл сәйкес келеді удвоенным формулалар — Al2Hal6. Кеңістіктік құрылымы осы молекулалардың жауап беруші екі тетраэдрам жалпы қырымен. Әрбір атом алюминий байланысты төрт атомдарымен галогена, ал әрбір орталық атомдар галогена — анасының екеуі де алюминий атомдарымен. Екі байланыстар орталық атом галогена бір болып табылады донорлы-акцепторной, әрі алюминий ретінде жұмыс істейді акцептора. С галогенидными тұздарымен бірқатар одновалентных металдар алюминий галогениды құрайды кешенді қосылыстар, негізінен үлгідегі M3[AlF6] M[AlHal4] (Hal — хлор, бром немесе иод). Бейімділік реакциялар қосылу мүлдем қатты білдірілді у қаралатын галогенидов. Дәл осымен байланысты маңызды техникалық қолдану AlCl3 ретінде катализатор (қайта өңдеу кезінде мұнай мен органикалық синтезах). Бірі фторалюминатов ең көп қолдану (алу үшін Al, F2, эмальдар, шыны және т. б.) бар криолит Na3[AlF6]. Өнеркәсіп өндірісі жасанды криолитті негізделген өңдеу алюминий гидроксидін плавик қышқылы, сода: 2Al(OH)3 + 12HF + 3Na2CO3 = 2Na3[AlF6] + 3CO2 + 9H2O Хлоро-, бромо — иодоалюминаты өнімділігі кезінде балқытумен тригалогенидов алюминий бастап галогенидами тиісті металдар. Дегенмен, сутегімен алюминий химиялық өзара іс-қимыл жүргізбейді, алюминий гидриді алуға болады, жанама жолмен. Ол білдіреді ақ аморфную массасы құрамын (AlH3)n. Разлагается қыздырғанда жоғары 105оС с сутек. Өзара іс-қимыл кезінде AlH3 негізгі гидридами » эфирлік ерітіндіде құрылады гидроалюминаты: LiH + AlH3 = Li[AlH4] Гидридоалюминаты — ақ түсті қатты заттар. Қарқынды разлагаются сумен. Олар — күшті тотықсыздандырғыштар. Қолданылады (әсіресе Li[AlH4]) органикалық синтездегі. Алюминий сульфаты Al2(SO4)3.18H2O сонда әрекеті кезінде ыстық күкірт қышқыл алюминий оксиді немесе каолин. Үшін қолданылады суды тазалаудың, сонымен қатар, дайындау кезінде кейбір сорттарын қағаздар. Алюмокалиевые квасцы KAl(SO4)2.12H2O қолданылады көп мөлшерде терілерді илеуге арналған, сондай-ақ красильном ісінде ретінде протравы үшін мақта-мата маталар. Соңғы жағдайда әрекет квасцов негізделген оның салдарынан пайда болатын олардың гидролиз алюминий гидроксиді отлагается бұл талшықтарда мата мелкодисперсном жай-күйі және, адсордбируя бояғыш, берік ұстайды, оны волокне. Қалған туынды алюминий айту керек, оның ацетаты (басқаша — уксуснокислую тұз) Al(CH3COO)3 кезінде пайдаланылатын крашении тіндердің ( ретінде протравы) және медицинада (басқыштар және компрессор). Алюминий нитраты оңай суда еритін. Алюминий фосфаты нерастворим суда және сірке қышқылына, бірақ ериді күшті қышқылдар мен щелочах. Қарамастан болуы громадных мөлшерде алюминий, бүйректе, өсімдіктер, әдетте, құрамында аз бұл элемент. Тағы айтарлықтай аз, оның мазмұны жануарлар ағзалар. Адамда ол-ын ғана құрайды десятитысячные үлесінің пайызы салмағы бойынша. Биологиялық рөлі алюминий жоқ выяснена. Уыттылығы қосылыс, оны ие емес.