Alüminium plus tənliyi. Alüminium korroziyası

Alüminium seriya nömrəsi 13, nisbi atom kütləsi - 26,98154 olan bir elementdir. III dövr, III qrup, əsas alt qrupda yerləşir. Elektron konfiqurasiya: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 3d 0 . Alüminiumun sabit oksidləşmə vəziyyəti “+3” dir. Yaranan kation onun sabitliyinə töhfə verən nəcib qaz qabığına malikdir, lakin yükün radiusa nisbəti, yəni yük konsentrasiyası kifayət qədər yüksəkdir, bu da katyonun enerjisini artırır. Bu xüsusiyyət ona gətirib çıxarır ki, alüminium ion birləşmələri ilə birlikdə bir sıra kovalent birləşmələr əmələ gətirir və onun katyonu məhlulda əhəmiyyətli dərəcədə hidrolizə məruz qalır.

Alüminium yalnız 1500 o C-dən yuxarı temperaturda I valentliyini nümayiş etdirə bilər. Al 2 O və AlCl məlumdur.

Fiziki xüsusiyyətlərə görə, alüminium yüksək istilik və elektrik keçiriciliyinə malik tipik bir metaldır, gümüş və misdən sonra ikincidir. Alüminiumun ionlaşma potensialı çox yüksək deyil, ona görə də ondan yüksək kimyəvi aktivlik gözləmək olardı, lakin metalın səthində güclü oksid plyonkasının əmələ gəlməsi səbəbindən havada passivləşdiyinə görə əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Metal aktivləşdirilirsə: a) filmi mexaniki olaraq çıxarın, b) amalgamat (civə ilə reaksiya verin), c) tozdan istifadə edin, onda belə bir metal o qədər reaktiv olur ki, hətta havadakı nəm və oksigenlə qarşılıqlı təsir göstərir, uyğun olaraq çökür. proses:

4(Al,Hg) +3O 2 + 6H 2 O = 4Al(OH) 3 + (Hg)

Sadə maddələrlə qarşılıqlı əlaqə.

1. Alüminium tozu güclü qızdırıldıqda reaksiya verir oksigen ilə. Bu şərtlər passivləşməyə görə zəruridir və alüminium oksidin əmələ gəlməsi reaksiyasının özü yüksək ekzotermikdir - 1676 kJ/mol istilik ayrılır.

2. Xlor və brom ilə standart şəraitdə reaksiya verir və hətta öz mühitində alovlana bilir. Yalnız cavab vermir flüor ilə,çünki Alüminium flüorid, oksid kimi, metal səthində qoruyucu bir duz filmi meydana gətirir. Yod ilə qızdırıldıqda və katalizator kimi suyun iştirakı ilə reaksiya verir.

3. Kükürd ilə birləşmə ilə reaksiya verir, Al 2 S 3 tərkibli alüminium sulfid verir.

4. Fosfidi əmələ gətirmək üçün qızdırıldıqda da fosforla reaksiyaya girir: AlP.

5. Birbaşa hidrogen ilə alüminium reaksiya vermir.

6. Azotla 800 o C-də reaksiya verir, alüminium nitridi (AlN) verir. Demək lazımdır ki, alüminiumun havada yanması təxminən eyni temperaturda baş verir, buna görə də yanma məhsulları (havanın tərkibini nəzərə alaraq) həm oksid, həm də nitriddir.

7. Karbon ilə alüminium daha yüksək temperaturda qarşılıqlı təsir göstərir: 2000 o C. Al 4 C 3 tərkibli alüminium karbidi metanidlərə aiddir, tərkibində C-C bağları yoxdur və hidroliz zamanı metan ayrılır: Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al (OH ) 3 + 3CH 4

Mürəkkəb maddələrlə qarşılıqlı əlaqə

1. Su ilə aktivləşdirilmiş (qoruyucu təbəqədən məhrum) alüminium hidrogenin sərbəst buraxılması ilə aktiv şəkildə qarşılıqlı təsir göstərir: 2Al (akt.) + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 Alüminium hidroksid ağ boş toz şəklində alınır; olmaması bir filmin reaksiyasının tamamlanmasına mane olmur.

2. Turşularla qarşılıqlı təsir: a) Alüminium oksidləşdirici olmayan turşularla tənliyə uyğun olaraq aktiv şəkildə qarşılıqlı təsir göstərir: 2Al + 6H 3 O + + 6H 2 O = 2 3+ + 3H 2,

b) Oksidləşdirici turşularla qarşılıqlı təsir aşağıdakı xüsusiyyətlərlə baş verir. Konsentratlı azot və sulfat turşuları, həmçinin çox seyreltilmiş nitrat turşusu, soyuqda alüminiumu passivləşdirir (səthin sürətli oksidləşməsi oksid filminin meydana gəlməsinə səbəb olur). Qızdırıldıqda film pozulur və reaksiya baş verir, lakin qızdırıldıqda konsentratlı turşulardan yalnız onların minimal reduksiyasının məhsulları ayrılır: 2Al + 6H 2 SO 4 (kons) = Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 6H. 2 O Al + 6HNO 3 ( kons) = Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O Orta dərəcədə seyreltilmiş nitrat turşusu ilə reaksiya şəraitindən asılı olaraq NO, N 2 O, N 2, NH 4 + .

3. Qələvilərlə qarşılıqlı əlaqə. Alüminium amfoter elementdir (kimyəvi xassələri baxımından), çünki metallar üçün kifayət qədər yüksək elektronmənfiliyə malikdir - 1,61. Buna görə də, hidrokso komplekslərinin və hidrogenin əmələ gəlməsi ilə qələvi məhlullarda olduqca asanlıqla həll olunur. Hidrokso kompleksinin tərkibi reagentlərin nisbətindən asılıdır: 2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2 2Al + 6NaOH + 6H 2 O = 2Na 3 + 3H 2 Alüminium və hidrogenin nisbəti elektron vasitə ilə müəyyən edilir. aralarında baş verən redoks reaksiyasının tarazlığı və reagentlərin nisbətindən asılı deyil.

4. Aşağı ionlaşma potensialı və oksigenə yüksək yaxınlıq (yüksək oksid sabitliyi) alüminiumun aktiv şəkildə qarşılıqlı təsirinə səbəb olur. bir çox metalların oksidləri, onların bərpası. Reaksiyalar ilkin qızdırma zamanı istiliyin daha da sərbəst buraxılması ilə baş verir ki, temperatur 1200 o - 3000 o C-ə qədər yüksəlir. 75% alüminium tozu və 25% (çəki ilə) Fe 3 O 4 qarışığı "termit" adlanır. Əvvəllər bu qarışığın yanma reaksiyası relsləri qaynaq etmək üçün istifadə olunurdu. Alüminiumdan istifadə edərək metalların oksidlərdən reduksiyası alüminotermiya adlanır və sənayedə manqan, xrom, vanadium, volfram və ferroərintilər kimi metalların istehsalı üçün bir üsul kimi istifadə olunur.

5. Duz məhlulları ilə alüminium iki fərqli şəkildə reaksiya verir. 1. Hidroliz nəticəsində duz məhlulu asidik və ya qələvi mühitə malikdirsə, hidrogen ayrılır (turşu məhlulları ilə reaksiya yalnız əhəmiyyətli qızdırma ilə baş verir, çünki qoruyucu oksid təbəqəsi turşulardan daha yaxşı qələvilərdə həll olunur). 2Al + 6KHSO 4 + (H 2 O) = Al 2 (SO 4) 3 + 3K 2 SO 4 + 3H 2 2Al + 2K 2 CO 3 + 8H 2 O = 2K + 2KHCO 3 + 3H 2. 2. Alüminium duz tərkibindən onun sağ tərəfində gərginlik seriyasında olan metalları sıxışdıra bilər, yəni. əslində bu metalların kationları ilə oksidləşəcək. Oksid filmi sayəsində bu reaksiya həmişə baş vermir. Məsələn, xlorid anionları filmi poza bilər və 2Al + 3FeCl 2 = 2AlCl 3 + 3Fe reaksiyası baş verir, lakin otaq temperaturunda sulfatlarla oxşar reaksiya işləməyəcəkdir. Aktivləşdirilmiş alüminium ilə ümumi qaydaya zidd olmayan hər hansı bir qarşılıqlı təsir işləyəcəkdir.

Alüminium birləşmələr.

1. Oksid (Al 2 O 3).Əksəriyyəti çox davamlı və kimyəvi cəhətdən təsirsiz olan bir neçə modifikasiya şəklində tanınır. α-Al 2 O 3 modifikasiyası təbiətdə korund mineralı şəklində baş verir. Bu birləşmənin kristal qəfəsində alüminium kationları bəzən qismən digər metalların kationları ilə əvəz olunur ki, bu da minerala öz rəngini verir. Cr(III) qarışığı qırmızı rəng verir, belə korund artıq yaqut qiymətli daşdır. Ti(III) və Fe(III) qarışığı mavi sapfir əmələ gətirir. Amorf modifikasiya kimyəvi cəhətdən aktivdir. Alüminium oksidi tipik bir amfoter oksiddir, həm turşular və turşu oksidləri ilə, həm də qələvilər və əsas oksidlərlə reaksiya verir, qələvilərə üstünlük verilir. Füzyon zamanı məhlulda və bərk fazada reaksiya məhsulları fərqlidir: Na 2 O + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2 (füzyon) - natrium metaalüminat, 6NaOH + Al 2 O 3 = 2Na 3 AlO 3 + 3H 2 O (füzyon) ) - ortoalüminat natrium, Al 2 O 3 + 3CrO 3 = Al 2 (CrO 4) 3 (füzyon) - alüminium xromat. Oksidlərə və bərk qələvilərə əlavə olaraq, ərimə zamanı alüminium uçucu turşu oksidləri ilə əmələ gələn duzlarla reaksiya verir, onları duz tərkibindən çıxarır: K 2 CO 3 + Al 2 O 3 = 2KAlO 2 + CO 2 Məhluldakı reaksiyalar: Al 2 O 3 + 6HCl = 2 3+ + 6Cl 1- + 3H 2 O Al 2 O 3 +2 NaOH + 3H 2 O =2 Na – natrium tetrahidroksialüminat. Tetrahidroksoalüminat anionu əslində 1-tetrahidroksodiaquaaniondur, çünki koordinasiya nömrəsi 6 alüminium üçün üstünlük təşkil edir. Həddindən artıq qələvi ilə heksahidroksoalüminat əmələ gəlir: Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O = 2Na 3. Turşu və qələvilərə əlavə olaraq, turşu duzları ilə reaksiyalar gözlənilə bilər: 6KHSO 4 + Al 2 O 3 = 3K 2 SO 4 + Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O.

3. Alüminium hidroksidləri. İki məlum alüminium hidroksid var - metahidroksid -AlO (OH) və ortohidroksid - Al (OH) 3. Onların hər ikisi suda həll olunmur, həm də amfoterdir, buna görə də hidroliz nəticəsində turşu və qələvilərin, həmçinin turşu və ya qələvi mühitə malik olan duzların məhlullarında həll olunur. Birləşdikdə, hidroksidlər oksidlərə bənzər reaksiya verir. Bütün həll olunmayan əsaslar kimi, alüminium hidroksidləri qızdırıldıqda parçalanır: 2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O. Qələvi məhlullarda həll olunan alüminium hidroksidləri sulu ammonyakda həll olunmur, buna görə də həll olunan ammiakla birlikdə çökə bilər. duz: Al(NO 3) 3 + 3NH 3 + 2H 2 O = AlO(OH)↓ + 3NH 4 NO 3, bu reaksiya metahidroksid əmələ gətirir. Qələvilərin təsiri ilə hidroksidi çökdürmək çətindir, çünki yaranan çöküntü asanlıqla həll olunur və ümumi reaksiya aşağıdakı formaya malikdir: AlCl 3 + 4 NaOH = Na + 3NaCl

4. Alüminium duzları. Demək olar ki, bütün alüminium duzları suda yaxşı həll olunur. AlPO 4 fosfat və AlF 3 florid həll olunmur. Çünki alüminium kation yüksək yük konsentrasiyasına malikdir, onun aqua kompleksi katyonik turşunun xüsusiyyətlərini əldə edir: 3+ + H 2 O = H 3 O + + 2+, yəni. alüminium duzları güclü kation hidrolizinə məruz qalır. Zəif turşuların duzları vəziyyətində, kation və anionda hidrolizin qarşılıqlı artması səbəbindən hidroliz geri dönməz olur. Məhlulda alüminium karbonat, sulfit, sulfid və silikat su ilə tamamilə parçalanır və ya mübadilə reaksiyası ilə əldə edilə bilməz: Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S 2Al(NO 3) 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6KNO 3. Bəzi duzlar üçün hidroliz qızdırıldıqda geri dönməz olur. Qızdırıldıqda, yaş alüminium asetat tənliyə uyğun olaraq parçalanır: 2Al(OOCCH 3) 3 + 3H 2 O = Al 2 O 3 + 6CH 3 COOH Alüminium halogenidləri vəziyyətində duzun parçalanması, tərkibindəki azalma ilə asanlaşdırılır. qızdırıldıqda qaz halında olan hidrogen halidlərinin həllolma qabiliyyəti: AlCl 3 + 3H 2 O = Al(OH) 3 ↓ + 3HCl. Alüminium halogenidlərindən yalnız flüorid ion birləşməsidir, qalan halidlər kovalent birləşmələrdir, ərimə nöqtələri flüordan əhəmiyyətli dərəcədə aşağıdır, alüminium xlorid sublimasiya qabiliyyətinə malikdir. Çox yüksək temperaturda buxar mərkəzi atomun atom orbitallarının sp 2 hibridləşməsi nəticəsində düz üçbucaqlı quruluşa malik olan alüminium halidlərinin tək molekullarını ehtiva edir. Buxarlarda və bəzi üzvi həlledicilərdə bu birləşmələrin əsas vəziyyəti dimerlərdir, məsələn, Al 2 Cl 6 . Alüminium halidləri güclü Lyuis turşularıdır, çünki boş atom orbital var. Buna görə də suda həll böyük miqdarda istilik yayılması ilə baş verir. Alüminium birləşmələrinin maraqlı bir sinfi (eləcə də digər üçvalentli metallar) alum - 12 sulu ikiqat sulfatlar M I M III (SO 4) 2, bütün ikiqat duzlar kimi həll edildikdə, müvafiq kationların və anionların qarışığını verir.

5. Kompleks əlaqələr. Alüminiumun hidrokso komplekslərini nəzərdən keçirək. Bunlar mürəkkəb hissəciyin anion olduğu duzlardır. Bütün duzlar həll olunur. Onlar turşularla qarşılıqlı əlaqədə olduqda məhv olurlar. Bu zaman güclü turşular əmələ gələn ortohidroksidi həll edir, zəif və ya müvafiq turşu oksidləri (H 2 S, CO 2, SO 2) onu çökdürür: K + 4HCl = KCl + AlCl 3 + 4H 2 O K + CO 2 = Al(OH) ) 3 ↓ + KHCO 3

Kalsine edildikdə, hidroksoalüminatlar su itirərək orto- və ya meta-alüminatlara çevrilir.

Dəmir

Atom nömrəsi 26, nisbi atom kütləsi 55.847 olan element. 3d elementlər ailəsinə aiddir, elektron konfiqurasiyaya malikdir: 3d 6 4s 2 və dövri cədvəldə IV dövrdə, VIII qrup, ikinci dərəcəli alt qrupdadır. Birləşmələrdə dəmir əsasən +2 və +3 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir. Fe 3+ ionunun yarı dolu d-elektron qabığı 3d 5 var ki, bu da ona əlavə sabitlik verir. +4, +6, +8 oksidləşmə vəziyyətlərinə nail olmaq daha çətindir.

Fiziki xassələrinə görə dəmir gümüşü-ağ, parlaq, nisbətən yumşaq, çevik, asanlıqla maqnitləşən və maqnitsizləşən metaldır. Ərimə nöqtəsi 1539 o C. Kristal qəfəs növü ilə fərqlənən bir neçə allotropik modifikasiyaya malikdir.

Sadə bir maddənin xüsusiyyətləri.

1. Havada yandıqda qarışıq oksid Fe 3 O 4, təmiz oksigenlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda isə Fe 2 O 3 əmələ gətirir. Dəmir tozu piroforikdir - havada öz-özünə alovlanır.

2. Flüor, xlor və brom dəmirlə asanlıqla reaksiyaya girərək onu Fe 3+-a qədər oksidləşdirir. FeJ 2 yodla əmələ gəlir, çünki üçvalentli dəmir kationı yodid anionunu oksidləşdirir və buna görə də FeJ 3 birləşməsi mövcud deyil.

3. Bənzər bir səbəbdən Fe 2 S 3 birləşməsi mövcud deyil və kükürdün ərimə nöqtəsində dəmir və kükürdün qarşılıqlı təsiri FeS birləşməsinə səbəb olur. Həddindən artıq kükürd ilə pirit əldə edilir - dəmir (II) disulfid - FeS 2. Qeyri-stoxiometrik birləşmələr də əmələ gəlir.

4. Dəmir güclü qızdırma altında digər qeyri-metallarla reaksiyaya girərək bərk məhlullar və ya metal kimi birləşmələr əmələ gətirir. 500 o C-də baş verən reaksiya verə bilərsiniz: 3Fe + C = Fe 3 C. Dəmir və karbonun bu birləşməsinə sementit deyilir.

5. Dəmir bir çox metallarla ərintilər əmələ gətirir.

6. Otaq temperaturunda havada dəmir bir oksid filmi ilə örtülmüşdür, buna görə də su ilə qarşılıqlı təsir göstərmir. Həddindən artıq qızdırılan buxarla qarşılıqlı təsir aşağıdakı məhsulları verir: 3Fe + 4H 2 O (buxar) = Fe 3 O 4 + 4H 2. Oksigenin mövcudluğunda dəmir hətta havanın nəmliyi ilə də qarşılıqlı təsir göstərir: 4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3. Yuxarıdakı tənlik ildə metal məmulatlarının 10%-ə qədərinin keçdiyi paslanma prosesini əks etdirir.

7. Dəmir hidrogendən əvvəl gərginlik seriyasında olduğundan, oksidləşdirici olmayan turşularla asanlıqla reaksiya verir, lakin yalnız Fe 2+ qədər oksidləşir.

8. Konsentratlı azot və sulfat turşuları dəmiri passivləşdirir, lakin qızdırıldıqda reaksiya baş verir. Seyreltilmiş nitrat turşusu otaq temperaturunda da reaksiya verir. Bütün oksidləşdirici turşularla dəmir dəmir (III) duzlarını əmələ gətirir (bəzi məlumatlara görə, seyreltilmiş azot turşusu ilə dəmir (II) nitratın əmələ gəlməsi mümkündür) və HNO 3 (seyreltilmiş) NO, N 2 O, N 2-ə qədər azaldır. , NH 4 + şəraitdən asılı olaraq və HNO 3 (konk.) - reaksiyanın baş verməsi üçün lazım olan qızdırma səbəbindən NO 2-yə.

9. Dəmir qızdırıldıqda konsentratlı (50%) qələvilərlə reaksiya verə bilir: Fe + 2KOH + 2H 2 O = K 2 + H 2

10. Daha az aktiv metalların duzlarının məhlulları ilə reaksiya verən dəmir bu metalları duzun tərkibindən çıxararaq ikivalentli kationa çevrilir: CuCl 2 + Fe = FeCl 2 + Cu.

Dəmir birləşmələrinin xassələri.

Fe 2+ Bu katyonun yükə radius nisbəti Mg 2+ nisbətinə yaxındır, ona görə də qara dəmirin oksidi, hidroksid və duzlarının kimyəvi davranışı müvafiq maqnezium birləşmələrinin davranışına bənzəyir. Sulu məhlulda ikivalentli dəmir kation 2+ solğun yaşıl rəngli su kompleksi əmələ gətirir. Bu kation hətta birbaşa məhlulda atmosfer oksigeni ilə asanlıqla oksidləşir. FeCl 2 məhlulu 0 mürəkkəb hissəcikləri ehtiva edir. Belə bir katyonun yük konsentrasiyası azdır, ona görə də duzların hidrolizi orta səviyyədədir.

1. FeO - əsas oksid, qara rəngdədir, suda həll olunmur. Asanlıqla turşularda həll olunur. 500 0 C-dən yuxarı qızdırıldıqda qeyri-mütənasib olur: 4FeO = Fe + Fe 3 O 4. Müvafiq hidroksid, karbonat və oksalatın diqqətlə kalsinasiyası ilə əldə edilə bilər, digər Fe 2+ duzlarının termal parçalanması isə dəmir oksidinin əmələ gəlməsinə səbəb olur: FeC 2 O 4 = FeO + CO + CO 2, lakin 2 FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3 4Fe(NO 3) 2 = 2Fe 2 O 3 + 8NO 2 + O 2 Dəmir (II) oksidin özü oksidləşdirici maddə kimi çıxış edə bilər, məsələn, qızdırıldıqda reaksiya baş verir: 3FeO + 2NH 3 = 3Fe + N 2 +3H 2 O

2. Fe(OH) 2 – dəmir (II) hidroksid – həll olunmayan əsas. Turşularla reaksiya verir. Oksidləşdirici turşularla turşu-qələvi qarşılıqlı əlaqəsi və dəmir dəmirə oksidləşmə eyni vaxtda baş verir: 2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 (konc) = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O. Almaq olar həll olunan duzdan mübadilə reaksiyaları. Bu, havanın rütubəti ilə qarşılıqlı təsir nəticəsində əvvəlcə yaşıl rəngə çevrilən, sonra isə havanın oksigeninin oksidləşməsi nəticəsində qəhvəyi rəngə çevrilən ağ birləşmədir: 4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3.

3. Duzlar. Artıq qeyd edildiyi kimi, Fe(II) duzlarının əksəriyyəti havada və ya məhlulda yavaş-yavaş oksidləşir. Oksidləşməyə ən davamlı Mohr duzudur - ikiqat dəmir (II) və ammonium sulfat: (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2. 6H 2 O. Fe 2+ katyonu asanlıqla Fe 3+-a oksidləşir, buna görə də əksər oksidləşdirici maddələr, xüsusən də oksidləşdirici turşular dəmir dəmir duzlarını oksidləşdirir. Dəmir sulfid və disulfidi yandırdıqda dəmir (III) oksidi və kükürd (IV) oksidi alınır: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 Dəmir (II) sulfid də güclü turşularda həll olur: FeS + 2HCl = FeCl 2 + 2H 2 S Dəmir (II) karbonat həll olunmur, bikarbonat isə suda həll olunur.

Fe 3+Şarj radius nisbəti bu kation alüminium kationuna uyğundur , buna görə də dəmir (III) kation birləşmələrinin xassələri müvafiq alüminium birləşmələrinə oxşardır.

Fe 2 O 3 hematitdir, əsas xüsusiyyətlərin üstünlük təşkil etdiyi amfoter oksiddir. Amfoterlik bərk qələvilər və qələvi metal karbonatları ilə birləşmə ehtimalında özünü göstərir: Fe 2 O 3 + 2NaOH = H 2 O + 2NaFeO 2 - sarı və ya qırmızı, Fe 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2NaFeO 2 + CO 2. Ferratlar (II) su ilə parçalanır, Fe 2 O 3-ü buraxır. nH2O.

Fe3O4- maqnetit, ya qarışıq oksid kimi qəbul edilə bilən qara maddə - FeO. Fe 2 O 3 və ya dəmir kimi (II) oksometaferrat (III): Fe (FeO 2) 2. Turşularla qarşılıqlı əlaqədə olduqda, duzların qarışığı verir: Fe 3 O 4 + 8HCl = FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O.

Fe(OH) 3 və ya FeO(OH) qırmızı-qəhvəyi jelatinli çöküntü, amfoter hidroksiddir. Turşularla qarşılıqlı əlaqəyə əlavə olaraq, isti konsentratlı qələvi məhlulu ilə reaksiya verir və bərk qələvilər və karbonatlar ilə birləşir: Fe (OH) 3 + 3KOH = K 3 .

Duz. Dəmir duzlarının əksəriyyəti həll olunur. Alüminium duzları kimi, onlar da kationda güclü hidrolizə məruz qalırlar, zəif və qeyri-sabit və ya həll olunmayan turşuların anionlarının iştirakı ilə geri dönməz hala gələ bilər: 2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 3CO 2 + 6NaCl. Dəmir (III) xlorid məhlulunu qaynatmaqla hidrolizi də geri dönməz etmək olar, çünki hidrogen xloridin həllolma qabiliyyəti hər qaz kimi qızdırıldıqda azalır və reaksiya sferasını tərk edir: FeCl 3 + 3H 2 O = Fe(OH) 3 + 3HCl (qızdırdıqda).

Bu katyonun oksidləşmə qabiliyyəti çox yüksəkdir, xüsusən Fe 2+ kationına çevrilməsi ilə əlaqədardır: Fe 3+ + ē = Fe 2+ φ o = 0,77v. Nəticəsində:

a) dəmir dəmir duzlarının məhlulları bütün metalları misa qədər oksidləşdirir: 2Fe(NO 3) 3 + Cu = 2Fe(NO 3) 2 + Cu(NO 3) 2,

b) tərkibində asan oksidləşən anionlar olan duzlarla mübadilə reaksiyaları onların oksidləşməsi ilə eyni vaxtda baş verir: 2FeCl 3 + 2KJ = FeCl 2 + J 2 + 2KCl 2FeCl 3 + 3Na 2 S = 2FeS + S + 6NaCl

Digər üçvalent kationlar kimi, dəmir (III) qələvi metal və ya ammonium kationları ilə alum - ikiqat sulfatlar əmələ gətirməyə qadirdir, məsələn: NH 4 Fe (SO 4) 2. 12H2O.

Kompleks əlaqələr. Hər iki dəmir kationı anion kompleksləri, xüsusən də dəmir (III) əmələ gətirir. FeCl 3 + KCl = K, FeCl 3 + Cl 2 = Cl + -. Sonuncu reaksiya elektrofil xlorlama üçün katalizator kimi dəmir (III) xloridinin təsirini əks etdirir. Siyanid kompleksləri maraq doğurur: 6KCN + FeSO 4 = K 4 – kalium heksasiyanoferrat (II), sarı qan duzu. 2K 4 + Cl 2 = 2K 3 + 2KCl – kalium heksasiyanoferrat (III), qırmızı qan duzu. Dəmir kompleksi reagentlərin nisbətindən asılı olaraq mavi çöküntü və ya dəmir duzu ilə məhlul verir. Eyni reaksiya qırmızı qan duzu və hər hansı bir dəmir duzu arasında baş verir. Birinci halda, çöküntü Prussiya mavisi, ikincisində - Turnbull mavisi adlandırıldı. Sonradan məlum oldu ki, məhlullar ən azı eyni tərkibə malikdir: K – kalium dəmiri (II,III) heksasiyanoferrat. Təsvir edilən reaksiyalar məhlulda müvafiq dəmir kationlarının olması üçün keyfiyyətlidir. Dəmir kationunun mövcudluğuna keyfiyyət reaksiyası, kalium tiosiyanat (rodanid) ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda qan-qırmızı rəngin görünüşüdür: 2FeCl 3 + 6KCNS = 6KCl + Fe.

Fe +6. Dəmir üçün oksidləşmə vəziyyəti +6 qeyri-sabitdir. Yalnız pH>7-9-da mövcud olan, lakin güclü oksidləşdirici maddə olan FeO 4 2-anionunu əldə etmək mümkündür.

Fe 2 O 3 + 4KOH + 3KNO 3 = 2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O

Fe (mişar tozu) + H 2 O + KOH + KNO 3 = K 2 FeO 4 + KNO 2 + H 2

2Fe(OH) 3 + 3Cl 2 + 10KOH = 2K 2 FeO 4 + 6KCl + 6H 2 O

Fe 2 O 3 + KClO 3 + 4KOH = 2K 2 FeO 4 + KCl + 2H 2 O

4K 2 FeO 4 + 6H 2 O = 4FeO(OH)↓ + 8KOH + 3O 2

4BaFeO 4 (isitmə) = 4BaO + 2Fe 2 O 3 + 3O 2

2K 2 FeO 4 + 2CrCl 3 + 2HCl = FeCl 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O

Sənayedə dəmir əldə etmək:

A) domen prosesi: Fe 2 O 3 + C = 2FeO + CO

FeO + C = Fe + CO

FeO + CO = Fe + CO 2

B) alüminotermiya: Fe 2 O 3 + Al = Al 2 O 3 + Fe

XROM – atom nömrəsi 24, nisbi atom kütləsi 51,996 olan element. 3d elementlər ailəsinə aiddir, 3d 5 4s 1 elektron konfiqurasiyasına malikdir və dövri cədvəldə ikinci dərəcəli alt qrup olan IV dövrdə, VI qrupdadır. Mümkün oksidləşmə halları: +1, +2, +3, +4, +5, +6. Bunlardan ən sabiti +2, +3, +6 və +3 minimum enerjiyə malikdir.

Fiziki xassələrinə görə, xrom bozumtul-ağ, parlaq, ərimə temperaturu 1890 o C olan bərk metaldır. Onun kristal qəfəsinin möhkəmliyi, qismən kovalent əlaqə qura bilən beş qoşalaşmamış d-elektronun olması ilə əlaqədardır.

Sadə bir maddənin kimyəvi xassələri.

Aşağı temperaturda xrom bir oksid filminin olması səbəbindən təsirsizdir və su və hava ilə qarşılıqlı təsir göstərmir.

1. 600 o C-dən yuxarı temperaturda oksigenlə qarşılıqlı əlaqəyə girir. Bu zaman xrom (III) oksidi – Cr 2 O 3 – əmələ gəlir.

2. Halojenlərlə qarşılıqlı təsir müxtəlif yollarla baş verir: Cr + 2F 2 = CrF 4 (otaq temperaturunda), 2Cr + 3Cl 2 (Br 2) = 2CrCl 3 (Br 3), Cr + J 2 = CrJ 2 (əhəmiyyətli istiliklə). ). Demək lazımdır ki, xrom (III) yodid mövcud ola bilər və CrJ 3 kristal hidrat şəklində mübadilə reaksiyası ilə əldə edilir. 9H 2 O, lakin onun istilik sabitliyi aşağıdır və qızdırıldıqda CrJ 2 və J 2-ə parçalanır.

3. 120 o C-dən yuxarı temperaturda xrom ərimiş kükürdlə reaksiyaya girərək xrom (II) sulfidini - CrS (qara) verir.

4. 1000 o C-dən yuxarı temperaturda xrom azot və karbonla reaksiyaya girərək stoxiometrik olmayan, kimyəvi cəhətdən inert birləşmələr verir. Onların arasında sərtliyə görə almaza yaxın olan CrC-nin təxmini tərkibinə malik karbidi qeyd edə bilərik.

5. Xrom hidrogenlə reaksiya vermir.

6. Su buxarı ilə reaksiya aşağıdakı kimidir: 2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2

7. Oksidləşdirici olmayan turşularla reaksiya olduqca asanlıqla baş verir, nəticədə yalnız hava olmadıqda və ya hidrogen atmosferində dayanıqlı olan göy mavi rəngli aqua kompleks 2+ əmələ gəlir. Oksigenin iştirakı ilə reaksiya fərqli şəkildə gedir: 4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O. Oksigenlə doymuş turşular səthdə güclü oksid filminin əmələ gəlməsi səbəbindən xromu hətta passivləşdirir.

8. Oksidləşdirici turşular: istənilən konsentrasiyada azot turşusu, konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu və perklor turşusu xromu passivləşdirir ki, səthi bu turşularla müalicə etdikdən sonra o, artıq digər turşularla reaksiyaya girməsin. Qızdırıldıqda passivasiya aradan qaldırılır. Bu, xrom (III) duzlarını və kükürd və ya azot dioksidlərini (perklor turşusundan xlorid) istehsal edir. Xromun fosfor turşusu ilə reaksiyası zamanı duz filminin əmələ gəlməsi ilə əlaqədar passivasiya baş verir.

9. Xrom qələvi ilə birbaşa reaksiya vermir, lakin oksidləşdirici maddələrin əlavə edilməsi ilə qələvi ərimələrlə reaksiya verir: 2Cr + 2Na 2 CO 3 (l) + 3O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2

10. Xrom duz məhlulları ilə reaksiyaya girərək, az aktiv metalları (gərginlik seriyasında ondan sağda olanları) duzun tərkibindən çıxarmağa qadirdir. Xromun özü Cr 2+ katyonuna çevrilir.

Alüminium ilk dəfə yalnız 19-cu əsrin əvvəllərində istehsal edilmişdir. Bunu fizik Hans Oersted etdi. Təcrübəsini kalium amalgam, alüminium xlorid və.

Yeri gəlmişkən, bu gümüşü materialın adı latınca "alum" sözündən gəlir, çünki bu element onlardan çıxarılır.

Alum

Alum, tərkibində sulfat turşusu duzlarını birləşdirən təbii metal əsaslı mineraldır.

Əvvəllər qiymətli metal hesab olunurdu və qızıldan daha baha qiymətə idi. Bu, metalın çirklərdən ayrılmasının olduqca çətin olması ilə izah edildi. Beləliklə, yalnız zəngin və nüfuzlu insanlar alüminium zinət əşyalarını ala bilərdilər.

Yapon alüminium dekorasiyası

Lakin 1886-cı ildə Çarlz Holl alüminiumun sənaye miqyasında çıxarılması üsulunu təklif etdi ki, bu da bu metalın maya dəyərini kəskin şəkildə azaltdı və onu metallurgiya istehsalında istifadə etməyə imkan verdi. Sənaye üsulu alüminium oksidin həll edildiyi ərimiş kriolitin elektrolizindən ibarət idi.

Alüminium çox məşhur bir metaldır, çünki insanların gündəlik həyatda istifadə etdiyi bir çox şey ondan hazırlanır.

Alüminiumun tətbiqi

Alüminium elastikliyinə və yüngülliyinə, həmçinin korroziyaya davamlılığına görə müasir sənayedə qiymətli metaldır. Alüminiumdan təkcə mətbəx əşyaları hazırlanmır, o, avtomobil və təyyarə tikintisində geniş istifadə olunur.

Alüminium həm də ən ucuz və qənaətcil materiallardan biridir, çünki konservlər kimi arzuolunmaz alüminium əşyaları əridərək sonsuz istifadə edilə bilər.

Alüminium qutular

Alüminium metal təhlükəsizdir, lakin onun birləşmələri insanlar və heyvanlar üçün zəhərli ola bilər (xüsusilə alüminium xlorid, asetat və sulfat).

Alüminiumun fiziki xassələri

Alüminium, əksər metallarla, xüsusən mis və silikonla ərintilər yarada bilən kifayət qədər yüngül, gümüşü rəngli bir metaldır. Həm də çox plastikdir, asanlıqla nazik bir boşqaba və ya folqa çevrilə bilər. Alüminiumun ərimə nöqtəsi = 660 ° C, qaynama nöqtəsi isə 2470 ° C-dir.

Alüminiumun kimyəvi xassələri

Otaq temperaturunda metal, korroziyadan qoruyan davamlı alüminium oksid Al₂O₃ ilə örtülmüşdür.

Alüminium, onu qoruyan oksid filmi səbəbindən oksidləşdirici maddələrlə praktiki olaraq reaksiya vermir. Bununla belə, asanlıqla məhv edilə bilər ki, metal aktiv bərpaedici xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Alüminium oksid filmi qələvilərin, turşuların məhlulu və ya əriməsi və ya civə xloridinin köməyi ilə məhv edilə bilər.

Azaldıcı xüsusiyyətlərinə görə alüminium sənayedə digər metalların istehsalı üçün tətbiq tapdı. Bu proses alüminotermiya adlanır. Alüminiumun bu xüsusiyyəti onun digər metalların oksidləri ilə qarşılıqlı təsiridir.

Dəmir (III) oksidi ilə əlaqəli alüminotermik reaksiya

Məsələn, xrom oksidi ilə reaksiyaya nəzər salın:

Cr₂O₃ + Al = Al₂O₃ + Cr.

Alüminium sadə maddələrlə yaxşı reaksiya verir. Məsələn, halogenlərlə (flüor istisna olmaqla) alüminium alüminium yodid, xlorid və ya bromid əmələ gətirə bilər:

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

Digər qeyri-metallarla, məsələn, flüor, kükürd, azot, karbon və s. alüminium yalnız qızdırıldıqda reaksiya verə bilər.

Gümüş metal də mürəkkəb kimyəvi maddələrlə reaksiya verir. Məsələn, qələvilərlə aluminatlar, yəni kağız və toxuculuq sənayesində fəal istifadə olunan mürəkkəb birləşmələr əmələ gətirir. Üstəlik, alüminium hidroksid kimi reaksiya verir

Al(OH)₃ + NaOH = Na),

və metal alüminium və ya alüminium oksidi:

2Al + 2NaOH + 6Н₂О = 2Na + ЗН₂.

Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na

Alüminium alovlanmadan aqressiv turşularla (məsələn, kükürd və xlorid turşuları) kifayət qədər sakit reaksiya verir.

Bir metal parçasını hidroklor turşusuna batırsanız, reaksiya yavaş olacaq - oksid filmi əvvəlcə əriyəcək - lakin sonra sürətlənəcək. Alüminium civəni iki dəqiqə buraxmaq üçün hidroklor turşusunda həll edilir və sonra yaxşıca yuyun. Nəticə civə və alüminium ərintisi olan amalgamdır:

3HgCI₂ + 2Al = 2AlCI₃ + 3Hg

Üstəlik, metal səthə yapışmır. İndi təmizlənmiş metalı suya batıraraq, hidrogenin sərbəst buraxılması və alüminium hidroksidinin əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunan yavaş bir reaksiya müşahidə edə bilərsiniz:

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂.

Alüminium - ətraf mühitin təsiri altında metalın məhv edilməsi.

Al 3+ +3e → Al reaksiyası üçün alüminiumun standart elektrod potensialı -1,66 V-dir.

Alüminiumun ərimə nöqtəsi 660 ° C-dir.

Alüminiumun sıxlığı 2,6989 q/sm 3 (normal şəraitdə) təşkil edir.

Alüminium aktiv metal olsa da, kifayət qədər yaxşı korroziya xüsusiyyətlərinə malikdir. Bu, bir çox aqressiv mühitlərdə passivləşmə qabiliyyəti ilə izah edilə bilər.

Alüminiumun korroziyaya davamlılığı bir çox amillərdən asılıdır: metalın təmizliyi, korroziyalı mühit, ətraf mühitdə aqressiv çirklərin konsentrasiyası, temperatur və s. Məhlulların pH-ı güclü təsir göstərir. Alüminium oksidi yalnız 3-dən 9-a qədər pH aralığında metal səthində əmələ gəlir!

Al-ın korroziyaya davamlılığı onun saflığından çox təsirlənir. Kimyəvi qurğuların və avadanlıqların istehsalı üçün yalnız yüksək təmizlikli metal (çirkləri olmayan), məsələn, AB1 və AB2 alüminium istifadə olunur.

Alüminiumun korroziyası yalnız metalın səthində qoruyucu oksid filminin meydana gəldiyi mühitlərdə müşahidə edilmir.

Qızdırıldıqda alüminium bəzi qeyri-metallarla reaksiya verə bilər:

2Al + N 2 → 2AlN – alüminium və azotun alüminium nitridin əmələ gəlməsi ilə qarşılıqlı təsiri;

4Al + 3C → Al 4 C 3 – alüminiumun karbonla reaksiyası alüminium karbid əmələ gətirir;

2Al + 3S → Al 2 S 3 – alüminium və kükürdün alüminium sulfid əmələ gəlməsi ilə qarşılıqlı təsiri.

Alüminiumun havada korroziyası (alüminiumun atmosfer korroziyası)

Alüminium hava ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda passiv olur. Təmiz metal hava ilə təmasda olduqda, alüminium səthində dərhal alüminium oksiddən ibarət nazik bir qoruyucu film meydana gəlir. Bundan əlavə, film böyüməsi yavaşlayır. Alüminium oksidin formulu Al 2 O 3 və ya Al 2 O 3 H 2 O-dur.

Alüminiumun oksigenlə reaksiyası:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3.

Bu oksid filminin qalınlığı 5 ilə 100 nm arasında dəyişir (iş şəraitindən asılı olaraq). Alüminium oksid səthə yaxşı yapışır və oksid filmlərinin davamlılığı şərtini təmin edir. Anbarda saxlandıqda, metal səthində alüminium oksidin qalınlığı təxminən 0,01 - 0,02 mikron təşkil edir. Quru oksigenlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda – 0,02 – 0,04 mikron. Alüminiumun istilik müalicəsi zamanı oksid filminin qalınlığı 0,1 mikrona çata bilər.

Alüminium həm təmiz kənd havasında, həm də sənaye atmosferində (tərkibində kükürd buxarı, hidrogen sulfid, ammonyak qazı, quru hidrogen xlorid və s.) kifayət qədər davamlıdır. Çünki kükürd birləşmələri qaz mühitində alüminiumun korroziyasına heç bir təsir göstərmir - turş xam neft emalı zavodlarının və rezin vulkanizasiya cihazlarının istehsalı üçün istifadə olunur.

Alüminiumun suda korroziyası

Təmiz, təzə, distillə edilmiş su ilə qarşılıqlı əlaqə zamanı alüminium korroziyası demək olar ki, müşahidə edilmir. Temperaturun 180 °C-ə yüksəldilməsi heç bir xüsusi effekt vermir. İsti su buxarının da alüminium korroziyasına təsiri yoxdur. Suya bir az qələvi əlavə etsəniz, hətta otaq temperaturunda belə bir mühitdə alüminiumun korroziya dərəcəsi bir qədər artacaq.

Saf alüminiumun (oksid filmi ilə örtülməmiş) su ilə qarşılıqlı təsirini reaksiya tənliyi ilə təsvir etmək olar:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2.

Dəniz suyu ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, təmiz alüminium korroziyaya başlayır, çünki... həll edilmiş duzlara həssasdır. Dəniz suyunda alüminiumdan istifadə etmək üçün onun tərkibinə az miqdarda maqnezium və silikon əlavə edilir. Dəniz suyuna məruz qaldıqda alüminium və onun ərintilərinin korroziyaya davamlılığı, əgər metalda mis varsa, əhəmiyyətli dərəcədə azalır.

Alüminiumun turşularda korroziyası

Alüminiumun saflığı artdıqca turşulara qarşı müqaviməti də artır.

Kükürd turşusunda alüminiumun korroziyası

Orta konsentrasiyalarda kükürd turşusu (oksidləşdirici xüsusiyyətlərə malikdir) alüminium və onun ərintiləri üçün çox təhlükəlidir. Seyreltilmiş sulfat turşusu ilə reaksiya tənliklə təsvir edilir:

2Al + 3H 2 SO 4 (dil) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Konsentratlı soyuq sulfat turşusunun təsiri yoxdur. Qızdırıldıqda alüminium korroziyaya uğrayır:

2Al + 6H 2 SO 4 (konk) → Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

Bu vəziyyətdə həll olunan bir duz meydana gəlir - alüminium sulfat.

Al 200 °C-ə qədər olan temperaturda oleumda (dumanlı sulfat turşusu) sabitdir. Buna görə xlorsulfon turşusu (HSO 3 Cl) və oleum istehsalı üçün istifadə olunur.

Xlorid turşusunda alüminiumun korroziyası

Alüminium və ya onun ərintiləri xlorid turşusunda tez həll olunur (xüsusilə temperatur yüksəldikdə). Korroziya tənliyi:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2.

Hidrobromik (HBr) və hidrofluorik (HF) turşuların məhlulları eyni şəkildə hərəkət edir.

Azot turşusunda alüminiumun korroziyası

Azot turşusunun konsentratlı məhlulu yüksək oksidləşdirici xüsusiyyətlərə malikdir. Normal temperaturda azot turşusunda olan alüminium son dərəcə davamlıdır (müqavimət 12Х18Н9 paslanmayan poladdan daha yüksəkdir). Hətta birbaşa sintez yolu ilə konsentratlaşdırılmış azot turşusu istehsal etmək üçün istifadə olunur.

Qızdırıldıqda, alüminiumun azot turşusunda korroziyası reaksiyaya uyğun olaraq davam edir:

Al + 6HNO 3 (konc) → Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Sirkə turşusunda alüminiumun korroziyası

Alüminium istənilən konsentrasiyanın sirkə turşusuna kifayət qədər davamlıdır, ancaq temperatur 65 °C-dən çox olmadıqda. Formaldehid və sirkə turşusu istehsal etmək üçün istifadə olunur. Daha yüksək temperaturda alüminium həll olunur (98 - 99,8% turşu konsentrasiyası istisna olmaqla).

Alüminium otaq temperaturunda xrom (10% -ə qədər), fosfor (1% -ə qədər) turşularının bromik və zəif məhlullarında sabitdir.

Sitrik, butirik, alma, tartarik, propion turşuları, şərab, meyvə şirələri alüminium və onun ərintilərinə zəif təsir göstərir.

Oksalik, qarışqa və üzvi xlor turşuları metalı məhv edir.

Alüminiumun korroziyaya davamlılığına buxar və maye civə böyük təsir göstərir. Qısa təmasdan sonra metal və onun ərintiləri intensiv şəkildə korroziyaya uğrayaraq amalgamlar əmələ gətirir.

Alüminiumun qələvilərdə korroziyası

Qələvilər alüminiumun səthindəki qoruyucu oksid filmini asanlıqla həll edir, su ilə reaksiya verməyə başlayır, bunun nəticəsində metal hidrogenin ayrılması ilə həll olunur (hidrogen depolarizasiyası ilə alüminium korroziyası).

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2;

2(NaOHH 2 O) + 2Al → 2NaAlO 2 + 3H 2.

Aluminatlar əmələ gəlir.

Həmçinin, oksid filmi civə, mis və xlor ionları tərəfindən məhv edilir.

Planetdə ən çox yayılmış elementlərdən biri alüminiumdur. Alüminiumun fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri sənayedə istifadə olunur. Bu metal haqqında bilmək lazım olan hər şeyi məqaləmizdə tapa bilərsiniz.

Atom quruluşu

Alüminium dövri cədvəlin 13-cü elementidir. Üçüncü dövrdə, III qrupda, əsas alt qrupdadır.

Alüminiumun xüsusiyyətləri və istifadəsi onun elektron quruluşu ilə bağlıdır. Alüminium atomu müsbət yüklü nüvəyə (+13) və üç enerji səviyyəsində yerləşən 13 mənfi yüklü elektrona malikdir. Atomun elektron konfiqurasiyası 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1-dir.

Xarici enerji səviyyəsi III sabit valentliyini təyin edən üç elektrondan ibarətdir. Maddələrlə reaksiyalarda alüminium həyəcanlı vəziyyətə keçir və kovalent bağlar meydana gətirərək hər üç elektrondan imtina edə bilir. Digər aktiv metallar kimi, alüminium da güclü reduksiyaedicidir.

düyü. 1. Alüminium atomunun quruluşu.

Alüminium amfoter oksidlər və hidroksidlər əmələ gətirən amfoter metaldır. Şərtlərdən asılı olaraq birləşmələr turşu və ya əsas xüsusiyyətlər nümayiş etdirir.

Fiziki təsvir

Alüminium var:

• yüngüllük (sıxlıq 2,7 q/sm 3);
• gümüşü-boz rəng;
• yüksək elektrik keçiriciliyi;
• elastiklik;
• plastiklik;
• ərimə nöqtəsi - 658 ° C;
• qaynama nöqtəsi - 2518,8 ° C.

Kalay qablar, folqa, məftil və ərintilər metaldan hazırlanır. Alüminium mikrosxemlərin, güzgülərin və kompozit materialların istehsalında istifadə olunur.

düyü. 2. Qalay qablar.

Alüminium paramaqnitdir. Metal yalnız bir maqnit sahəsinin mövcudluğunda bir maqnit cəlb edir.

Kimyəvi xassələri

Havada alüminium tez oksidləşərək oksid filmi ilə örtülür. Metalı korroziyadan qoruyur, həmçinin konsentratlı turşularla (azot, kükürd) qarşılıqlı təsirə mane olur. Buna görə də turşular alüminium qablarda saxlanılır və daşınır.

Normal şəraitdə alüminium ilə reaksiyalar yalnız oksid filmi çıxarıldıqdan sonra mümkündür. Əksər reaksiyalar yüksək temperaturda baş verir.

Elementin əsas kimyəvi xüsusiyyətləri cədvəldə təsvir edilmişdir.

Reaksiya	Təsvir	tənlik
Oksigenlə	Yüksək temperaturda yanır, istilik buraxır	4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
Qeyri-metal ilə	200°C-dən yuxarı temperaturda kükürdlə, 500°C-də fosforla, 800°C-də azotla, 2000°C-də karbonla reaksiya verir.	2Al + 3S → Al 2 S 3 ; Al + P → AlP; 2Al + N 2 → 2AlN; 4Al + 3C → Al 4 C 3
Halojenlərlə	Normal şəraitdə, yodla reaksiya verir - katalizatorun (su) iştirakı ilə qızdırıldığında	2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3 ; 2Al + 3I 2 → 2AlI 3 ; 2Al + 3Br 2 → 2AlBr 3
Turşularla	Normal şəraitdə seyreltilmiş turşularla, qızdırıldıqda konsentratlı turşularla reaksiya verir	2Al + 3H 2 SO 4 (sulandırılmış) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2; Al + 6HNO 3 (konk.) → Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
Qələvilərlə	Qələvilərin sulu məhlulları ilə və birləşmə ilə reaksiya verir	2Al + 2NaOH + 10H 2 O → 2Na + 3H 2; 2Al + 6KOH → 2KAlO 2 + 2K 2 O + 3H 2
Oksidlərlə	Daha az aktiv metalları sıxışdırır	2Al + Fe 2 O 3 → 2Fe + Al 2 O 3

Alüminium hidrogenlə birbaşa reaksiya vermir. Oksid filmi çıxarıldıqdan sonra su ilə reaksiya mümkündür.

düyü. 3. Alüminiumun su ilə reaksiyası.

Biz nə öyrəndik?

Alüminium sabit valentliyə malik amfoter aktiv metaldır. Aşağı sıxlığa, yüksək elektrik keçiriciliyinə və plastikliyə malikdir. Yalnız bir maqnit sahəsinin mövcudluğunda bir maqnit tərəfindən cəlb edilir. Alüminium oksigenlə reaksiya verir, su, konsentratlaşdırılmış azot və sulfat turşuları ilə reaksiyaların qarşısını alan qoruyucu bir film meydana gətirir. Qızdırıldıqda, qeyri-metallar və konsentratlı turşularla, normal şəraitdə isə - halogenlər və seyreltilmiş turşularla qarşılıqlı təsir göstərir. Oksidlərdə daha az aktiv metalları sıxışdırır. Hidrogenlə reaksiya vermir.

Mövzu üzrə test

Hesabatın qiymətləndirilməsi

Orta reytinq: 4.3. Alınan ümumi reytinqlər: 73.

TƏrif

Alüminium– IIIA qrupunun 3-cü dövrünün kimyəvi elementi. Seriya nömrəsi – 13. Metal. Alüminium p-ailəsinin elementlərinə aiddir. Simvol – Al.

Atom kütləsi - 27 amu. Xarici enerji səviyyəsinin elektron konfiqurasiyası 3s 2 3p 1-dir. Alüminium birləşmələrində "+3" oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir.

Alüminiumun kimyəvi xassələri

Alüminium reaksiyalarda azaldıcı xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Havaya məruz qaldıqda onun səthində oksid filmi əmələ gəldiyi üçün digər maddələrlə qarşılıqlı təsirə davamlıdır. Məsələn, alüminium suda, qatılaşdırılmış azot turşusunda və kalium dikromatın məhlulunda passivləşdirilir. Bununla belə, oksid filmini səthindən çıxardıqdan sonra sadə maddələrlə qarşılıqlı əlaqə qura bilir. Əksər reaksiyalar qızdırıldıqda baş verir:

2Al tozu +3/2O 2 = Al 2 O 3;

2Al + 3F 2 = 2AlF 3 (t);

2Al tozu + 3Hal 2 = 2AlHal 3 (t = 25C);

2Al + N 2 = 2AlN (t);

2Al +3S = Al 2 S 3 (t);

4Al + 3C qrafit = Al 4 C 3 (t);

4Al + P 4 = 4AlP (t, H 2 atmosferində).

Həmçinin, oksid filmini səthindən çıxardıqdan sonra alüminium hidroksid əmələ gətirmək üçün su ilə qarşılıqlı əlaqə qura bilir:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2.

Alüminium amfoter xüsusiyyətlərə malikdir, buna görə turşuların və qələvilərin seyreltilmiş məhlullarında həll oluna bilir:

2Al + 3H 2 SO 4 (seyreltilmiş) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2;

2Al + 6HCl seyreltilmiş = 2AlCl 3 + 3 H 2;

8Al + 30HNO 3 (seyreltilmiş) = 8Al(NO 3) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O;

2Al +2NaOH +3H 2 O = 2Na + 3H 2;

2Al + 2(NaOH×H 2 O) = 2NaAlO 2 + 3 H 2.

Aluminotermiya, bu metalların alüminiumla reduksiyasına əsaslanan oksidlərindən metalların alınması üsuludur:

8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe;

2Al + Cr 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2Cr.

Alüminiumun fiziki xassələri

Alüminium gümüşü-ağ rəngdir. Alüminiumun əsas fiziki xüsusiyyətləri yüngüllük, yüksək istilik və elektrik keçiriciliyidir. Sərbəst vəziyyətdə, havaya məruz qaldıqda, alüminium Al 2 O 3 oksidinin davamlı bir filmi ilə örtülmüşdür ki, bu da onu konsentratlı turşuların təsirinə davamlı edir. Ərimə temperaturu – 660,37C, qaynama temperaturu – 2500C.

Alüminium istehsalı və istifadəsi

Alüminium bu elementin ərimiş oksidinin elektrolizindən əldə edilir:

2Al 2 O 3 = 4Al + 3O 2

Bununla belə, məhsulun aşağı məhsuldarlığı səbəbindən Na 3 və Al 2 O 3 qarışığının elektrolizi ilə alüminium istehsal üsulu daha çox istifadə olunur. Reaksiya 960C-yə qədər qızdırıldıqda və katalizatorların - ftoridlərin (AlF 3, CaF 2 və s.) iştirakı ilə baş verir, alüminiumun ayrılması katodda, oksigen isə anodda ayrılır.

Alüminium sənayedə geniş tətbiq tapdı; alüminium əsaslı ərintilər təyyarə və gəmiqayırmada əsas struktur materialdır.

Problemin həlli nümunələri

NÜMUNƏ 1

Məşq edin	Alüminium sulfat turşusu ilə reaksiya verdikdə kütləsi 3,42 q olan alüminium sulfat əmələ gəldi.Reaksiyaya girən alüminium maddənin kütləsini və miqdarını təyin edin.
Həll	Reaksiya tənliyini yazaq: 2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2. D.I.-nin kimyəvi elementlər cədvəlindən istifadə edərək hesablanmış alüminium və alüminium sulfatın molyar kütlələri. Mendeleyev – müvafiq olaraq 27 və 342 q/mol. Sonra əmələ gələn alüminium sulfat maddəsinin miqdarı bərabər olacaq: n(Al 2 (SO 4) 3) = m(Al 2 (SO 4) 3) / M(Al 2 (SO 4) 3); n(Al 2 (SO 4) 3) = 3,42 / 342 = 0,01 mol. Reaksiya tənliyinə görə n(Al 2 (SO 4) 3): n(Al) = 1:2, buna görə də n(Al) = 2×n(Al 2 (SO 4) 3) = 0,02 mol. Sonra alüminiumun kütləsi bərabər olacaq: m(Al) = n(Al)×M(Al); m(Al) = 0,02×27 = 0,54 q.
Cavab verin	Alüminium maddənin miqdarı 0,02 mol; alüminium kütləsi - 0,54 q.