Алюміній, як хімічний елемент

Скачать презентацию Алюміній, як хімічний елемент Скачать презентацию Алюміній, як хімічний елемент

alyuminiy_yak_khimichny_element.ppt

  • Размер: 2.2 Mегабайта
  • Количество слайдов: 26

Описание презентации Алюміній, як хімічний елемент по слайдам

Алюміній, як хімічний елемент    Виконала: учениця 8 -Б класу Волкова Вікторія Алюміній, як хімічний елемент Виконала: учениця 8 -Б класу Волкова Вікторія

Алюміній  Елементголовної підгрупи третьої групи третього періодупериодич ної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва зАлюміній Елементголовної підгрупи третьої групи третього періодупериодич ної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва з атомним номером 13. Позначається символом Al

Алюміній — найпоширеніший у земній корі метал На його частку припадає 8  маси земної кори.Алюміній — найпоширеніший у земній корі метал На його частку припадає 8 % маси земної кори. Основна маса його зосереджена в алюмосилікатах — сполуках Алюмінію з Силіцієм. Продуктом руйнування цих гірських порід є глина, склад якої можна виразити у формулі А 120, 2 Si. A 2 2 Н 20 3 інших мінералів, утворених Алюмінієм, найбільше значення мають боксит А 120, Н 20. корунд А 120, і кріоліт A 1 F 3 3 Na. F. Вперше чистий алюміній був отриманий Велером у 1827 році при взаємодії алюміній хлориду з металевим калієм. Однак, незважаючи на широку поширеність у природі, до кінця XIX століття алюміній належав до числа рідкісних металів. Сьогодні у промисловості алюміній одержують електролізом глинозему А 120, у розплавленому кріоліті На аноді електролізера для виплавляння алюмінію відбуваються наступні реакції: А 10, →А 13+ + Аl. O 33, А 13++3ē = А 1°

  На зовнішньому енергетичному рівні три електрони, ступінь окиснення в сполуках +3. Алюміній — найпоширеніший На зовнішньому енергетичному рівні три електрони, ступінь окиснення в сполуках +3. Алюміній — найпоширеніший метал у земній корі. Зустрічається тільки у вигляді сполук (алюмосилікати, боксити, корунд, кріоліт). Фізичні властивості. Алюміній — сріблясто-білий метал, легкий, але механічно міцний, . Має високу тепло- та електричну провідність, пластичність. Легко утворює сплави. Добування. Електроліз розчину алюміній оксиду в розплавленому кріоліті. Хімічні властивості. Алюміній — відновник

У вигляді простої речовини алюміній - сріблясто-білий,  досить щільний метал із густиною 2, 7 г/смУ вигляді простої речовини алюміній — сріблясто-білий, досить щільний метал із густиною 2, 7 г/см 3 температурою плавлення 660 °С і температурою кипіння 2500 °С. Кристалічний алюміній має гранецентровану кубічну решітку. Характеризується високою тягучістю, високою тепло-і електропровідністю. Зцим пов’язане його використання у виробництві електричних дротів, при однаковій електричній провідності алюмінієвий дріт удвічі легший за мідний. У періодичній системі Менделєєва Алюміній знаходиться в третьому періоді, у головній підгрупі третьої групи Заряд ядра +13 Електронна будова атома 1 s 22 p 63 s 23 p 1.

 На повітрі алюміній вкривається найтоншою (0, 00001 мм), але дуже щільною плівкою оксиду А 1203, На повітрі алюміній вкривається найтоншою (0, 00001 мм), але дуже щільною плівкою оксиду А 1203, що вберігає метал від подальшого окиснення і надає йому матового вигляду. Алюміній легко витягується в дріт і сплощується в тонкі листи. Алюмінієва фольга (завтовшки 0, 005 мм) застосовується для упакування в харчовій і фармацевтичній промисловості.

  Основну масу алюмінію використовують для отримання різних сплавів, які крім гарних механічних якостей характеризуються Основну масу алюмінію використовують для отримання різних сплавів, які крім гарних механічних якостей характеризуються своєю легкістю Найважливіші і цих сплавів — дюралюміній (94 % А 1, 4 % Сu. по 0. 5 % Mg, Mn, Fe, Si) і силумін (сплав Al Si. Na). Алюмінієві сплави застосовуються в ракетній техніці, в авіа авто, корабле і приладобудуванні, виробництві посуду й у багатьох інших галузях промисловості. Заширотою застосування сплави алюмінію займають третє місце після сталі й чавуну Алюміній, крім того, застосовується й у вигляді добавки до багатьох сплавів і і метою надання їм жаростійкості

По відношенню до води алюміній досить стійкий.  Але якщо механічним шляхом чи амальгамуванням зняти запобіжнуПо відношенню до води алюміній досить стійкий. Але якщо механічним шляхом чи амальгамуванням зняти запобіжну дію оксидної плівки, то проходить енергічна реакція: 2 Al + 6 H 2 O = 2 Al(OH)3 + 3 H 2 Алюміній — типовий амфотерний елемент. Для ньго характерні не тільки аніонні, а й катіонні комплекси. Так, в кислому середовищі існує катіонний аквакомплекс [Al(OH 2)6]3+, а в лужному — аніонний гидрокомплекс та [Al(OH)6]3 -. Найбільш характерна ступінь окислення атома алюмінія +3. Негативна ступінь окислення проявляється рідко. На зовнішньому електронному шарі атома інують вільні d-підрівні. Завдяки цьому його координаційне число в сполуках може бути рівним не тільки 4 (Al. Cl 4 -, Al. H 4 -, алюмосилікати), але й 6 (Al 2 O 3, [Al(OH 2)6]3+).

Електролізер для виплавки алюмінія являє собою залізний кожух, викладений зсередини вогнестійкою цеглою. Його дно (під), складенеЕлектролізер для виплавки алюмінія являє собою залізний кожух, викладений зсередини вогнестійкою цеглою. Його дно (під), складене з блоків спресованого вугілля, що є катодом. Аноди розташовані зверху: це — алюмінієві каркаси, заповнені вугільними брикетами. При розжарюванні подрібненого алюмінію він енергійно згоряє на повітрі 4 Аl + 3 О, → 2 Аl 203 + Q Аналогічно протікає і взаємодія його із сіркою 2 A 1 + 3 S →Al 2 S 3. З хлором і бромом реакція сполучення відбувається вже при звичайній температурі, із йодом при нагріванні Схема взаємодії алюмінію з галогенами має вигляд 2 А 1 + 6 Н 2 О → 2 Аl. На 1, При дуже високих температурах алюміній взаємодіє також з азотом і вуглецем 2 А 1 + N → 2 Аl 4 A 1 + 3 С → Аl 4 С

 З інших сполук Алюмінію слід згадати його ацетат або оцтовокислу сіль А 1(СН 3 СОО)3, З інших сполук Алюмінію слід згадати його ацетат або оцтовокислу сіль А 1(СН 3 СОО)3, що використовується при фарбуванні тканин і в медицині. Алюміній нітрат легко розчиняється у воді. Алюміній фосфат не розчиняється у воді й оцтовій кислоті, але розчиняється у сильних кислотах і лугах. Як правило, рослини містять мало Алюмінію, хоча великі кількості цього елемента є в бруньках. Ще меншим є його вміст у тваринних організмах. У людини він складає лише десятитисячні частки відсотка за масою. Біологічна роль Алюмінію не з’ясована; відомо лише те, що його сполуки не отруйні ні для людини, ні для тварин.

Отримання • Сучасний метод отримання був розроблений незалежно американцем Чарльзом Холом і французом Полем Еру вОтримання • Сучасний метод отримання був розроблений незалежно американцем Чарльзом Холом і французом Полем Еру в 1886 році. Він полягає в розчиненні оксиду алюмінію Al 2 O 3 в розплаві кріоліту Na 3 Al. F 6 з подальшим електролізом з використанням витрачаються коксових або графітових електродів. Такий метод отримання вимагає великих витрат електроенергії, і тому виявився затребуваний тільки в XX столітті. • Для виробництва 1 т алюмінію чорнового потрібно 1, 920 т глинозему, 0, 065 т кріоліту, 0, 035 т фториду алюмінію, 0, 600 т анодної маси і 17 тис. к. Вт год електроенергії постійного струму

Знаходження в природі • Природний алюміній складається практично повністю з єдиного стабільного ізотопу27 Al зі слідамиЗнаходження в природі • Природний алюміній складається практично повністю з єдиного стабільного ізотопу27 Al зі слідами 26 Al, радіоактивного ізотопу з періодом напіврозпаду 720 тис. років, що утворюється в атмосфері при бомбардуванні ядераргонупротонами космічних променів. • За поширеністю в земній корі Землі займає 1 -е серед металів і 3 -е місце серед елементів, поступаючись тільки кисню і кремнію. Відсоток вмісту алюмінію в земній корі за даними різних дослідників становить від 7, 45 до 8, 14% від маси земної кори.

 • Боксити - Al 2 O 3 H 2 O (з домішками Si. O 2, • Боксити — Al 2 O 3 H 2 O (з домішками Si. O 2, Fe 2 O 3, Ca. CO 3) • Нефеліни — KNa 3 [Al. Si. O 4] 4 • Алуніти — (Na, K) 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4 Al (OH) 3 • Глиноземи (суміші каолінів з піском Si. O 2, вапняком Ca. CO 3, магнезитом Mg. CO 3) • Корунд ( сапфір, рубін, наждак) — Al 2 O 3 • Польові шпати — (K, Na) 2 O Al 2 O 3 6 Si. O 2, Ca [Al 2 Si 2 O 8] • Каолинит — Al 2 O 3 2 Si. O 2 2 H 2 O • Берил ( смарагд, аквамарин) — 3 Ве. О Al 2 О 3 6 Si. O 2 • Хризоберил ( олександрит) — Be. Al 2 O 4. У природі алюміній у зв’язку з високою хімічною активністю зустрічається майже виключно у вигляді сполук. Деякі з них:

 Тим не менш, в деяких специфічних відновних умовах можливе утворення самородного алюмінію.  У природних Тим не менш, в деяких специфічних відновних умовах можливе утворення самородного алюмінію. У природних водах алюміній міститься у вигляді малотоксичних хімічних сполук, наприклад, фториду алюмінію. Вид катіона або аніона залежить, в першу чергу, від кислотності водного середовища. Концентрації алюмінію в поверхневих водних об’єктах Росії коливаються від 0, 001 до 10 мг / л, в морській воді 0, 01 мг / л

  Деякі алюмосилікати мають пухку структуру і здатні обмінюватися іонами з іншими сполуками. Такі алюмосилікати, Деякі алюмосилікати мають пухку структуру і здатні обмінюватися іонами з іншими сполуками. Такі алюмосилікати, природні й особливо штучні, застосовуються для пом’якшення водопровідної води. Крім того, завдяки своїй сильно розвинутій поверхні, вони використовуються як матеріали, що просочуються каталізаторами і застосовуються в хімічній промисловості. Сполуки Алюмінію з галогенами (галогеніди) у звичайних умовах — безбарвні кристалічні речовини. Серед них за властивостями сильно вирізняється алюміній фторид A 1 F 3. Він тугоплавкий, мало розчиняється у воді, хімічно неактивний. Сполуки Алюмінію з Хлором, Бромом і Іодом легкоплавкі, досить реакційноздатні і добре розчиняються не тільки у воді, але й у багатьох хімічних розчинниках. Взаємодія алюміній галогенідів з водою супроводжується значним виділенням теплоти. У водному розчині усі вони сильно гідролізовані. Унаслідок гідролізу алюміній хлорид, бромід і йодид димлять у вологому повітрі. Вони можуть бути отримані прямою взаємодією простих речовин.

Хімічні властивості       Гідроксид алюмінію  При нормальних умовах алюміній покритийХімічні властивості Гідроксид алюмінію При нормальних умовах алюміній покритий тонкою і міцною оксидної плівкою і тому не реагує з класичними окислювачами : з H 2 O (t ); O 2, HNO 3 (без нагрівання). Завдяки цьому алюміній практично не схильний корозії і тому широко затребуваний сучасною індустрією. Однак при руйнуванні оксидної плівки (наприклад, при контакті з розчинами солей амонію NH 4 +, гарячими лугами або внаслідок амальгамирования), алюміній виступає як активний метал-відновник.

Легко реагує з простими речовинами: з киснем, утворюючи оксид алюмінію :  4 Al + 3Легко реагує з простими речовинами: з киснем, утворюючи оксид алюмінію : 4 Al + 3 O 2 = 2 Al 2 O 3 з галогенами (крім фтору) [6], утворюючи хлорид, бромід або йодид алюмінію : 2 Al + 3 Hal 2 = 2 Al. Hal 3 (Hal = Cl, Br, I) з іншими неметалами реагує при нагріванні: з фтором, утворюючи фторид алюмінію : 2 Al + 3 F 2 = 2 Al. F 3 з сірої, утворюючи сульфід алюмінію : 2 Al + 3 S = Al 2 S 3 з азотом, утворюючи нітрид алюмінію : 2 Al + N 2 = 2 Al. N з вуглецем, утворюючи карбід алюмінію : 4 Al + 3 С = Al 4 С 3 Сульфід і карбід алюмінію повністю гідролізуються: Al 2 S 3 + 6 H 2 O = 2 Al (OH) 3 + 3 H 2 Al 4 C 3 + 12 H 2 O = 4 Al (OH) 3 + 3 CH 4 Зі складними речовинами: з водою (після видалення захисної оксидної плівки, наприклад, амальгамуванням або розчинами гарячої лугу): 2 Al + 6 H 2 O = 2 Al (OH) 3 + 3 H 2 з лугами (з утворенням тетрагідроксоалюмінатов та інших алюмінатів): 2 Al + 2 Na. OH + 6 H 2 O = 2 Na [Al (OH) 4] + 3 H 2 2 (Na. OH H 2 O) + 2 Al = 2 Na. Al. O 2 + 3 H 2 Легко розчиняється в соляній і розведеної сірчаної кислотах: 2 Al + 6 HCl = 2 Al. Cl 3 + 3 H 2 2 Al + 3 H 2 SO 4 (розбій) = Al 2 (SO 4) 3 + 3 H 2 При нагріванні розчиняється в кислотах — окислювачах, що утворюють розчинні солі алюмінію: 2 Al + 6 H 2 SO 4 (конц) = Al 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 + 6 H 2 O Al + 6 HNO 3 (конц) = Al (NO 3) 3 + 3 NO 2 + 3 H 2 O відновлює метали з їх оксидів ( алюминотермия): 8 Al + 3 Fe 3 O 4 = 4 Al 2 O 3 + 9 Fe 2 Al + Cr 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2 Cr

Виробництво алюмінію   Одна гарна, але, ймовірно,  неправдоподібна легенда з  Historia naturalis говорить,Виробництво алюмінію Одна гарна, але, ймовірно, неправдоподібна легенда з » Historia naturalis «говорить, що одного разу до римського імператора Тиберію (42 рік до н. е. . — 37 рік н. е. . ) прийшов ювелір з металевою, не б’ється обідньої тарілкою, виготовленої, нібито з глинозему — Al 2 O 3. Тарілка була дуже світлою і блищала, як срібло. За всіма ознаками вона повинна бути алюмінієвою. При цьому ювелір стверджував, що тільки він і боги знають, як отримати цей метал з глини. Тіберій, побоюючись, що метал з легкодоступною глини може знецінити золото і срібло, наказав на всякий випадок відрубати людині голову. Очевидно, дана легенда вельми сумнівна, так як самородний алюміній в природі не зустрічається в силу своєї високої активності і за часів Римської імперії не могло бути технічних засобів, які дозволили б отримати алюміній з глинозему.

Лише майже через 2000 років після Тиберія - в 1825, данський фізик Ханс Християн Ерстед отримавЛише майже через 2000 років після Тиберія — в 1825, данський фізик Ханс Християн Ерстед отримав кілька міліграмів металевого алюмінію, а в 1827 Фрідріх Велер зміг виділити крупинки алюмінію, які, проте, на повітрі негайно покривалися найтоншою плівкою оксиду алюмінію. До кінця XIX століття алюміній в промислових масштабах не проводився. Тільки в 1854 Анрі Сент-Клер Девіль (його дослідження фінансував Наполеон III, розраховуючи, що алюміній нагоді його армії ) винайшов перший спосіб промислового виробництва алюмінію, заснований на витіснення алюмінію металевим натрієм з подвійного хлориду натрію і алюмінію Na. Cl Al. Cl 3. У 1855 році був отриманий перший зливок металу масою 6 -8 кг. За 36 років застосування, з 1855 по 1890, способом Сент-Клер Девіль було отримано 200 тонн металевого алюмінію. В 1856 він же отримав алюміній електролізом розплаву хлориду натрію-алюмінію. В 1885, грунтуючись на технології, запропонованої російським ученим Миколою Бекетовим, був побудований завод з виробництва алюмінію в німецькому місті Гмелінгеме. Технологія Бекетова мало чим відрізнялася від способу Девіль, але була простіше і полягала у взаємодії між кріоліту (Na 3 Al. F 6) і магнієм. За п’ять років на цьому заводі було отримано близько 58 т алюмінію — понад чверть всього світового виробництва металу хімічним шляхом у період з 1854 по 1890.

Метод, винайдений майже одночасно Чарльзом Холом під Франції і Полем Еру в США в 1886 іМетод, винайдений майже одночасно Чарльзом Холом під Франції і Полем Еру в США в 1886 і заснований на отриманні алюмінію електролізом глинозему, розчиненого в розплавленому кріоліті, поклав початок сучасному способу виробництва алюмінію. З тих пір, у зв’язку з удосконаленням електротехніки, виробництво алюмінію удосконалювалося. Помітний внесок у розвиток виробництва глинозему внесли російські вчені К. І. Байєр, Д. А. Пеняк, А. Н. Кузнецов, Є. І. Жуковський, А. А. Яковкін та інші. Перший алюмінієвий завод в Росії був побудований в 1932 в Волхові. Металургійна промисловість СРСР в 1939 році виробляла 47, 7 тис. тонн алюмінію, ще 2, 2 тис. тонн імпортувалося. Друга світова війна значно стимулювала виробництво алюмінію. Так, в 1939 загальносвітове його виробництво, без урахування СРСР, становила 620 тис. т, але вже до 1943 зросла до 1, 9 млн т. До 1956 в світі вироблялося 3, 4 млн т первинного алюмінію, в 1965 — 5, 4 млн т, в 1980 — 16, 1 млн т, в 1990 — 18 млн т.

В 2007 в світі було вироблено 38 млн т первинного алюмінію, а в 2008 - 39,В 2007 в світі було вироблено 38 млн т первинного алюмінію, а в 2008 — 39, 7 млн т. Лідерами виробництва були: Китай (у 2007 році виробив 12, 60 млн т, а в 2008 — 13, 50 млн т), Росія(3, 96 / 4, 20), Канада(3, 09 / 3, 10), США(2, 55 / 2, 64), Австралія(1, 96 / 1, 96), Бразилія(1, 66 / 1, 66), Індія(1, 22 / 1, 30), Норвегія(1, 30 / 1, 10), ОАЕ(0, 89 / 0, 92), Бахрейн(0, 87 / 0, 87) ПАР(0, 90 / 0, 85), Ісландія(0, 40 / 0, 79), Німеччина(0, 55 / 0, 59), Венесуела(0, 61 / 0, 55), Мозамбік(0, 56 / 0, 55), Таджикистан(0, 42 / 0, 42)

 • У Росії монополістом з виробництва алюмінію є компанія  Російський алюміній , на яку • У Росії монополістом з виробництва алюмінію є компанія » Російський алюміній «, на яку припадає близько 13% світового ринку алюмінію і 16% глинозему • Світові запаси бокситів практично безмежні, тобто неспівмірні з динамікою попиту. Існуючі потужності можуть виробляти до 44, 3 млн т первинного алюмінію в рік. Слід також враховувати, що в майбутньому деякі з застосувань алюмінію можуть бути переорієнтовані на використання, наприклад, композитних матеріалів.

   Шматок алюмінію Широко застосовується як конструкційний матеріал.  Основні переваги алюмінію в цій Шматок алюмінію Широко застосовується як конструкційний матеріал. Основні переваги алюмінію в цій якості — легкість, податливість штампування, корозійна стійкість (на повітрі алюміній покривається миттєво міцною плівкою Al 2 O 3, яка перешкоджає його подальшому окисленню), висока теплопровідність, неотруйні його сполук. Зокрема, ці властивості зробили алюміній надзвичайно популярним при виробництві кухонного посуду, алюмінієвої фольги в харчовій промисловості та для упаковки.

Алюміній у світовій культурі  Поет Андрій Вознесенський написав в 1959 році вірш Осінь , Алюміній у світовій культурі Поет Андрій Вознесенський написав в 1959 році вірш «Осінь» , в якому використовував алюміній як художнього образу: . . . А за віконцем у юному інеї лежать поля з алюмінію. . . Віктор Цой написав пісню «Алюмінієві огірки» з приспівом: Я саджу алюмінієві огірки На брезентовому поле У ленінградської рок-групи «Народне ополчення» в альбомі «Брежнєв живий» 1989 року є пісня «Алюмінієвий дім». Важливу роль алюміній грає в історико-містичної трилогії Андрія Валентинова та Генрі Олді «Алюмен».

Пенометаллнаосновіалюмінієвогосплав у Пенометаллнаосновіалюмінієвогосплав у

Алюмінієвий завод. Алюмінієвий завод.




  • Мы удаляем страницу по первому запросу с достаточным набором данных, указывающих на ваше авторство. Мы также можем оставить страницу, явно указав ваше авторство (страницы полезны всем пользователям рунета и не несут цели нарушения авторских прав). Если такой вариант возможен, пожалуйста, укажите об этом.