Logam ialah salah satu bahan yang paling mudah untuk diproses. Mereka juga mempunyai pemimpin mereka sendiri. Sebagai contoh, sifat asas aluminium telah diketahui oleh orang ramai untuk masa yang lama. Mereka sangat sesuai untuk digunakan dalam kehidupan seharian sehingga logam ini telah menjadi sangat popular. Apakah sifat aluminium sebagai bahan ringkas dan sebagai atom, kami akan mempertimbangkan dalam artikel ini.
Sejarah penemuan aluminium
Sejak sekian lama, manusia telah mengetahui sebatian logam yang dimaksudkan - tawas kalium. Ia digunakan sebagai agen yang mampu membengkak dan mengikat komponen campuran bersama-sama; ini juga perlu dalam pembalut produk kulit. Kewujudan aluminium oksida tulen diketahui pada abad ke-18, pada separuh kedua. Bagaimanapun, tiada bahan tulen diperoleh.
Berjaya mengasingkan logam daripada kloridanya buat kali pertama saintis H. K. Oersted. Dialah yang merawat garam dengan amalgam kalium dan mengasingkan serbuk kelabu daripada campuran itu, iaitu aluminium dalam bentuk tulennya.
Kemudian menjadi jelas bahawa sifat kimia aluminium ditunjukkan dalam aktivitinya yang tinggi, keupayaan pengurangan yang kuat. Oleh itu, tiada orang lain yang bekerja dengannya untuk masa yang lama.
Walau bagaimanapun, pada tahun 1854, orang Perancis Deville dapat memperoleh jongkong logam melalui elektrolisis cair. Kaedah ini masih relevan sehingga kini. Terutamanya pengeluaran besar-besaran bahan berharga bermula pada abad ke-20, apabila masalah mendapatkan sejumlah besar tenaga elektrik di perusahaan telah diselesaikan.
Hari ini, logam ini adalah salah satu yang paling popular dan digunakan dalam industri pembinaan dan rumah tangga.
Ciri am atom aluminium
Jika kita mencirikan unsur yang dipertimbangkan dengan kedudukannya dalam sistem berkala, kita boleh memilih beberapa mata.
- Nombor biasa - 13.
- Terletak dalam tempoh kecil ketiga, kumpulan ketiga, subkumpulan utama.
- Jisim atom - 26, 98.
- Bilangan elektron valens - 3.
- Konfigurasi lapisan luar dinyatakan sebagai 3s23p1.
- Nama elemen ialah aluminium.
- Sifat logam adalah kuat.
- Tidak mempunyai isotop secara semula jadi, hanya wujud dalam satu bentuk, dengan nombor jisim 27.
- Simbol kimia ialah AL, dibaca sebagai "aluminium" dalam formula.
- Keadaan pengoksidaan ialah satu, bersamaan dengan +3.
Sifat kimia aluminium disahkan sepenuhnya oleh struktur elektronik atomnya, kerana mempunyai jejari atom yang besar dan pertalian elektron yang rendah, ia mampu bertindak sebagai agen penurunan yang kuat, seperti semua logam aktif.
Aluminium sebagai bahan ringkas: sifat fizikal
Jika kita bercakap tentang aluminium, bagaimana pulabahan mudah, ia adalah logam berkilat putih keperakan. Di udara, ia cepat teroksida dan ditutup dengan filem oksida padat. Perkara yang sama berlaku dengan tindakan asid pekat.
Kehadiran ciri sedemikian menjadikan produk yang diperbuat daripada logam ini tahan terhadap kakisan, yang sememangnya sangat mudah untuk orang ramai. Oleh itu, ia adalah aluminium yang mendapati aplikasi yang begitu luas dalam pembinaan. Ciri-ciri bahan juga menarik kerana logam ini sangat ringan, sementara kuat dan lembut. Gabungan ciri sedemikian tidak tersedia untuk setiap bahan.
Terdapat beberapa sifat fizikal asas yang menjadi ciri aluminium.
- Tahap kelembutan dan kemuluran yang tinggi. Kerajang yang ringan, kuat dan sangat nipis diperbuat daripada logam ini, ia juga digulung menjadi wayar.
- Takat lebur - 660 0C.
- Takat didih - 2450 0C.
- Ketumpatan - 2.7 g/cm3.
- Isipadu kekisi kristal berpusatkan muka, logam.
- Jenis sambungan - logam.
Sifat fizikal dan kimia aluminium menentukan kawasan penggunaan dan penggunaannya. Jika kita bercakap tentang aspek sehari-hari, maka ciri-ciri yang telah dipertimbangkan oleh kita di atas memainkan peranan yang besar. Sebagai logam yang ringan, tahan lasak dan anti karat, aluminium digunakan dalam pesawat dan pembinaan kapal. Oleh itu, sifat ini sangat penting untuk diketahui.
Sifat kimia aluminium
Dari sudut pandangankimia, logam yang dimaksudkan adalah agen penurunan yang kuat yang mampu mempamerkan aktiviti kimia yang tinggi, sebagai bahan tulen. Perkara utama ialah menghapuskan filem oksida. Dalam kes ini, aktiviti meningkat dengan mendadak.
Sifat kimia aluminium sebagai bahan ringkas ditentukan oleh keupayaannya untuk bertindak balas dengan:
- asid;
- alkali;
- halogen;
- kelabu.
Ia tidak berinteraksi dengan air dalam keadaan biasa. Pada masa yang sama, dari halogen, tanpa pemanasan, ia bertindak balas hanya dengan iodin. Tindak balas lain memerlukan suhu.
Adalah mungkin untuk memberikan contoh yang menggambarkan sifat kimia aluminium. Persamaan tindak balas interaksi dengan:
- asid - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
alkali - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halogen - AL + Hal=ALHal3;
- kelabu - 2AL + 3S=AL2S3.
Secara amnya, sifat paling penting bagi bahan berkenaan ialah keupayaannya yang tinggi untuk memulihkan unsur lain daripada sebatiannya.
Kapasiti pemulihan
Sifat pengurangan aluminium dikesan dengan baik dalam tindak balas interaksi dengan oksida logam lain. Ia dengan mudah mengekstraknya daripada komposisi bahan dan membolehkannya wujud dalam bentuk yang mudah. Contohnya: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
Dalam metalurgi, terdapat teknik keseluruhan untuk mendapatkan bahan,berdasarkan respons sedemikian. Ia dipanggil aluminothermy. Oleh itu, dalam industri kimia, unsur ini digunakan dengan tepat untuk mendapatkan logam lain.
Tersebar di alam semula jadi
Dari segi kelaziman antara unsur logam lain, aluminium menduduki tempat pertama. Kandungannya dalam kerak bumi ialah 8.8%. Jika dibandingkan dengan bukan logam, maka tempatnya akan menjadi ketiga, selepas oksigen dan silikon.
Oleh kerana aktiviti kimianya yang tinggi, ia tidak ditemui dalam bentuk tulen, tetapi hanya sebagai sebahagian daripada pelbagai sebatian. Jadi, sebagai contoh, terdapat banyak bijih, mineral, batu, yang termasuk aluminium. Walau bagaimanapun, ia hanya dilombong daripada bauksit, yang kandungannya tidak terlalu tinggi.
Bahan yang paling biasa mengandungi logam yang dimaksudkan:
- feldspars;
- bauksit;
- granit;
- silika;
- aluminosilicates;
- bas alt dan lain-lain.
Dalam jumlah yang kecil, aluminium semestinya sebahagian daripada sel organisma hidup. Sesetengah spesies lumut kelab dan hidupan marin dapat mengumpul unsur ini di dalam badan mereka semasa hidup mereka.
Terima
Sifat fizik dan kimia aluminium memungkinkan untuk memperolehnya hanya dengan satu cara: melalui elektrolisis leburan oksida yang sepadan. Walau bagaimanapun, proses ini adalah kompleks dari segi teknologi. Takat lebur AL2O3 melebihi 2000 0C. Kerana ini, ia tidak boleh dielektrolisis secara langsung. Jaditeruskan seperti berikut.
- Bauksit dilombong.
- Bersihkan mereka daripada kekotoran, hanya tinggalkan aluminium oksida.
- Kemudian kriolit cair.
- Tambahkan oksida di sana.
- Campuran ini dielektrolisis dan aluminium tulen serta karbon dioksida diperoleh.
Hasil produk ialah 99.7%. Walau bagaimanapun, adalah mungkin untuk mendapatkan logam yang lebih tulen, yang digunakan untuk tujuan teknikal.
Permohonan
Sifat mekanikal aluminium tidak cukup baik untuk digunakan dalam bentuk tulennya. Oleh itu, aloi berdasarkan bahan ini paling kerap digunakan. Terdapat banyak daripada mereka, kita boleh menamakan yang paling asas.
- Duralumin.
- Aluminium-mangan.
- Aluminium-magnesium.
- Aluminium-tembaga.
- Silumin.
- Avial.
Perbezaan utamanya ialah, sudah tentu, aditif pihak ketiga. Kesemuanya berasaskan aluminium. Logam lain menjadikan bahan lebih tahan lama, tahan kakisan, tahan haus dan mudah ditempa.
Terdapat beberapa bidang utama penggunaan aluminium dalam bentuk tulen dan dalam bentuk sebatiannya (aloi).
- Untuk membuat wayar dan foil yang digunakan di rumah.
- Membuat alat memasak.
- Industri pesawat.
- Pembinaan Kapal.
- Pembinaan dan seni bina.
- Industri angkasa lepas.
- Membina reaktor.
Bersama-sama dengan besi dan seterikanyaaloi aluminium - logam yang paling penting. Kedua-dua wakil sistem berkala inilah yang telah menemui penggunaan industri yang paling meluas dalam tangan manusia.
Sifat aluminium hidroksida
Hydroxide ialah sebatian paling biasa yang membentuk aluminium. Sifat kimianya adalah sama dengan logam itu sendiri - ia adalah amfoterik. Ini bermakna ia mampu mempamerkan sifat dwi, bertindak balas dengan kedua-dua asid dan alkali.
Aluminium hidroksida sendiri ialah mendakan bergelatin putih. Ia mudah untuk mendapatkannya dengan bertindak balas garam aluminium dengan alkali atau ammonium hidroksida. Apabila bertindak balas dengan asid, hidroksida ini memberikan garam dan air biasa yang sepadan. Jika tindak balas diteruskan dengan alkali, maka aluminium hidroksokompleks terbentuk, di mana nombor koordinasinya ialah 4. Contoh: Na[Al(OH)4] - natrium tetrahidroksoaluminat.
