El aluminio reacciona con sustancias en condiciones apropiadas. Aluminio. La estructura del átomo de aluminio. Propiedades físicas y químicas de una sustancia simple.

Aluminio

ALUMINIO-Yo soy; metro.[del lat. alumen (aluminis) - alumbre]. Elemento químico (Al), metal maleable ligero de color blanco plateado con alta conductividad eléctrica (utilizado en aviación, ingeniería eléctrica, construcción, vida cotidiana, etc.). sulfato de aluminio aleaciones de aluminio

(lat. Aluminio, de alumen - alumbre), químico elemento III grupos del sistema periódico. plata- metal blanco, ligero (2,7 g/cm 3 ), plástico, de alta conductividad eléctrica, t pl 660ºC. Químicamente activo (cubierto con una película protectora de óxido en el aire). En términos de prevalencia en la naturaleza, ocupa el cuarto lugar entre los elementos y el primero entre los metales (8,8% de la masa de la corteza terrestre). Se conocen varios cientos de minerales de aluminio (aluminosilicatos, bauxitas, alunitas, etc.). Obtenido por electrólisis de alúmina Al 2 O 3 en la fusión de criolita Na 3 AlF 6 a 960ºC. Se utilizan en aviación, construcción (material estructural, principalmente en forma de aleaciones con otros metales), ingeniería eléctrica (sustituto del cobre en la fabricación de cables, etc.), Industria de alimentos(lámina), metalurgia (aditivo de aleación), aluminotermia, etc.

ALUMINIO (lat. Aluminio), Al (léase "aluminio"), un elemento químico con número atómico 13, masa atómica 26.98154. El aluminio natural consta de un nucleido 27 Al. Se ubica en el tercer periodo del grupo IIIA de la Tabla Periódica de los Elementos de Mendeleev. Configuración de la capa de electrones externa 3 s 2 pags una . En casi todos los compuestos, el estado de oxidación del aluminio es +3 (valencia III).
El radio del átomo de aluminio neutro es de 0,143 nm, el radio del ion Al 3+ es de 0,057 nm. Las energías de ionización secuencial de un átomo de aluminio neutro son 5,984, 18,828, 28,44 y 120 eV, respectivamente. En la escala de Pauling, la electronegatividad del aluminio es 1,5.
La sustancia simple aluminio es un metal suave, ligero, de color blanco plateado.
Historial de descubrimiento
El latín aluminio proviene del latín alumen, que significa alumbre. (cm. ALUMBRE)(sulfato de aluminio y potasio KAl (SO 4) 2 12H 2 O), que se han utilizado durante mucho tiempo en el aderezo del cuero y como astringente. Debido a la alta actividad química, el descubrimiento y aislamiento del aluminio puro se prolongó durante casi 100 años. La conclusión de que la "tierra" (una sustancia refractaria, en términos modernos, óxido de aluminio) se puede obtener del alumbre. (cm. OXIDO DE ALUMINIO)) fue elaborado en 1754 por el químico alemán A. Marggraf (cm. MARGRÁFICO Andreas Segismundo). Más tarde resultó que la misma "tierra" podía aislarse de la arcilla, y se llamó alúmina. Recién en 1825 el físico danés H. K. Oersted pudo obtener aluminio metálico (cm. OERSTED Hans Christian). Trató el cloruro de aluminio AlCl 3 , que podía obtenerse de la alúmina, con amalgama de potasio (una aleación de potasio y mercurio), y después de destilar el mercurio, aisló un polvo gris de aluminio.
Solo un cuarto de siglo después, este método se modernizó ligeramente. Químico francés A. E. St. Clair Deville (cm. SAINT CLAIR DEVILLE (Henri Etienne) en 1854 propuso usar sodio metálico para producir aluminio (cm. SODIO), y recibió los primeros lingotes del nuevo metal. El costo del aluminio era entonces muy alto y se hacían joyas con él.
P. Eru desarrolló de forma independiente en 1886 un método industrial para la producción de aluminio por electrólisis de una fusión de mezclas complejas, incluidos óxido, fluoruro de aluminio y otras sustancias. (cm. ERU Paul Louis Toussaint)(Francia) y C. Hall (EE.UU.). La producción de aluminio está asociada con un alto consumo de electricidad, por lo que se realizó a gran escala solo en el siglo XX. En la Unión Soviética, el primer aluminio industrial se obtuvo el 14 de mayo de 1932 en la planta de aluminio de Volkhov, construida junto a la central hidroeléctrica de Volkhov.
estar en la naturaleza
En términos de prevalencia en la corteza terrestre, el aluminio ocupa el primer lugar entre los metales y el tercero entre todos los elementos (después del oxígeno y el silicio), representa alrededor del 8,8% de la masa de la corteza terrestre. El aluminio forma parte de una gran cantidad de minerales, principalmente aluminosilicatos. (cm. ALUMOSILICATOS), y rocas. Los compuestos de aluminio contienen granitos (cm. GRANITO), basaltos (cm. BASALTO), arcilla (cm. ARCILLA), feldespatos (cm. feldespatos) y otros Pero aquí hay una paradoja: con una gran cantidad de minerales y rocas que contienen aluminio, depósitos de bauxita (cm. BOXITAS)- la principal materia prima para la producción industrial de aluminio, son bastante raros. En Rusia, hay depósitos de bauxita en Siberia y los Urales. Las alunitas también tienen importancia industrial. (cm. ALUNITA) y nefelinas (cm. NEFELIN).
Como oligoelemento, el aluminio está presente en los tejidos de plantas y animales. Hay organismos-concentradores que acumulan aluminio en sus órganos -algunos musgos, moluscos.
Producción industrial
En la producción industrial, las bauxitas primero se someten a un procesamiento químico, eliminando de ellas las impurezas de óxidos de silicio y hierro y otros elementos. Como resultado de este procesamiento, puro óxido de aluminio Al 2 O 3 es la principal materia prima en la producción de metal por electrólisis. Sin embargo, debido al hecho de que el punto de fusión del Al 2 O 3 es muy alto (más de 2000 °C), no es posible utilizar su masa fundida para electrólisis.
Los científicos e ingenieros encontraron una salida en lo siguiente. La criolita se funde primero en un baño de electrólisis. (cm. CRIOLITA) Na 3 AlF 6 (temperatura de fusión ligeramente por debajo de 1000 ° C). La criolita se puede obtener, por ejemplo, mediante el procesamiento de nefelinas de la península de Kola. Además, a esta masa fundida se le añade un poco de Al 2 O 3 (hasta un 10% en peso) y algunas otras sustancias que mejoran las condiciones para el proceso posterior. Durante la electrólisis de esta masa fundida, el óxido de aluminio se descompone, la criolita permanece en la masa fundida y se forma aluminio fundido en el cátodo:
2Al 2 O 3 \u003d 4Al + 3O 2.
Dado que el grafito sirve como ánodo durante la electrólisis, el oxígeno liberado en el ánodo reacciona con el grafito y se forma dióxido de carbono CO2.
La electrólisis produce un metal con un contenido de aluminio de alrededor del 99,7 %. El aluminio mucho más puro también se usa en tecnología, en el que el contenido de este elemento alcanza el 99,999% o más.
Físico y Propiedades químicas
El aluminio es un metal típico, celda de cristal cúbico centrado en la cara, parámetro a= 0,40403nm. El punto de fusión del metal puro es de 660 °C, el punto de ebullición es de unos 2450 °C, la densidad es de 2,6989 g/cm 3. El coeficiente de temperatura de expansión lineal del aluminio es de aproximadamente 2,5·10 -5 K -1 . Potencial de electrodo estándar Al 3+ /Al -1.663V.
Químicamente, el aluminio es un metal bastante activo. En el aire, su superficie se cubre instantáneamente con una película densa de óxido de Al 2 O 3, lo que impide el acceso de oxígeno al metal y conduce a la terminación de la reacción, lo que conduce a altas propiedades anticorrosivas del aluminio. También se forma una película superficial protectora sobre el aluminio si se coloca en ácido nítrico concentrado.
El aluminio reacciona activamente con otros ácidos:
6HCl + 2Al \u003d 2AlCl 3 + 3H 2,
3H 2 SO 4 + 2Al \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.
El aluminio reacciona con soluciones alcalinas. Primero, la película protectora de óxido se disuelve:
Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na.
Entonces tienen lugar las reacciones:
2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2,
NaOH + Al (OH) 3 \u003d Na,
o en total:
2Al + 6H 2 O + 2NaOH \u003d Na + 3H 2,
y como resultado, se forman aluminatos (cm. ALUMINADOS): Na - aluminato de sodio (tetrahidroxoaluminato de sodio), K - aluminato de potasio (tetrahidroxoaluminato de potasio), u otros. Dado que el átomo de aluminio en estos compuestos se caracteriza por un número de coordinación (cm. NÚMERO DE COORDINACIÓN) 6, y no 4, entonces las fórmulas reales de estos tetrahidroxocompuestos son las siguientes: Na y K.
Cuando se calienta, el aluminio reacciona con los halógenos:
2Al + 3Cl 2 \u003d 2AlCl 3,
2Al + 3Br2 = 2AlBr3.
Curiosamente, la reacción entre los polvos de aluminio y yodo (cm. DIO) empieza a temperatura ambiente, si a la mezcla inicial se le añaden unas gotas de agua, que en este caso juega el papel de un catalizador:
2Al + 3I 2 = 2AlI 3 .
La interacción del aluminio con el azufre durante el calentamiento conduce a la formación de sulfuro de aluminio:
2Al + 3S \u003d Al 2 S 3,
que se descompone fácilmente con el agua:
Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S.
El aluminio no interactúa directamente con el hidrógeno, sino indirectamente, por ejemplo, utilizando compuestos organoaluminosos. (cm. COMPUESTOS DE ORGANO ALUMINIO), es posible sintetizar hidruro de aluminio polimérico sólido (AlH 3) x - el agente reductor más fuerte.
En forma de polvo, el aluminio se puede quemar en el aire y se forma un polvo refractario blanco de óxido de aluminio Al 2 O 3.
La alta fuerza de enlace en Al 2 O 3 determina el alto calor de su formación a partir de sustancias simples y la capacidad del aluminio para restaurar muchos metales de sus óxidos, por ejemplo:
3Fe 3 O 4 + 8Al = 4Al 2 O 3 + 9Fe e incluso
3CaO + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 3Ca.
Este método de obtención de metales se denomina aluminotermia. (cm. ALUMINOTÉRMICO).
El óxido anfótero Al 2 O 3 corresponde al hidróxido anfótero, un compuesto polimérico amorfo que no tiene una composición constante. La composición del hidróxido de aluminio se puede expresar mediante la fórmula xAl 2 O 3 yH 2 O; cuando se estudia química en la escuela, la fórmula del hidróxido de aluminio suele indicarse como Al (OH) 3.
En el laboratorio, el hidróxido de aluminio se puede obtener en forma de precipitado gelatinoso mediante reacciones de intercambio:
Al 2 (SO 4) 3 + 6NaOH \u003d 2Al (OH) 3 + 3Na 2 SO 4,
o agregando soda a una solución de sal de aluminio:
2AlCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 Ї + 6NaCl + 3CO 2,
y también agregando una solución de amoníaco a una solución de sal de aluminio:
AlCl 3 + 3NH 3 H 2 O \u003d Al (OH) 3 Ї + 3H 2 O + 3NH 4 Cl.
Solicitud
El aluminio y sus aleaciones son superados solo por el hierro y sus aleaciones en términos de aplicación. El uso generalizado del aluminio en varios campos de la tecnología y la vida cotidiana está asociado con una combinación de sus propiedades físicas, mecánicas y químicas: baja densidad, resistencia a la corrosión en el aire atmosférico, alta conductividad térmica y eléctrica, ductilidad y resistencia relativamente alta. El aluminio es fácil de trabajar diferentes caminos- forjado, estampado, laminado, etc. El aluminio puro se usa para la fabricación de alambre (la conductividad eléctrica del aluminio es el 65,5% de la conductividad eléctrica del cobre, pero el aluminio es más de tres veces más liviano que el cobre, por lo que el aluminio a menudo reemplaza al cobre) en ingeniería eléctrica) y láminas utilizadas como material de embalaje. La mayor parte del aluminio fundido se gasta en la obtención de diversas aleaciones. Las aleaciones de aluminio se caracterizan por su baja densidad, mayor resistencia a la corrosión (en comparación con el aluminio puro) y altas propiedades tecnológicas: alta conductividad térmica y eléctrica, resistencia al calor, resistencia y ductilidad. Los revestimientos protectores y decorativos se aplican fácilmente a la superficie de las aleaciones de aluminio.
La variedad de propiedades de las aleaciones de aluminio se debe a la introducción de varios aditivos en el aluminio, que forman soluciones sólidas o compuestos intermetálicos con él. La mayor parte del aluminio se utiliza para producir aleaciones ligeras - duraluminio (cm. DURALUMINA)(94 % Al, 4 % Cu, 0,5 % Mg, Mn, Fe y Si cada uno), silumin (85-90 % Al, 10-14 % Si, 0,1 % Na), etc. El aluminio se usa en metalurgia no solo como como base para aleaciones, pero también como uno de los aditivos de aleación ampliamente utilizados en aleaciones a base de cobre, magnesio, hierro, níquel, etc.
Las aleaciones de aluminio son aplicación amplia en la vida cotidiana, en la construcción y la arquitectura, en la industria automotriz, en la construcción naval, la aviación y la tecnología espacial. En particular, de aleación de aluminio Se hizo el primer satélite terrestre artificial. Una aleación de aluminio y circonio, zircaloy, se usa ampliamente en la construcción de reactores nucleares. El aluminio se utiliza en la fabricación de explosivos.
De particular interés son las películas coloreadas de óxido de aluminio sobre la superficie del aluminio metálico obtenido por medios electroquímicos. El aluminio metálico recubierto con tales películas se denomina aluminio anodizado. Fabricado en aluminio anodizado. apariencia con reminiscencias al oro, elaboran diversas joyas.
Cuando manipule aluminio en la vida cotidiana, debe tener en cuenta que solo los líquidos neutros (por acidez) (por ejemplo, agua hirviendo) pueden calentarse y almacenarse en platos de aluminio. Si, por ejemplo, la sopa de repollo agrio se hierve en platos de aluminio, el aluminio pasa a los alimentos y adquiere un sabor "metálico" desagradable. Dado que la película de óxido es muy fácil de dañar en la vida cotidiana, el uso de utensilios de cocina de aluminio sigue siendo indeseable.
aluminio en el cuerpo
El aluminio ingresa al cuerpo humano diariamente con los alimentos (alrededor de 2-3 mg), pero no se ha establecido su función biológica. En promedio, en el cuerpo humano (70 kg), los huesos y los músculos contienen alrededor de 60 mg de aluminio.

diccionario enciclopédico. 2009 .

Vea qué es "aluminio" en otros diccionarios:

O arcilla (designación química Al, peso atomico 27, 04) un metal que aún no se encuentra en la naturaleza en estado libre; pero en forma de compuestos, a saber, silicatos, este elemento es ubicuo y generalizado; es parte de la masa de rocas... Enciclopedia de Brockhaus y Efron

- (arcilla) química. zn. ALABAMA; en. v. = 27,12; latidos v. = 2,6; p.f. unos 700°. Metal blanco plateado, suave, sonoro; es en combinación con ácido silícico el principal parte integral arcilla, feldespato, mica; encuentra en todos los suelos. Va a…… Diccionario de palabras extranjeras del idioma ruso.

- (símbolo Al), metal plateado el color blanco, un elemento del tercer grupo de la tabla periódica. por primera vez en forma pura se obtuvo en 1827. El metal más común en la corteza del globo; su fuente principal es el mineral de bauxita. Proceso… … Diccionario enciclopédico científico y técnico.

ALUMINIO- ALUMINIO, Aluminio (signo químico A1, peso 27,1), el metal más común en la superficie terrestre y, después del O y el silicio, el componente más importante de la corteza terrestre. A. se presenta en la naturaleza, principalmente en forma de sales de ácido silícico (silicatos); ... ... Gran enciclopedia médica

Aluminio- es un metal de color blanco azulado, caracterizado por una particular ligereza. Es muy dúctil y se puede laminar, estirar, forjar, estampar y moldear fácilmente, etc. Al igual que otros metales blandos, el aluminio también se presta muy bien para... ... Terminología oficial

DEFINICIÓN

Aluminio- un elemento químico del 3er período del grupo IIIA. Número de serie - 13. Metal. El aluminio pertenece a los elementos de la familia p. El símbolo es Al.

Masa atómica - 27 a.m.u. Configuración electrónica de externo nivel de energía– 3s 2 3p 1 . En sus compuestos, el aluminio presenta un estado de oxidación igual a "+3".

Propiedades químicas del aluminio.

El aluminio exhibe propiedades reductoras en las reacciones. Dado que se forma una película de óxido en su superficie cuando se expone al aire, es resistente a la interacción con otras sustancias. Por ejemplo, el aluminio se pasiva en agua, ácido nítrico concentrado y solución de dicromato de potasio. Sin embargo, después de eliminar la película de óxido de su superficie, puede interactuar con sustancias simples. La mayoría de las reacciones ocurren cuando se calienta:

2Al polvo + 3 / 2O 2 \u003d Al 2 O 3;

2Al + 3F2 = 2AlF3 (t);

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

2Al + N 2 \u003d 2AlN (t);

2Al + 3S \u003d Al 2 S 3 (t);

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

4Al + P 4 \u003d 4AlP (t, en una atmósfera de H 2).

Además, después de eliminar la película de óxido de su superficie, el aluminio puede interactuar con el agua para formar hidróxido:

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2.

El aluminio exhibe propiedades anfóteras, por lo que es capaz de disolverse en soluciones diluidas de ácidos y álcalis:

2Al + 3H 2 SO 4 (diluido) \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2;

2Al + 6HCl diluido \u003d 2AlCl 3 + 3 H 2;

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

2Al + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na + 3H 2;

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

La aluminotermia es un método de obtención de metales a partir de sus óxidos, basado en la reducción de estos metales con aluminio:

8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe;

2Al + Cr 2 O 3 \u003d Al 2 O 3 + 2Cr.

Propiedades físicas del aluminio.

El aluminio es de un color blanco plateado. Las principales propiedades físicas del aluminio son ligereza, alta conductividad térmica y eléctrica. En estado libre, cuando se expone al aire, el aluminio se cubre con una fuerte película de óxido Al 2 O 3 , que lo hace resistente a los ácidos concentrados. Punto de fusión - 660.37C, punto de ebullición - 2500C.

Obtención y uso del aluminio.

El aluminio se obtiene por electrólisis del óxido fundido de este elemento:

2Al 2 O 3 \u003d 4Al + 3O 2

Sin embargo, debido al bajo rendimiento del producto, se utiliza más el método de obtención de aluminio por electrólisis de una mezcla de Na 3 y Al 2 O 3. La reacción continúa cuando se calienta a 960C y en presencia de catalizadores - fluoruros (AlF 3 , CaF 2 , etc.), mientras que el aluminio se libera en el cátodo y el oxígeno se libera en el ánodo.

El aluminio ha encontrado una amplia aplicación en la industria, por ejemplo, las aleaciones a base de aluminio son los principales materiales estructurales en la construcción de aviones y barcos.

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1

(A l ), ​​galio (Ga ), indio (In ) y talio (T l ).

Descubrimiento de metales del subgrupo principal del grupo III

El boro es un no metal. El aluminio es un metal de transición, mientras que el galio, el indio y el talio son metales completos. Así, al aumentar los radios atómicos de los elementos de cada grupo del sistema periódico, aumentan las propiedades metálicas de las sustancias simples.

Considerar más propiedades del aluminio.

1. La posición del aluminio en la tabla de D. I. Mendeleev. La estructura del átomo, los estados de oxidación mostrados.

El elemento aluminio se encuentra en el grupo III, subgrupo principal "A", tercer período del sistema periódico, número de serie No. 13, masa atómica relativa Ar (Al) \u003d 27. Su vecino a la izquierda en la tabla es magnesio - un metal típico, y a la derecha, silicio, ya no metálico. Por lo tanto, el aluminio debe exhibir propiedades de alguna naturaleza intermedia y sus compuestos son anfóteros.

Al +13) 2) 8) 3

Al 0 - 3 e - → Al +3 El aluminio exhibe un estado de oxidación de +3 en compuestos:

2. Propiedades físicas aluminio

El aluminio de forma libre es un metal blanco plateado con alta conductividad térmica y eléctrica. El punto de fusión es de 650 ° C. El aluminio tiene una densidad baja (2,7 g / cm 3), aproximadamente tres veces menor que la del hierro o el cobre, y al mismo tiempo es un metal duradero.

3. Estar en la naturaleza

En términos de prevalencia en la naturaleza, ocupa el primer lugar entre los metales y el tercer lugar entre los elementos, solo superado por el oxígeno y el silicio. El porcentaje de contenido de aluminio en la corteza terrestre, según varios investigadores, oscila entre el 7,45 y el 8,14 % de la masa de la corteza terrestre.

En la naturaleza, el aluminio se encuentra solo en compuestos (minerales).

Algunos:

Al 2 O 3 H 2 O bauxitas (con impurezas de SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3); Nefelinas - Na 3 4; Alunitas - KAl (SO 4) 2 2Al (OH) 3; Alúmina (mezclas de caolines con arena SiO 2, caliza CaCO 3, magnesita MgCO 3); Corindón - Al 2 O 3; Feldespato (ortoclasa) - K 2 O Al2O36SiO2; Caolinita - Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O; Alunita - (Na, K) 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al (OH) 3; Berilo - 3BeO Al 2 O 3 6SiO 2

4. Propiedades químicas del aluminio y sus compuestos.

El aluminio reacciona fácilmente con el oxígeno. condiciones normales y cubierto con una película de óxido (da un aspecto mate).

DEMOSTRACIÓN DE PELÍCULA DE ÓXIDO

Su espesor es de 0,00001 mm, pero gracias a él el aluminio no se corroe. Para estudiar las propiedades químicas del aluminio, se elimina la película de óxido. (Con ayuda papel de lija, o químicamente: primero sumergiéndolo en una solución alcalina para eliminar la película de óxido, y luego en una solución de sales de mercurio para formar una aleación de aluminio con mercurio, una amalgama).

I. Interacción con sustancias simples - no metales

• El aluminio ya a temperatura ambiente reacciona activamente con todos los halógenos, formando haluros.
• cuando se calienta, interactúa con el azufre (200 ° C)2A l + 3S \u003d Al 2 S 3 (sulfuro de aluminio),
• nitrógeno (800 °C) 2A l + N 2 \u003d 2AlN (nitruro de aluminio),
• fósforo (500 °C) UN l + PAGS = UN l PAGS (fosfuro de aluminio)
• carbono (2000 °C)4A l + 3C \u003d A l 4 Desde 3(carburo de aluminio)
• con yodo en presencia de un catalizador - agua(video)2Al + 3 I 2 \u003d 2 A l yo 3 (yoduro de aluminio)

Todos estos compuestos se hidrolizan completamente con formación de hidróxido de aluminio y, en consecuencia, sulfuro de hidrógeno, amoníaco, fosfina y metano:

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S­

Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4

En forma de virutas o polvo, arde brillantemente en el aire, liberando un gran número de calor:

4A l + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3 + 1676 kJ.

II. Interacción del aluminio con sustancias complejas.

• Interacción con el agua:

2Al + 6H 2 O = 2 Al(OH) 3 + 3H 2 ¡sin película de óxido!

Experiencia (vídeo)

• Interacción con óxidos metálicos:

El aluminio es un buen agente reductor, ya que es uno de los metales activos. Está en la serie de actividad inmediatamente después de los metales alcalinotérreos. Entonces restaura los metales de sus óxidos. Tal reacción, la aluminotermia, se utiliza para obtener metales raros puros, como tungsteno, vanadio, etc.

3 Fe 3 O 4 + 8Al \u003d 4Al 2 O 3 + 9Fe + q

La mezcla de termita de Fe 3 O 4 y Al (polvo) también se usa en la soldadura con termita.

CON r 2 O 3 + 2Al \u003d 2Cr + Al 2Alrededor de 3

• interacción con ácidos por ejemplo consolución de ácido sulfúrico para formar sal e hidrógeno:

No reacciona con concentrados sulfúricos y nitrogenados fríos (pasivados). Por lo tanto, el ácido nítrico se transporta en tanques de aluminio. Cuando se calienta, el aluminio puede reducir estos ácidos sin liberar hidrógeno:

2A l + 6H 2 S O 4 (conc) \u003d Al 2 (S O 4) 3 + 3S O 2 + 6H 2 O,

A l + 6HNO 3 (conc) \u003d Al (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

• La interacción del aluminio con los álcalis.(video).

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2 Na + 3H 2

N / A[A yo(OH) 4] - tetrahidroxoaluminato de sodio

Por sugerencia del químico Gorbov, durante la Guerra Ruso-Japonesa, esta reacción se utilizó para producir hidrógeno para globos.

• La interacción del aluminio consoluciones salinas:

2Al + 3CuSO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3Cu

Si la superficie del aluminio se frota con sal de mercurio, se produce la siguiente reacción:

2Al + 3HgCl2 = 2AlCl3 + 3Hg

El mercurio liberado disuelve el aluminio, formando una amalgama.

Detección de iones de aluminio en soluciones (video):

5. Aplicación del aluminio y sus compuestos:FIGURA 1 yFIGURA 2

Las propiedades físicas y químicas del aluminio han llevado a su uso generalizado en la tecnología. La industria aeronáutica es un gran consumidor de aluminio: 2/3 de un avión se compone de aluminio y sus aleaciones. Un avión hecho de acero sería demasiado pesado y podría transportar muchos menos pasajeros. Por lo tanto, el aluminio se llama el metal alado. Los cables y alambres están hechos de aluminio: con la misma conductividad eléctrica, su masa es 2 veces menor que los productos de cobre correspondientes.

Dada la resistencia a la corrosión del aluminio, se fabrican con él partes de aparatos y recipientes para ácido nítrico. El polvo de aluminio es la base en la fabricación de pintura de plata para proteger los productos de hierro de la corrosión, así como para reflejar los rayos de calor, dicha pintura se utiliza para cubrir las instalaciones de almacenamiento de petróleo y los trajes de los bomberos.

El óxido de aluminio se utiliza para producir aluminio y también como material refractario.

El hidróxido de aluminio es el componente principal de los conocidos medicamentos Maalox, Almagel, que reducen la acidez del jugo gástrico.

Las sales de aluminio están altamente hidrolizadas. Esta propiedad utilizado en el proceso de purificación del agua. Se agrega sulfato de aluminio y una pequeña cantidad de cal apagada al agua purificada para neutralizar el ácido resultante. Como resultado, se libera un precipitado volumétrico de hidróxido de aluminio que, al sedimentarse, lleva consigo partículas suspendidas de turbidez y bacterias.

Así, el sulfato de aluminio es un coagulante.

6. Obtención de aluminio

1) El método moderno y rentable para producir aluminio fue inventado por el estadounidense Hall y el francés Héroux en 1886. Consiste en la electrólisis de una solución de óxido de aluminio en criolita fundida. La criolita fundida Na 3 AlF 6 disuelve el Al 2 O 3 como el agua disuelve el azúcar. La electrólisis de una "solución" de óxido de aluminio en criolita fundida procede como si la criolita fuera solo un solvente y el óxido de aluminio fuera un electrolito.

2Al 2 O 3 corriente eléctrica → 4Al + 3O 2

En la "Enciclopedia para niños y niñas" en inglés comienza un artículo sobre el aluminio. siguientes palabras: “El 23 de febrero de 1886, comenzó una nueva era de los metales en la historia de la civilización: la era del aluminio. En este día, Charles Hall, un químico de 22 años, se presentó en el laboratorio de su primer maestro con una docena de pequeñas bolas de aluminio de color blanco plateado en la mano, y con la noticia de que había encontrado una manera de hacer este metal. barato y en grandes cantidades". Así que Hall se convirtió en el fundador de la industria estadounidense del aluminio y en un héroe nacional anglosajón, como un hombre que hizo de la ciencia un gran negocio.

2) 2Al 2 O 3 + 3 C \u003d 4 Al + 3 CO 2

ES INTERESANTE:

• El aluminio metálico fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés Hans Christian Oersted. Al pasar cloro gaseoso a través de una capa de alúmina caliente mezclada con carbón, Oersted aisló el cloruro de aluminio sin el menor rastro de humedad. Para restaurar el aluminio metálico, Oersted necesitaba tratar el cloruro de aluminio con amalgama de potasio. Después de 2 años, el químico alemán Friedrich Wöller. Mejoró el método reemplazando la amalgama de potasio con potasio puro.
• En los siglos XVIII y XIX, el aluminio era el principal metal de joyería. En 1889, D. I. Mendeleev en Londres fue premiado por sus servicios en el desarrollo de la química. regalo valioso– balanzas de oro y aluminio.
• En 1855, el científico francés Saint-Clair Deville había desarrollado un proceso para producir aluminio metálico a escala industrial. Pero el método era muy caro. Deville disfrutó del patrocinio especial de Napoleón III, emperador de Francia. Como muestra de su devoción y gratitud, Deville hizo para el hijo de Napoleón, el príncipe recién nacido, un sonajero exquisitamente grabado: el primer "producto de consumo" hecho de aluminio. Napoleón incluso tuvo la intención de equipar a sus guardias con corazas de aluminio, pero el precio era prohibitivo. En ese momento, 1 kg de aluminio costaba 1000 marcos, es decir 5 veces más caro que la plata. No fue hasta la invención del proceso electrolítico que el aluminio se volvió tan valioso como los metales convencionales.
• ¿Sabías que el aluminio, al entrar en el cuerpo humano, causa desorden? sistema nervioso. Con su exceso, se altera el metabolismo. A equipo de proteccion es vitamina C, calcio, compuestos de zinc.
• Cuando el aluminio se quema en oxígeno y flúor, se libera mucho calor. Por lo tanto, se utiliza como aditivo para el combustible de cohetes. El cohete Saturno quema 36 toneladas de polvo de aluminio durante su vuelo. La idea de usar metales como componente del combustible para cohetes fue propuesta por primera vez por F.A. Zander.

SIMULADORES

Simulador No. 1 - Características del aluminio por posición en el Sistema periódico de elementos de D. I. Mendeleev

Simulador No. 2 - Ecuaciones para las reacciones del aluminio con sustancias simples y complejas

Simulador No. 3 - Propiedades químicas del aluminio

TAREAS DE REFUERZO

n° 1 Para obtener aluminio a partir de cloruro de aluminio, se puede utilizar calcio metálico como agente reductor. Escribe una ecuación para esto reacción química, caracterizar este proceso utilizando la balanza electrónica.

¡Pensar! ¿Por qué esta reacción no se puede llevar a cabo en una solución acuosa?

n° 2 Completa las ecuaciones de las reacciones químicas. :
Al + H 2 SO 4 (solución)→

Al + H 2 SO 4 (solución)→
Al+CuCl2→
Al+HNO3→

Al+CuCl2→

Al + HNO 3 (conc. ) - t ->
Al + NaOH + H2O→

Al + NaOH + H2O→

Numero 3. Realiza transformaciones:

Alabama→ AlCl 3→ Alabama→ Al2S3→ Al(OH)3- t-> Al 2 O 3→ Alabama