МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Державнезагальноосвітній заклад
вищогопрофесійної освіти
В«Мічурінськийдержавний педагогічний інститут В»
Факультетбіології
Кафедра хімії
Студент 12групи
Попов ДмитроІванович
Алюміній іосновні його сполуки
Реферат
Керівник: здохла О.С.
Мічурінського
2009
Зміст
Введення
Глава I . Властивості алюмінію
1.1. Отримання
1.2. Хімічні властивості
1.3. Знаходження в природі та застосування
Глава II . Основні з'єднання
2.1. Оксиди алюмінію
2.2. Гідроксиди алюмінію
2.3. Алюмінати. Алюмінатний розчин
Висновок
Список літератури
Введення
Алюміній був відкритий Х.Ерстед в 1825 році. Цей елемент відноситься до p -елементам головної підгрупи III групи Періодичної системи хімічних елементівД.І. Менделєєва.
Радіус атома дорівнює 0,143нм. Запишемо це. Майже у всіх сполуках алюміній трьохвалентний і маєокислення +3. Це теж запишіть.
Розглянемо будову атомаалюмінію:
У простому вигляді алюміній -метал сріблясто-білого кольору. Він відноситься до легких і легкоплавких, володієвеликий електричну провідність і теплопровідністю. На повітрі вироби залюмінію покриваються тонкою оксидною плівкою. Температура плавлення у цьогометалу 659 В° С, а щільність 2,7 г/см 3 .
Алюміній один із самихактивних металів, тобто він є сильним відновником.
Глава I . Властивості алюмінію
1.1.Отримання
Вперше цей металотримали відновленням його хлориду металевим калієм або натрієм бездоступу повітря:
AlCl 3 + 3Na = Al + 3NaCl.
У промисловості алюмінійотримують електролізом розчину глинозему (техн. Al 2 O 3 ) в розплаві кріоліту Na 3 AlF 6 з добавкою CaF 2 .Кріоліт використовується як розчинник оксиду алюмінію, а добавка фторидукальцію дозволяє підтримувати температуру плавлення в електролітичній ванніне вище 1000 В° С.
1.2. Хімічнівластивості
1. Алюміній легкоокислюється киснем повітря, покриваючись міцною захисною плівкою оксидуалюмінію Al 2 O 3 . Подібна реакція протікає при горінні розпеченогоалюмінію в чистому кисні:
4Al + 3O 2 2Al 2 O 3 .
Дану реакцію ми можемоспостерігати при горінні бенгальських вогнів.
2. Якщо плівку оксидуалюмінію зруйнувати, то цей метал буде активно взаємодіяти з водою призвичайній температурі:
2Al + 6H 2 O = 2Al (OH) 2 + H 2 ↑.
3. Позбавлений оксидноїплівки алюміній легко розчиняється в лугах з утворенням алюмінатів:
2Al + 2NaOH +2H 2 O = 2NaAlO 2 + 3H 2 ↑.
4. Позбавлений оксидноїплівки алюміній легко розчиняється в розбавлених кислотах з виділеннямводню:
2Al + 6HCl (разб.) = 2AlCl 3 + 3H 2 ↑,
2Al + 3H 2 SO 4( разб .) = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 ↑.
5. Сильно розведена і концентрованаазотна кислота пасивує алюміній, тому для зберігання і перевезення азотноїкислоти використовуються алюмінієві ємності. Але при нагріванні алюмінійрозчиняється в азотній кислоті:
Al + 6HNO 3( конц .) = Al (NO 3 ) 3 + 3NO 2 ↑ + 3H 2 O.
6. Алюмінійвзаємодіє з галогенами:
2Al + 3Br 2 2AlBr 3 .
7. При високихтемпературах алюміній взаємодіє з іншими неметалами (сіркою, азотом,вуглецем):
2Al + 3S Al 2 S 3 (сульфід алюмінію),
2Al + N 2 2AlN (нітрид алюмінію),
4Al + 3C Al 4 C 3 (карбід алюмінію).
Реакції протікають звиділенням великої кількості тепла.
8. Для алюмініюхарактерні реакції алюминотермии - відновлення металів з їх оксидівалюмінієм.
Алюмінотерміявикористовується для отримання рідкісних металів, що утворюють міцний зв'язок зкиснем: ніобію Nb, танталу Та,молібдену Мо, вольфраму W іін
2Al + 3WO 3 3W + Al 2 O 3 .
Суміш дрібного порошку Al і магнітного залізняку Fe 3 O 4 називається термітом, при підпалі якого виділяється великакількість тепла, і температура суміші підвищується до 3500 В° С. Цей процесвикористовується при термітного зварювання:
8Al + 3Fe 3 O 4 9Fe + 4Al 2 O 3 .
1.3.Знаходження в природі та застосування
Алюміній - третій запоширеності елемент після кисню і кремнію в земній корі. У природізустрічається в основному у вигляді:
1)алюмосилікатів;
2)бокситів;
3)корунди;
4)глинозему.
Природнісполуки алюмінію: а - боксит, б - корунд; в - рубін; г - сапфір.
Основні областізастосування алюмінію та його сплавів
Алюміній використовується ввиробництві дзеркал оптичних телескопів, в електротехніці, для виробництвасплавів (дюралюмин, силумін) в літако-і автомобілебудуванні, для алітірованіячавунних і сталевих виробів з метою підвищення їх корозійної стійкості, длятермічного зварювання, для отримання рідкісних металів у вільному вигляді, вбудівельної промисловості, для виготовлення контейнерів, фольги і т.п.
Глава II . Основні з'єднання
2.1.Оксиди алюмінію
Оксид алюмінію утворюєкілька поліморфних різновидів, або форм, що мають однаковий хімічнийсклад, різну будову кристалічної решітки і, отже, різнівластивості. При виробництві глинозему найбільше значення мають дві з цихрізновидів: О±-Al 2 O 3 (альфа-глинозем або корунд) і Оі-Al 2 O 3 (гамма-глинозем).
Корунд - найбільшстійка форма глинозему; зустрічається в природі у вигляді безбарвних абозабарвлених домішками кристалів, а також виходить штучним шляхом: прикристалізації розплавленого глинозему або нагріванні гідроксидів алюмінію довисокої температури. Кристалізується О±-Al 2 O 3 в трігональной системі. Корунд хімічно стійкий але відношеннюдо багатьох хімічних реагентів і розплавів. Він дуже повільно реагує зрозчинами лугів і кислот навіть при високих температурах. Корунд володієвисокою твердістю (9 по шкалі Мооса), практично не гігроскопічний, тобто НЕпоглинає вологи при зберіганні. Щільність О±-Al 2 O 3 4г/см 3 , температура плавлення 2050 В° С,температура кипіння близько 3500 В° С. Теплота утворення О±-Al 2 O 3 по реакції:
2Alтв +1,5 O 2газ = О±-Al 2 O 3
становить приблизно 1675кДж/моль, теплота плавлення 25 кДж/моль, теплота випаровування приблизно 630 кДж/моль.
Гамма-глинозем маєкристалічну решітку кубічної системи. В залежності від температуриотримання Оі-Аl 2 O 3 кристалізується як вскритокрісталліческой (високодисперсної), так і в явнокрісталліческой формах. Вприроді Оі-Al 2 O 3 не зустрічається, а утворюється принагріванні одноводного гідроксиду алюмінію (б...
