Aluminium functies. Aluminium: algemene kenmerken

Elk chemisch element kan worden beschouwd vanuit het oogpunt van drie wetenschappen: fysica, chemie en biologie. In dit artikel zullen we zoveel mogelijk proberen om de aluminium karakteriseren. Dit element, dat in de derde groep en de derde periode, volgens het Periodiek Systeem. Aluminium - metaal, dat een gemiddelde reactiviteit heeft. Ook is het mogelijk om verbindingen te observeren amfotere eigenschappen. Aluminium atoomgewicht van zesentwintig gram per mol.

Fysieke kenmerken aluminium

Onder normale omstandigheden is het een vaste stof. aluminium formule is zeer eenvoudig. Het bestaat uit atomen (niet verenigen in het molecuul), die zijn uitgelijnd met behulp van een kristalrooster in de vaste stof. aluminium kleur - zilver-wit. Bovendien heeft een metallische glans, alsmede andere stoffen van deze groep. De kleur van het metaal dat in de industrie, kunnen verschillen door de aanwezigheid van verontreinigingen in de legering. Dit is een vrij lichtgewicht metaal. De dichtheid gelijk aan 2,7 g / cm3, d.w.z. het is ongeveer drie maal lichter dan ijzer. In deze kan hij wijken, behalve dat het magnesium, dat is nog makkelijker om het metaal in kwestie. De hardheid van aluminium is vrij laag. Daarin geeft hij de meeste metalen. aluminium hardheid van slechts twee op de schaal van Mohs. Daarom, om de versterking op basis van metaallegeringen toegevoegd harder.

aluminium smelt plaatsvindt bij een temperatuur van slechts 660 ° C. En het begint te koken wanneer verwarmd tot een temperatuur van 2452 graden Celsius. Dit is een zeer kneedbaar en smeltbaar metaal. In deze fysieke eigenschap aluminium uiteinden. Toch moet worden dat het actieve metaal heeft de beste after koper en zilver geleidbaarheid.

De prevalentie in de natuur

Aluminium specificaties die we zojuist hebben gezien, heel gebruikelijk in het milieu. Het kan worden gezien in de samenstelling van veel mineralen. Aluminium element - de vierde tot de meest voorkomende in de natuur. Zijn gewicht fractie in de aardkorst is bijna negen procent. Belangrijke mineralen aanwezig in de samenstelling van de atomen is bauxiet, aluminiumoxyde, cryoliet. Eerst - een rotsformatie, dat bestaat uit ijzeroxiden, silicium en de metalen in kwestie, ook in de structuur van watermoleculen aanwezig. Het heeft een niet-uniforme kleuren: grijs fragmenten, roodachtig bruin of andere kleuren, die afhankelijk zijn van de aanwezigheid van verschillende onzuiverheden. Van dertig tot zestig procent van het ras - aluminium, waarvan de foto's hierboven te zien is. Het is ook heel gebruikelijk in de natuur mineraal is aluminiumoxide.

Dit aluminiumoxide. De chemische formule - Al2O3. Hij kan rood, geel, blauw of bruin zijn. De hardheid op de Mohs schaal negen eenheden. De variëteiten van corundum zijn opmerkelijk saffieren en robijnen, leicosapphires en padparadzha (geel saffier).

Kryoliet - een mineraal met een complexe chemische formule. Het bestaat uit de fluoriden van aluminium en natrium - AlF3 • 3NaF. Het lijkt erop dat kleurloos of grijze steen, heeft een lage hardheid - alle drie op de schaal van Mohs. In de wereld van vandaag wordt kunstmatig gesynthetiseerd in het laboratorium. Het wordt gebruikt in de metallurgie.

Ook aluminium kan worden gevonden in de natuur als deel van klei, waarvan de hoofdcomponenten van silicium en oxiden van de metalen geassocieerd met watermoleculen. Bovendien kan het chemisch element worden waargenomen in de samenstelling van nepheline, chemische formule luidt als volgt: KNa3 [AlSiO4] 4.

receptie

aluminium gehouden met kenmerken werkwijzen voor de synthese ervan. Er zijn verschillende methoden. Productie van aluminium door de eerste methode verloopt in drie fasen. Deze laatste is de procedure van elektrolyse op de kathode en een koolstofanode. Voor het uitvoeren van een dergelijke werkwijze vereist het aluminiumoxide en hulpstoffen zoals cryoliet (formule - Na3AlF6) en calciumfluoride (CaF2). Teneinde de ontleding van opgeloste alumina voordoen, moet met het gesmolten kryoliet en calciumfluoride op een temperatuur die ten minste 950 graden Celsius verwarmd, en vervolgens door een stroom van deze stoffen in de tachtigduizend ampère en spanning vijf- acht volt. Aldus omdat de werkwijze voor het regelen aluminiumkathode en zuurstofmoleculen worden verzameld bij de anode, die op zijn beurt wordt geoxideerd anode en omzetten in kooldioxide. Voorafgaand aan deze procedure bauxiet, die in de vorm van aluminiumoxide wordt gewonnen, vooraf ontdaan van verontreinigingen en gaat het proces van uitdroging.

Aluminiumproductie bovenbeschreven methode is heel gebruikelijk in de metallurgie. Er is ook een methode, in 1827 uitgevonden door F. Wohler. Het ligt in het feit dat aluminium kan worden onttrokken door een chemische reactie tussen het chloride en kalium. Een dergelijke werkwijze uit te voeren kan alleen worden gemaakt in de vorm van bijzondere problemen van zeer hoge temperatuur en verminderde druk. Aldus kan één mol chloride en een gelijk volume kalium bereid een mol aluminiumoxide en drie mol kalium chloride als een bijproduct. Deze reactie kan worden uitgedrukt als de vergelijking: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. Deze methode is niet veel aan populariteit gewonnen in de industrie.

aluminium kenmerken op het gebied van de chemie

Zoals hierboven reeds vermeld, is een enkelvoudige substantie, die uit atomen, die niet in een molecuul worden georganiseerd. Vergelijkbare structuren worden gevormd bijna alle metalen. Aluminium heeft een relatief hoge reactiviteit en sterk reducerende eigenschappen. Chemische karakterisering van de aluminium begint met een beschrijving van de reacties met andere enkelvoudige substantie, zoals zal worden beschreven verdere interactie met complexe anorganische verbindingen.

Aluminium en eenvoudige stoffen

Deze omvatten een primair zuurstof - de meest voorkomende verbinding op de planeet. Vanuit zijn eenentwintig procent van de atmosfeer van de aarde bestaat. Reactie van de stof met andere zogenaamde oxidatie of verbranding. Het komt gewoonlijk bij hoge temperaturen. Maar in het geval van aluminium kan oxidatie tijdens normaal gebruik - het aldus gevormde oxidefilm. Als de actieve metaal wordt verpletterd, zal hij verbranden, waardoor grote hoeveelheden energie als warmte vrijgeven. Voor het uitvoeren van de reactie tussen aluminium en zuurstof nodig deze componenten in een molverhouding van 4: 3, waarbij de twee onderdelen te komen oxide.

Deze chemische reactie wordt uitgedrukt door de volgende vergelijking: 4AІ + 3O2 = 2AІO3. Ook aluminium kan reageren met halogenen die fluor, jood, broom en chloor bevatten. De namen van deze processen komt van het corresponderende halogeen: fluoridering, jodering, bromering en chloreren. Dit is de typische koppelingsreactie.

We bijvoorbeeld aluminium reageren met chloor. Zo'n proces kan alleen plaatsvinden in de kou.

Derhalve nemen twee mol aluminium en drie mol chloor, twee mol van het metaalchloride verkregen. De vergelijking voor deze reactie is als volgt: + = 2AІ 3SІ 2AІSІ3. Op dezelfde wijze is het mogelijk om aluminiumfluoride, bromide en jodide te verkrijgen.

Op grijze de stof in kwestie reageert alleen bij verhitting. Voor het uitvoeren van de interactie tussen de twee verbindingen die nodig zijn om hen in molaire verhoudingen van 02:58 en een gedeelte van het sulfide gevormd uit aluminium. Reactievergelijking is als volgt: 2Al 3S + = Al2S3.

Bovendien bij hoge temperaturen en aluminium reageert met koolstof een carbide en een nitride stikstof te vormen. Kan men de volgende chemische reactievergelijking citeren: 4AІ + 3C = AІ4S3; 2Al + N2 = 2AlN.

Interactie met complexe stoffen

Deze omvatten water, zouten, zuren, basen, oxiden. Met alle chemische verbindingen van aluminium anders reageert. Laten we eens kijken in detail elk geval.

Reactie met water

Met de meest voorkomende stof op aarde aluminium complex interageert met verwarming. Dit gebeurt alleen wanneer de voorafgaande verwijderen van de oxidefilm. De interactie van de amfotere hydroxide wordt gevormd en waterstof in de lucht. De twee delen van aluminium en zes delen water, krijgen we hydroxide en waterstof in een molaire verhouding van twee tot drie. Dit reactievergelijking wordt als volgt geschreven: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

Interactie met zuren, basen en oxiden

Net als andere actieve metalen, aluminium kan aangrijpen in een substitutiereactie. Aldus kan waterstof verplaatsen van een zuur of passieve metaalkation of een zout daarvan. Als gevolg van deze interacties een aluminiumzout wordt gevormd en waterstof vrijkomt (bij zuur) of geprecipiteerde metalen net (die minder actief dan de beoordelingsperiode). In het tweede geval, en kennelijke reducerende eigenschappen zoals hierboven genoemd. Een voorbeeld is de wisselwerking van aluminium met zoutzuur, waarbij het aluminiumchloride wordt gevormd en in de lucht, waterstof. Deze soort reactie wordt uitgedrukt in de volgende vergelijking: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

Een voorbeeld van de interactie van aluminiumzout kan de reactie zijn met kopersulfaat. Rekening houdend met deze twee componenten, komen we uit aluminiumsulfaat en zuiver koper die in de vorm van een neerslag valt. Met dergelijke zuren zoals zwavelzuur en salpeterzuur, aluminium reageert uniek. Bijvoorbeeld, het toevoegen van een verdunde oplossing van aluminiumnitraat zuur in een molverhouding van acht gew.dln achtendertig onderdeel is gevormd uit metaal nitraat, drie delen stikstofmonoxide en vijftien - water. De vergelijking van de reactie wordt derhalve geregistreerd 8AL + 30HNO3 = 8AL (NO3) 3 + + 3N2O 15H2O. Dit proces komt slechts in de aanwezigheid van hitte.

Indien de gemengde oplossing van aluminiumsulfaat en een zwak zuur in molaire verhoudingen van 02:58, dan verkrijgt men het sulfaat van het metaal en waterstof in een verhouding van 02:59. Dat gaat gewoon substitutiereactie gebeuren, zoals het geval is met andere zuren. Voor de duidelijkheid geven we de vergelijking: 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2. Echter, met een geconcentreerde oplossing van hetzelfde zuur moeilijker. Hier, net als in het geval nitraat, het bijproduct wordt gevormd, maar niet in de oxidevorm en in de vorm van zwavel en water. water - als we de twee nemen we nodig component in een molverhouding van 03:58, zal het resultaat een van het zout van het metaal, en zwavel, en vier zijn. Deze chemische reactie kan worden uitgedrukt door de volgende vergelijking: 2Al + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + S + 4H2O. Bovendien kan aluminium reageren met basen. Uitvoeren dergelijke chemische interacties dienen twee mol van het metaal, evenveel nemen natriumhydroxide of kaliumhydroxide evenals zes mol water. Dit levert stoffen zoals natrium of kalium tetragidroksoalyuminat en waterstof, die vrijkomt als een gas met een penetrante geur in molaire verhoudingen van 02:58. Deze chemische reactie kan worden voorgesteld door de volgende vergelijking: 2AІ 2KOH + + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

En het laatste wat te overwegen is de patroon van de interactie met wat aluminium oxides. De meest voorkomende en wordt gebruikt voor het geval dat - de reactie Beketov. Het, net als vele anderen uit het bovenstaande, vindt alleen plaats bij hoge temperaturen. Zo kan de uitvoering ervan twee mol per mol aluminium oxide ferrum nemen. De interactie van deze twee stoffen verzamelen aluminiumoxide en vrij ijzer in een hoeveelheid van één en twee mol resp.

Het gebruik van metalen in de industrie

Merk op dat het gebruik van aluminium - een veel voorkomend verschijnsel. In de eerste plaats moet de luchtvaartindustrie. Samen met magnesiumlegeringen, wordt gebruikt, en op basis van de metaallegeringen. Men kan zeggen dat het gemiddelde vlak is 50% Legeringen van aluminium en zijn aandrijving - met 25%. Ook het gebruik van aluminium wordt tijdens de vervaardiging van draden en kabels vanwege de uitstekende elektrische geleidbaarheid uitgevoerd. Bovendien worden het metaal en zijn legeringen op grote schaal gebruikt in de automobielindustrie. Deze materialen bestaan uit karkassen van auto's, bussen, trolleybussen, trams aantal, evenals conventionele auto's en elektrische treinen. Ook het gebruik kleinschaliger toepassingen, bijvoorbeeld voor de productie van verpakkingen voor voedingsmiddelen en andere producten, tafelgerei. Om een zilverinkt van het metaal poeder vereist. De verf is nodig om ijzer te beschermen tegen corrosie. Het kan worden gezegd dat aluminium - de tweede meest gebruikt in industriële metalen na Ferrum. Zijn verbindingen en hij vaak gebruikt in de chemische industrie. Dit wordt verklaard door de specifieke chemische eigenschappen van aluminium, waaronder het reducerende eigenschappen en amfotere verbindingen. Hydroxide beschouwd chemische elementen die nodig zijn voor waterzuivering. Daarnaast wordt het gebruikt in de geneeskunde in het proces van de productie van vaccins. Het kan ook in de samenstelling van bepaalde kunststoffen en andere materialen.

Rol in de natuur

Zoals hierboven beschreven, het aluminium in grote hoeveelheden in de aardkorst. Het is met name belangrijk voor levende organismen. Aluminium is betrokken bij de regulatie van groeiprocessen, vormt het bindweefsel, zoals bot, ligamenten en anderen. Met deze micronutriënten processen regeneratie van lichaamsweefsels sneller gemaakt. De daling wordt gekenmerkt door de volgende symptomen: stoornis in de ontwikkeling en de groei van kinderen, volwassenen - chronische vermoeidheid, verminderde prestaties, verminderde motorische coördinatie, verminderde de snelheid van weefselregeneratie, verzwakking van de spieren, vooral in de extremiteiten. Dit verschijnsel kan optreden als u te weinig eten met de inhoud van deze sporenelement.

Echter, een veel voorkomend probleem is een overmaat aan aluminium in het lichaam. Het wordt vaak waargenomen deze symptomen: angst, depressie, slaapstoornissen, geheugenverlies, stress, verweking van het bewegingsapparaat, wat kan leiden tot frequente breuken en verstuikingen. Langdurige overmaat aan aluminium in het lichaam vaak problemen in bijna elk orgaan systeem.

Een dergelijk verschijnsel kan verschillende redenen veroorzaken. Dit is voornamelijk aluminium kookgerei. Wetenschappers hebben lang bewezen dat de gerechten gemaakt van het metaal in kwestie, is niet geschikt voor het koken van voedsel in het, zoals bij een hoge temperatuur van het aluminium krijgt in het eten, met als gevolg dat je eet veel meer van dit sporenelement dan het lichaam nodig heeft.

De tweede reden - regelmatige toepassing van cosmetica tot het gehalte van de metalen of zouten daarvan. Voordat u een product moeten zorgvuldig de samenstelling ervan worden gelezen. Zijn geen uitzondering, en cosmetica.

De derde reden - de toediening van geneesmiddelen, die veel aluminium bevatten, voor een lange tijd. Evenals het misbruik van vitaminen en voedingssupplementen, die de microcel bevatten.

Laten we nu eens kijken naar welke producten bevatten aluminium aan uw dieet aan te passen en het menu correct te organiseren. Dit vooral wortelen, smeltkaas, tarwe, aluin, aardappelen. Fruit perziken en avocado's worden aanbevolen. Bovendien is de aluminium-rijke kool, rijst, vele kruiden. Ook de metaalkationen kunnen aanwezig zijn in drinkwater. Om hoge of lage aluminium gehalte in het lichaam voorkomen (hoewel, net als elke andere spoorelementen), moet je zorgvuldig toezicht op hun dieet en proberen om het zo evenwichtig mogelijk te maken.