Fitur aluminium. Aluminium: karakteristik umum

Setiap elemen kimia dapat dipertimbangkan dari sudut pandang tiga ilmu: fisika, kimia dan biologi. Pada artikel ini kita akan mencoba semaksimal mungkin untuk mengkarakterisasi aluminium. Elemen ini, yang dalam kelompok ketiga dan periode ketiga, sesuai dengan tabel periodik. Aluminium - logam, yang memiliki reaktivitas rata-rata. Juga dimungkinkan untuk mengamati koneksi sifat amfoter. Aluminium berat atom dari dua puluh enam gram per mol.

karakteristik fisik aluminium

Dalam kondisi normal itu adalah padat. Rumus aluminium sangat sederhana. Ini terdiri dari atom (tidak bersatu dalam molekul), yang diselaraskan dengan bantuan kisi kristal dalam zat padat. aluminium warna - perak-putih. Selain itu, memiliki kilap logam, serta zat-zat lain dari kelompok ini. Warna logam yang digunakan dalam industri, bisa berbeda karena adanya kotoran dalam paduan. Ini adalah logam yang cukup ringan. densitasnya sama dengan 2,7 g / cm3, yaitu itu adalah sekitar tiga kali lebih ringan dari besi. Dalam hal ini ia bisa memberikan jalan kecuali bahwa magnesium, yang lebih mudah untuk logam yang bersangkutan. Kekerasan aluminium cukup rendah. Di dalamnya, ia memberikan sebagian besar logam. aluminium kekerasan hanya dua pada skala Mohs. Oleh karena itu, untuk keuntungan pada dasar dari paduan logam ditambahkan lebih keras.

peleburan aluminium terjadi pada suhu hanya 660 derajat Celcius. Dan mulai mendidih jika dipanaskan sampai suhu 2452 derajat Celcius. Ini adalah logam yang sangat ulet dan melebur. Dalam fisik ini berakhir aluminium karakteristik. Namun perlu dicatat bahwa logam aktif memiliki yang terbaik setelah tembaga dan perak konduktivitas.

Prevalensi di alam

spesifikasi aluminium yang baru saja kita dianggap, cukup umum di lingkungan. Hal ini dapat dilihat dalam komposisi banyak mineral. Aluminium elemen - keempat di antara yang paling umum di alam. -Nya fraksi berat di kerak bumi hampir sembilan persen. mineral utama yang hadir dalam komposisi atom adalah bauksit, alumina, kriolit. Pertama - formasi batu, yang terdiri dari oksida besi, silikon dan logam yang bersangkutan, juga dalam struktur molekul air hadir. Memiliki pewarna non-seragam: fragmen abu-abu, coklat kemerahan atau warna lain, yang tergantung pada kehadiran berbagai kotoran. Dari 30-60 persen berkembang biak - aluminium, yang foto dapat dilihat di atas. Hal ini juga sangat umum di alam mineral alumina.

alumina ini. rumus kimianya - Al2O3. Dia mungkin memiliki merah, kuning, biru atau coklat. Its kekerasan pada skala Mohs adalah sembilan unit. Varietas corundum adalah safir yang luar biasa dan rubi, leicosapphires dan padparadzha (safir kuning).

Cryolite - mineral yang memiliki rumus kimia yang lebih kompleks. Ini terdiri dari fluorida aluminium dan natrium - AlF3 • 3NaF. Ini terlihat seperti batu berwarna atau abu-abu, memiliki kekerasan rendah - ketiga pada skala Mohs. Dalam dunia sekarang ini disintesis artifisial di laboratorium. Hal ini digunakan dalam metalurgi.

Juga aluminium dapat ditemukan di alam sebagai bagian dari tanah liat, yang merupakan komponen utama dari silikon dan oksida dari logam yang terkait dengan molekul air. Selain itu, unsur kimia dapat diamati dalam komposisi nepheline, rumus kimia yaitu sebagai berikut: KNa3 [AlSiO4] 4.

penerimaan

Fitur pertimbangan aluminium menyediakan metode sintesis. Ada beberapa metode. Produksi aluminium dengan metode pertama berlangsung dalam tiga tahap. Yang terakhir ini adalah prosedur elektrolisis pada katoda dan anoda karbon. Untuk melaksanakan proses tersebut membutuhkan aluminium oksida, dan pembantu seperti kriolit (rumus - Na3AlF6) dan kalsium fluorida (CaF2). Dalam rangka terjadi dekomposisi alumina yang terlarut, maka perlu dengan cair kriolit dan kalsium fluorida dipanaskan sampai suhu setidaknya sembilan ratus lima puluh derajat Celcius, dan kemudian melewati arus zat ini dalam delapan puluh ribu ampere dan tegangan lima delapan volt. Dengan demikian, karena proses untuk menetap aluminium katoda, dan molekul oksigen akan dikumpulkan di anoda, yang pada gilirannya dioksidasi anoda dan mengubahnya menjadi karbon dioksida. Sebelum melaksanakan bauksit prosedur ini, yang dalam bentuk aluminium oksida diekstrak, pra-dibersihkan dari kotoran, dan melewati proses dehidrasi.

Metode produksi aluminium yang dijelaskan di atas sangat umum dalam metalurgi. Ada juga metode, diciptakan pada tahun 1827 oleh F. Wohler. Ini terletak pada kenyataan bahwa aluminium dapat diekstraksi oleh reaksi kimia antara klorida dan kalium. Untuk melaksanakan proses tersebut hanya dapat dibuat dalam bentuk kondisi khusus dari suhu yang sangat tinggi dan vakum. Dengan demikian, satu mol klorida dan volume yang sama kalium dapat disiapkan satu mol alumina dan tiga mol kalium klorida sebagai produk sampingan. Reaksi ini dapat dinyatakan sebagai persamaan ini: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. Metode ini tidak mendapat banyak popularitas di industri.

fitur aluminium dalam hal kimia

Seperti yang sudah disebutkan di atas, adalah zat sederhana, yang terdiri dari atom yang tidak terorganisir dalam sebuah molekul. struktur serupa terbentuk hampir semua logam. Aluminium memiliki reaktivitas yang relatif tinggi dan sifat pereduksi kuat. karakterisasi kimia dari aluminium akan dimulai dengan deskripsi reaksi dengan zat sederhana lainnya, seperti yang akan dijelaskan interaksi lebih lanjut dengan senyawa anorganik kompleks.

Aluminium dan sederhana zat

Ini termasuk terutama oksigen - senyawa yang paling umum di planet ini. Dari dua puluh satu nya persen dari atmosfer bumi terdiri. Reaksi substansi dengan lainnya yang dikenal sebagai oksidasi, atau terbakar. Ini biasanya terjadi pada suhu tinggi. Tapi dalam kasus aluminium mungkin oksidasi dalam kondisi operasi normal - film oksida sehingga terbentuk. Jika logam aktif hancur, ia akan terbakar, sehingga melepaskan energi dalam jumlah besar sebagai panas. Untuk melaksanakan reaksi antara aluminium dan oksigen perlu komponen ini dalam rasio molar 4: 3, dimana dua bagian mendapatkan oksida.

reaksi kimia ini dinyatakan oleh persamaan berikut: 4AІ + 3O2 = 2AІO3. Juga aluminium dapat bereaksi dengan halogen yang meliputi fluor, yodium, brom dan klor. Nama-nama proses ini berasal dari sesuai halogen: fluorination, iodinasi, brominasi dan klorinasi. Ini adalah reaksi kopling khas.

Sebagai contoh, kita bereaksi aluminium dengan klorin. proses semacam ini hanya dapat terjadi dalam dingin.

Dengan demikian, mengambil dua mol aluminium dan tiga mol klorin, untuk memberikan dua mol klorida logam. Persamaan untuk reaksi ini adalah sebagai berikut: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3. Dengan cara yang sama adalah mungkin untuk mendapatkan aluminium fluorida, bromida dan iodida itu.

Pada abu-abu zat tersebut bereaksi hanya jika dipanaskan. Untuk melaksanakan interaksi antara dua senyawa yang diperlukan untuk membawa mereka dalam proporsi molar dua sampai tiga, dan satu bagian dari sulfida terbentuk dari aluminium. Persamaan reaksi adalah sebagai berikut: 2AL + 3S = Al2S3.

Selain itu, pada suhu tinggi dan aluminium bereaksi dengan karbon membentuk karbida, dan nitrogen untuk membentuk nitrida. Satu dapat mengutip persamaan reaksi kimia berikut: 4AІ + 3C = AІ4S3; 2AL + N2 = 2AlN.

Interaksi dengan zat kompleks

Ini termasuk air, garam, asam, basa, oksida. Dengan semua senyawa kimia dari aluminium bereaksi berbeda. Mari kita lihat secara detail setiap kasus.

Reaksi dengan air

Dengan zat yang paling umum di kompleks aluminium bumi berinteraksi dengan pemanasan. Hal ini terjadi hanya ketika penghapusan awal dari film oksida. Interaksi hidroksida amfoter terbentuk, dan hidrogen dilepaskan ke udara. Mengambil dua bagian dari aluminium dan enam bagian air, kita memperoleh hidroksida dan hidrogen dalam rasio molar dua sampai tiga. Persamaan reaksi ini ditulis sebagai berikut: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

Interaksi dengan asam, basa dan oksida

Seperti logam aktif lainnya, aluminium mampu terlibat dalam reaksi substitusi. Dengan demikian dapat menggantikan hidrogen dari asam atau kation logam pasif garamnya. Sebagai hasil dari interaksi ini garam aluminium terbentuk, dan hidrogen dilepaskan (dalam kasus asam) atau endapan logam bersih (salah satu yang kurang aktif daripada dianggap). Dalam kasus kedua, dan memanifestasikan mengurangi sifat seperti yang disebutkan di atas. Salah satu contoh adalah interaksi dari aluminium dengan asam klorida, dimana aluminium klorida dibentuk dan dilepaskan ke udara, hidrogen. Reaksi semacam ini dinyatakan dalam persamaan berikut: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

Sebuah contoh dari interaksi garam aluminium mungkin reaksinya dengan tembaga sulfat. Mengambil dua komponen ini, kita berakhir dengan aluminium sulfat dan tembaga murni yang jatuh dalam bentuk endapan. Dengan asam seperti sulfat dan asam nitrat, aluminium bereaksi unik. Misalnya, menambahkan larutan encer asam nitrat aluminium dalam rasio molar delapan bagian tiga puluh delapan bagian terbentuk dari nitrat logam, tiga bagian nitrat oksida dan lima belas - air. Persamaan reaksi dicatat demikian: 8AL + 30HNO3 = 8AL (NO3) 3 + 3N2O + 15H2O. Proses ini hanya terjadi di hadapan panas.

Jika larutan campuran aluminium sulfat dan asam lemah dalam proporsi molar dua sampai tiga, maka kita mendapatkan sulfat dari logam dan hidrogen pada rasio 2:59. Itu akan terjadi reaksi substitusi biasa, seperti halnya dengan asam lainnya. Untuk kejelasan, kami menyajikan persamaan: 2AL + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2. Namun, dengan larutan pekat dari asam yang sama lebih sulit. Di sini, seperti dalam kasus dengan nitrat, produk-oleh dibentuk, tetapi tidak dalam bentuk oksida dan dalam bentuk sulfur dan air. Jika kita mengambil dua kami membutuhkan komponen dalam rasio molar dua sampai empat, hasilnya akan menjadi salah satu dari garam logam, dan sulfur, serta empat - air. reaksi kimia ini dapat dinyatakan dengan persamaan berikut: 2AL + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + S + 4H2O. Selain itu, aluminium dapat bereaksi dengan alkali. Untuk melakukan interaksi kimia tersebut harus mengambil dua mol logam, jumlah yang sama natrium hidroksida atau kalium hidroksida serta enam mol air. Ini menghasilkan zat-zat seperti natrium atau kalium tetragidroksoalyuminat dan hidrogen, yang dirilis sebagai gas dengan bau yang menyengat dalam proporsi molar dua sampai tiga. reaksi kimia ini dapat diwakili oleh persamaan berikut: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

Dan hal terakhir yang perlu dipertimbangkan adalah pola interaksi dengan beberapa oksida aluminium. Yang paling umum dan digunakan dalam kasus - reaksi Beketov. Ini, seperti banyak orang lain di atas, hanya terjadi pada suhu tinggi. Dengan demikian, untuk pelaksanaannya harus mengambil dua mol per mol aluminium dan zat besi oksida. Interaksi dua zat ini memperoleh alumina dan besi bebas dalam jumlah satu dan dua mol masing-masing.

Penggunaan logam di industri

Perhatikan bahwa penggunaan aluminium - fenomena yang sangat umum. Pertama-tama, perlu industri penerbangan. Seiring dengan paduan magnesium, ada digunakan, dan atas dasar paduan logam. Satu dapat mengatakan bahwa pesawat rata-rata adalah 50% Paduan aluminium dan drive - sebesar 25%. Juga, penggunaan aluminium dilakukan selama pembuatan kawat dan kabel karena konduktivitas listrik yang sangat baik. Selain itu, logam dan paduannya secara luas digunakan dalam industri otomotif. Bahan-bahan ini terdiri dari bangkai mobil, bus, trolleybuses, trem beberapa, serta mobil konvensional dan kereta listrik. Juga, penggunaannya dalam aplikasi skala yang lebih kecil, misalnya untuk produksi kemasan untuk makanan dan produk lainnya, peralatan makan. Dalam rangka untuk menghasilkan tinta perak dari serbuk logam diperlukan. cat yang dibutuhkan untuk melindungi besi dari korosi. Dapat dikatakan aluminium yang - penggunaan yang paling umum kedua di industri logam setelah Ferrum. koneksi dan ia sering digunakan dalam industri kimia. Hal ini dijelaskan oleh karakteristik bahan kimia tertentu dari aluminium, termasuk sifat-sifatnya mengurangi dan senyawa amfoter. Hidroksida dianggap unsur kimia yang dibutuhkan untuk pemurnian air. Selain itu, digunakan dalam pengobatan dalam proses produksi vaksin. Hal ini juga dapat ditemukan dalam komposisi jenis tertentu plastik dan bahan lainnya.

Peran di alam

Seperti yang telah dijelaskan di atas, aluminium dalam jumlah besar di kerak bumi. Hal ini terutama penting bagi organisme hidup. Aluminium terlibat dalam regulasi proses pertumbuhan, membentuk jaringan ikat, seperti tulang, ligamen, dan lain-lain. Dengan ini proses mikronutrien regenerasi jaringan tubuh dibuat lebih cepat. penurunan ditandai dengan gejala berikut: gangguan dalam perkembangan dan pertumbuhan anak-anak, pada orang dewasa - kelelahan kronis, mengurangi kinerja, koordinasi motorik, mengurangi tingkat regenerasi jaringan, melemahnya otot, terutama di ekstremitas. Fenomena ini dapat terjadi jika Anda makan terlalu sedikit makanan dengan kandungan unsur jejak ini.

Namun, masalah yang lebih umum adalah kelebihan aluminium dalam tubuh. Hal ini sering diamati gejala-gejala ini: kecemasan, depresi, gangguan tidur, kehilangan memori, stres, pelunakan sistem muskuloskeletal, yang dapat menyebabkan patah tulang sering dan keseleo. kelebihan berkepanjangan aluminium dalam tubuh sering masalah di hampir semua organ tubuh.

Fenomena tersebut dapat menyebabkan sejumlah alasan. Hal ini terutama peralatan masak aluminium. Para ilmuwan telah lama membuktikan bahwa piring yang terbuat dari logam yang bersangkutan, tidak cocok untuk memasak makanan di dalamnya, seperti pada suhu tinggi aluminium masuk ke makanan, dan sebagai hasilnya Anda makan lebih banyak dari elemen jejak ini daripada yang dibutuhkan tubuh.

Alasan kedua - aplikasi biasa kosmetik dengan isi logam atau garamnya. Sebelum menggunakan produk apapun harus membaca dengan seksama komposisinya. Tidak terkecuali, dan kosmetik.

Yang ketiga alasan - pemberian obat, yang banyak mengandung aluminium, untuk waktu yang lama. Serta penyalahgunaan vitamin dan suplemen makanan, yang meliputi microcell tersebut.

Sekarang mari kita lihat apa yang produk mengandung aluminium untuk mengatur pola makan Anda dan untuk mengatur menu dengan benar. Hal ini terutama wortel, keju olahan, gandum, tawas, kentang. persik buah dan alpukat dianjurkan. Selain itu, kaya aluminium kubis, beras, banyak tumbuh-tumbuhan. Juga, dari kation logam dapat hadir dalam air minum. Untuk menghindari kandungan aluminium tinggi atau rendah dalam tubuh (meskipun, sama seperti elemen lainnya), Anda perlu hati-hati memantau diet mereka dan mencoba untuk menjadikannya sebagai seimbang mungkin.