ALÜMİNİYUM NƏDİR

Yüngül, davamlı, korroziyaya davamlı və funksional - alüminiumu dövrümüzün əsas konstruktiv materialına çevirən keyfiyyətlərin bu birləşməsidir. Alüminium yaşadığımız evlərdə, səyahət etdiyimiz avtomobillərdə, qatarlarda və təyyarələrdə, cib telefonlarında və kompüterlərdə, soyuducu rəflərində və müasir interyerlərdədir. Ancaq 200 il əvvəl bu metal haqqında çox az şey məlum idi.

"Əsrlər boyu qeyri-mümkün görünən, dünən sadəcə cəsarətli bir xəyal olan şey, bu gün real işə, sabah isə nailiyyətə çevrilir."

Sergey Pavloviç Korolev
alim, konstruktor, praktiki astronavtikanın banisi

Alüminium – gümüşü-ağ metal, dövri cədvəlin 13-cü elementi. İnanılmaz, lakin həqiqətdir: alüminium yer qabığının ümumi kütləsinin 8% -dən çoxunu təşkil edən Yer kürəsində ən çox yayılmış metaldır və oksigen və silikondan sonra planetimizdə ən çox yayılmış üçüncü kimyəvi elementdir.

Lakin alüminium yüksək kimyəvi reaktivliyə görə təbiətdə təmiz formada tapılmır. Buna görə biz bu barədə nisbətən yaxınlarda öyrəndik. Alüminium rəsmi olaraq yalnız 1824-cü ildə istehsal edildi və sənaye istehsalına başlamazdan daha yarım əsr keçdi.

Təbiətdə ən çox alüminium tərkibində olur alum. Bunlar sulfat turşusunun iki duzunu birləşdirən minerallardır: biri qələvi metala (litium, natrium, kalium, rubidium və ya sezium), digəri isə dövri cədvəlin üçüncü qrupunun metalına, əsasən alüminiuma əsaslanır.

Alum bu gün də suyun təmizlənməsi, kulinariya, tibb, kosmetologiya, kimya və digər sənaye sahələrində istifadə olunur. Yeri gəlmişkən, alüminium adını Latın dilində alumen adlandırılan alum sayəsində almışdır.

korund

Yaqut, sapfir, zümrüd və akuamarin alüminium minerallarıdır.
İlk ikisi korundaya aiddir - bu kristal şəklində alüminium oksiddir (Al 2 O 3). Təbii şəffaflığa malikdir və gücünə görə almazdan sonra ikinci yerdədir. Gülləkeçirməz şüşələr, təyyarə şüşələri və smartfon ekranları sapfirdən hazırlanır.
Və daha az qiymətli korund minerallarından biri olan zümrüd aşındırıcı material kimi, o cümlədən zımpara yaratmaq üçün istifadə olunur.

Bu gün, demək olar ki, 300 müxtəlif alüminium birləşmələri və mineralları məlumdur - Yer kürəsində əsas süxur əmələ gətirən mineral olan feldispatdan tutmuş yaqut, sapfir və ya zümrüdə qədər, indi o qədər də geniş yayılmayan.

Hans Kristian Oersted(1777–1851) – Danimarka fiziki, Sankt-Peterburq Elmlər Akademiyasının fəxri üzvü (1830). Rudkörbing şəhərində əczaçı ailəsində anadan olub. 1797-ci ildə Kopenhagen Universitetini bitirmiş, 1806-cı ildə professor olmuşdur.

Ancaq alüminium nə qədər geniş yayılmış olsa da, onun kəşfi yalnız elm adamlarının ixtiyarında mürəkkəb maddələri daha sadə maddələrə parçalamağa imkan verən yeni alət olduqda mümkün oldu - elektrik.

1824-cü ildə danimarkalı fizik Hans Kristian Oersted elektroliz prosesindən istifadə edərək alüminium əldə etdi. Kimyəvi reaksiyalarda iştirak edən kalium və civə çirkləri ilə çirklənmişdi, lakin bu, ilk dəfə alüminium istehsal olunurdu.

Elektrolizdən istifadə edərək, bu gün də alüminium istehsal olunur.

Bu gün alüminium istehsalı üçün xammal təbiətdə yayılmış başqa bir alüminium filizidir - boksit. Bu, dəmir, silisium, titan, kükürd, qalium, xrom, vanadium, kalsium, dəmir və maqneziumun karbonat duzlarının oksidlərinin qarışığı ilə alüminium hidroksidinin müxtəlif modifikasiyalarından ibarət olan gilli bir qayadır - dövri cədvəlin demək olar ki, yarısı. Orta hesabla 4-5 ton boksitdən 1 ton alüminium istehsal olunur.

Boksit

Boksiti 1821-ci ildə Fransanın cənubunda geoloq Pierre Berthier kəşf etmişdir. Cins adını tapıldığı Les Baux bölgəsindən almışdır. Dünya boksit ehtiyatlarının təxminən 90% -i tropik və subtropik zonaların ölkələrində - Qvineya, Avstraliya, Vyetnam, Braziliya, Hindistan və Yamaykada cəmləşmişdir.

Boksitdən əldə edilir alüminium oksidi. Bu, ağ toz şəklində olan və alüminium əritmə zavodlarında elektroliz yolu ilə metal əldə edilən Al 2 O 3 alüminium oksididir.

Alüminium istehsalı böyük miqdarda elektrik enerjisi tələb edir. Bir ton metal istehsal etmək üçün təxminən 15 MVt-saat enerji tələb olunur - 100 mənzilli bir bina bütün ay ərzində nə qədər istehlak edir.Ona görə də güclü və bərpa olunan enerji mənbələrinin yaxınlığında alüminium əritmə zavodlarının tikintisi ən məntiqlidir. Ən optimal həll yoludur su elektrik stansiyaları, bütün növ “yaşıl enerji”nin ən güclüsünü təmsil edir.

Alüminiumun xüsusiyyətləri

Alüminium qiymətli xüsusiyyətlərin nadir birləşməsinə malikdir. Bu təbiətdəki ən yüngül metallardan biridir: dəmirdən demək olar ki, üç dəfə yüngüldür, lakin eyni zamanda güclü, son dərəcə çevikdir və korroziyaya məruz qalmır, çünki səthi həmişə nazik, lakin çox davamlı oksidlə örtülmüşdür. film. Maqnit deyil, elektrik cərəyanını yaxşı keçirir və demək olar ki, bütün metallarla ərintilər əmələ gətirir.

Asan

Dəmirdən üç dəfə yüngüldür

Uzunmüddətli

Güc baxımından poladla müqayisə edilə bilər

plastik

Bütün növ mexaniki emal üçün uyğundur

Korroziya yoxdur

İncə oksid filmi korroziyadan qoruyur

Alüminium həm isti, həm də soyuq təzyiqlə asanlıqla işlənir. O, yuvarlana, çəkilə, möhürlənə bilər. Alüminium yanmır, xüsusi rəngləmə tələb etmir və plastikdən fərqli olaraq toksik deyil.

Alüminiumun elastikliyi çox yüksəkdir: qalınlığı cəmi 4 mikron olan təbəqələr və ondan ən incə məftil hazırlana bilər. Ultra nazik alüminium folqa insan saçından üç dəfə nazikdir. Bundan əlavə, digər metal və materiallarla müqayisədə daha qənaətcildir.

Müxtəlif kimyəvi elementlərlə birləşmələr yaratmaq qabiliyyətinin yüksək olması bir çox alüminium ərintilərinin yaranmasına səbəb olmuşdur. Çirklərin hətta kiçik bir hissəsi metalın xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirir və onun tətbiqi üçün yeni sahələr açır. Məsələn, alüminiumun silikon və maqnezium ilə birləşməsinə gündəlik həyatda sözün əsl mənasında yolda - yüngül lehimli disklər, mühərriklər, şassi elementləri və müasir avtomobilin digər hissələri şəklində rast gəlmək olar. Alüminium ərintisinə sink əlavə etsəniz, bəlkə də indi onu əlinizdə saxlayırsınız, çünki bu ərinti mobil telefonlar və planşetlər üçün korpusların istehsalında istifadə olunur. Bu arada elm adamları yeni alüminium ərintiləri icad etməyə davam edirlər.
Alüminium ehtiyatları
Sənayenin mövcud olduğu müddətdə istehsal olunan alüminiumun təxminən 75% -i bu gün də istifadə olunur.

Bu məqalədə istifadə olunan foto materiallar © Shutterstock və © Rusal.

Metallar emal üçün ən əlverişli materiallardan biridir. Onların da öz liderləri var. Məsələn, alüminiumun əsas xüsusiyyətləri insanlara çoxdan məlumdur. Onlar gündəlik istifadə üçün o qədər uyğundur ki, bu metal çox populyarlaşdı. Həm sadə maddə, həm də atom nədir, bu məqalədə nəzərdən keçirəcəyik.

Alüminiumun kəşf tarixi

Uzun müddətdir ki, insan sözügedən metalın birləşməsini bilirdi - o, qarışığın komponentlərini bir-birinə bağlaya bilən bir vasitə kimi istifadə olunurdu; bu, dəri məmulatlarının istehsalında da lazım idi. Alüminium oksidinin saf formada mövcudluğu 18-ci əsrdə, onun ikinci yarısında məlum oldu. Lakin alınmadı.

Alim H. K. Ørsted ilk dəfə metalı xloridindən təcrid etmişdir. Məhz o, duzu kalium amalqamı ilə müalicə etdi və qarışıqdan təmiz formada alüminium olan boz tozu ayırdı.

Sonra məlum oldu ki, alüminiumun kimyəvi xassələri onun yüksək aktivliyində və güclü reduksiya qabiliyyətində özünü göstərir. Buna görə də uzun müddət onunla başqa heç kim işləmirdi.

Lakin 1854-cü ildə fransız Devil ərimənin elektrolizi yolu ilə metal külçələr əldə edə bildi. Bu üsul bu gün də aktualdır. Xüsusilə qiymətli materialın kütləvi istehsalı 20-ci əsrdə, müəssisələrdə böyük miqdarda elektrik enerjisi istehsal etmək problemlərinin həll edildiyi zaman başladı.

Bu gün bu metal ən populyarlardan biridir və tikinti və məişət sənayesində istifadə olunur.

Alüminium atomunun ümumi xüsusiyyətləri

Sözügedən elementi dövri cədvəldəki mövqeyi ilə xarakterizə etsək, bir neçə nöqtəni ayırd etmək olar.

1. Seriya nömrəsi - 13.
2. Üçüncü kiçik dövrdə, üçüncü qrup, əsas alt qrupda yerləşir.
3. Atom kütləsi - 26,98.
4. Valentlik elektronlarının sayı 3-dür.
5. Xarici təbəqənin konfiqurasiyası 3s 2 3p 1 düsturu ilə ifadə edilir.
6. Elementin adı alüminiumdur.
7. şiddətlə ifadə etmişdir.
8. Təbiətdə izotopları yoxdur, yalnız bir formada mövcuddur, kütlə sayı 27-dir.
9. Kimyəvi simvolu AL-dir, düsturlarda "alüminium" kimi oxunur.
10. Oksidləşmə vəziyyəti birdir, +3-ə bərabərdir.

Alüminiumun kimyəvi xassələri onun atomunun elektron quruluşu ilə tam təsdiqlənir, çünki böyük atom radiusuna və aşağı elektron yaxınlığına malik olmaqla, bütün aktiv metallar kimi güclü reduksiyaedici kimi fəaliyyət göstərməyə qadirdir.

Alüminium sadə bir maddə kimi: fiziki xüsusiyyətlər

Alüminiumdan sadə bir maddə kimi danışırıqsa, o, gümüşü-ağ parlaq metaldır. Havada tez oksidləşir və sıx bir oksid filmi ilə örtülür. Eyni şey konsentratlı turşulara məruz qaldıqda baş verir.

Belə bir xüsusiyyətin olması bu metaldan hazırlanmış məhsulları korroziyaya davamlı edir, bu da təbii olaraq insanlar üçün çox əlverişlidir. Buna görə alüminium tikintidə çox geniş istifadə olunur. Onlar həm də maraqlıdır, çünki bu metal çox yüngül, lakin davamlı və yumşaqdır. Belə xüsusiyyətlərin birləşməsi hər bir maddə üçün mövcud deyil.

Alüminium üçün xarakterik olan bir neçə əsas fiziki xüsusiyyət var.

1. Yüksək dərəcədə elastiklik və çeviklik. Bu metaldan yüngül, möhkəm və çox nazik folqa hazırlanır və o, məftil də yuvarlanır.
2. Ərimə nöqtəsi - 660 0 C.
3. Qaynama nöqtəsi - 2450 0 C.
4. Sıxlıq - 2,7 q/sm3.
5. Kristal qəfəs həcmli üz mərkəzli, metaldır.
6. Bağlantı növü - metal.

Alüminiumun fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri onun tətbiqi və istifadə sahələrini müəyyənləşdirir. Əgər gündəlik aspektlərdən danışırıqsa, onda yuxarıda bəhs etdiyimiz xüsusiyyətlər böyük rol oynayır. Yüngül, davamlı və korroziyaya qarşı metal kimi alüminium təyyarə və gəmiqayırmada istifadə olunur. Buna görə də bu xüsusiyyətləri bilmək çox vacibdir.

Alüminiumun kimyəvi xassələri

Kimyəvi nöqteyi-nəzərdən sözügedən metal təmiz maddə olmaqla yanaşı, yüksək kimyəvi aktivlik nümayiş etdirə bilən güclü reduksiyaedicidir. Əsas odur ki, oksid filmini çıxarın. Bu vəziyyətdə aktivlik kəskin şəkildə artır.

Alüminiumun sadə bir maddə kimi kimyəvi xassələri onun aşağıdakılarla reaksiya vermə qabiliyyəti ilə müəyyən edilir:

• turşular;
• qələvilər;
• halogenlər;
• kükürd.

Normal şəraitdə su ilə qarşılıqlı təsir göstərmir. Bu halda, halogenlərdən, qızdırılmadan, yalnız yodla reaksiya verir. Digər reaksiyalar temperatur tələb edir.

Alüminiumun kimyəvi xassələrini göstərmək üçün misallar verilə bilər. Qarşılıqlı reaksiyaların tənlikləri:

• turşular- AL + HCL = AlCL 3 + H 2;
• qələvilər- 2Al + 6H 2 O + 2NaOH = Na + 3H 2;
• halogenlər- AL + Hal = ALHal 3 ;
• Boz- 2AL + 3S = AL 2 S 3.

Ümumiyyətlə, sözügedən maddənin ən mühüm xüsusiyyəti onun birləşmələrindən digər elementləri bərpa etmək qabiliyyətinin yüksək olmasıdır.

Regenerativ qabiliyyət

Alüminiumun azaldıcı xüsusiyyətləri digər metalların oksidləri ilə qarşılıqlı təsir reaksiyalarında aydın görünür. Onları maddənin tərkibindən asanlıqla çıxarır və onların sadə formada mövcud olmasına imkan verir. Məsələn: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

Metallurgiyada oxşar reaksiyalara əsaslanan maddələrin istehsalı üçün bütöv bir üsul var. Buna alüminotermiya deyilir. Buna görə kimya sənayesində bu element xüsusi olaraq digər metalların istehsalı üçün istifadə olunur.

Təbiətdə paylanması

Digər metal elementlər arasında yayılma baxımından alüminium birinci yerdədir. Yer qabığında 8,8% təşkil edir. Onu qeyri-metallarla müqayisə etsək, onun yeri oksigen və silikondan sonra üçüncü olacaq.

Yüksək kimyəvi aktivliyə görə təmiz formada deyil, yalnız müxtəlif birləşmələrin bir hissəsi kimi tapılır. Məsələn, tərkibində alüminium olan bir çox filizlər, minerallar və süxurlar məlumdur. Lakin o, yalnız təbiətdə tərkibi çox da yüksək olmayan boksitdən çıxarılır.

Sözügedən metalı ehtiva edən ən çox yayılmış maddələr:

• feldispatlar;
• boksit;
• qranitlər;
• silisium;
• alüminosilikatlar;
• bazaltlar və s.

Kiçik miqdarda alüminium canlı orqanizmlərin hüceyrələrində mütləq olur. Klub mamırlarının bəzi növləri və dəniz sakinləri bu elementi həyatları boyu bədənlərində toplaya bilirlər.

Qəbz

Alüminiumun fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri onu yalnız bir şəkildə əldə etməyə imkan verir: müvafiq oksidin əriməsinin elektrolizi ilə. Lakin bu proses texnoloji cəhətdən mürəkkəbdir. AL 2 O 3-ün ərimə nöqtəsi 2000 0 C-dən yuxarıdır. Bu səbəbdən birbaşa elektrolizə məruz qala bilməz. Buna görə də, aşağıdakı kimi davam edin.

Məhsulun məhsuldarlığı 99,7% təşkil edir. Bununla belə, texniki məqsədlər üçün istifadə olunan daha təmiz metal əldə etmək mümkündür.

Ərizə

Alüminiumun mexaniki xassələri o qədər də yaxşı deyil ki, təmiz formada istifadə olunsun. Buna görə də, bu maddəyə əsaslanan ərintilər ən çox istifadə olunur. Bunların çoxu var, ən əsaslarını sadalaya bilərsiniz.

1. Duralumin.
2. Alüminium-manqan.
3. Alüminium-maqnezium.
4. Alüminium-mis.
5. Siluminlər.
6. Avial.

Onların əsas fərqi, təbii olaraq, üçüncü tərəf əlavələridir. Onların hamısı alüminium əsasında hazırlanmışdır. Digər metallar materialı daha davamlı, korroziyaya davamlı, aşınmaya davamlı və emal üçün asan edir.

Alüminiumun həm təmiz formada, həm də onun birləşmələri (ərintiləri) şəklində bir neçə əsas tətbiq sahəsi var.

Dəmir və onun ərintiləri ilə birlikdə alüminium ən vacib metaldır. İnsan əlində ən geniş sənaye tətbiqini tapmış dövri cədvəlin bu iki nümayəndəsi idi.

Alüminium hidroksidinin xüsusiyyətləri

Hidroksid alüminiumun əmələ gətirdiyi ən çox yayılmış birləşmədir. Onun kimyəvi xassələri metalın özününkləri ilə eynidir - amfoterdir. Bu o deməkdir ki, o, həm turşularla, həm də qələvilərlə reaksiya verən ikili təbiət nümayiş etdirməyə qadirdir.

Alüminium hidroksid özü ağ jelatinli çöküntüdür. Alüminium duzunu qələvi ilə reaksiya verməklə və ya turşularla reaksiya verməklə asanlıqla əldə edilir, bu hidroksid adi uyğun duz və su verir. Əgər reaksiya qələvi ilə baş verirsə, onda alüminiumun hidrokso kompleksləri əmələ gəlir ki, onların koordinasiya nömrəsi 4-dür. Misal: Na - natrium tetrahidroksoalüminat.

Alüminium ilk dəfə Fridrix Wöhler tərəfindən təmiz formada təcrid edilmişdir. Alman kimyaçısı elementin susuz xloridini kalium metalı ilə qızdırdı. Bu, 19-cu əsrin 2-ci yarısında baş verdi. 20-ci əsrə qədər kq alüminium daha baha başa gəlir.

Yeni metalı ancaq varlılar və dövlət sahibləri ala bilərdi. Baha başa gəlməsinin səbəbi alüminiumun digər maddələrdən ayrılmasının çətinliyidir. Elementin sənaye miqyasında çıxarılması üsulu Çarlz Holl tərəfindən təklif edilmişdir.

1886-cı ildə o, oksidi ərimiş kriolitdə həll etdi. Alman qarışığı qranit qaba bağladı və ona elektrik cərəyanı qoşdu. Təmiz metal lövhələr konteynerin dibinə çökdü.

Alüminiumun kimyəvi və fiziki xassələri

Hansı alüminium? Gümüş ağ, parlaq. Buna görə də Fridrix Wöhler əldə etdiyi metal qranulları müqayisə etdi. Ancaq bir xəbərdarlıq var idi: alüminium daha yüngüldür.

Plastiklik qiymətli və yaxındır. Alüminium bir maddədir, asanlıqla nazik məftil və təbəqələrə çəkilir. Yalnız folqa xatırlayın. 13-cü element əsasında hazırlanır.

Alüminium aşağı sıxlığına görə yüngüldür. Dəmirdən üç dəfə azdır. Eyni zamanda, 13-cü element demək olar ki, olduğu qədər güclüdür.

Bu birləşmə gümüş metalı sənayedə, məsələn, avtomobil hissələrinin istehsalında əvəzolunmaz etdi. Söhbət həm də sənətkarlıq istehsalından gedir, çünki alüminium qaynaq hətta evdə mümkündür.

Alüminium formulu işığı, həm də istilik şüalarını aktiv şəkildə əks etdirməyə imkan verir. Elementin elektrik keçiriciliyi də yüksəkdir. Əsas odur ki, onu çox qızdırmayın. 660 dərəcədə əriyəcək. Temperatur bir az yüksəlsə, yanacaq.

Yalnız metal yox olacaq alüminium oksidi. O, həmçinin standart şəraitdə formalaşır, lakin yalnız səth filmi şəklində. Metalı qoruyur. Buna görə də, korroziyaya yaxşı müqavimət göstərir, çünki oksigenə giriş bloklanır.

Oksid filmi həm də metalı sudan qoruyur. Alüminiumun səthindən lövhə çıxarsanız, H 2 O ilə reaksiya başlayacaq.Hidrogen qazlarının sərbəst buraxılması hətta otaq temperaturunda baş verəcəkdir. Belə ki, alüminium qayıq yalnız oksid filmi və gəminin gövdəsinə vurulan qoruyucu boya sayəsində tüstüyə çevrilmir.

Ən aktiv alüminiumun qarşılıqlı təsiri qeyri-metallarla. Brom və xlorla reaksiyalar hətta normal şəraitdə də baş verir. Nəticədə onlar formalaşır alüminium duzları. Hidrogen duzları 13-cü elementi turşu məhlulları ilə birləşdirərək əldə edilir. Reaksiya qələvilərlə də baş verəcək, ancaq oksid filmi çıxarıldıqdan sonra. Təmiz hidrogen buraxılacaq.

Alüminiumun tətbiqi

Güzgülərin üzərinə metal səpilir. Yüksək işıq əks etdirmə dəyərləri faydalıdır. Proses vakuum şəraitində baş verir. Onlar yalnız standart güzgülər deyil, həm də güzgü səthləri olan əşyalar hazırlayırlar. Bunlara daxildir: keramik plitələr, məişət texnikası, lampalar.

Duet alüminium-mis- əsası duralumindir. Sadəcə duralumin deyilir. Keyfiyyət kimi əlavə edin. Kompozisiya təmiz alüminiumdan 7 dəfə güclüdür, buna görə də maşınqayırma və təyyarə tikintisi üçün uyğundur.

Mis 13-cü elementə güc verir, lakin ağırlıq vermir. Dural dəmirdən 3 dəfə yüngül qalır. Kiçik alüminium kütləsi– avtomobillərin, təyyarələrin, gəmilərin yüngüllüyünə zəmanət. Bu, daşınma və istismarı asanlaşdırır, məhsulların qiymətini aşağı salır.

Alüminium al avtomobil istehsalçıları da həvəslidir, çünki onun ərintiləri asanlıqla qoruyucu və dekorativ birləşmələrlə örtülə bilər. Boya polad və plastikdən daha sürətli və bərabər şəkildə tətbiq olunur.

Eyni zamanda, ərintilər elastikdir və emal etmək asandır. Müasir avtomobil modellərində əyilmələrin və dizayn keçidlərinin kütləsi nəzərə alınmaqla bu dəyərlidir.

13-cü elementin boyanması asan deyil, həm də özü boya kimi çıxış edə bilər. Tekstil sənayesində alınıb alüminium sulfat. Həm də həll olunmayan piqmentlərin tələb olunduğu çapda faydalıdır.

Görəsən nə həll sulfat alüminium Onlar həmçinin suyun təmizlənməsi üçün istifadə olunur. "Agentin" iştirakı ilə zərərli çirklər çökür və zərərsizləşdirilir.

13-cü elementi və turşuları neytrallaşdırır. Bu rolda xüsusilə yaxşıdır alüminium hidroksid. Farmakologiyada və tibbdə qiymətləndirilir, onu ürək yanması dərmanlarına əlavə edir.

Hidroksit bağırsaq traktının ülserləri və iltihabi prosesləri üçün də təyin edilir. Beləliklə, dərman apteklərdə də mövcuddur alüminium. Turşu mədədə - bu cür dərmanlar haqqında daha çox öyrənmək üçün bir səbəb.

SSRİ-də 11% alüminium əlavə edilmiş bürünc də zərb olunurdu. İşarələrin nominalları 1, 2 və 5 qəpikdir. 1926-cı ildə istehsalına başladılar və 1957-ci ildə bitirdilər. Amma konservlər üçün alüminium qutuların istehsalı dayanmayıb.

Pişmiş ət, turşu və digər turist səhər yeməyi hələ də 13-cü element əsasında qablarda qablaşdırılır. Belə bankalar qida ilə reaksiya vermir, eyni zamanda yüngül və ucuzdur.

Alüminium tozu pirotexniki vasitələr də daxil olmaqla bir çox partlayıcı qarışıqların bir hissəsidir. Sənayedə trinitrotoluol və əzilmiş element 13 əsasında partlatma mexanizmlərindən istifadə olunur. Alüminiuma ammonium nitrat əlavə etməklə də güclü partlayıcı maddə əldə edilir.

Neft sənayesində bu lazımdır alüminium xlorid. Üzvi maddələrin fraksiyalara parçalanmasında katalizator rolunu oynayır. Neft 13-cü metalın xlorid ilə qarşılıqlı əlaqədə olan benzin tipli qaz, yüngül karbohidrogenləri buraxmaq xüsusiyyətinə malikdir. Reagent susuz olmalıdır. Xlorid əlavə edildikdən sonra qarışıq 280 dərəcə Selsiyə qədər qızdırılır.

Tikintidə tez-tez qarışdırıram natrium Və alüminium. Betona bir əlavə olduğu ortaya çıxdı. Natrium aluminat nəmlənməni sürətləndirərək onun bərkiməsini sürətləndirir.

Mikrokristallaşma sürəti artır, yəni betonun möhkəmliyi və sərtliyi artır. Bundan əlavə, natrium alüminat məhlulda qoyulmuş armaturları korroziyadan xilas edir.

Alüminium mədən

Metal yer üzündə ən çox yayılmış ilk üçlüyü bağlayır. Bu, onun mövcudluğunu və geniş istifadəsini izah edir. Halbuki təbiət ünsürü insana xalis formada vermir. Alüminiumu müxtəlif birləşmələrdən ayırmaq lazımdır. 13-cü element boksitdə ən çox olur. Bunlar əsasən tropik zonada cəmləşmiş gil kimi süxurlardır.

Boksit əzilir, sonra qurudulur, yenidən əzilir və az miqdarda suyun iştirakı ilə üyüdülür. Qalın bir kütlə olduğu ortaya çıxır. Buxarla qızdırılır. Eyni zamanda, boksit də zəif olmayan böyük hissəsi buxarlanır. Qalan 13-cü metalın oksididir.

Sənaye hamamlarında yerləşdirilir. Onların tərkibində artıq ərimiş kriolit var. Temperatur təxminən 950 dərəcə Selsi səviyyəsində saxlanılır. Ən azı 400 kA elektrik cərəyanı da tələb olunur. Yəni, 200 il əvvəl element Çarlz Holl tərəfindən təcrid olunduğu kimi elektrolizdən istifadə edilir.

İsti bir məhluldan keçən cərəyan metal və oksigen arasındakı bağları qırır. Nəticədə hamamın dibi təmiz qalır alüminium. Reaksiyalar bitdi. Çöküntüdən tökərək istehlakçıya göndərməklə və ya ondan müxtəlif ərintilər yaratmaq üçün istifadə etməklə proses tamamlanır.

Əsas alüminium istehsalı boksit yataqları ilə eyni yerdə yerləşir. Ön planda - Qvineya. Onun dərinliklərində 13-cü elementin demək olar ki, 8.000.000 tonu gizlənir. Avstraliya 6.000.000 göstərici ilə 2-ci yerdədir.Braziliyada alüminium artıq 2 dəfə azdır. Qlobal ehtiyatlar 29.000.000 ton olaraq qiymətləndirilir.

Alüminium qiyməti

Bir ton alüminium üçün təxminən 1500 dollar istəyirlər. Bunlar 20 yanvar 2016-cı il tarixinə əlvan metallar birjalarının məlumatlarıdır. Xərclər əsasən sənayeçilər tərəfindən müəyyən edilir. Daha doğrusu, alüminiumun qiymətinə onların xammala olan tələbatı təsir edir. Bu, həm də təchizatçıların tələblərinə və elektrik enerjisinin qiymətinə təsir göstərir, çünki 13-cü elementin istehsalı enerji tutumludur.

Alüminium üçün müxtəlif qiymətlər müəyyən edilir. O, ərimə zavoduna gedir. Qiymət kiloqrama görə elan edilir və çatdırılan materialın xarakteri vacibdir.

Beləliklə, elektrik metalı üçün təxminən 70 rubl verirlər. Qida dərəcəli alüminium üçün 5-10 rubl daha az ala bilərsiniz. Motor metalı üçün də eyni ödəyirlər. Qarışıq çeşidi icarəyə verirsinizsə, onun qiyməti kiloqram üçün 50-55 rubl təşkil edir.

Ən ucuz qırıntı növü alüminium qırıntılarıdır. Bunun üçün yalnız 15-20 rubl əldə edə bilərsiniz. 13-cü element üçün bir az daha çox verəcəklər. Bu, içkilər və konservlər üçün qablara aiddir.

Alüminium radiatorlar da yüksək qiymətləndirilmir. Bir kiloqram qırıntının qiyməti təxminən 30 rubl təşkil edir. Bunlar orta göstəricilərdir. Müxtəlif bölgələrdə və müxtəlif nöqtələrdə alüminium daha bahalı və ya daha ucuz qəbul edilir. Çox vaxt materialların dəyəri çatdırılan həcmdən asılıdır.

Alüminium yüksək elektrik və istilik keçiriciliyinə malik gümüşü-ağ metaldır. (Alüminiumun istilik keçiriciliyi misdən 1,8 dəfə və paslanmayan poladdan 9 dəfə böyükdür.) Aşağı sıxlığa malikdir - dəmir, mis və sinkdən təxminən üç dəfə azdır. Və hələ də çox davamlı bir metaldır.

Bir alüminium atomunun xarici qabığından üç elektron alüminium metalının kristal qəfəsi boyunca delokalizasiya olunur. Bu qəfəs qalay və qızıldan hazırlanmış qəfəsə bənzəyən üz mərkəzli kubik quruluşa malikdir (bax. Bölmə 3.2). Buna görə alüminium yaxşı elastikliyə malikdir.

Kimyəvi xassələri

Alüminium ion və kovalent birləşmələr əmələ gətirir. Yüksək ionlaşma enerjisi ilə xarakterizə olunur (Cədvəl 15.1). İon üçün yükün sıxlığı (yükün radiusa nisbəti) eyni dövrün digər metallarının kationları ilə müqayisədə çox yüksəkdir (bax Cədvəl 15.2).

düyü. 15.2. Nəmlənmiş alüminium ionu.

Cədvəl 15.2. Yükün kationların radiusuna nisbəti

İon yüksək yük sıxlığına malik olduğundan, böyük qütbləşmə gücünə malikdir. Bu, nə üçün təcrid olunmuş ionun susuz alüminium flüorid və alüminium oksidi kimi çox az birləşmələrdə tapıldığını və hətta bu birləşmələrin nəzərəçarpacaq kovalent xarakter göstərdiyini izah edir. Sulu məhlulda ion su molekullarını qütbləşdirir, nəticədə kation nəmləndirir (bax. Şəkil 15.2). Bu nəmləndirmə böyük ekzotermiklik ilə xarakterizə olunur:

Alüminiumun standart redoks potensialı - 1,66 V:

Buna görə də, alüminium elementlərin elektrokimyəvi seriyasında kifayət qədər yüksəkdə yerləşir (bax: Bölmə 10.5). Bu, alüminiumun oksigen və seyreltilmiş mineral turşularla asanlıqla reaksiya verməsini göstərir. Lakin alüminium oksigenlə reaksiyaya girdikdə onun səthində nazik, məsaməli olmayan oksid təbəqəsi əmələ gəlir. Bu təbəqə alüminiumu ətraf mühitlə sonrakı qarşılıqlı təsirdən qoruyur. Oksid təbəqəsi alüminiumun səthindən civə ilə sürtülməklə çıxarıla bilər. Alüminium daha sonra oksigen və kükürd və azot kimi digər qeyri-metallarla birbaşa birləşməyə qadirdir. Oksigenlə qarşılıqlı əlaqə reaksiyaya səbəb olur

Anodizasiya. Alüminium və yüngül alüminium ərintiləri anodizasiya deyilən bir proses vasitəsilə təbii oksid təbəqəsini qalınlaşdırmaqla daha da qorunmaq olar. Bu prosesdə bir alüminium obyekti elektrolit kimi xrom turşusu və ya sulfat turşusunun istifadə edildiyi elektrolitik hüceyrəyə anod kimi yerləşdirilir.

Alüminium isti seyreltilmiş xlorid və sulfat turşuları ilə reaksiyaya girərək hidrogen əmələ gətirir:

Bu reaksiya əvvəlcə oksid qatının olması səbəbindən yavaş gedir. Lakin çıxarıldıqca reaksiya daha da şiddətlənir.

Konsentratlaşdırılmış və seyreltilmiş azot turşusu, həmçinin konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu alüminiumu passivləşdirir. Bu o deməkdir ki, sözügedən turşularla reaksiya vermir. Bu passivlik alüminiumun səthində nazik oksid təbəqəsinin əmələ gəlməsi ilə izah olunur.

Natrium hidroksid və digər qələvilərin məhlulları alüminiumla reaksiyaya girərək tetrahidroksoalüminat (III) ionları və hidrogen əmələ gətirir:

Oksid təbəqəsi səthdən çıxarılarsa, alüminium redoks reaksiyalarında azaldıcı agent kimi çıxış edə bilər (bax: Bölmə 10.2). Elektrokimyəvi silsilədə onun altında yerləşən metalları məhlullarından sıxışdırır. Misal üçün

Alüminiumun azaldılması qabiliyyətinin bariz nümunəsi alüminotermik reaksiyadır. Bu, toz halında olan alüminium ilə reaksiyanın adıdır

oksid Laboratoriya şəraitində, adətən, alovlandırıcı kimi bir maqnezium zolağından istifadə edərək işə salınır. Bu reaksiya çox şiddətlə davam edir və meydana gələn dəmiri əritmək üçün kifayət qədər enerji buraxır:

Alüminotermik reaksiya alüminotermik qaynaq aparmaq üçün istifadə olunur; məsələn, relslər bu şəkildə birləşdirilir.

Alüminium oksidi Alüminium oksidi və ya tez-tez adlandırıldığı kimi alüminium oksidi həm ion, həm də kovalent xüsusiyyətlərə malik olan bir birləşmədir. Ərimə nöqtəsinə malikdir və ərindikdə elektrolitdir. Bu səbəbdən çox vaxt ion birləşmələri hesab olunur. Bununla belə, bərk vəziyyətdə alüminium oksidi çərçivə kristal quruluşuna malikdir.

korund. Alüminium oksidinin susuz formaları təbii şəraitdə korund qrupunun mineralları tərəfindən əmələ gəlir. Korund alüminium oksidin çox sərt kristal formasıdır. Aşındırıcı material kimi istifadə olunur, çünki onun sərtliyi almazdan sonra ikincidir. Böyük və şəffaf, tez-tez rəngli, korund kristalları qiymətli daşlar kimi qiymətləndirilir. Saf korund rəngsizdir, lakin az miqdarda metal oksidi çirklərinin olması qiymətli korundun xarakterik rəngini verir. Məsələn, yaqutun rəngi korundda ionların, sapfirin rəngi isə kobalt ionlarının olması ilə bağlıdır.Ametistin bənövşəyi rəngi tərkibində manqan çirklərinin olması ilə əlaqədardır. Alüminium oksidini müxtəlif metalların oksidləri ilə birləşdirərək, süni qiymətli daşlar əldə etmək olar (həmçinin Cədvəl 14.6 və 14.7-ə baxın).

Alüminium oksidi suda həll olunmur və amfoter xüsusiyyətlərə malikdir, həm seyreltilmiş turşularla, həm də seyreltilmiş qələvilərlə reaksiya verir. Turşularla reaksiya ümumi tənliklə təsvir olunur:

Qələvilərlə reaksiya -ion əmələ gəlməsinə səbəb olur:

Alüminium halidləri. Alüminium halogenidlərində quruluş və kimyəvi birləşmə Bölmədə təsvir edilmişdir. 16.2.

Alüminium xlorid quru xlor və ya quru hidrogen xlorid qızdırılan alüminium üzərindən keçməklə istehsal edilə bilər. Misal üçün

Alüminium flüorid istisna olmaqla, bütün digər alüminium halidləri su ilə hidrolizə olunur:

Bu səbəbdən alüminium halidləri nəmli hava ilə təmasda “tüstülənir”.

Alüminium ionları. Artıq yuxarıda ionun suda nəmləndiyini qeyd etdik. Alüminium duzları suda həll edildikdə aşağıdakı tarazlıq yaranır:

Bu reaksiyada su bir proton qəbul etdiyi üçün əsas rolunu oynayır və hidratlı alüminium ionu bir proton verdiyi üçün turşu rolunu oynayır. Bu səbəbdən alüminium duzları asidik xüsusiyyətlərə malikdir. Əgər daxil

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.