ใช้อะลูมิเนียม สารานุกรมที่ดีของน้ำมันและก๊าซ

อลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่สามของคาบที่สามของตารางธาตุองค์ประกอบทางเคมีโดยมีเลขอะตอม 13 แสดงด้วยสัญลักษณ์อัล (lat. อลูมิเนียม) อยู่ในกลุ่มโลหะเบา โลหะที่พบมากที่สุดและพบมากเป็นอันดับสาม องค์ประกอบทางเคมีในเปลือกโลก (รองจากออกซิเจนและซิลิคอน)
อะลูมิเนียมสารเดี่ยว (หมายเลข CAS: 7429-90-5) เป็นโลหะพาราแมกเนติกน้ำหนักเบา สีเงิน-ขาว ขึ้นรูป หล่อ และเครื่องจักรได้ง่าย อลูมิเนียมมีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าสูงและทนต่อการกัดกร่อนเนื่องจากการก่อตัวอย่างรวดเร็วของฟิล์มออกไซด์ที่แข็งแกร่งซึ่งช่วยปกป้องพื้นผิวจากการมีปฏิสัมพันธ์เพิ่มเติม

เรื่องราว

ฮันส์ เออร์สเตด ได้รับอะลูมิเนียมเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2368 โดยการกระทำของโพแทสเซียมอะมัลกัมกับอะลูมิเนียมคลอไรด์ ตามด้วยการกลั่นปรอท

ใบเสร็จ

วิธีการผลิตสมัยใหม่ได้รับการพัฒนาโดย American Charles Hall และ Paul Héroux ชาวฝรั่งเศสในปี 1886 ประกอบด้วยการละลายอะลูมิเนียมออกไซด์ Al 2 O 3 ในการละลายของไครโอไลท์ Na 3 AlF 6 ตามด้วยอิเล็กโทรลิซิสโดยใช้โค้กหรืออิเล็กโทรดกราไฟท์ที่บริโภคได้ วิธีการผลิตนี้ต้องใช้ไฟฟ้าเป็นจำนวนมากจึงได้รับความนิยมในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น
ในการผลิตอะลูมิเนียมดิบ 1 ตัน ต้องใช้อลูมินา 1.920 ตัน ไครโอไลท์ 0.065 ตัน อะลูมิเนียมฟลูออไรด์ 0.035 ตัน มวลแอโนด 0.600 ตัน และไฟฟ้ากระแสตรง 17,000 กิโลวัตต์ชั่วโมง

คุณสมบัติทางกายภาพ

โลหะสีเงิน-ขาว น้ำหนักเบา ความหนาแน่น - 2.7 g/cm³
จุดหลอมเหลวของอลูมิเนียมทางเทคนิคคือ 658 °C จุดหลอมเหลวของอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงคือ 660 °C
ความร้อนจำเพาะของฟิวชัน - 390 กิโลจูล/กก.
จุดเดือด - 2,500 ° C
ความร้อนจำเพาะของการระเหย - 10.53 MJ/kg
ความต้านทานแรงดึงของอะลูมิเนียมหล่อ - 10...12 กก./มม.² เปลี่ยนรูปได้ - 18...25 กก./มม.² โลหะผสม - 38...42 กก./มม.²
ความแข็งของบริเนล - 24…32 กก./ตร.มม.
ความเหนียวสูง: เทคนิค - 35%, บริสุทธิ์ - 50%, รีดเป็นแผ่นบางและแม้แต่ฟอยล์
โมดูลัสของ Young - 70 GPa
อลูมิเนียมมีค่าการนำไฟฟ้าสูง (0.0265 µOhm·m) และค่าการนำความร้อน (203.5 W/(m · K)) ซึ่งคิดเป็น 65% ของค่าการนำไฟฟ้าของทองแดง และมีการสะท้อนแสงสูง
พาราแมกเนติกอ่อน
ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้น 24.58×10 -6 K -1 (20…200 °C)
ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิความต้านทานไฟฟ้า 2.7×10 -8 K -1
อลูมิเนียมเป็นโลหะผสมกับโลหะเกือบทั้งหมด โลหะผสมที่มีชื่อเสียงที่สุดคือทองแดงและแมกนีเซียม (ดูราลูมิน) และซิลิคอน (ซิลูมิน)

คุณสมบัติทางเคมี

ภายใต้สภาวะปกติ อลูมิเนียมจะถูกเคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์ที่บางและทนทาน ดังนั้นจึงไม่ทำปฏิกิริยากับสารออกซิไดซ์แบบดั้งเดิม: ด้วย H 2 O (t°); O 2, HNO 3 (ไม่มีความร้อน) ด้วยเหตุนี้อลูมิเนียมจึงไม่ถูกกัดกร่อนและเป็นที่ต้องการอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ อย่างไรก็ตามเมื่อฟิล์มออกไซด์ถูกทำลาย (ตัวอย่างเช่นเมื่อสัมผัสกับสารละลายของเกลือแอมโมเนียม NH 4 + ด่างร้อนหรือเป็นผลมาจากการควบรวมกิจการ) อลูมิเนียมจะทำหน้าที่เป็น โลหะที่ใช้งานอยู่-ตัวแทนรีดิวซ์

หน้า 1

การออกซิเดชันของอะลูมิเนียมภายใต้สภาวะบรรยากาศเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วแต่ไม่ได้ลึกมากนัก ตามกฎแล้วการปรากฏตัวของฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวอลูมิเนียมจะยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นกับออกซิเจนในบรรยากาศต่อไป

การเกิดออกซิเดชันของอลูมิเนียมในอากาศจะไม่เกิดขึ้นหากไม่มีการบำบัดล่วงหน้าเนื่องจากบนพื้นผิวมีชั้นฟิล์มป้องกันของอลูมิเนียมออกไซด์ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า

การออกซิเดชันของอะลูมิเนียมจะเร่งตัวเหนือจุดหลอมเหลว อลูมิเนียมที่บดละเอียดจะไหม้เมื่อถูกความร้อนในอากาศ การมีสิ่งเจือปนของแมกนีเซียม โซเดียม ทองแดง และซิลิกอนช่วยเพิ่มการออกซิเดชันของอะลูมิเนียม

การเกิดออกซิเดชันของอะลูมิเนียมในอากาศ ก) อะลูมิเนียมจะออกซิไดซ์อย่างแรงในอากาศหากฟิล์มของอะลูมิเนียมออกไซด์ถูกดึงออกจากพื้นผิวและเกิดสภาวะที่จะไม่ก่อตัวขึ้น หลังจากผ่านไป 2 - 3 นาที อลูมิเนียมจะถูกเอาออกจากสารละลายเมอร์คิวริกไนเตรต ล้างด้วยน้ำแล้วเช็ดให้แห้งด้วยกระดาษ อะลูมิเนียมจะแทนที่ปรอทจากเกลือ โดยจะเกิดอะลูมิเนียมอะมัลกัมขึ้นบนพื้นผิว เพื่อป้องกันการก่อตัวของฟิล์มอะลูมิเนียมออกไซด์ที่มีความหนาแน่นสูง ดังนั้นอะลูมิเนียมจึงออกซิไดซ์ในอากาศและค่อยๆ สลายตัว

ขอให้เราแสดงการเกิดออกซิเดชันของอะลูมิเนียมและการลดออกซิเจนโดยใช้สมการอิเล็กทรอนิกส์

ความเป็นไปได้ของการเกิดออกซิเดชันของอะลูมิเนียมในวัตถุระเบิดจำนวนมากบนระนาบ Ch - F ได้รับการยืนยันโดยข้อมูลการทดลองที่ให้ไว้ในงานอื่นสำหรับส่วนผสมของ A1 กับแอมโมเนียมไนเตรตและเปอร์คลอเรต

ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอลูมิเนียมกับเหล็ก (III) ออกไซด์เกิดขึ้นดังนี้

กระบวนการออกซิเดชันของอลูมิเนียมหรือโลหะอื่น ๆ เริ่มต้นโดยตรงในชั้นที่ให้ความร้อนของเฟสควบแน่น กระบวนการหลักของการเกิดออกซิเดชันของโลหะ - กระบวนการเผาไหม้ - เกิดขึ้นในเปลวไฟที่มีอุณหภูมิสูง เปลวไฟของดินปืนประกอบด้วยผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ที่เป็นก๊าซ เชื้อเพลิงที่สลายตัวและออกซิไดเซอร์ และอนุภาคโลหะที่เผาไหม้ในสภาพแวดล้อมนี้ แมโครจลนศาสตร์ของกระบวนการเผาไหม้ของคบเพลิงดังกล่าวจะต้องคำนึงถึงรูปแบบของการเผาไหม้และการจุดระเบิดของอนุภาคแต่ละตัวด้วยการกระจายขนาดที่แน่นอนและเวลาที่เปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นของรีเอเจนต์ที่ใช้งานอยู่ในสิ่งแวดล้อม

อัตราการเกิดออกซิเดชันของอะลูมิเนียมภายใต้สภาวะต่างๆ ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพออย่างสมบูรณ์ เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อไร. อุณหภูมิสูงอลูมิเนียมเคลือบด้วยฟิล์มบางมากซึ่งมีคุณสมบัติในการป้องกันที่ดีและมีความคงตัวแม้ที่อุณหภูมิหลอมเหลวของอลูมิเนียม

ดังนั้นการออกซิเดชันของอะลูมิเนียมในออกซิเจนชื้นที่อุณหภูมิ 25 C จึงอธิบายได้ทันเวลาตามกฎลอการิทึม ซึ่งจะกลายเป็นกฎลอการิทึมผกผันเมื่อความหนาของฟิล์มออกไซด์เพิ่มขึ้น (รูปที่ 32) การเปลี่ยนจากกฎลอการิทึมไปเป็นกฎลอการิทึมผกผันของการเกิดออกซิเดชันถูกสังเกตสำหรับแทนทาลัมในช่วงตั้งแต่ 100 ถึง 300 C

ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอลูมิเนียมมีเกณฑ์ของตัวเอง

กระบวนการออกซิเดชันขั้วบวกของอลูมิเนียมจะมาพร้อมกับกระบวนการปล่อยออกซิเจนด้านข้าง ที่จุดเริ่มต้นของกระบวนการ (20 - 30 นาที) ส่วนเล็ก ๆ ของกระแสไฟฟ้าจะถูกใช้เพื่อปล่อยออกซิเจน แต่เมื่อกระบวนการดำเนินไป สัดส่วนของกระแสไฟฟ้าที่นำไปสู่การปล่อยออกซิเจนจะเพิ่มขึ้น

(ละตินอลูมิเนียมจากอะลูมิเนียม - สารส้ม) องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม III ตารางธาตุ- โลหะสีเงิน-ขาว เบา (2.7 g/cm3) เหนียว มีความนำไฟฟ้าสูง จุดหลอมเหลว 660°C มีฤทธิ์ทางเคมี (ในอากาศจะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์ป้องกัน) ในแง่ของความชุกในธรรมชาติ มันอยู่ในอันดับที่ 4 ในบรรดาธาตุและอันดับที่ 1 ในบรรดาโลหะ (8.8% ของมวลเปลือกโลก) รู้จักแร่อลูมิเนียมหลายร้อยชนิด (อลูมิโนซิลิเกต บอกไซต์ อะลูไนต์ ฯลฯ) ได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของอลูมินา Al2O3 ในไครโอไลท์ Na3AlF6 หลอมเหลวที่ 960°C ใช้ในการบิน การก่อสร้าง (วัสดุโครงสร้าง ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของโลหะผสมกับโลหะอื่น ๆ) วิศวกรรมไฟฟ้า (ใช้แทนทองแดงในการผลิตสายเคเบิล ฯลฯ) อุตสาหกรรมอาหาร (ฟอยล์) โลหะวิทยา (สารเติมแต่งโลหะผสม) , อลูมิโนเทอร์มี ฯลฯ

อลูมิเนียม

ALUMINIUM (lat. Aluminium), Al (อ่านว่า "อลูมิเนียม") องค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 13 มวลอะตอม 26.98154. อลูมิเนียมธรรมชาติประกอบด้วยนิวไคลด์เดี่ยว 27Al ตั้งอยู่ในคาบที่ 3 ในกลุ่ม IIIA ของตารางธาตุของเมนเดเลเยฟ การกำหนดค่าของเลเยอร์อิเล็กทรอนิกส์ด้านนอกคือ 3s2p1 ในสารประกอบเกือบทั้งหมด สถานะออกซิเดชันของอะลูมิเนียมคือ +3 (วาเลนซี III)

รัศมีของอะตอมอะลูมิเนียมที่เป็นกลางคือ 0.143 นาโนเมตร รัศมีของไอออน Al3+ คือ 0.057 นาโนเมตร พลังงานของการไอออไนเซชันตามลำดับของอะตอมอะลูมิเนียมที่เป็นกลางคือ 5.984, 18.828, 28.44 และ 120 eV ตามลำดับ ตามมาตราส่วน Pauling ค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอลูมิเนียมคือ 1.5

อะลูมิเนียมสสารธรรมดาคือโลหะเนื้อนุ่ม น้ำหนักเบา สีขาวเงิน

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ

อะลูมิเนียมภาษาละตินมาจากภาษาละติน alumen ซึ่งหมายถึงสารส้ม (ดูสารส้ม) (อะลูมิเนียมและโพแทสเซียมซัลเฟต KAl(SO4)2·12H2O) ซึ่งใช้กันมานานในการฟอกหนังและเป็นยาสมานแผล เนื่องจากมีกิจกรรมทางเคมีสูง การค้นพบและการแยกอะลูมิเนียมบริสุทธิ์จึงใช้เวลาเกือบ 100 ปี ข้อสรุปที่ว่า "ดิน" (สารทนไฟในความหมายสมัยใหม่ - อะลูมิเนียมออกไซด์ (ดูอะลูมิเนียมออกไซด์)) สามารถหาได้จากสารส้มนั้นถูกสร้างขึ้นในปี 1754 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน A. Marggraf (ดู MARGGRAF Andreas Sigismund) ต่อมาปรากฎว่าสามารถแยก "โลก" เดียวกันออกจากดินเหนียวได้และเริ่มเรียกว่าอลูมินา เฉพาะในปี 1825 เท่านั้นที่นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก H.K. Ørsted สามารถผลิตอะลูมิเนียมโลหะได้ (ดู ØRSTED Hans Christian) เขาบำบัดอะลูมิเนียมคลอไรด์ AlCl3 ซึ่งสามารถหาได้จากอลูมินาด้วยโพแทสเซียมอะมัลกัม (โลหะผสมของโพแทสเซียมและปรอท) และหลังจากกลั่นปรอทแล้ว เขาก็แยกผงอะลูมิเนียมสีเทาออก

เพียงหนึ่งในสี่ของศตวรรษต่อมา วิธีการนี้ได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยขึ้นเล็กน้อย นักเคมีชาวฝรั่งเศส A. E. Saint-Clair Deville (ดู SAINT-CLAIR DEVILLE Henri Etienne) ในปี 1854 ได้เสนอให้ใช้โลหะโซเดียม (ดู SODIUM) เพื่อผลิตอะลูมิเนียม และได้รับแท่งโลหะก้อนแรกของโลหะใหม่ ค่าใช้จ่ายของอลูมิเนียมในเวลานั้นสูงมากและทำเครื่องประดับจากอลูมิเนียม

วิธีทางอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตอะลูมิเนียมโดยการอิเล็กโทรลิซิสของการหลอมของส่วนผสมที่ซับซ้อน รวมถึงอะลูมิเนียมออกไซด์ ฟลูออไรด์ และสารอื่นๆ ได้รับการพัฒนาอย่างอิสระในปี 1886 โดย P. Héroux (ดู ERU Paul Louis Toussaint) (ฝรั่งเศส) และ C. Hall (สหรัฐอเมริกา) . การผลิตอะลูมิเนียมเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานสูง ดังนั้นจึงถูกนำมาใช้ในวงกว้างเฉพาะในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น ในสหภาพโซเวียต อลูมิเนียมอุตสาหกรรมตัวแรกถูกผลิตเมื่อวันที่ 14 พฤษภาคม พ.ศ. 2475 ที่โรงงานอะลูมิเนียม Volkhov ซึ่งสร้างขึ้นถัดจากโรงไฟฟ้าพลังน้ำ Volkhov

อยู่ในธรรมชาติ

ในแง่ของความอุดมสมบูรณ์ในเปลือกโลก อะลูมิเนียมครองอันดับหนึ่งในบรรดาโลหะและอันดับสามในบรรดาธาตุทั้งหมด (รองจากออกซิเจนและซิลิคอน) ซึ่งคิดเป็นประมาณ 8.8% ของมวลเปลือกโลก อลูมิเนียมเป็นส่วนหนึ่งของแร่ธาตุจำนวนมาก ส่วนใหญ่เป็นอะลูมิโนซิลิเกต (ดูอลูมิโนซิลิเกต) และหิน สารประกอบอะลูมิเนียมประกอบด้วยหินแกรนิต (ดูหินแกรนิต) หินบะซอลต์ (ดู BASALT) ดินเหนียว (ดู CLAY) เฟลด์สปาร์ (ดู FELDSPARS) ฯลฯ แต่นี่คือความขัดแย้ง: เนื่องจากมีแร่ธาตุและหินจำนวนมากที่ประกอบด้วยอะลูมิเนียม จึงเกิดการสะสมของบอกไซต์ (ดู BOXITE ) ซึ่งเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตอะลูมิเนียมเชิงอุตสาหกรรมค่อนข้างหายาก ในรัสเซียมีแร่อะลูมิเนียมอยู่ในไซบีเรียและเทือกเขาอูราล Alunites (ดู ALUNITE) และ Nephelines (ดู NEPHELINE) ก็มีความสำคัญทางอุตสาหกรรมเช่นกัน

อะลูมิเนียมมีอยู่ในเนื้อเยื่อของพืชและสัตว์ในฐานะที่เป็นธาตุรอง มีสิ่งมีชีวิตที่มีสมาธิซึ่งสะสมอลูมิเนียมไว้ในอวัยวะของพวกมัน - มอสและหอยแมลงภู่บางชนิด

การผลิตภาคอุตสาหกรรม

ที่ การผลิตภาคอุตสาหกรรมแร่อะลูมิเนียมต้องผ่านกระบวนการทางเคมีเป็นครั้งแรก เพื่อขจัดสิ่งสกปรกของซิลิคอน เหล็กออกไซด์ และองค์ประกอบอื่นๆ จากผลของการประมวลผลดังกล่าวทำให้ได้อะลูมิเนียมออกไซด์ Al2O3 บริสุทธิ์ซึ่งเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตโลหะโดยอิเล็กโทรไลซิส อย่างไรก็ตาม เนื่องจากจุดหลอมเหลวของ Al2O3 สูงมาก (มากกว่า 2,000 °C) จึงไม่สามารถใช้การหลอมเพื่ออิเล็กโทรไลซิสได้

นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรพบวิธีแก้ปัญหาดังนี้ ในอ่างอิเล็กโทรไลซิส ไครโอไลท์ (ดูไครโอไลต์) Na3AlF6 จะถูกละลายในขั้นแรก (อุณหภูมิหลอมเหลวต่ำกว่า 1000 °C เล็กน้อย) ตัวอย่างเช่น สามารถรับไครโอไลท์ได้โดยการประมวลผลเนฟิลีนจากคาบสมุทรโคลา จากนั้นจึงเติม Al2O3 เล็กน้อย (ไม่เกิน 10% โดยน้ำหนัก) และสารอื่นๆ บางส่วนในการหลอมนี้เพื่อปรับปรุงสภาวะสำหรับกระบวนการต่อไป ในระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของการหลอมนี้ อลูมิเนียมออกไซด์จะสลายตัว ไครโอไลท์ยังคงอยู่ในการหลอมเหลว และอะลูมิเนียมหลอมเหลวจะเกิดขึ้นที่แคโทด:

2Al2O3 = 4Al + 3O2

เนื่องจากกราไฟท์ทำหน้าที่เป็นขั้วบวกระหว่างกระแสไฟฟ้า ออกซิเจนที่ปล่อยออกมาที่ขั้วบวกจะทำปฏิกิริยากับกราไฟท์และ CO2 คาร์บอนไดออกไซด์จึงเกิดขึ้น

อิเล็กโทรไลซิสผลิตโลหะที่มีปริมาณอลูมิเนียมประมาณ 99.7% ในด้านเทคโนโลยี มีการใช้อะลูมิเนียมที่บริสุทธิ์กว่ามาก ซึ่งมีองค์ประกอบนี้ถึง 99.999% หรือมากกว่านั้น

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

อะลูมิเนียมเป็นโลหะทั่วไป มีโครงตาข่ายลูกบาศก์คริสตัลวางตรงกลางหน้า พารามิเตอร์ a = 0.40403 นาโนเมตร จุดหลอมเหลวของโลหะบริสุทธิ์คือ 660 °C จุดเดือดประมาณ 2,450 °C และความหนาแน่น 2.6989 g/cm3 ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้นของอะลูมิเนียมคือประมาณ 2.5·10-5 K-1 ศักย์ไฟฟ้าอิเล็กโทรดมาตรฐาน Al3+/Al -1.663V

ในทางเคมี อลูมิเนียมเป็นโลหะที่ค่อนข้างมีฤทธิ์ ในอากาศพื้นผิวของมันถูกปกคลุมทันทีด้วยฟิล์มหนาแน่นของ Al2O3 ออกไซด์ซึ่งป้องกันการเข้าถึงออกซิเจนไปยังโลหะเพิ่มเติมและนำไปสู่การหยุดปฏิกิริยาซึ่งกำหนดคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนสูงของอลูมิเนียม ฟิล์มป้องกันพื้นผิวบนอะลูมิเนียมจะเกิดขึ้นเช่นกันหากวางในกรดไนตริกเข้มข้น

อลูมิเนียมทำปฏิกิริยาอย่างแข็งขันกับกรดอื่นๆ:

6HCl + 2Al = 2AlCl3 + 3H2,

3H2SO4 + 2Al = อัล2(SO4)3 + 3H2

อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไล ขั้นแรก ฟิล์มป้องกันออกไซด์จะละลาย:

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na

จากนั้นปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น:

2อัล + 6H2O = 2อัล(OH)3 + 3H2,

NaOH + อัล(OH)3 = นา

หรือทั้งหมด:

2Al + 6H2O + 2NaOH = นา + 3H2,

และเป็นผลให้เกิดอะลูมิเนต (ดู ALUMINATES): นา - โซเดียมอะลูมิเนต (โซเดียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต), K - โพแทสเซียมอะลูมิเนต (โพแทสเซียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต) หรืออื่น ๆ เนื่องจากอะตอมของอลูมิเนียมในสารประกอบเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยหมายเลขประสานงาน (ดูการประสานงาน NUMBER) 6 ไม่ใช่ 4 ดังนั้นสูตรที่แท้จริงของสารประกอบเตตระไฮดรอกโซเหล่านี้มีดังนี้: Na และ K

เมื่อถูกความร้อน อลูมิเนียมจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน:

2Al + 3Cl2 = 2AlCl3,

2Al + 3 Br2 = 2AlBr3

สิ่งที่น่าสนใจคือปฏิกิริยาระหว่างอะลูมิเนียมกับผงไอโอดีน (ดู IOD) เริ่มต้นที่อุณหภูมิห้องหากเติมน้ำสองสามหยดลงในส่วนผสมเริ่มต้น ซึ่ง ในกรณีนี้มีบทบาทเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา:

2อัล + 3I2 = 2อัลไอ3

ปฏิกิริยาระหว่างอลูมิเนียมกับซัลเฟอร์เมื่อถูกความร้อนทำให้เกิดการก่อตัวของอะลูมิเนียมซัลไฟด์:

2อัล + 3S = อัล2S3,

ซึ่งสลายตัวได้ง่ายด้วยน้ำ:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S

อะลูมิเนียมไม่มีปฏิกิริยาโดยตรงกับไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม ในทางอ้อม เช่น การใช้สารประกอบออร์กาโนอะลูมิเนียม (ดูสารประกอบออร์กาโนอะลูมิเนียม) จึงเป็นไปได้ที่จะสังเคราะห์อะลูมิเนียมไฮไดรด์โพลีเมอร์ที่เป็นของแข็ง (AlH3)x ซึ่งเป็นสารรีดิวซ์ที่เข้มข้น

ในรูปแบบผง อลูมิเนียมสามารถเผาในอากาศ และเกิดผงอะลูมิเนียมออกไซด์ Al2O3 สีขาวทนไฟ

ความแข็งแรงพันธะสูงใน Al2O3 เป็นตัวกำหนดความร้อนสูงของการก่อตัวจากสารเชิงเดี่ยว และความสามารถของอะลูมิเนียมในการลดโลหะจำนวนมากจากออกไซด์ของพวกมัน ตัวอย่างเช่น:

3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe และคู่

3CaO + 2Al = Al2O3 + 3Ca

วิธีการผลิตโลหะนี้เรียกว่าอะลูมิเนียมอุณหภูมิ (ดู ALUMINothermy)

Amphoteric ออกไซด์ Al2O3 สอดคล้องกับ amphoteric ไฮดรอกไซด์ - สารประกอบโพลีเมอร์อสัณฐานที่ไม่มีองค์ประกอบคงที่ องค์ประกอบของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์สามารถแสดงได้ด้วยสูตร xAl2O3 yH2O เมื่อเรียนวิชาเคมีที่โรงเรียน สูตรของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์มักระบุเป็น Al(OH)3

ในห้องปฏิบัติการสามารถรับอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ได้ในรูปของตะกอนเจลาตินโดยปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน:

Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3 + 3Na2SO4,

หรือโดยการเติมโซดาลงในสารละลายเกลืออลูมิเนียม:

2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3Ї + 6NaCl + 3CO2,

รวมถึงการเติมสารละลายแอมโมเนียลงในสารละลายเกลืออะลูมิเนียม:

AlCl3 + 3NH3·H2O = อัล(OH)3Ї + 3H2O + 3NH4Cl

แอปพลิเคชัน

ในแง่ของขนาดการใช้งาน อลูมิเนียมและโลหะผสมครองอันดับที่สองรองจากเหล็กและโลหะผสม การใช้อะลูมิเนียมอย่างแพร่หลายในด้านเทคโนโลยีต่างๆ และชีวิตประจำวันสัมพันธ์กับการผสมผสานระหว่างคุณสมบัติทางกายภาพ เชิงกล และ คุณสมบัติทางเคมี: ความหนาแน่นต่ำ ทนต่อการกัดกร่อนในอากาศในบรรยากาศ การนำความร้อนและไฟฟ้าสูง ความเหนียว และมีความแข็งแรงสูง อลูมิเนียมนั้นง่ายต่อการแปรรูป วิธีทางที่แตกต่าง- การตี การตอก การรีด เป็นต้น อลูมิเนียมบริสุทธิ์ใช้ทำลวด (ค่าการนำไฟฟ้าของอลูมิเนียมคือ 65.5% ของค่าการนำไฟฟ้าของทองแดง แต่อลูมิเนียมเบากว่าทองแดงมากกว่าสามเท่า ดังนั้น อลูมิเนียมจึงมักจะแทนที่ทองแดงในระบบไฟฟ้า วิศวกรรม) และฟอยล์ ใช้เป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์ ส่วนหลักของอลูมิเนียมถลุงนั้นใช้ในการผลิตโลหะผสมต่างๆ อลูมิเนียมอัลลอยด์มีคุณลักษณะเด่นคือมีความหนาแน่นต่ำ ทนต่อการกัดกร่อนเพิ่มขึ้น (เมื่อเทียบกับอลูมิเนียมบริสุทธิ์) และคุณสมบัติทางเทคโนโลยีขั้นสูง: การนำความร้อนและไฟฟ้าสูง ทนความร้อน ความแข็งแรง และความเหนียว สารเคลือบป้องกันและตกแต่งสามารถนำไปใช้กับพื้นผิวของโลหะผสมอลูมิเนียมได้อย่างง่ายดาย

คุณสมบัติที่หลากหลายของโลหะผสมอลูมิเนียมเกิดจากการนำสารเติมแต่งหลายชนิดเข้าไปในอลูมิเนียมซึ่งก่อให้เกิดสารละลายของแข็งหรือสารประกอบระหว่างโลหะ อลูมิเนียมจำนวนมากใช้ในการผลิตโลหะผสมเบา - ดูราลูมิน (ดู DURALUMINA) (อัล 94%, Cu 4%, Mg, Mn, Fe และ Si อย่างละ 0.5%), ซิลูมิน (85-90% อัล, 10-14% อย่างละ 0.5%) Si, 0.1% Na) เป็นต้น ในด้านโลหะวิทยา อลูมิเนียมไม่เพียงแต่ใช้เป็นฐานสำหรับโลหะผสมเท่านั้น แต่ยังเป็นหนึ่งในสารเติมแต่งอัลลอยด์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโลหะผสมที่มีทองแดง แมกนีเซียม เหล็ก นิกเกิล ฯลฯ

อลูมิเนียมอัลลอยด์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวัน ในการก่อสร้างและสถาปัตยกรรม ในอุตสาหกรรมยานยนต์ การต่อเรือ การบิน และเทคโนโลยีอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งดาวเทียมโลกเทียมดวงแรกนั้นทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ โลหะผสมของอลูมิเนียมและเซอร์โคเนียม เซอร์คาลอย ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ อลูมิเนียมใช้ในการผลิตวัตถุระเบิด

สิ่งที่น่าสังเกตเป็นพิเศษคือฟิล์มสีของอะลูมิเนียมออกไซด์บนพื้นผิวของอะลูมิเนียมโลหะที่ได้จากวิธีไฟฟ้าเคมี อลูมิเนียมเมทัลลิกที่เคลือบด้วยฟิล์มดังกล่าวเรียกว่าอลูมิเนียมอโนไดซ์ ผลิตจากอลูมิเนียมอโนไดซ์ รูปร่างมีลักษณะคล้ายทองคำมีการทำเครื่องประดับเครื่องแต่งกายต่างๆ

เมื่อต้องจัดการกับอะลูมิเนียมในชีวิตประจำวัน คุณต้องจำไว้ว่าเฉพาะของเหลวที่เป็นกลาง (ความเป็นกรด) เท่านั้นที่สามารถให้ความร้อนและเก็บไว้ในภาชนะอะลูมิเนียม (เช่น น้ำต้ม) ตัวอย่างเช่นหากคุณปรุงซุปกะหล่ำปลีเปรี้ยวในกระทะอลูมิเนียมอลูมิเนียมจะผ่านเข้าไปในอาหารและได้รับรสชาติ "โลหะ" ที่ไม่พึงประสงค์ เนื่องจากฟิล์มออกไซด์เสียหายได้ง่ายมากในชีวิตประจำวัน การใช้เครื่องครัวอะลูมิเนียมจึงยังไม่เป็นที่พึงปรารถนา

อลูมิเนียมในร่างกาย

อลูมิเนียมเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ทุกวันด้วยอาหาร (ประมาณ 2-3 มก.) แต่บทบาททางชีววิทยายังไม่ได้รับการจัดตั้งขึ้น โดยเฉลี่ยแล้วร่างกายมนุษย์ (70 กก.) มีอะลูมิเนียมประมาณ 60 มก. ในกระดูกและกล้ามเนื้อ