알루미늄이란 무엇입니까?

가볍고 내구성이 뛰어나며 부식에 강하고 기능적입니다. 이러한 품질의 조합이 알루미늄을 우리 시대의 주요 구조 재료로 만들었습니다. 알루미늄은 우리가 살고 있는 집, 우리가 여행하는 자동차, 기차, 비행기, 휴대폰, 컴퓨터, 냉장고 선반 및 현대적인 인테리어에 들어 있습니다. 그러나 200년 전에는 이 금속에 대해 알려진 바가 거의 없었습니다.

"수세기 동안 불가능해 보였던 일, 어제는 단지 대담한 꿈이었던 일이 오늘은 실제 과제가 되고, 내일은 성취가 됩니다."

세르게이 파블로비치 코롤료프
과학자, 디자이너, 실용적인 우주 비행의 창시자

알류미늄 – 은백색 금속, 주기율표의 13번째 원소. 놀랍지만 사실입니다. 알루미늄은 지구상에서 가장 풍부한 금속으로 지각 전체 질량의 8% 이상을 차지하며 산소와 실리콘 다음으로 지구상에서 세 번째로 풍부한 화학 원소입니다.

그러나 알루미늄은 화학적 반응성이 높기 때문에 자연에서 순수한 형태로 발견되지 않습니다. 이것이 우리가 비교적 최근에 그것에 대해 알게 된 이유입니다. 알루미늄은 1824년에야 공식적으로 생산되었으며, 산업 생산이 시작되기까지 반세기가 더 지났습니다.

대부분 자연에서 알루미늄은 구성 요소에서 발견됩니다. 명반. 이들은 황산의 두 가지 염을 결합한 미네랄입니다. 알칼리 금속(리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐 또는 세슘)이고 다른 하나는 주기율표의 세 번째 그룹의 금속, 주로 알루미늄을 기반으로 합니다.

명반은 오늘날에도 정수, 요리, 의학, 미용, 화학 및 기타 산업 분야에서 사용되고 있습니다. 그건 그렇고, 알루미늄은 라틴어로 alumen이라고 불리는 alum 덕분에 그 이름을 얻었습니다.

커런덤

루비, 사파이어, 에메랄드, 아쿠아마린은 알루미늄 광물입니다.
처음 두 개는 커런덤에 속합니다. 이것은 결정질 형태의 산화알루미늄(Al 2 O 3)입니다. 그것은 자연적인 투명성을 가지며 다이아몬드 다음으로 강도가 높습니다. 방탄유리, 비행기 창문, 스마트폰 화면 등도 사파이어를 사용해 만든다.
그리고 덜 가치 있는 커런덤 광물 중 하나인 에머리는 사포를 만드는 등 연마재로 사용됩니다.

오늘날 지구상의 주요 암석 광물인 장석부터 더 이상 흔하지 않은 루비, 사파이어 또는 에메랄드에 이르기까지 거의 300가지에 달하는 다양한 알루미늄 화합물과 광물이 알려져 있습니다.

한스 크리스티안 외르스테드(1777-1851) – 덴마크 물리학자, 상트페테르부르크 과학 아카데미 명예 회원(1830). 약사의 가족으로 Rudkörbing시에서 태어났습니다. 1797년에 코펜하겐 대학교를 졸업하고 1806년에 교수가 되었습니다.

그러나 알루미늄이 아무리 흔하더라도 과학자들이 알루미늄을 분리할 수 있는 새로운 도구를 마음대로 사용할 수 있어야만 그 발견이 가능해졌습니다. 복합 물질간단한 것까지 - 전류 .

그리고 1824년에 덴마크의 물리학자 한스 크리스티안 외르스테드(Hans Christian Oersted)는 전기분해 공정을 사용하여 알루미늄을 얻었습니다. 칼륨과 수은의 불순물로 오염되어 있었습니다. 화학 반응그러나 알루미늄이 생산된 것은 이번이 처음이다.

전기 분해를 사용하여 오늘날에도 알루미늄이 생산됩니다.

오늘날 알루미늄 생산의 원료는 자연에서 흔히 볼 수 있는 또 다른 알루미늄 광석입니다. 보크사이트. 이것은 철, 규소, 티타늄, 황, 갈륨, 크롬, 바나듐, 칼슘, 철 및 마그네슘의 탄산염(주기율표의 거의 절반)의 산화물이 혼합된 수산화알루미늄의 다양한 변형으로 구성된 점토암입니다. 평균적으로 4~5톤의 보크사이트에서 1톤의 알루미늄이 생산됩니다.

보크사이트

보크사이트는 1821년 프랑스 남부에서 지질학자 피에르 베르티에(Pierre Berthier)에 의해 발견되었습니다. 이 품종은 발견된 Les Baux 지역의 이름을 따서 명명되었습니다. 세계 보크사이트 매장량의 약 90%가 기니, 호주, 베트남, 브라질, 인도, 자메이카 등 열대 및 아열대 국가에 집중되어 있습니다.

보크사이트에서 얻습니다. 알루미나. 이것은 산화알루미늄(Al2O3)으로 백색 분말 형태를 갖고 있으며 알루미늄 제련소에서 전기분해를 통해 금속이 생성된다.

알루미늄 생산에는 엄청난 양의 전력이 필요합니다. 1톤의 금속을 생산하려면 약 15MWh의 에너지가 필요합니다. 이는 100개 아파트 건물이 한 달 동안 소비하는 양입니다. 따라서 강력하고 재생 가능한 에너지원 가까이에 알루미늄 제련소를 건설하는 것이 가장 합리적입니다. 가장 최적의 솔루션은 수력 발전소, 모든 유형의 "그린 에너지" 중에서 가장 강력한 것을 나타냅니다.

알루미늄의 성질

알루미늄은 귀중한 특성이 드물게 조합되어 있습니다. 이것은 자연에서 가장 가벼운 금속 중 하나입니다. 철보다 거의 3배 가볍지만 동시에 표면이 항상 얇지만 매우 내구성이 뛰어난 산화물로 덮여 있기 때문에 강하고 연성이 높으며 부식되지 않습니다. 영화. 자성을 띠지 않고 전기를 잘 전도하며 거의 모든 금속과 합금을 형성합니다.

쉬운

철보다 3배 가벼움

일종의 튼튼한 나사

강철과 강도가 비슷함

플라스틱

모든 유형의 기계 가공에 적합

부식 없음

얇은 산화막으로 부식 방지

알루미늄은 뜨겁고 차가운 압력에 의해 쉽게 가공됩니다. 롤링, 드로잉, 스탬핑이 가능합니다. 알루미늄은 타지 않으며, 특수 도장이 필요하지 않으며, 플라스틱과 달리 무독성입니다.

알루미늄의 전성은 매우 높습니다. 두께가 4미크론에 불과한 시트와 가장 얇은 와이어를 만들 수 있습니다. 초박형 알루미늄 호일은 3배 더 얇습니다. 인간의 머리카락. 또한, 다른 금속 및 소재에 비해 경제적입니다.

다양한 화합물을 형성하는 높은 능력 화학 원소많은 알루미늄 합금이 탄생했습니다. 적은 양의 불순물이라도 금속의 특성을 크게 변화시키고 금속 적용을 위한 새로운 영역을 열어줍니다. 예를 들어, 알루미늄과 실리콘, 마그네슘의 결합은 일상 생활합금 바퀴, 엔진, 섀시 요소 및 현대 자동차의 기타 부품 형태로 문자 그대로 도로에서 찾을 수 있습니다. 그리고 알루미늄 합금에 아연을 첨가하면 케이스 생산에 사용되는 합금이기 때문에 지금 손에 쥐고있을 것입니다. 휴대폰그리고 정제. 한편, 과학자들은 계속해서 새로운 알루미늄 합금을 개발하고 있습니다.
알루미늄 매장량
업계 전체에서 생산되는 알루미늄의 약 75%가 오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다.

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금속은 가공하기 가장 편리한 재료 중 하나입니다. 그들에게도 그들만의 지도자가 있습니다. 예를 들어, 알루미늄의 기본 특성은 오랫동안 사람들에게 알려져 왔습니다. 일상적인 사용에 매우 적합하여 이 금속이 매우 인기를 얻었습니다. 그들은 어떤가요? 단체이 기사에서는 원자로서 고려할 것입니다.

알루미늄 발견의 역사

오랫동안 인간은 문제의 금속 화합물을 알고 있었습니다. 이는 혼합물의 구성 요소를 부풀리고 결합할 수 있는 수단으로 사용되었으며 이는 가죽 제품 제조에도 필요했습니다. 순수한 형태의 산화알루미늄의 존재는 18세기 후반에 알려졌습니다. 그러나 그것은 접수되지 않았습니다.

과학자 H. K. Ørsted는 염화물에서 금속을 분리한 최초의 사람이었습니다. 칼륨 아말감으로 소금을 처리하고 순수한 형태의 알루미늄인 혼합물에서 회색 분말을 분리한 사람이 바로 그 사람이었습니다.

그러다가 분명해졌다. 화학적 성질알루미늄은 높은 활성과 강력한 환원력으로 나타납니다. 따라서 오랫동안 그와 함께 일한 사람은 아무도 없었습니다.

그러나 1854년 프랑스인 드빌(Deville)은 용융물을 전기분해하여 금속 주괴를 얻을 수 있었습니다. 이 방법은 오늘날에도 여전히 유효합니다. 특히 귀중한 재료의 대량 생산은 20세기에 시작되었습니다. 대량기업의 전기.

오늘날 이 금속은 건설 및 가정 산업에서 가장 인기 있고 사용되는 금속 중 하나입니다.

알루미늄 원자의 일반적인 특성

문제의 원소를 주기율표에서의 위치로 특성화하면 몇 가지 점을 구별할 수 있습니다.

1. 일련번호 - 13.
2. 세 번째 소기간, 세 번째 그룹, 주 하위 그룹에 위치합니다.
3. 원자 질량 - 26.98.
4. 원자가 전자의 수는 3입니다.
5. 외층의 구성은 3s 2 3p 1의 공식으로 표현됩니다.
6. 원소명은 알루미늄이다.
7. 강하게 표현했습니다.
8. 자연에는 동위원소가 없으며 질량수 27의 한 가지 형태로만 존재합니다.
9. 화학 기호는 AL이며 공식에서는 "알루미늄"으로 읽습니다.
10. 산화 상태는 +3과 같은 1입니다.

알루미늄의 화학적 성질이 완전히 확인되었습니다. 전자 구조그 원자는 원자 반경이 크고 전자 친화력이 낮기 때문에 모든 활성 금속과 마찬가지로 강력한 환원제로 작용할 수 있습니다.

단순 물질로서의 알루미늄: 물리적 특성

알루미늄을 단순한 물질로 말하면 은백색으로 반짝이는 금속입니다. 공기 중에서는 빠르게 산화되어 치밀한 산화막으로 덮입니다. 농축된 산에 노출될 때도 같은 일이 일어납니다.

이러한 기능이 있으면 이 금속으로 만든 제품이 부식에 강해 자연히 사람들에게 매우 편리합니다. 이것이 바로 알루미늄이 건축에 널리 사용되는 이유입니다. 이 금속은 매우 가볍지만 내구성이 뛰어나고 부드럽기 때문에 흥미롭습니다. 이러한 특성의 조합이 모든 물질에 적용되는 것은 아닙니다.

알루미늄의 특징에는 몇 가지 기본 물리적 특성이 있습니다.

1. 높은 수준의 가단성과 연성을 갖습니다. 가볍고 강하며 매우 얇은 호일이 이 금속으로 만들어지며, 와이어로 감겨지기도 합니다.
2. 융점 - 660℃
3. 끓는점 - 2450 0C
4. 밀도 - 2.7g/cm3.
5. 결정 격자는 체적 면 중심의 금속입니다.
6. 연결 유형 - 금속.

알루미늄의 물리적, 화학적 특성에 따라 적용 및 사용 영역이 결정됩니다. 일상적인 측면에 대해 이야기하면 위에서 이미 논의한 특성이 큰 역할을 합니다. 알루미늄은 가볍고 내구성이 뛰어나며 부식 방지 금속으로 항공기 및 조선소에 사용됩니다. 따라서 이러한 속성을 아는 것이 매우 중요합니다.

알루미늄의 화학적 성질

화학적 관점에서 볼 때 문제의 금속은 순물질이면서 높은 화학적 활성을 나타낼 수 있는 강력한 환원제이다. 가장 중요한 것은 산화막을 제거하는 것입니다. 이 경우 활동이 급격히 증가합니다.

단순한 물질인 알루미늄의 화학적 성질은 다음과 반응하는 능력에 따라 결정됩니다.

• 산;
• 알칼리;
• 할로겐;
• 황.

정상적인 조건에서는 물과 상호 작용하지 않습니다. 이 경우 할로겐 중 가열하지 않고 요오드와만 반응합니다. 다른 반응에는 온도가 필요합니다.

알루미늄의 화학적 특성을 설명하기 위해 예를들 수 있습니다. 다음과의 상호작용 반응 방정식:

• 산- AL + HCL = AlCL3 + H2;
• 알칼리- 2Al + 6H2O + 2NaOH = Na + 3H2;
• 할로겐- AL + Hal = ALHal 3 ;
• 회색- 2AL + 3S = AL 2S 3.

일반적으로 문제의 물질의 가장 중요한 특성은 화합물에서 다른 원소를 복원하는 높은 능력입니다.

재생능력

알루미늄의 환원 특성은 다른 금속 산화물과의 상호 작용 반응에서 명확하게 나타납니다. 물질의 구성에서 쉽게 추출하여 존재하게 합니다. 간단한 형태로. 예: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

야금에는 유사한 반응을 기반으로 물질을 생산하는 전체적인 방법이 있습니다. 이를 알루미늄열요법이라고 합니다. 따라서 화학 산업에서 이 원소는 특히 다른 금속 생산에 사용됩니다.

자연에서의 분포

다른 금속 원소 중 보급률 측면에서 알루미늄이 1위를 차지합니다. 그 안에 지각 8.8%가 함유되어 있습니다. 비금속과 비교하면 산소와 실리콘 다음으로 그 자리가 세 번째가 될 것입니다.

화학적 활성이 높기 때문에 순수한 형태로 발견되지 않고 다양한 화합물의 일부로만 발견됩니다. 예를 들어, 알루미늄을 함유한 알려진 광석, 광물, 암석이 많이 있습니다. 그러나 보크사이트에서만 추출되며 자연계의 함량은 그다지 높지 않습니다.

문제의 금속을 함유한 가장 일반적인 물질은 다음과 같습니다.

• 장석;
• 보크사이트;
• 화강암;
• 규토;
• 알루미노규산염;
• 현무암 및 기타.

소량의 알루미늄은 반드시 살아있는 유기체의 세포에서 발견됩니다. 일부 종의 곤봉이끼와 해양 생물은 평생 동안 몸 안에 이 성분을 축적할 수 있습니다.

영수증

알루미늄의 물리적, 화학적 특성으로 인해 해당 산화물의 용융물을 전기분해하는 한 가지 방법으로만 알루미늄을 얻을 수 있습니다. 그러나 이 과정은 기술적으로 복잡합니다. AL 2 O 3 의 녹는점은 2000 ℃를 초과합니다. 이 때문에 직접 전기분해할 수 없습니다. 따라서 다음과 같이 진행하십시오.

제품 수율은 99.7%이다. 그러나 기술적인 목적으로 사용되는 더 순수한 금속을 얻는 것도 가능합니다.

애플리케이션

알루미늄의 기계적 성질은 순수한 형태로 사용할 수 있을 정도로 좋지 않습니다. 따라서 이 물질을 기반으로 한 합금이 가장 자주 사용됩니다. 이것들 중 가장 기본적인 것들이 많이 있습니다.

1. 듀랄루민.
2. 알루미늄-망간.
3. 알루미늄-마그네슘.
4. 알루미늄-구리.
5. 실루민.
6. Avial.

주요 차이점은 당연히 타사 첨가제입니다. 그들 모두는 알루미늄을 기반으로합니다. 다른 금속은 재료의 내구성, 내식성, 내마모성을 높이고 가공을 쉽게 만듭니다.

순수한 형태와 그 화합물(합금) 형태 모두에서 알루미늄을 적용하는 몇 가지 주요 영역이 있습니다.

철 및 그 합금과 함께 알루미늄은 가장 중요한 금속입니다. 이 두 대표는 주기율표인간의 손에서 가장 광범위한 산업적 응용을 발견했습니다.

수산화알루미늄의 성질

수산화물은 알루미늄이 형성하는 가장 일반적인 화합물입니다. 그 화학적 성질은 금속 자체의 화학적 성질과 동일합니다. 이는 양쪽성입니다. 이는 산과 알칼리 모두와 반응하는 이중 성질을 나타낼 수 있음을 의미합니다.

수산화알루미늄 자체는 흰색 젤라틴 침전물입니다. 알루미늄염을 알칼리와 반응시키거나 산과 반응시켜 쉽게 얻을 수 있으며, 이 수산화물은 일반적인 상응하는 염과 물을 생성합니다. 알칼리와 반응이 일어나면 알루미늄의 하이드록소 복합체가 형성되며 배위수는 4입니다. 예: Na - 나트륨 테트라하이드로소알루미네이트.

알류미늄프리드리히 뵐러(Friedrich Wöhler)가 순수한 형태로 처음 분리했습니다. 독일의 한 화학자는 금속 칼륨과 함께 원소의 무수 염화물을 가열했습니다. 이것은 19세기 후반에 일어났습니다. 20세기까지 kg 알루미늄더 많은 비용이 듭니다.

오직 부자와 국유민만이 새로운 금속을 구입할 수 있었습니다. 가격이 비싼 이유는 ​​알루미늄을 다른 물질과 분리하기 어렵기 때문이다. 산업적 규모로 원소를 추출하는 방법은 Charles Hall이 제안했습니다.

1886년에 그는 용융된 빙정석에 산화물을 용해시켰습니다. 독일인은 혼합물을 화강암 용기에 넣고 전류를 연결했습니다. 순수한 금속판이 용기 바닥에 가라앉았습니다.

화학 및 물리적 특성알류미늄

무슨 알루미늄?은백색, 반짝임. 따라서 Friedrich Wöhler는 그가 얻은 금속 과립을 비교했습니다. 그러나 주의할 점은 알루미늄이 훨씬 가볍다는 것입니다.

가소성은 소중함에 가깝습니다. 알루미늄은 물질이다, 얇은 와이어와 시트에 쉽게 그려집니다. 호일만 기억하세요. 13번째 원소를 기준으로 만들어졌습니다.

알루미늄은 밀도가 낮아 가볍습니다. 철보다 3배나 적습니다. 동시에, 13번째 원소는 거의 그 만큼 강력합니다.

이러한 조합으로 인해 은금속은 예를 들어 자동차 부품 생산과 같은 산업에서 없어서는 안 될 요소가 되었습니다. 우리는 수공예품 생산에 대해서도 이야기하고 있습니다. 알루미늄 용접집에서도 가능하다.

알루미늄 공식빛뿐만 아니라 열선도 적극적으로 반사할 수 있습니다. 요소의 전기 전도성도 높습니다. 가장 중요한 것은 너무 많이 가열하지 않는 것입니다. 660도에서 녹습니다. 온도가 조금 더 올라가면 타버릴 겁니다.

금속은 사라지지만 산화알루미늄. 표준 조건에서도 형성되지만 표면 필름 형태로만 형성됩니다. 금속을 보호해 줍니다. 따라서 산소 접근이 차단되므로 부식에 잘 견딥니다.

산화막은 또한 금속을 물로부터 보호합니다. 알루미늄 표면에서 플라크를 제거하면 실온에서도 H 2 O와의 반응이 시작됩니다. 그래서, 알루미늄 보트선체에 도포된 산화막과 보호도료 때문에 연기로 변하지 않습니다.

가장 활동적 알루미늄 상호 작용비금속으로. 브롬 및 염소와의 반응은 정상적인 조건에서도 발생합니다. 결과적으로 그들은 형성됩니다 알루미늄염. 수소염은 13번째 원소와 산성 용액을 결합하여 얻습니다. 반응은 알칼리에서도 발생하지만 산화막을 제거한 후에만 발생합니다. 순수한 수소가 방출됩니다.

알루미늄의 응용

금속이 거울에 뿌려집니다. 높은 빛 반사율 값이 유용합니다. 이 과정은 진공 상태에서 진행됩니다. 그들은 표준 거울뿐만 아니라 거울 표면을 가진 물체도 만듭니다. 여기에는 세라믹 타일, 가전 제품, 램프가 포함됩니다.

이중주 알루미늄-구리– 베이스는 두랄루민입니다. 간단히 두랄루민이라고 합니다. 품질로 추가하세요. 이 성분은 순수 알루미늄보다 7배 더 강해 기계공학, 항공기 제작에 적합합니다.

구리는 13번째 원소의 강도를 제공하지만 무거움은 제공하지 않습니다. 듀랄은 철보다 3배 더 가볍습니다. 작은 알루미늄 덩어리– 자동차, 비행기, 선박의 가벼움을 보장합니다. 이는 운송 및 운영을 단순화하고 제품 가격을 낮춥니다.

알루미늄 구매자동차 제조업체들은 또한 합금이 보호 및 장식 화합물로 쉽게 코팅될 수 있기 때문에 관심을 갖고 있습니다. 페인트는 강철이나 플라스틱보다 더 빠르고 균일하게 도포됩니다.

동시에, 합금은 가단성이 있고 가공이 쉽습니다. 이는 굴곡의 양과 설계 전환의 양을 고려할 때 가치가 있습니다. 현대 모델자동차.

13번째 원소는 염색하기 쉬울 뿐만 아니라 그 자체로 염료 역할도 할 수 있다. 섬유업계에서 구매 황산알루미늄. 불용성 안료가 필요한 인쇄에도 유용합니다.

나는 무엇을 궁금해 해결책황산염 알류미늄그들은 또한 수질 정화에도 사용됩니다. "제제"가 있으면 유해한 불순물이 침전되어 중화됩니다.

13번째 원소와 산을 중화합니다. 특히 이 역할을 잘함 수산화알루미늄. 그것은 약리학 및 의학에서 가치가 있으며 가슴 앓이 약물에 추가됩니다.

수산화물은 또한 장의 궤양 및 염증 과정에도 처방됩니다. 따라서 약은 약국에서도 구입할 수 있습니다. 알류미늄. 산위장에 - 그러한 약물에 대해 더 많이 알아야 할 이유입니다.

소련에서는 알루미늄을 11% 첨가한 청동도 주조되었습니다. 표지판의 명칭은 1, 2, 5 코펙입니다. 1926년부터 생산을 시작해 1957년에 완성됐다. 그러나 통조림용 알루미늄 캔 생산은 중단되지 않았습니다.

조림 고기, 꽁치 및 기타 관광 아침 식사는 여전히 13번째 요소를 기반으로 하는 용기에 포장되어 있습니다. 이러한 항아리는 음식과 반응하지 않으며 가볍고 저렴합니다.

알루미늄 분말은 불꽃을 포함한 많은 폭발성 혼합물의 일부입니다. 업계에서는 트리니트로톨루엔과 분쇄된 요소 13을 기반으로 한 폭발 메커니즘을 사용합니다. 알루미늄에 질산암모늄을 첨가하면 강력한 폭발물도 얻을 수 있습니다.

석유산업에서는 꼭 필요하다 염화알루미늄. 유기물을 분획으로 분해하는 촉매 역할을 합니다. 오일은 13번째 금속의 염화물과 상호 작용하여 휘발유 유형의 경질 가스 탄화수소를 방출하는 특성을 가지고 있습니다. 시약은 무수물이어야 합니다. 염화물을 첨가한 후 혼합물을 섭씨 280도까지 가열합니다.

건설 중에는 종종 섞입니다. 나트륨그리고 알류미늄. 콘크리트에 첨가제로 밝혀졌습니다. 알루민산나트륨은 수화를 촉진하여 경화를 촉진합니다.

미세 결정화 속도가 증가하면 콘크리트의 강도와 경도가 증가합니다. 또한, 알루민산나트륨은 용액에 놓인 보강재의 부식을 방지합니다.

알루미늄 채굴

금속은 지구상에서 가장 흔한 상위 3개를 마감합니다. 이는 가용성과 광범위한 사용을 설명합니다. 그러나 자연은 인간에게 순수한 형태의 원소를 주지 않습니다. 알루미늄은 다양한 화합물로부터 분리되어야 합니다. 13번째 원소는 보크사이트에 가장 풍부합니다. 이들은 주로 열대 지역에 집중되어 있는 점토질 암석입니다.

보크사이트는 분쇄된 다음 건조되고 다시 분쇄되어 소량의 물이 있는 상태에서 분쇄됩니다. 두꺼운 덩어리로 밝혀졌습니다. 증기로 가열됩니다. 동시에 보크사이트도 나쁘지 않은 대부분이 증발합니다. 남은 것은 13번째 금속의 산화물이다.

산업용 욕조에 배치됩니다. 그들은 이미 용융된 빙정석을 포함하고 있습니다. 온도는 섭씨 950도 정도를 유지합니다. 최소 400kA의 전류도 필요합니다. 즉, 200년 전 찰스 홀(Charles Hall)이 원소를 분리했을 때와 마찬가지로 전기 분해가 사용되었습니다.

뜨거운 용액을 통과하면서 전류는 금속과 산소 사이의 결합을 끊습니다. 그 결과 욕조 바닥이 깨끗하게 유지됩니다. 알류미늄. 반응완성된. 퇴적물을 주조하여 소비자에게 보내거나 이를 사용하여 다양한 합금을 형성함으로써 공정이 완료됩니다.

주요 알루미늄 생산은 보크사이트 광상과 같은 장소에 위치해 있습니다. 최전선 - 기니. 그 깊이에는 거의 8,000,000톤에 달하는 13번째 원소가 숨겨져 있습니다. 호주는 6,000,000으로 2위를 차지했습니다. 브라질에서는 알루미늄이 이미 2배나 적습니다. 전 세계 매장량은 29,000,000톤으로 추산됩니다.

알루미늄 가격

알루미늄 1톤에 대해 거의 1,500달러를 요구합니다. 2016년 1월 20일 기준 비철금속 거래소 자료입니다. 비용은 주로 산업가에 의해 설정됩니다. 보다 정확하게는 알루미늄 가격은 원자재 수요에 영향을 받습니다. 13번째 원소의 생산은 에너지 집약적이기 때문에 공급업체의 수요와 전기 비용에도 영향을 미칩니다.

알루미늄 가격은 다양합니다. 그는 제련소로 간다. 비용은 킬로그램당으로 발표되며 배송되는 재료의 특성이 중요합니다.

따라서 전기 금속의 경우 약 70 루블을 제공합니다. 식품 등급 알루미늄의 경우 5-10 루블을 덜 얻을 수 있습니다. 그들은 모터 금속에 대해서도 동일한 비용을 지불합니다. 혼합 품종을 임대하는 경우 가격은 킬로그램 당 50-55 루블입니다.

가장 저렴한 유형의 스크랩은 알루미늄 부스러기입니다. 15-20 루블 만 얻을 수 있습니다. 그들은 13번째 요소에 대해 조금 더 많은 정보를 제공할 것입니다. 음료수, 통조림 등을 담는 용기를 말합니다.

알루미늄 라디에이터도 높은 평가를 받지 못합니다. 스크랩 1kg 당 가격은 약 30 루블입니다. 이것은 평균입니다. 다른 지역과 다른 지점에서 알루미늄은 더 비싸거나 저렴하게 허용됩니다. 종종 자재 비용은 납품된 수량에 따라 달라집니다.

알루미늄은 은백색 금속으로 전기 전도성과 열 전도성이 높습니다. (알루미늄의 열전도율은 구리의 1.8배, 스테인리스의 9배입니다.) 밀도가 철, 구리, 아연에 비해 약 3배 정도 낮습니다. 그럼에도 불구하고 그것은 매우 내구성이 뛰어난 금속입니다.

알루미늄 원자의 외부 껍질에 있는 세 개의 전자는 알루미늄 금속의 결정 격자 전체에 걸쳐 비편재화되어 있습니다. 이 격자는 주석과 금의 격자와 유사한 면심 입방체 구조를 가지고 있습니다(3.2절 참조). 따라서 알루미늄은 전성이 좋습니다.

화학적 성질

알루미늄은 이온성 및 공유결합성 화합물을 형성합니다. 이는 높은 이온화 에너지가 특징입니다(표 15.1). 이온의 전하 밀도(반경에 대한 전하의 비율)는 같은 기간의 다른 금속 양이온에 비해 매우 높습니다(표 15.2 참조).

쌀. 15.2. 수화된 알루미늄 이온.

표 15.2. 양이온 반경에 대한 전하의 비율

이온은 전하밀도가 높기 때문에 분극력이 크다. 이는 분리된 이온이 무수 불화알루미늄 및 산화알루미늄과 같은 극소수의 화합물에서만 발견되고 이러한 화합물에서도 눈에 띄는 공유 특성을 나타내는 이유를 설명합니다. 수용액에서 이온은 물 분자를 극성화하여 결과적으로 양이온을 수화시킵니다(그림 15.2 참조). 이 수화는 뛰어난 발열성을 특징으로 합니다.

알루미늄의 표준 산화환원 전위는 - 1.66V입니다.

따라서 알루미늄은 전기화학적 원소 계열에서 상당히 높은 위치에 있습니다(10.5절 참조). 이는 알루미늄이 산소 및 묽은 무기산과 쉽게 반응해야 함을 의미합니다. 그러나 알루미늄이 산소와 반응하면 표면에 얇고 비다공성 산화물 층이 형성됩니다. 이 층은 알루미늄이 다음과 같은 상호 작용으로부터 보호합니다. 환경. 알루미늄 표면을 수은으로 문지르면 산화층을 제거할 수 있습니다. 그런 다음 알루미늄은 산소 및 황, 질소와 같은 기타 비금속과 직접 결합할 수 있습니다. 산소와의 상호작용으로 반응이 일어난다

아노다이징. 알루미늄 및 경알루미늄 합금은 아노다이징이라는 공정을 통해 자연 산화물 층을 두껍게 함으로써 더욱 보호할 수 있습니다. 이 과정에서 알루미늄 물체는 크롬산이나 전해조의 양극으로 배치됩니다. 황산.

알루미늄은 뜨겁고 묽은 염산 및 황산과 반응하여 수소를 생성합니다.

이 반응은 산화물 층의 존재로 인해 처음에는 느립니다. 그러나 제거되면 반응이 더욱 강해집니다.

농축 및 희석 질산, 진한 황산뿐만 아니라 알루미늄을 수동적으로 만듭니다. 이는 상기 산과 반응하지 않는다는 것을 의미합니다. 이러한 수동성은 알루미늄 표면에 얇은 산화물 층이 형성되는 것으로 설명됩니다.

수산화나트륨 및 기타 알칼리 용액은 알루미늄과 반응하여 테트라하이드록소알루미네이트(III) 이온과 수소를 형성합니다.

표면에서 산화물 층이 제거되면 알루미늄은 산화환원 반응에서 환원제로 작용할 수 있습니다(10.2절 참조). 이는 전기화학 시리즈에서 그 아래에 위치한 금속을 용액에서 대체합니다. 예를 들어

알루미늄의 환원 능력에 대한 명확한 예는 알루미늄열 반응입니다. 이것은 분말 알루미늄과

산화물 실험실 조건에서는 일반적으로 마그네슘 스트립을 점화기로 사용하여 시작됩니다. 이 반응은 매우 격렬하게 진행되며 생성된 철을 녹이기에 충분한 양의 에너지를 방출합니다.

알루미늄열 반응은 알루미늄열 용접을 수행하는 데 사용됩니다. 예를 들어 레일은 이런 방식으로 연결됩니다.

산화알루미늄 산화알루미늄(알루미나라고도 함)은 이온성과 공유 결합성을 모두 지닌 화합물입니다. 녹는점이 있고 녹으면 전해질이 됩니다. 이러한 이유로 종종 이온 화합물로 간주됩니다. 그러나 고체 상태에서 산화알루미늄은 골격 결정 구조를 가지고 있습니다.

커런덤. 무수 형태의 산화알루미늄이 형성됩니다. 자연 조건커런덤 그룹의 미네랄. 커런덤은 산화알루미늄의 매우 단단한 결정질 형태입니다. 경도가 다이아몬드 다음으로 높기 때문에 연마재로 사용됩니다. 크고 투명하며 종종 유색의 커런덤 ​​결정체는 귀중한 돌로 평가됩니다. 순수한 커런덤은 무색이지만 소량의 금속 산화물 불순물이 존재하면 귀중한 커런덤에 독특한 색상이 부여됩니다. 예를 들어, 루비의 색깔은 커런덤에 있는 이온의 존재로 인해 발생하고, 사파이어의 색상은 코발트 이온의 존재로 인해 발생합니다. 자수정의 보라색 색상은 그 안에 망간 불순물이 존재하기 때문에 발생합니다. 알루미나를 다양한 α-금속 산화물과 융합하여 인공 보석을 얻을 수 있습니다(표 14.6 및 14.7 참조).

산화알루미늄은 물에 불용성이며 양쪽성 특성을 갖고 있어 묽은 산 및 묽은 알칼리와 모두 반응합니다. 산과의 반응은 일반 방정식으로 설명됩니다.

알칼리와의 반응으로 -이온이 형성됩니다.

알루미늄 할로겐화물. 구조와 화학 결합알루미늄 할로겐화물에 대해서는 섹션에 설명되어 있습니다. 16.2.

염화알루미늄은 가열된 알루미늄 위에 건조 염소나 건조 염화수소를 통과시켜 생성할 수 있습니다. 예를 들어

불화알루미늄을 제외한 다른 모든 할로겐화알루미늄은 물에 의해 가수분해됩니다.

이러한 이유로 알루미늄 할로겐화물은 습한 공기와 접촉하면 "연기가 발생"합니다.

알루미늄 이온. 우리는 이온이 물에 수화된다는 것을 이미 위에서 지적했습니다. 알루미늄염이 물에 용해되면 다음과 같은 평형이 성립됩니다.

이 반응에서 물은 양성자를 받기 때문에 염기로 작용하고, 수화된 알루미늄 이온은 양성자를 주기 때문에 산으로 작용합니다. 이러한 이유로 알루미늄염은 산성 특성. 만약에

지구상에서 가장 흔한 원소 중 하나는 알루미늄입니다. 알루미늄의 물리적, 화학적 특성은 산업계에서 사용됩니다. 우리 기사에서 이 금속에 대해 알아야 할 모든 것을 찾을 수 있습니다.

원자 구조

알루미늄은 주기율표의 13번째 원소입니다. 세 번째 기간, 즉 주요 하위 그룹인 그룹 III에 속합니다.

알루미늄의 특성과 용도는 전자 구조와 관련이 있습니다. 알루미늄 원자는 양전하를 띤 핵(+13)과 음전하를 띤 전자 13개를 갖고 있으며 세 가지 에너지 준위에 위치합니다. 원자의 전자 구성은 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1입니다.

외부 에너지 준위에는 III의 일정한 원자가를 결정하는 세 개의 전자가 포함되어 있습니다. 물질과의 반응에서 알루미늄은 들뜬 상태가 되어 세 개의 전자를 모두 기증할 수 있습니다. 공유결합. 다른 활성 금속과 마찬가지로 알루미늄은 강력한 환원제입니다.

쌀. 1. 알루미늄 원자의 구조.

알루미늄은 양쪽성 산화물과 수산화물을 형성하는 양쪽성 금속입니다. 조건에 따라 화합물은 산성 또는 염기성 특성을 나타냅니다.

물리적 설명

알루미늄에는 다음이 포함됩니다.

• 가벼움(밀도 2.7g/cm3);
• 은회색;
• 높은 전기 전도성;
• 가단성;
• 가소성;
• 녹는점 - 658°C;
• 끓는점 - 2518.8°C.

주석 용기, 호일, 와이어 및 합금은 금속으로 만들어집니다. 알루미늄은 미세회로, 거울, 복합재료 제조에 사용됩니다.

쌀. 2. 주석 용기.

알루미늄은 상자성입니다. 금속은 존재하는 경우에만 자석에 끌립니다. 자기장.

화학적 성질

공기 중에서 알루미늄은 빠르게 산화되어 산화막으로 덮입니다. 이는 금속을 부식으로부터 보호하고 농축된 산(질산, 황산)과의 상호작용을 방지합니다. 따라서 산은 알루미늄 용기에 저장 및 운송됩니다.

정상적인 조건에서는 산화막을 제거한 후에만 알루미늄과의 반응이 가능합니다. 대부분의 반응은 고온에서 발생합니다.

요소의 주요 화학적 특성이 표에 설명되어 있습니다.

반응	설명	방정식
산소와 함께	고온에서 화상을 입어 열을 방출함	4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
비금속으로	200°C 이상의 온도에서 황, 인(500°C), 질소(800°C), 탄소(2000°C)와 반응합니다.	2Al + 3S → Al 2 S 3 ; Al + P → AlP; 2Al + N 2 → 2AlN; 4Al + 3C → Al 4 C 3
할로겐 포함	정상적인 조건에서 요오드와 반응 - 촉매(물) 존재 하에서 가열될 때	2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3 ; 2Al + 3I 2 → 2AlI 3 ; 2Al + 3Br2 → 2AlBr3
산으로	정상적인 조건에서는 묽은 산과 반응하고, 가열하면 농축된 산과 반응합니다.	2Al + 3H 2 SO 4 (희석) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2; Al + 6HNO 3 (농도) → Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
알칼리 함유	알칼리 수용액과 융합 시 반응함	2Al + 2NaOH + 10H2O → 2Na + 3H2; 2Al + 6KOH → 2KAlO 2 + 2K 2 O + 3H 2
산화물 포함	덜 활성인 금속을 대체합니다.	2Al + Fe 2 O 3 → 2Fe + Al 2 O 3

알루미늄은 수소와 직접 반응하지 않습니다. 산화막 제거 후 물과의 반응이 가능합니다.

쌀. 3. 알루미늄과 물의 반응.

우리는 무엇을 배웠나요?

알루미늄은 원자가가 일정한 양쪽성 활성 금속입니다. 밀도가 낮고 전기 전도성이 높으며 가소성이 있습니다. 자기장이 있는 경우에만 자석에 끌립니다. 알루미늄은 산소와 반응하여 물, 농축 질산 및 황산과의 반응을 방지하는 보호막을 형성합니다. 가열되면 비금속 및 농축 산과 반응하며 정상적인 조건에서는 할로겐 및 묽은 산과 반응합니다. 산화물에서는 덜 활동적인 금속을 대체합니다. 수소와 반응하지 않습니다.

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