Алюминий - самый распространенный в земной коре металл. Он входит в состав глин, полевых шпатов, слюд и многих других минералов. Общее содержание алюминия в земной коре составляет 8%(масс). Основным сырьем для производства алюминия служат бокситы, содержащие 32-60% глинозема[1].
В настоящее время промышленные способы получения алюминия основаны на электролитическом разложении оксида алюминия, растворенного в расплавленном криолите. В качестве материала для электродов обычно используют ретортный графит[2].
Алюминий Al13 расположен в третьей группе периодической системы и имеет электронное строение 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 ; наиболее характерна степень окисления +3 и координационные числа 4 и 6. Металлический атомный радиус 0,143 нм, ковалентный – 0,126 нм, условный радиус иона Al 3+ - 0,057 нм. Энергия ионизации Al – Al + 5,99 Эв[1].
Алюминий – типичный амфотерный элемент, для него характерны анионные и катионные комплексы. Так, в кислой среде существует катионный аквакомплекс [Al(OH2 )6 ]3+ , а в щелочной – анионный гидрокомплекс и [Al(OH)6 ]3- [1].
Алюминий представляет собой серебристо-белый довольно твердый металл, с плотностью 2,7 г/см3, плавящийся про 660 и кипящий при 25200 С. Он характеризуется большой тягучестью, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы, и высокой электропроводностью, составляющей примерно 0,6 электропроводности меди. Стандартный электродный потенциал алюминия равен - 1,663B. При нормальных условиях алюминий – серебристо–белый легкий металл. На воздухе алюминий покрывается тончайшей, но очень плотной, оксидной пленкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления[2]. В связи с этим его поверхность обычно имеет не блестящий, а матовый вид[3]. При накаливании мелко раздробленного алюминия он энергично сгорает на воздухе. Аналогично протекает и его взаимодействие с серой. С хлором и бромом его соединение происходит уже при обычной температуре, с иодом - при нагревании. При очень высоких температурах алюминий непосредственно соединяется также с азотом и углеродом, а с водородом он не взаимодействует. По отношению к воде алюминий практически вполне устойчив. Сильно разбавленные, а также очень крепкие HNO3 и H2SO4 на алюминий практически не действуют, тогда, как при средних концентрациях кислот алюминий постепенно растворяется. По отношению к CH3COOH и H3PO4 алюминий устойчив. Чистый металл также устойчив и по отношению к соляной кислоте, но обычный технический в ней растворяется. Алюминий легко растворим в сильных щелочах (NaOH, KOH)[2]:
2Al+2NaOH+6H2O=3H2+2Na[Al(OH)4] (1)
Довольно энергично разъедается он также раствором аммиака [2]. Соединение алюминия с кислородом сопровождается громадным выделением тепла, значительно большим, чем в случае многих других металлов. Ввиду этого при накаливании смеси оксида такого металла с порошком алюминия происходит бурная реакция, ведущая к выделению из взятого оксида свободного металла[2].
Оксид алюминия представляет собой белую очень тугоплавкую и не растворимую в воде массу. Природный Al2O3 (минерал корунд), а так же полученный искусственно и затем сильно прокаленный, отличается большей твердостью и нерастворимостью в кислотах. Обычно загрязненный оксидом железа природный корунд вследствие своей чрезвычайной твердости применяется для изготовления шлифовальных кругов, брусков т.п.
Распространенные элементы. строение атомов. Электронные
оболочки. Орбитали
Химический элемент– определенный
вид атомов, обозначаемый названием и символом и характеризуемый порядковым
номером и относительной атомной массой.
В табл. 1 перечислены распространенны ...
Процессы адгезии и когезии
...
Нильсборий
Экспериментально установлено ранее неизвестное
явление образования химического элемента с
порядковым номером 105. Изотоп
этого элемента с периодом полураспада Т1/2
~ 2 с получен при облу ...