Aluminium funksjoner. Aluminium: generelle egenskaper

Hvert grunnstoff kan betraktes fra synspunkt av tre fag: fysikk, kjemi og biologi. I denne artikkelen vil vi prøve så godt som mulig å karakterisere aluminium. Dette element, som er i den tredje gruppe og den tredje periode, i henhold til det periodiske system. Aluminium - metall, som har en gjennomsnittlig reaktivitet. Også er det mulig å observere tilkoblinger amfotære egenskaper. Aluminium atomvekten til tjueseks gram per mol.

Fysikalske karakteristika aluminium

Under normale forhold er det en solid. aluminium formel er meget enkel. Den består av atomer (ikke forenes i molekylet), som er innrettet med hjelp av et krystallgitter i det faste stoff. aluminium farge - sølv-hvite. I tillegg har den en metallisk glans, samt eventuelle andre stoffer i denne gruppen. Fargen av det metall som anvendes i industrien, kan være forskjellig på grunn av tilstedeværelsen av urenheter i legeringen. Dette er en ganske lett metall. Dens densitet på 2,7 g / cm3, dvs. at den er omtrent tre ganger lettere enn jern. I denne kan han vike bortsett fra at magnesium, som er enda enklere å metallet i spørsmålet. Hardheten av aluminium er ganske lav. I det gir han de fleste metaller. aluminium hardhet på bare to på Mohs skala. Derfor, for dens forsterkning på basis av metallegeringer tilsatt hardere.

aluminium smelting finner sted ved en temperatur på bare 660 ° C. Og det begynner å koke når de varmes opp til en temperatur på to tusen 452 grader Celsius. Dette er en veldig seigt og smeltbare metall. I denne fysikalske karakteristiske aluminium ender. Men det skal bemerkes at det aktive metall er best etter kobber og sølv ledningsevne.

Forekomsten i naturen

Aluminium spesifikasjoner som vi nettopp har sett på, ganske vanlig i miljøet. Det kan ses i sammensetningen av mange mineraler. Aluminium element - fjerde blant de vanligste i naturen. Hans vektandel i jordskorpen er nesten ni prosent. De viktigste mineraler er til stede i sammensetningen av atomene er bauxitt, aluminiumoksyd, kryolitt. Først - en steinformasjon, som består av jernoksyder, silisium og det aktuelle metall, også i strukturen av vannmolekyler som er tilstede. Den har en ikke-ensartet farging: grå-fragmenter, rødbrun eller andre farger, som er avhengig av nærvær av forskjellige urenheter. Fra 30-60 prosent av rasen - aluminium, som bilder kan sees ovenfor. Det er også meget utbredt i naturen mineral er alumina.

Dette alumina. Den kjemiske formelen - Al2O3. Han kan ha rød, gul, blå eller brun. Sin hardhet på Mohs skala er ni enheter. Varianter av Korund er bemerkelsesverdig safirer og rubiner, leicosapphires og padparadzha (gul safir).

Kryolitt - et mineral som har en mer komplisert kjemisk formel. Det består av fluorider av aluminium og natrium - AIF3 • 3NaF. Det ser ut som fargeløs eller gray stone, har lav hardhet - alle tre på Mohs skala. I dagens verden er det syntetisert kunstig i laboratoriet. Den brukes i metallurgi.

Også aluminium kan finnes i naturen som del av leire, som er de viktigste komponenter av silisium og oksyder av metallet i forbindelse med vannmolekyler. I tillegg kan det kjemiske elementet holdes i sammensetningen av nefelin, kjemiske formel som er som følger: KNa3 [AlSiO4] 4.

mottak

aluminium hensyn trekk tilveiebringer fremgangsmåter for deres syntese. Det finnes flere metoder. Produksjon av aluminium ved hjelp av den første fremgangsmåten foregår i tre etapper. Den siste av disse er prosedyren for elektrolyse på katoden og en karbonanode. For å gjennomføre en slik prosess krever at aluminiumoksid, og hjelpestoffer slik som kryolitt (formel - Na3AlF6) og kalsiumfluorid (CaF2). For å forekomme dekomponering av oppløst alumina, er det nødvendig med den smeltede kryolitt og kalsiumfluorid oppvarmes til en temperatur på minst ni hundre og femti grader celsius, og deretter ført gjennom en strøm av disse stoffene i de åtti tusen ampere og spenningen fem- åtte volt. Således, fordi prosessen for settle aluminiumkatode og oksygen molekyler vil bli samlet ved anoden, noe som i sin tur oxyderes anode og omdanne det til karbondioksid. Før gjennomføring av denne fremgangsmåte bauxitt, som i form av aluminiumoksid blir ekstrahert, pre-renset for urenheter, og passerer prosess for dehydrering.

Aluminiumproduksjonsmetoden som er beskrevet ovenfor, er svært vanlig i metallurgien. Det er også en metode, oppfunnet i 1827 av F. Wohler. Det ligger i det faktum at aluminium kan utvinnes ved hjelp av en kjemisk reaksjon mellom dets klorid og kalium. For å gjennomføre en slik prosess kan bare opprettes i form av spesielle betingelser for svært høy temperatur og vakuum. Således kan ett mol av klorid og et likt volum av kalium fremstilles i ett mol av alumina og tre mol av kaliumklorid som et biprodukt. Denne reaksjon kan uttrykkes som denne ligningen: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. Denne metoden har ikke fått mye popularitet i bransjen.

aluminium funksjoner i form av kjemi

Som allerede nevnt ovenfor, er det en enkel substans, som består av atomer som ikke er organisert i et molekyl. Lignende strukturer dannes nesten alle metaller. Aluminium har en forholdsvis høy reaktivitet og sterke reduserende egenskaper. Kjemisk karakterisering av aluminium begynner med en beskrivelse av sine reaksjoner med andre enkle substans, som vil bli beskrevet ytterligere vekselvirkning med komplekse uorganiske forbindelser.

Aluminium og enkle bestanddeler

Disse omfatter en første rekke oksygen - den vanligste forbindelsen på planeten. Fra hans tjueen prosent av Jordens atmosfære består. Omsetning av stoffet med en hvilken som helst annen kjent som oksydasjon eller brenning. Det oppstår vanligvis ved høye temperaturer. Men i tilfelle av aluminium kan oksidasjon ved normale driftsforhold - de således dannede oksydfilm. Hvis det aktive metall er knust, vil det brenne og derved frigjøre store mengder energi som varme. For utførelse av reaksjonen mellom aluminium og oksygen trenger disse komponenter i et molart forhold på 4: 3, hvorved de to deler blir oksid.

Denne kjemiske reaksjonen uttrykkes ved følgende ligning: 4AІ + 3O2 = 2AІO3. Også aluminium kan reagere med halogener som inkluderer fluor, jod, brom og klor. Navnene til disse fremgangsmåter kommer fra den tilsvarende halogen: fluorering, jodering, bromering og klorering. Dette er typisk koblingsreaksjon.

Vi har for eksempel omsetning av aluminium med klor. Denne typen prosessen kan bare skje i kulden.

Dermed tar to mol aluminium og tre mol klor, under dannelse av to mol av metallkloridet. Ligningen for denne reaksjon er som følger: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3. På samme måte er det mulig å oppnå aluminium fluorid, bromid og jodid det.

På grå det aktuelle stoffet reagerer bare når de varmes opp. For utførelse av den interaksjon mellom de to forbindelsene som er nødvendige for å ta dem i molandeler på to til tre, og en del av sulfidet utformet av aluminium. Reaksjons ligning er som følger: 2Al + 3S = Al2S3.

Videre, ved høye temperaturer og aluminium reagerer med karbon for å danne et karbid, og nitrogen under dannelse av et nitrid. Man kan referere til følgende kjemiske reaksjonsligning: 4AІ + 3C = AІ4S3; 2Al + N2 = 2AlN.

Interaksjon med komplekse stoffer

Disse omfatter vann, salter, syrer, baser, oksider. Med alle de kjemiske forbindelser av aluminium reagerer forskjellig. La oss se i detalj hvert enkelt tilfelle.

Reaksjon med vann

Med de mest vanlige stoffet på jorden aluminiumkompleks kommuniserer med oppvarming. Dette skjer bare når den innledende fjerning av oksidfilmen. Interaksjonen av de amfotere hydroksyd blir dannet, og hydrogen slippes ut i luften. Å ta de to deler av aluminium og seks deler vann, får vi hydroksyd og hydrogen i et molart forhold på to til tre. Denne reaksjonsligning skrives som følger: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

Interaksjon med syrer, baser og oksyder

Som andre aktive metaller er aluminium i stand til å delta i en substitusjonsreaksjon. Således kan den fortrenge hydrogen fra en syre eller et passivt metall kation av et salt derav. Som et resultat av disse interaksjonene et aluminiumsalt blir dannet, og blir frigjort hydrogen (i tilfellet med syren) eller utfelte metallnett (den som er mindre aktiv enn det betraktede). I det andre tilfellet, og åpenbare reduserende egenskaper som er nevnt ovenfor. Et eksempel er interaksjonen av aluminium med saltsyre, karakterisert ved at aluminiumkloridet er dannet, og slippes ut i luften, hydrogen. Denne typen reaksjon er uttrykt i den følgende ligning: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

Et eksempel på interaksjonen av aluminiumsaltet kan være dens reaksjon med kobbersulfat. Inntak av disse to komponentene, ender vi opp med aluminiumsulfat og rent kobber som faller i form av et bunnfall. Med slike syrer som svovelsyre og salpetersyre, reagerer aluminium entydig. For eksempel, tilsetning av en fortynnet oppløsning av aluminiumnitrat-syre i et molart forhold på åtte deler av trettiåtte deler er dannet av metallnitrat, tre deler nitrogenoksid og femten - vann. Ligningen av reaksjonen registreres således: 8AL + 30HNO3 = 8AL (NO3) 3 + 3N2O + 15H2O. Denne prosessen forekommer bare i nærvær av varme.

Dersom blandet oppløsning av aluminiumsulfat og en svak syre i molandeler på to til tre, så vi får sulfatet av metallet og hydrogen i et forhold på en til tre. Det kommer til å skje vanlig substitusjonsreaksjon, slik tilfellet er med andre syrer. For klarhets skyld viser vi ligningen: 2Al + 3H2SO4 = Al 2 (SO4) 3 + 3H2. Imidlertid, med en konsentrert oppløsning av samme syre vanskeligere. Her, på samme måte som i tilfellet med nitrat, blir det biprodukt som dannes, men ikke i oksydform og i form av svovel og vann. Hvis vi tar de to vi nødvendig komponent i et molart forhold på to til fire, vil resultatet være en av saltet av metallet og svovel, samt fire - vann. Denne kjemiske reaksjon kan uttrykkes ved følgende ligning: 2Al + 4H2SO4 = Al 2 (SO4) 3 + S + 4H2O. Videre kan aluminium reagere med alkalier. For å utføre slike kjemiske vekselvirkninger må ta to mol av metallet, den samme mengde av natriumhydroksid eller kaliumhydroksid så vel som seks mol vann. Dette gir substanser slik som natrium- eller kalium tetragidroksoalyuminat og hydrogen, som frigjøres som en gass med en stikkende lukt i molandeler på to til tre. Denne kjemiske reaksjon kan representeres ved følgende ligning: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

Og den siste tingen å vurdere er mønsteret av interaksjon med noen aluminiums oksider. Den vanligste og brukes i tilfelle - reaksjon Beketov. Det, som mange andre fra den ovenfor, finner bare sted ved høye temperaturer. Således, for gjennomføring må ta to mol pr aluminium og Ferrum oksyd. Vekselvirkningen mellom disse to stoffene oppnå alumina og fritt jern i en mengde av ett og to mol hhv.

Bruken av metallet i industrien

Merk at bruk av aluminium - et svært vanlig fenomen. Først av alt, det er behov luftfartsindustrien. Sammen med magnesiumlegeringer, hvor det er brukt, og på grunnlag av de metallegeringer. Man kan si at den gjennomsnittlige planet er 50% Legeringer av aluminium og dens driv - med 25%. Dessuten er bruk av aluminium utføres under fremstilling av kabler og ledninger på grunn av sin gode elektriske ledningsevne. I tillegg er det metall og dets legeringer er mye brukt i bilindustrien. Disse materialene består av skrotter av biler, busser, trolleybusser, trikker noen, så vel som konvensjonelle biler og elektriske tog. Også, dens anvendelse i mindre skala programmer, for eksempel for fremstilling av emballasje for mat og andre produkter, servise. For å produsere et sølvtrykkfarge av metallpulver er nødvendig. Malingen er nødvendig for å beskytte jern fra korrosjon. Det kan sies at aluminium - den nest mest vanlige bruk i industrimetaller etter Ferrum. Hans forbindelser og han ofte brukt i kjemisk industri. Dette forklares med de spesielle kjemiske egenskaper som aluminium, inkludert for de reduserende egenskaper og amfotære forbindelser. Hydroksyd ansett kjemiske elementer som kreves for rensing av vann. I tillegg brukes det i medisin i ferd med vaksineproduksjon. Det kan også bli funnet i sammensetningen av visse typer plast og andre materialer.

Rolle i naturen

Som det har blitt beskrevet ovenfor, aluminium i store mengder i jordskorpen. Det er spesielt viktig for levende organismer. Aluminium er involvert i regulering av vekstprosesser, danner bindevev, så som ben, ligamenter, og andre. Med denne mikroprosesser regenerering av kroppsvev gjort raskere. Tilbakegangen er karakterisert ved de følgende symptomer: svekkelse på barns utvikling og vekst, i voksne - kronisk tretthet, nedsatt ytelse, nedsatt motorisk koordinasjon, reduserte frekvensen av vev regenerering, svekkelse av muskler, særlig i ekstremiteter. Dette fenomenet kan oppstå hvis du spiser for lite mat med innholdet i dette sporstoffet.

Imidlertid er et mer vanlig problem et overskudd av aluminium i kroppen. Det er ofte observeres følgende symptomer: angst, depresjon, søvnforstyrrelser, hukommelsestap, stress, mykningspunkter i muskel-skjelettsystemet, noe som kan føre til hyppige brudd og forstuinger. Langvarig overkant av aluminium i kroppen er ofte problemer i nesten alle organ.

Et slikt fenomen kan føre til en rekke årsaker. Dette er først og fremst aluminium kokekar. Forskere har lenge vist at de retter laget av metall i spørsmålet, er ikke egnet for matlaging i det, som ved høy temperatur i aluminium kommer inn i maten, og som et resultat du spiser mye mer av dette sporstoffet enn kroppen trenger.

Den andre grunnen - regelmessig påføring av kosmetikk til innholdet av metallet eller salter derav. Før du bruker ethvert produkt bør leses nøye komposisjonen. Er ikke noe unntak, og kosmetikk.

Den tredje grunnen - administrering av legemidler som inneholder mye aluminium, i lang tid. Samt misbruk av vitaminer og kosttilskudd, som inkluderer mikrocelle.

La oss nå se på hva produktene inneholder aluminium for å justere kostholdet og å organisere menyen riktig. Dette først og fremst gulrøtter, bearbeidet ost, hvete, alun, poteter. Frukt fersken og avokado anbefales. I tillegg aluminiumrike kål, ris, mange urter. Også av metallkationene kan være tilstede i drikkevann. For å unngå aluminium innhold av høy eller lav i kroppen (skjønt, akkurat som alle andre sporstoffer), må du nøye overvåke deres kosthold og prøver å gjøre det så balansert som mulig.