Metallar emal üçün ən əlverişli materiallardan biridir. Onların da öz liderləri var. Məsələn, alüminiumun əsas xüsusiyyətləri insanlara çoxdan məlumdur. Onlar gündəlik həyatda istifadə üçün o qədər uyğundur ki, bu metal çox populyarlaşdı. Alüminiumun sadə bir maddə və atom kimi xassələri hansılardır, biz bu məqalədə nəzərdən keçirəcəyik.
Alüminiumun kəşf tarixi
Uzun müddətdir ki, insanlar sözügedən metalın birləşməsini - kalium alumunu bilirlər. Qarışığın komponentlərini şişirtmək və bir-birinə bağlamaq qabiliyyətinə malik bir agent kimi istifadə olunurdu; bu, dəri məmulatlarının sarğısında da zəruri idi. Təmiz alüminium oksidinin mövcudluğu 18-ci əsrdə, onun ikinci yarısında məlum oldu. Bununla belə, heç bir təmiz maddə əldə edilməmişdir.
Alim H. K. Oersted ilk dəfə metalı xloridindən təcrid etməyi bacardı. Məhz o, duzu kalium amalqamı ilə müalicə etdi və qarışıqdan saf formada alüminium olan boz tozu ayırdı.
Sonra məlum oldu ki, alüminiumun kimyəvi xassələri onun yüksək aktivliyində, güclü reduksiya qabiliyyətində özünü göstərir. Ona görə də uzun müddət onunla başqa heç kim işləməyib.
Lakin 1854-cü ildə fransız Devil ərimə elektrolizi yolu ilə metal külçələri əldə edə bildi. Bu üsul bu gün də aktualdır. Xüsusilə qiymətli materialın kütləvi istehsalı 20-ci əsrdə, müəssisələrdə böyük miqdarda elektrik enerjisi əldə etmək problemlərinin həll edildiyi zaman başlanmışdır.
Bu gün bu metal ən məşhurlardan biridir və tikinti və məişət sənayesində istifadə olunur.
Alüminium atomunun ümumi xüsusiyyətləri
Baxılan elementi dövri sistemdəki mövqeyi ilə xarakterizə etsək, bir neçə məqamı ayırd edə bilərik.
- Nömrə nömrəsi - 13.
- Üçüncü kiçik dövrdə, üçüncü qrupda, əsas alt qrupda yerləşir.
- Atom kütləsi - 26, 98.
- Valentlik elektronlarının sayı - 3.
- Xarici təbəqə konfiqurasiyası 3s23p1 kimi ifadə edilir.
- Elementin adı alüminiumdur.
- Metal xüsusiyyətləri güclüdür.
- Təbiətdə izotopları yoxdur, yalnız bir formada mövcuddur, kütlə sayı 27.
- Kimyəvi simvol AL-dir, düsturlarda "alüminium" kimi oxunur.
- Oksidləşmə vəziyyəti birdir, +3-ə bərabərdir.
Alüminiumun kimyəvi xassələri onun atomunun elektron strukturu ilə tam təsdiqlənir, çünki böyük atom radiusuna və aşağı elektron yaxınlığına malik olmaqla, bütün aktiv metallar kimi güclü reduksiyaedici kimi çıxış edə bilir.
Alüminium sadə maddə kimi: fiziki xassələri
Alüminiumdan danışsaq, necə deyərlərsadə maddə, gümüşü-ağ parlaq metaldır. Havada tez oksidləşir və sıx bir oksid filmi ilə örtülür. Eyni şey konsentratlı turşuların təsiri ilə də baş verir.
Belə xüsusiyyətin olması bu metaldan hazırlanmış məhsulları korroziyaya davamlı edir ki, bu da təbii ki, insanlar üçün çox əlverişlidir. Buna görə də, tikintidə belə geniş tətbiq tapan alüminiumdur. Maddənin xüsusiyyətləri həm də maraqlıdır ki, bu metal güclü və yumşaq olmaqla yanaşı, çox yüngüldür. Belə xüsusiyyətlərin birləşməsi hər bir maddə üçün mövcud deyil.
Alüminium üçün xarakterik olan bir neçə əsas fiziki xüsusiyyət var.
- Yüksək dərəcədə elastiklik və çeviklik. Bu metaldan yüngül, möhkəm və çox nazik folqa hazırlanır, o, həmçinin telə yuvarlanır.
- Ərimə nöqtəsi - 660 0C.
- Qaynama temperaturu - 2450 0C.
- Sıxlıq - 2,7 q/sm3.
- Kristal qəfəs həcmi üz mərkəzli, metal.
- Əlaqə növü - metal.
Alüminiumun fiziki və kimyəvi xassələri onun tətbiqi və istifadə sahələrini müəyyən edir. Əgər gündəlik aspektlərdən danışırıqsa, onda yuxarıda nəzərdən keçirdiyimiz xüsusiyyətlər böyük rol oynayır. Yüngül, davamlı və korroziyaya qarşı metal kimi alüminium təyyarə və gəmiqayırmada istifadə olunur. Buna görə də, bu xüsusiyyətləri bilmək çox vacibdir.
Alüminiumun kimyəvi xassələri
Nəzərdənkimya, sözügedən metal yüksək kimyəvi aktivlik nümayiş etdirə bilən, saf bir maddə olan güclü reduksiyaedicidir. Əsas odur ki, oksid filmi aradan qaldırın. Bu halda aktivlik kəskin şəkildə artır.
Alüminiumun sadə bir maddə kimi kimyəvi xassələri onun aşağıdakılarla reaksiya vermə qabiliyyəti ilə müəyyən edilir:
- turşular;
- qələvi;
- halogenlər;
- boz.
Normal şəraitdə su ilə qarşılıqlı təsir göstərmir. Eyni zamanda, halogenlərdən, qızdırılmadan, yalnız yod ilə reaksiya verir. Digər reaksiyalar temperatur tələb edir.
Alüminiumun kimyəvi xassələrini göstərən misallar vermək olar. Qarşılıqlı reaksiya tənlikləri:
- turşular - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
qələvilər - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halogenlər - AL + Hal=ALHal3;
- boz - 2AL + 3S=AL2S3.
Ümumiyyətlə, sözügedən maddənin ən mühüm xüsusiyyəti onun birləşmələrindən digər elementləri bərpa etmək qabiliyyətinin yüksək olmasıdır.
Bərpaedici tutum
Alüminiumun azaldıcı xüsusiyyətləri digər metalların oksidləri ilə qarşılıqlı təsir reaksiyalarında yaxşı müşahidə olunur. Onları maddənin tərkibindən asanlıqla çıxarır və onların sadə formada mövcud olmasına imkan verir. Məsələn: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
Metallurgiyada maddələr əldə etmək üçün bütöv bir texnika var,bu kimi cavablara əsaslanır. Buna alüminotermiya deyilir. Buna görə də, kimya sənayesində bu element digər metalları əldə etmək üçün dəqiq istifadə olunur.
Təbiətdə yayılmış
Digər metal elementlər arasında yayılma baxımından alüminium birinci yerdədir. Yer qabığında onun tərkibi 8,8% təşkil edir. Qeyri-metallarla müqayisə etsək, onun yeri oksigen və silikondan sonra üçüncü olacaq.
Yüksək kimyəvi aktivliyinə görə təmiz formada deyil, yalnız müxtəlif birləşmələrin tərkibində olur. Beləliklə, məsələn, alüminium daxil olan çoxlu filizlər, minerallar, qayalar var. Lakin o, yalnız təbiətdə çox da yüksək olmayan boksitlərdən hasil edilir.
Tərkibində sözügedən metal olan ən ümumi maddələr:
- feldspat;
- boksitlər;
- qranitlər;
- silis;
- alüminosilikatlar;
- baz altlar və başqaları.
Az miqdarda alüminium canlı orqanizmlərin hüceyrələrinin bir hissəsidir. Bəzi klub mamırları və dəniz canlıları həyatları boyu bu elementi bədənlərində toplaya bilirlər.
Alın
Alüminiumun fiziki və kimyəvi xassələri onu yalnız bir yolla əldə etməyə imkan verir: müvafiq oksidin əriməsinin elektrolizi ilə. Lakin bu proses texnoloji cəhətdən mürəkkəbdir. AL2O3 ərimə nöqtəsi 2000 0C-dən yuxarıdır. Bu səbəbdən birbaşa elektroliz edilə bilməz. Belə kiaşağıdakı kimi davam edin.
- Boksitlər çıxarılır.
- Onları çirklərdən təmizləyin, yalnız alüminium oksidi buraxın.
- Sonra kriolit əridilir.
- Oraya oksid əlavə edin.
- Bu qarışıq elektroliz edilir və təmiz alüminium və karbon qazı alınır.
Məhsul gəliri 99,7% təşkil edir. Bununla belə, texniki məqsədlər üçün istifadə edilən daha təmiz metal əldə etmək mümkündür.
Tətbiq
Alüminiumun mexaniki xassələri onun saf formada istifadəsi üçün kifayət qədər yaxşı deyil. Buna görə də, bu maddəyə əsaslanan ərintilər ən çox istifadə olunur. Onların çoxu var, ən əsaslarını deyə bilərik.
- Duralumin.
- Alüminium-manqan.
- Alüminium-maqnezium.
- Alüminium-mis.
- Siluminlər.
- Avial.
Onların əsas fərqi, əlbəttə ki, üçüncü tərəf əlavələridir. Onların hamısı alüminium əsasında hazırlanmışdır. Digər metallar materialı daha davamlı, korroziyaya davamlı, aşınmaya davamlı və elastik edir.
Alüminiumun həm təmiz formada, həm də onun birləşmələri (ərintiləri) şəklində bir neçə əsas tətbiq sahəsi var.
- Evdə istifadə olunan məftil və folqa hazırlamaq üçün.
- Qab hazırlamaq.
- Təyyarə sənayesi.
- Gəmi İnşası.
- İnşaat və memarlıq.
- Kosmik sənaye.
- Reaktorların tikintisi.
Dəmir və onun ilə birlikdəalüminium ərintiləri - ən vacib metal. İnsan əlində ən geniş sənaye istifadəsini tapmış dövri sistemin bu iki nümayəndəsidir.
Alüminium hidroksidinin xüsusiyyətləri
Hidroksid alüminium əmələ gətirən ən çox yayılmış birləşmədir. Onun kimyəvi xassələri metalın özününkləri ilə eynidir - amfoterdir. Bu o deməkdir ki, o, həm turşularla, həm də qələvilərlə reaksiyaya girərək ikili təbiət nümayiş etdirməyə qadirdir.
Alüminium hidroksid özü ağ jelatinli çöküntüdür. Alüminium duzunu qələvi və ya ammonium hidroksidlə reaksiyaya salmaqla onu əldə etmək asandır. Turşularla reaksiya verdikdə bu hidroksid adi uyğun duz və suyu verir. Əgər reaksiya qələvi ilə gedirsə, onda onun koordinasiya nömrəsi 4 olan alüminium hidroksokomplekslər əmələ gəlir. Misal: Na[Al(OH)4] - natrium tetrahidroksoalüminat.
