ÇFARË ËSHTË ALUMINI

I lehtë, i qëndrueshëm, rezistent ndaj korrozionit dhe funksional - është ky kombinim i cilësive që e ka bërë aluminin materialin kryesor strukturor të kohës sonë. Alumini është në shtëpitë ku jetojmë, në makinat, trenat dhe aeroplanët me të cilët udhëtojmë, në telefonat celularë dhe kompjuterët, në raftet e frigoriferëve dhe në ambientet e brendshme moderne. Por 200 vjet më parë dihej pak për këtë metal.

"Ajo që dukej e pamundur për shekuj, ajo që dje ishte thjesht një ëndërr e guximshme, sot bëhet një detyrë e vërtetë dhe nesër - një arritje."

Sergei Pavlovich Korolev
shkencëtar, projektues, themelues i astronautikës praktike

Alumini – metal i bardhë argjendi, elementi i 13-të i tabelës periodike. E pabesueshme por e vërtetë: alumini është metali më i bollshëm në Tokë, që përbën më shumë se 8% të masës totale të kores së tokës dhe është elementi i tretë kimik më i bollshëm në planetin tonë pas oksigjenit dhe silikonit.

Megjithatë, alumini nuk gjendet në natyrë në formën e tij të pastër për shkak të reaktivitetit të lartë kimik. Kjo është arsyeja pse ne mësuam për të relativisht kohët e fundit. Alumini u prodhua zyrtarisht vetëm në 1824 dhe kaloi një gjysmë shekulli tjetër përpara se të fillonte prodhimi i tij industrial.

Më shpesh në natyrë, alumini gjendet në përbërje shap. Këto janë minerale që kombinojnë dy kripëra të acidit sulfurik: njëra e bazuar në një metal alkali (litium, natrium, kalium, rubidium ose cezium), dhe tjetra bazohet në një metal të grupit të tretë të tabelës periodike, kryesisht alumin.

Alum përdoret ende sot në pastrimin e ujit, gatim, mjekësi, kozmetologji, kimike dhe industri të tjera. Nga rruga, alumini mori emrin e tij falë alum, i cili në latinisht quhej alumen.

Korundi

Rubinet, safirët, smeraldi dhe akuamarin janë minerale alumini.
Dy të parat i përkasin korundit - ky është oksid alumini (Al 2 O 3) në formë kristalore. Ka transparencë natyrale dhe është i dyti pas diamantëve në forcë. Xhami antiplumb, dritaret e avionëve dhe ekranet e smartfonëve janë bërë duke përdorur safir.
Dhe një nga mineralet më pak të vlefshme të zmerilit, zmerile, përdoret si një material gërryes, duke përfshirë krijimin e letrës zmerile.

Sot njihen pothuajse 300 komponime dhe minerale të ndryshme alumini - nga feldspat, i cili është minerali kryesor shkëmbor në Tokë, deri te rubini, safiri ose smeraldi, të cilat nuk janë më aq të zakonshme.

Hans Christian Oersted(1777–1851) – fizikan danez, anëtar nderi i Akademisë së Shkencave të Shën Petersburgut (1830). Lindur në qytetin e Rudkörbing në familjen e një farmacisti. Më 1797 u diplomua në Universitetin e Kopenhagës, në 1806 u bë profesor.

Por pavarësisht se sa i zakonshëm ishte alumini, zbulimi i tij u bë i mundur vetëm kur shkencëtarët kishin në dispozicion një mjet të ri që bëri të mundur zbërthimin e substancave komplekse në ato më të thjeshta - elektricitet.

Dhe në 1824, duke përdorur procesin e elektrolizës, fizikani danez Hans Christian Oersted mori alumin. Ai ishte i kontaminuar me papastërti të kaliumit dhe merkurit të përfshirë në reaksione kimike, por kjo ishte hera e parë që prodhohej alumini.

Duke përdorur elektrolizën, alumini prodhohet edhe sot.

Lënda e parë për prodhimin e aluminit sot është një tjetër mineral alumini i zakonshëm në natyrë - boksiti. Ky është një shkëmb argjilor i përbërë nga modifikime të ndryshme të hidroksidit të aluminit me një përzierje të oksideve të hekurit, silikonit, titanit, squfurit, galiumit, kromit, vanadiumit, kripërave karbonate të kalciumit, hekurit dhe magnezit - pothuajse gjysma e tabelës periodike. Mesatarisht, 1 ton alumin prodhohet nga 4-5 ton boksit.

Boksiti

Boksiti u zbulua nga gjeologu Pierre Berthier në jug të Francës në 1821. Raca mori emrin e saj pas zonës së Les Baux ku u gjet. Rreth 90% e rezervave të boksitit në botë janë të përqendruara në vendet e zonave tropikale dhe subtropikale - Guinea, Australia, Vietnami, Brazili, India dhe Xhamajka.

Përftohet nga boksiti alumini. Ky është oksidi i aluminit Al 2 O 3, i cili ka formën e një pluhuri të bardhë dhe prej të cilit metali prodhohet me elektrolizë në shkritoret e aluminit.

Prodhimi i aluminit kërkon sasi të mëdha të energjisë elektrike. Për të prodhuar një ton metal, nevojiten rreth 15 MWh energji - kjo është sa konsumon një ndërtesë me 100 apartamente për një muaj të tërë. Prandaj, është më e arsyeshme ndërtimi i shkritoreve të aluminit pranë burimeve të fuqishme dhe të rinovueshme të energjisë. Zgjidhja më optimale është hidrocentrale, që përfaqëson më të fuqishmin nga të gjitha llojet e "energjisë së gjelbër".

Vetitë e aluminit

Alumini ka një kombinim të rrallë të vetive të vlefshme. Ky është një nga metalet më të lehta në natyrë: është pothuajse tre herë më i lehtë se hekuri, por në të njëjtën kohë është i fortë, jashtëzakonisht i urtë dhe nuk i nënshtrohet korrozionit, pasi sipërfaqja e tij është gjithmonë e mbuluar me një oksid të hollë, por shumë të qëndrueshëm. film. Nuk është magnetik, përçon mirë elektricitetin dhe formon lidhje me pothuajse të gjitha metalet.

Lehtë

Tre herë më i lehtë se hekuri

Qëndrueshme

E krahasueshme në forcë me çelikun

Plastike

I përshtatshëm për të gjitha llojet e përpunimit mekanik

Nuk ka korrozion

Filmi i hollë oksid mbron nga korrozioni

Alumini përpunohet lehtësisht me presion, si i nxehtë ashtu edhe i ftohtë. Mund të rrotullohet, vizatohet, stampohet. Alumini nuk digjet, nuk kërkon lyerje të veçantë dhe është jo toksik, ndryshe nga plastika.

Përshtatshmëria e aluminit është shumë e lartë: prej saj mund të bëhen fletë me trashësi vetëm 4 mikron dhe telin më të hollë. Dhe folia ultra e hollë e aluminit është tre herë më e hollë se një fije floku e njeriut. Përveç kësaj, në krahasim me metalet dhe materialet e tjera, është më ekonomike.

Aftësia e lartë për të formuar komponime me elementë të ndryshëm kimikë ka krijuar shumë lidhje alumini. Edhe një pjesë e vogël e papastërtive ndryshon ndjeshëm karakteristikat e metalit dhe hap zona të reja për aplikimin e tij. Për shembull, kombinimi i aluminit me silikon dhe magnez mund të gjendet fjalë për fjalë në rrugë në jetën e përditshme - në formën e rrotave të aliazhit, motorëve, elementëve të shasisë dhe pjesëve të tjera të një makine moderne. Dhe nëse aliazhit të aluminit i shtoni zink, atëherë ndoshta po e mbani në duar tani, sepse kjo aliazh përdoret në prodhimin e kutive për celularë dhe tableta. Ndërkohë, shkencëtarët vazhdojnë të shpikin lidhje të reja alumini.
Rezervat e aluminit
Rreth 75% e aluminit të prodhuar gjatë gjithë ekzistencës së industrisë është ende në përdorim sot.

Materialet fotografike të përdorura në këtë artikull janë © Shutterstock dhe © Rusal.

Metalet janë një nga materialet më të përshtatshme për t'u përpunuar. Ata gjithashtu kanë udhëheqësit e tyre. Për shembull, vetitë themelore të aluminit janë të njohura për njerëzit për një kohë të gjatë. Ato janë aq të përshtatshme për përdorim të përditshëm sa që ky metal është bërë shumë popullor. Çfarë janë edhe një substancë e thjeshtë edhe një atom, do të shqyrtojmë në këtë artikull.

Historia e zbulimit të aluminit

Për një kohë të gjatë, njeriu e ka njohur përbërjen e metalit në fjalë - ai përdorej si një mjet që mund të frynte dhe lidhte së bashku përbërësit e përzierjes; kjo ishte gjithashtu e nevojshme në prodhimin e produkteve prej lëkure. Ekzistenca e oksidit të aluminit në formën e tij të pastër u bë e njohur në shekullin e 18-të, në gjysmën e dytë të tij. Megjithatë, ajo nuk u prit.

Shkencëtari H. K. Ørsted ishte i pari që izoloi metalin nga kloruri i tij. Ishte ai që e trajtoi kripën me amalgamë kaliumi dhe izoloi pluhur gri nga përzierja, e cila ishte alumini në formën e tij të pastër.

Më pas u bë e qartë se vetitë kimike të aluminit manifestohen në aktivitetin e tij të lartë dhe aftësinë e fortë reduktuese. Prandaj, askush tjetër nuk punoi me të për një kohë të gjatë.

Sidoqoftë, në 1854, francezi Deville ishte në gjendje të merrte shufra metalike me elektrolizë të shkrirjes. Kjo metodë është ende aktuale sot. Veçanërisht prodhimi masiv i materialit të vlefshëm filloi në shekullin e 20-të, kur u zgjidhën problemet e prodhimit të sasive të mëdha të energjisë elektrike në ndërmarrje.

Sot, ky metal është një nga më të njohurit dhe i përdorur në ndërtim dhe në industrinë shtëpiake.

Karakteristikat e përgjithshme të atomit të aluminit

Nëse elementin në fjalë e karakterizojmë me pozicionin e tij në tabelën periodike, atëherë mund të dallohen disa pika.

1. Numri serial - 13.
2. Ndodhet në periudhën e tretë të vogël, grupi i tretë, nëngrupi kryesor.
3. Masa atomike - 26,98.
4. Numri i elektroneve të valencës është 3.
5. Konfigurimi i shtresës së jashtme shprehet me formulën 3s 2 3p 1.
6. Emri i elementit është alumini.
7. shprehur fuqishëm.
8. Nuk ka izotope në natyrë; ekziston vetëm në një formë, me një numër masiv prej 27.
9. Simboli kimik është AL, i lexuar si "alumin" në formula.
10. Gjendja e oksidimit është një, e barabartë me +3.

Vetitë kimike të aluminit konfirmohen plotësisht nga struktura elektronike e atomit të tij, sepse duke pasur një rreze të madhe atomike dhe afinitet të ulët elektronik, ai është i aftë të veprojë si një agjent i fortë reduktues, si të gjithë metalet aktive.

Alumini si një substancë e thjeshtë: vetitë fizike

Nëse flasim për aluminin si një substancë të thjeshtë, atëherë ai është një metal me shkëlqim argjend-bardhë. Në ajër oksidohet shpejt dhe mbulohet me një film të dendur oksidi. E njëjta gjë ndodh kur ekspozohen ndaj acideve të përqendruara.

Prania e një veçorie të tillë i bën produktet e bëra nga ky metal rezistent ndaj korrozionit, i cili, natyrisht, është shumë i përshtatshëm për njerëzit. Kjo është arsyeja pse alumini përdoret kaq gjerësisht në ndërtim. Ato janë gjithashtu interesante sepse ky metal është shumë i lehtë, por i qëndrueshëm dhe i butë. Kombinimi i karakteristikave të tilla nuk është i disponueshëm për çdo substancë.

Ekzistojnë disa veti themelore fizike që janë karakteristike për aluminin.

1. Shkallë e lartë e lakueshmërisë dhe duktilitetit. Nga ky metal është bërë folie e lehtë, e fortë dhe shumë e hollë, e cila gjithashtu mbështillet në tel.
2. Pika e shkrirjes - 660 0 C.
3. Pika e vlimit - 2450 0 C.
4. Dendësia - 2,7 g/cm3.
5. Rrjeta kristalore është metalike me në qendër fytyrën vëllimore.
6. Lloji i lidhjes - metal.

Vetitë fizike dhe kimike të aluminit përcaktojnë fushat e aplikimit dhe përdorimit të tij. Nëse flasim për aspekte të përditshme, atëherë një rol të madh luajnë karakteristikat që kemi diskutuar më lart. Si një metal i lehtë, i qëndrueshëm dhe kundër korrozionit, alumini përdoret në aeroplanë dhe në ndërtimin e anijeve. Prandaj, këto veti janë shumë të rëndësishme të njihen.

Vetitë kimike të aluminit

Nga pikëpamja kimike, metali në fjalë është një agjent i fortë reduktues që është i aftë të shfaqë aktivitet të lartë kimik duke qenë një substancë e pastër. Gjëja kryesore është heqja e filmit të oksidit. Në këtë rast, aktiviteti rritet ndjeshëm.

Vetitë kimike të aluminit si një substancë e thjeshtë përcaktohen nga aftësia e tij për të reaguar me:

• acide;
• alkalet;
• halogjenet;
• gri.

Nuk ndërvepron me ujin në kushte normale. Në këtë rast, nga halogjenët, pa u ngrohur, ai reagon vetëm me jod. Reaksione të tjera kërkojnë temperaturë.

Mund të jepen shembuj për të ilustruar vetitë kimike të aluminit. Ekuacionet e reaksioneve të bashkëveprimit me:

• acidet- AL + HCL = AlCL 3 + H2;
• alkalet- 2Al + 6H2O + 2NaOH = Na + 3H2;
• halogjenet- AL + Hal = ALHal 3;
• gri- 2AL + 3S = AL 2 S 3.

Në përgjithësi, vetia më e rëndësishme e substancës në fjalë është aftësia e saj e lartë për të rivendosur elementë të tjerë nga përbërjet e tyre.

Kapaciteti rigjenerues

Vetitë reduktuese të aluminit janë qartë të dukshme në reaksionet e ndërveprimit me oksidet e metaleve të tjera. I nxjerr lehtësisht nga përbërja e substancës dhe i lejon të ekzistojnë në një formë të thjeshtë. Për shembull: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

Në metalurgji, ekziston një metodë e tërë për prodhimin e substancave të bazuara në reaksione të ngjashme. Ajo quhet aluminotermi. Prandaj, në industrinë kimike ky element përdoret posaçërisht për prodhimin e metaleve të tjera.

Shpërndarja në natyrë

Për sa i përket përhapjes midis elementëve të tjerë metalikë, alumini renditet i pari. Përmbahet në koren e tokës 8.8%. Nëse e krahasojmë me jometalet, atëherë vendi i tij do të jetë i treti, pas oksigjenit dhe silikonit.

Për shkak të aktivitetit të lartë kimik, nuk gjendet në formë të pastër, por vetëm si pjesë e përbërjeve të ndryshme. Për shembull, ka shumë xehe, minerale dhe shkëmbinj të njohur që përmbajnë alumin. Megjithatë, ai nxirret vetëm nga boksiti, përmbajtja e të cilit në natyrë nuk është shumë e lartë.

Substancat më të zakonshme që përmbajnë metalin në fjalë:

• feldspat;
• boksit;
• granite;
• silicë;
• aluminosilikate;
• bazaltët dhe të tjerët.

Në sasi të vogla, alumini gjendet domosdoshmërisht në qelizat e organizmave të gjallë. Disa lloje myshqesh klubesh dhe banorësh detarë janë në gjendje ta grumbullojnë këtë element brenda trupit të tyre gjatë gjithë jetës së tyre.

Faturë

Vetitë fizike dhe kimike të aluminit bëjnë të mundur marrjen e tij vetëm në një mënyrë: me elektrolizë të një shkrirjeje të oksidit përkatës. Megjithatë, ky proces është teknologjikisht kompleks. Pika e shkrirjes së AL 2 O 3 kalon 2000 0 C. Për shkak të kësaj, ai nuk mund t'i nënshtrohet elektrolizës drejtpërdrejt. Prandaj, veproni si më poshtë.

Rendimenti i produktit është 99.7%. Megjithatë, është e mundur të merret edhe metali më i pastër, i cili përdoret për qëllime teknike.

Aplikacion

Vetitë mekanike të aluminit nuk janë aq të mira sa të mund të përdoret në formën e tij të pastër. Prandaj, lidhjet e bazuara në këtë substancë përdoren më shpesh. Ka shumë prej tyre, ju mund të përmendni më themeloret.

1. Duralumin.
2. Alumin-mangan.
3. Alumin-magnez.
4. Alumini-bakër.
5. Siluminat.
6. Avial.

Dallimi i tyre kryesor është, natyrisht, aditivët e palëve të treta. Të gjitha ato janë të bazuara në alumin. Metalet e tjera e bëjnë materialin më të qëndrueshëm, rezistent ndaj korrozionit, rezistent ndaj konsumit dhe të lehtë për t'u përpunuar.

Ekzistojnë disa fusha kryesore të aplikimit të aluminit, si në formë të pastër ashtu edhe në formën e përbërjeve të tij (aliazheve).

Së bashku me hekurin dhe lidhjet e tij, alumini është metali më i rëndësishëm. Ishin këta dy përfaqësues të tabelës periodike që gjetën aplikimin më të gjerë industrial në duart e njeriut.

Vetitë e hidroksidit të aluminit

Hidroksidi është përbërësi më i zakonshëm që formon alumini. Vetitë e tij kimike janë të njëjta me ato të vetë metalit - është amfoterik. Kjo do të thotë se është në gjendje të shfaqë një natyrë të dyfishtë, duke reaguar si me acidet ashtu edhe me alkalet.

Vetë hidroksidi i aluminit është një precipitat xhelatinoz i bardhë. Përftohet lehtësisht duke reaguar një kripë alumini me një alkali ose duke reaguar me acide, ky hidroksid jep kripën dhe ujin e zakonshëm përkatës. Nëse reaksioni ndodh me një alkali, atëherë krijohen komplekse hidrokso të aluminit, në të cilat numri i koordinimit të tij është 4. Shembull: Na - tetrahidroksoaluminat natriumi.

Alumini u izolua për herë të parë në formën e tij të pastër nga Friedrich Wöhler. Një kimist gjerman ngrohi klorurin anhidrik të elementit me metal kaliumi. Kjo ndodhi në gjysmën e dytë të shekullit të 19-të. Deri në shekullin e 20-të kg alumini kushtojnë më shumë.

Vetëm të pasurit dhe ata shtetërorë mund të përballonin metalin e ri. Arsyeja e kostos së lartë është vështirësia e ndarjes së aluminit nga substancat e tjera. Një metodë për nxjerrjen e elementit në një shkallë industriale u propozua nga Charles Hall.

Në 1886, ai shpërndau oksidin në kriolitin e shkrirë. Gjermani e mbylli përzierjen në një enë graniti dhe lidhi një rrymë elektrike me të. Pllakat prej metali të pastër u vendosën në fund të enës.

Vetitë kimike dhe fizike të aluminit

Çfarë alumini? E bardhë argjendtë, me shkëlqim. Prandaj, Friedrich Wöhler krahasoi granula metalike me të cilat ai mori. Por kishte një paralajmërim: alumini është shumë më i lehtë.

Plasticiteti është afër të çmuar dhe. Alumini është një substancë, tërhiqet lehtësisht në tel dhe fletë të hollë. Vetëm mbani mend fletë metalike. Është bërë në bazë të elementit të 13-të.

Alumini është i lehtë për shkak të densitetit të tij të ulët. Është tre herë më pak se ai i hekurit. Në të njëjtën kohë, elementi i 13-të është pothuajse aq i fortë sa është.

Ky kombinim e ka bërë metalin e argjendit të domosdoshëm në industri, për shembull, në prodhimin e pjesëve të makinave. Po flasim edhe për prodhimin artizanal, sepse saldimi me alumin e mundur edhe në shtëpi.

Formula e aluminit ju lejon të reflektoni në mënyrë aktive dritën, por edhe rrezet e nxehtësisë. Përçueshmëria elektrike e elementit është gjithashtu e lartë. Gjëja kryesore është të mos e ngrohni shumë. Do të shkrihet në 660 gradë. Nëse temperatura rritet pak më lart, ajo do të digjet.

Vetëm metali do të zhduket oksid alumini. Formohet gjithashtu në kushte standarde, por vetëm në formën e një filmi sipërfaqësor. Ai mbron metalin. Prandaj, i reziston mirë korrozionit, sepse qasja e oksigjenit është e bllokuar.

Filmi oksid gjithashtu mbron metalin nga uji. Nëse hiqni pllakën nga sipërfaqja e aluminit, do të fillojë një reaksion me H 2 O. Lëshimi i gazrave të hidrogjenit do të ndodhë edhe në temperaturën e dhomës. Kështu që, varkë alumini nuk kthehet në tym vetëm për shkak të filmit oksid dhe bojës mbrojtëse të aplikuar në bykun e anijes.

Më aktive ndërveprimi i aluminit me jometale. Reaksionet me bromin dhe klorin ndodhin edhe në kushte normale. Si rezultat, ato formohen kripërat e aluminit. Kripërat e hidrogjenit fitohen duke kombinuar elementin e 13-të me tretësirat acidike. Reagimi do të ndodhë edhe me alkalet, por vetëm pasi të jetë hequr filmi oksid. Hidrogjeni i pastër do të lirohet.

Aplikimi i aluminit

Metali spërkatet mbi pasqyra. Vlerat e larta të reflektimit të dritës vijnë në ndihmë. Procesi zhvillohet në kushte vakum. Ata bëjnë jo vetëm pasqyra standarde, por edhe objekte me sipërfaqe pasqyre. Këto përfshijnë: pllaka qeramike, pajisje shtëpiake, llamba.

Duet alumin-bakër– baza është duralumin. Thjesht quhet duralumin. Shtoni si cilësi. Përbërja është 7 herë më e fortë se alumini i pastër, prandaj është i përshtatshëm për inxhinierinë mekanike dhe ndërtimin e avionëve.

Bakri i jep elementit të 13-të forcë, por jo peshë. Dural mbetet 3 herë më i lehtë se hekuri. I vogël masë alumini- një garanci për lehtësinë e makinave, avionëve, anijeve. Kjo thjeshton transportin dhe funksionimin, dhe ul çmimin e produkteve.

Bleni alumin prodhuesit e automjeteve janë gjithashtu të prirur sepse lidhjet e tij mund të mbulohen lehtësisht me përbërje mbrojtëse dhe dekorative. Bojë aplikohet më shpejt dhe në mënyrë të barabartë sesa në çelik dhe plastikë.

Në të njëjtën kohë, lidhjet janë të lakueshme dhe të lehta për t'u përpunuar. Kjo është e vlefshme, duke pasur parasysh masën e kthesave dhe tranzicioneve të dizajnit në modelet moderne të makinave.

Elementi i 13-të jo vetëm që është i lehtë për t'u ngjyrosur, por gjithashtu mund të veprojë si një bojë vetë. Blerë në industrinë e tekstilit sulfat alumini. Është gjithashtu i dobishëm në printim, ku kërkohen pigmente të patretshme.

Pyes veten se çfarë zgjidhje sulfat alumini Ato përdoren gjithashtu për pastrimin e ujit. Në prani të "agjentit", papastërtitë e dëmshme precipitojnë dhe neutralizohen.

Neutralizon elementin e 13-të dhe acidet. Veçanërisht i mirë në këtë rol hidroksid alumini. Vlerësohet në farmakologji dhe mjekësi, duke ia shtuar medikamenteve për urthin.

Hidroksidi përshkruhet gjithashtu për ulcerat dhe proceset inflamatore të traktit të zorrëve. Pra, ilaçi gjendet edhe në barnatore alumini. Acidi në stomak - një arsye për të mësuar më shumë rreth ilaçeve të tilla.

Në BRSS, bronzi me një shtesë prej 11% të aluminit u pre gjithashtu. Emërtimet e shenjave janë 1, 2 dhe 5 kopekë. Ata filluan ta prodhonin në vitin 1926 dhe e përfunduan në 1957. Por prodhimi i kanaçeve të aluminit për ushqime të konservuara nuk ka të ndalur.

Mishi i zier, saury dhe mëngjeset e tjera turistike janë ende të paketuara në kontejnerë bazuar në elementin e 13-të. Kavanoza të tilla nuk reagojnë me ushqimin, në të njëjtën kohë, ato janë të lehta dhe të lira.

Pluhuri i aluminit është pjesë e shumë përzierjeve shpërthyese, përfshirë mjetet piroteknike. Industria përdor mekanizmat e shpërthimit të bazuar në trinitrotoluen dhe elementin e grimcuar 13. Një eksploziv i fuqishëm përftohet gjithashtu duke shtuar nitratin e amonit në alumin.

Në industrinë e naftës është e nevojshme klorur alumini. Ai luan rolin e një katalizatori në zbërthimin e lëndës organike në fraksione. Nafta ka vetinë e lëshimit të hidrokarbureve të gazta, të lehta të llojit të benzinës, duke bashkëvepruar me klorurin e metalit të 13-të. Reagenti duhet të jetë anhidrik. Pas shtimit të klorurit, përzierja nxehet në 280 gradë Celsius.

Në ndërtim shpesh përziej natriumi Dhe alumini. Rezulton të jetë një shtesë për betonin. Aluminati i natriumit përshpejton forcimin e tij duke përshpejtuar hidratimin.

Shkalla e mikrokristalizimit rritet, që do të thotë se forca dhe fortësia e betonit rritet. Për më tepër, aluminati i natriumit kursen përforcimin e vendosur në tretësirë ​​nga korrozioni.

Minierat e aluminit

Metali mbyll tre vendet më të zakonshme në tokë. Kjo shpjegon disponueshmërinë dhe përdorimin e gjerë të tij. Sidoqoftë, natyra nuk ia jep elementin njerëzve në formën e tij të pastër. Alumini duhet të ndahet nga komponime të ndryshme. Elementi i 13-të është më i bollshëm në boksit. Këta janë shkëmbinj të ngjashëm me argjilën, të përqendruar kryesisht në zonën tropikale.

Boksiti grimcohet, pastaj thahet, grimcohet përsëri dhe bluhet në prani të një vëllimi të vogël uji. Rezulton të jetë një masë e trashë. Nxehet me avull. Në të njëjtën kohë, shumica e tij, nga të cilat boksiti gjithashtu nuk është i varfër, avullon. Ajo që mbetet është oksidi i metalit të 13-të.

Vendoset në banja industriale. Ato tashmë përmbajnë kriolit të shkrirë. Temperatura mbahet në rreth 950 gradë Celsius. Kërkohet gjithashtu një rrymë elektrike prej të paktën 400 kA. Dmth përdoret elektroliza, ashtu si 200 vjet më parë, kur elementi u izolua nga Charles Hall.

Duke kaluar nëpër një zgjidhje të nxehtë, rryma thyen lidhjet midis metalit dhe oksigjenit. Si rezultat, fundi i banjës mbetet i pastër alumini. Reagimet përfunduar. Procesi përfundon duke derdhur nga sedimenti dhe duke e dërguar atë te konsumatori, ose duke e përdorur atë për të formuar lidhje të ndryshme.

Prodhimi kryesor i aluminit ndodhet në të njëjtin vend me depozitat e boksitit. Në ballë - Guinea. Pothuajse 8,000,000 ton të elementit të 13-të janë të fshehura në thellësitë e tij. Australia është në vendin e dytë me një tregues prej 6,000,000. Në Brazil, alumini është tashmë 2 herë më pak. Rezervat globale vlerësohen në 29,000,000 ton.

Çmimi i aluminit

Për një ton alumin ata kërkojnë gati 1500 dollarë. Këto janë të dhënat nga bursat e metaleve me ngjyra të datës 20 janar 2016. Kostoja përcaktohet kryesisht nga industrialistët. Më saktësisht, çmimi i aluminit ndikohet nga kërkesa e tyre për lëndë të parë. Ajo ndikon edhe në kërkesat e furnitorëve dhe në koston e energjisë elektrike, sepse prodhimi i elementit të 13-të është energjik intensiv.

Për aluminin janë vendosur çmime të ndryshme. Shkon në shkritore. Kostoja është shpallur për kilogram, dhe natyra e materialit të dorëzuar ka rëndësi.

Pra, për metalin elektrik ata japin rreth 70 rubla. Për aluminin e kategorisë ushqimore mund të merrni 5-10 rubla më pak. Ata paguajnë të njëjtën gjë për metalin e motorit. Nëse jepni me qira një varietet të përzier, çmimi i tij është 50-55 rubla për kilogram.

Lloji më i lirë i skrapit është alumini. Ju mund të merrni vetëm 15-20 rubla për të. Do të japin pak më shumë për elementin e 13-të. Kjo i referohet kontejnerëve për pije dhe ushqime të konservuara.

Radiatorët e aluminit gjithashtu nuk vlerësohen shumë. Çmimi për kilogram skrap është rreth 30 rubla. Këto janë mesataret. Në rajone të ndryshme dhe në pika të ndryshme, alumini pranohet më i shtrenjtë ose më i lirë. Shpesh kostoja e materialeve varet nga vëllimet e dorëzuara.

Alumini është një metal i bardhë argjendi që ka përçueshmëri të lartë elektrike dhe termike. (Përçueshmëria termike e aluminit është 1.8 herë më e madhe se ajo e bakrit dhe 9 herë më e madhe se ajo e çelikut inox.) Ka një densitet të ulët - afërsisht tre herë më pak se ajo e hekurit, bakrit dhe zinkut. E megjithatë është një metal shumë i qëndrueshëm.

Tre elektrone nga shtresa e jashtme e një atomi alumini janë të delokalizuara në të gjithë rrjetën kristalore të metalit të aluminit. Kjo grilë ka një strukturë kubike të përqendruar në fytyrë, e ngjashme me rrjetën prej kallaji dhe ari (shih seksionin 3.2). Prandaj, alumini ka lakueshmëri të mirë.

Vetitë kimike

Alumini formon komponime jonike dhe kovalente. Karakterizohet nga energjia e lartë jonizuese (Tabela 15.1). Dendësia e ngarkesës (raporti i ngarkesës me rreze) për jonin është shumë i lartë në krahasim me kationet e metaleve të tjera të së njëjtës periudhë (shih Tabelën 15.2).

Oriz. 15.2. Jon i hidratuar i aluminit.

Tabela 15.2. Raporti i ngarkesës me rrezen e kationeve

Për shkak se joni ka një densitet të lartë ngarkese, ai ka fuqi të madhe polarizuese. Kjo shpjegon pse joni i izoluar gjendet vetëm në shumë pak komponime, si fluori i aluminit anhidrik dhe oksidi i aluminit, dhe madje këto komponime tregojnë një karakter kovalent të dukshëm. Në një tretësirë ​​ujore, joni polarizon molekulat e ujit, të cilat rrjedhimisht hidratojnë kationin (shih Fig. 15.2). Ky hidratim karakterizohet nga ekzotermiciteti i madh:

Potenciali standard redoks i aluminit është - 1,66 V:

Prandaj, alumini ndodhet mjaft lart në serinë elektrokimike të elementeve (shih seksionin 10.5). Kjo sugjeron që alumini duhet të reagojë lehtësisht me oksigjenin dhe acidet minerale të holluara. Megjithatë, kur alumini reagon me oksigjenin, në sipërfaqen e tij formohet një shtresë e hollë, jo poroze e oksidit. Kjo shtresë mbron aluminin nga ndërveprimi i mëtejshëm me mjedisin. Shtresa e oksidit mund të hiqet nga sipërfaqja e aluminit duke e fërkuar me merkur. Alumini më pas është në gjendje të kombinohet drejtpërdrejt me oksigjenin dhe jometalet e tjera si squfuri dhe azoti. Ndërveprimi me oksigjenin çon në një reagim

Anodizimi. Alumini dhe lidhjet e lehta të aluminit mund të mbrohen më tej duke trashur shtresën e oksidit natyror përmes një procesi të quajtur anodizimi. Në këtë proces, një objekt alumini vendoset si anodë në një qelizë elektrolitike, ku si elektrolit përdoret acidi kromik ose acidi sulfurik.

Alumini reagon me acidet klorhidrike dhe sulfurike të holluara të nxehtë për të formuar hidrogjen:

Ky reagim është i ngadalshëm në fillim për shkak të pranisë së një shtrese oksidi. Megjithatë, ndërsa hiqet, reagimi bëhet më intensiv.

Acidi nitrik i koncentruar dhe i holluar, si dhe acidi sulfurik i koncentruar, e bëjnë aluminin pasiv. Kjo do të thotë se nuk reagon me acidet e përmendura. Ky pasivitet shpjegohet me formimin e një shtrese të hollë oksidi në sipërfaqen e aluminit.

Tretësirat e hidroksidit të natriumit dhe alkaleve të tjera reagojnë me aluminin, duke formuar jone tetrahidroksoaluminate (III) dhe hidrogjen:

Nëse shtresa e oksidit hiqet nga sipërfaqja, alumini mund të veprojë si një agjent reduktues në reaksionet redoks (shih seksionin 10.2). Ai zhvendos metalet e vendosura poshtë tij në serinë elektrokimike nga tretësirat e tyre. Për shembull

Një shembull i qartë i aftësisë reduktuese të aluminit është reaksioni aluminotermik. Ky është emri i reagimit midis aluminit pluhur dhe

oksid Në kushte laboratorike, zakonisht inicohet duke përdorur një shirit magnezi si ndezës. Ky reagim vazhdon shumë dhunshëm dhe lëshon një sasi energjie që është e mjaftueshme për të shkrirë hekurin që rezulton:

Reaksioni aluminotermik përdoret për të kryer saldimin aluminotermik; për shembull, binarët janë të lidhur në këtë mënyrë.

Oksidi i aluminit Oksidi i aluminit, ose alumini siç quhet shpesh, është një përbërje që ka veti jonike dhe kovalente. Ka një pikë shkrirjeje dhe, kur shkrihet, është një elektrolit. Për këtë arsye, shpesh konsiderohet një përbërje jonike. Sidoqoftë, në gjendje të ngurtë, oksidi i aluminit ka një strukturë kristalore kornizë.

Korundi. Format anhidër të oksidit të aluminit formohen në kushte natyrore nga mineralet e grupit të korundit. Korundi është një formë shumë e fortë kristalore e oksidit të aluminit. Përdoret si material gërryes, pasi ngurtësia e tij është e dyta pas diamantit. Kristalet e korundit të mëdhenj dhe transparentë, shpesh me ngjyra, vlerësohen si gurë të çmuar. Zmeril i pastër është i pangjyrë, por prania e sasive të vogla të papastërtive të oksidit të metalit i jep zmerilit të çmuar ngjyrën e tij karakteristike. Për shembull, ngjyra e rubinit është për shkak të pranisë së joneve në zmeril, dhe ngjyra e safirit është për shkak të pranisë së joneve të kobaltit. Ngjyra e purpurt e ametistit është për shkak të pranisë së papastërtive të manganit në të. Nga shkrirja e aluminit me oksidet e metaleve të ndryshme, mund të përftohen gurë të çmuar artificialë (shih gjithashtu Tabelat 14.6 dhe 14.7).

Oksidi i aluminit është i patretshëm në ujë dhe ka veti amfoterike, duke reaguar si me acidet e holluara ashtu edhe me alkalet e holluara. Reaksioni me acidet përshkruhet nga ekuacioni i përgjithshëm:

Reagimi me alkalet çon në formimin e -jonit:

Halidet e aluminit. Struktura dhe lidhja kimike në halogjenët e aluminit janë përshkruar në seksion. 16.2.

Kloruri i aluminit mund të prodhohet duke kaluar klor të thatë ose klorur hidrogjeni të thatë mbi aluminin e nxehtë. Për shembull

Me përjashtim të fluorit të aluminit, të gjitha halidet e tjera të aluminit hidrolizohen nga uji:

Për këtë arsye, halogjenet e aluminit "tymojnë" në kontakt me ajrin e lagësht.

Jonet e aluminit. Ne kemi treguar tashmë më lart se joni është i hidratuar në ujë. Kur kripërat e aluminit treten në ujë, vendoset ekuilibri i mëposhtëm:

Në këtë reaksion, uji vepron si bazë sepse pranon një proton, dhe joni i hidratuar i aluminit vepron si acid sepse dhuron një proton. Për këtë arsye, kripërat e aluminit kanë veti acidike. Nëse në

Një nga elementët më të zakonshëm në planet është alumini. Vetitë fizike dhe kimike të aluminit përdoren në industri. Do të gjeni gjithçka që duhet të dini për këtë metal në artikullin tonë.

Struktura atomike

Alumini është elementi i 13-të i tabelës periodike. Është në periudhën e tretë, grupi III, nëngrupi kryesor.

Vetitë dhe përdorimet e aluminit lidhen me strukturën e tij elektronike. Atomi i aluminit ka një bërthamë të ngarkuar pozitivisht (+13) dhe 13 elektrone të ngarkuar negativisht, të vendosura në tre nivele energjie. Konfigurimi elektronik i atomit është 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1.

Niveli i jashtëm i energjisë përmban tre elektrone, të cilat përcaktojnë valencën konstante të III. Në reaksionet me substancat, alumini kalon në një gjendje të ngacmuar dhe është në gjendje të heqë dorë nga të tre elektronet, duke formuar lidhje kovalente. Ashtu si metalet e tjera aktive, alumini është një agjent i fuqishëm reduktues.

Oriz. 1. Struktura e atomit të aluminit.

Alumini është një metal amfoterik që formon okside dhe hidrokside amfoterike. Në varësi të kushteve, komponimet shfaqin veti acidike ose bazike.

Përshkrim fizik

Alumini ka:

• lehtësia (dendësia 2,7 g/cm 3);
• ngjyrë argjendi-gri;
• përçueshmëri e lartë elektrike;
• lakueshmëria;
• plasticitet;
• pika e shkrirjes - 658°C;
• pika e vlimit - 2518,8°C.

Kontejnerët e kallajit, petë, tela dhe lidhjet janë bërë nga metali. Alumini përdoret në prodhimin e mikroqarqeve, pasqyrave dhe materialeve të përbëra.

Oriz. 2. Enë prej kallaji.

Alumini është paramagnetik. Metali tërhiqet nga një magnet vetëm në prani të një fushe magnetike.

Vetitë kimike

Në ajër, alumini oksidohet shpejt, duke u mbuluar me një film oksid. Ai mbron metalin nga korrozioni dhe gjithashtu parandalon ndërveprimin me acidet e përqendruara (nitrik, sulfurik). Prandaj, acidet ruhen dhe transportohen në enë alumini.

Në kushte normale, reagimet me aluminin janë të mundshme vetëm pas heqjes së filmit të oksidit. Shumica e reaksioneve ndodhin në temperatura të larta.

Karakteristikat kryesore kimike të elementit janë përshkruar në tabelë.

Reagimi	Përshkrim	Ekuacioni
Me oksigjen	Digjet në temperatura të larta duke çliruar nxehtësi	4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
Me jo metal	Reagon me squfur në temperatura mbi 200°C, me fosfor - në 500°C, me azot - në 800°C, me karbon - në 2000°C	2Al + 3S → Al 2 S 3; Al + P → AlP; 2Al + N 2 → 2AlN; 4Al + 3C → Al 4 C 3
Me halogjene	Reagon në kushte normale, me jod - kur nxehet në prani të një katalizatori (uji)	2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3 ; 2Al + 3I 2 → 2AlI 3; 2Al + 3Br 2 → 2AlBr 3
Me acide	Reagon me acide të holluara në kushte normale, me acide të koncentruara kur nxehet	2Al + 3H 2 SO 4 (i holluar) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2; Al + 6HNO 3 (konc.) → Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
Me alkalet	Reagon me tretësirat ujore të alkaleve dhe pas shkrirjes	2Al + 2NaOH + 10H 2 O → 2Na + 3H2; 2Al + 6KOH → 2KAlO 2 + 2K 2 O + 3H 2
Me okside	Zhvendos metalet më pak aktive	2Al + Fe 2 O 3 → 2 Fe + Al 2 O 3

Alumini nuk reagon drejtpërdrejt me hidrogjenin. Reagimi me ujë është i mundur pas heqjes së filmit oksid.

Oriz. 3. Reagimi i aluminit me ujin.

Çfarë kemi mësuar?

Alumini është një metal aktiv amfoterik me valencë konstante. Ka densitet të ulët, përçueshmëri të lartë elektrike dhe plasticitet. Tërhiqet nga një magnet vetëm në prani të një fushe magnetike. Alumini reagon me oksigjenin, duke formuar një shtresë mbrojtëse që parandalon reaksionet me ujin, acidet nitrik të koncentruar dhe sulfurik. Kur nxehet, ai ndërvepron me jometale dhe acide të përqendruara, dhe në kushte normale - me halogjene dhe acide të holluara. Në okside ai zhvendos metalet më pak aktive. Nuk reagon me hidrogjen.

Test mbi temën

Vlerësimi i raportit

Vleresim mesatar: 4.3. Gjithsej vlerësimet e marra: 73.