Презентація на тему:
Алюміній

Алюміній. Алюміній оксид, алюміній гідроксид, їх амфотерність. Солі Алюмінію. Використання найважливіших сполук Алюмінію.

Я сріблястий, я криластий, Високо люблю літати. А корозії не знаю, Плівкою себе вкриваю. На опорах через ліс То дротами я повис. Можу двері змайструвати, Посудом на кухні стати. А народжуюсь із глини. Чи мене назвеш ти нині?

Назва “алюміній” походить від лат. Alumen (aluminis) – “галуни” у зв'язку із застосуванням останніх як протиотрути під час фарбування тканин і як засобу для припинення кровотечі; алюмокалієві галуни - перші сполуки Алюмінію, що знайшли практичне застосування.

Геродот (V ст. до н.е.) Галуни відомі з давніх часів. За словами грецького історика Геродота, давні народи застосовували під час фарбування тканин для закріплення їх кольору мінеральну породу, яку називали “алюмен”, тобто “та, що в'яже”. Цією породою і були галуни.

Імператор Тиберій Одного разу до імператора Тиберія прийшов незнайомець. В дар імператору він приніс виготовлену ним чашу з блискучого, неначе срібло, проте надзвичайно легкого матеріалу. Побоюючись, що новий метал з його чудовими властивостями знецінить золото та срібло, Тиберій наказав відрубати винахіднику голову, а його майстерню зруйнувати.

Парацельс Лише в ХVІ столітті до історії алюмінію була вписана нова сторінка. Це зробив німецький лікар Парацельс Філіпп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенхайм (Гогенгейм). Досліджуючи різні матеріали, у тому числі галуни, Парацельс установив, що вони “ є сіллю якоїсь галунової землі ”, до складу якої входить оксид невідомого металу, в подальшому названого глинозем.

Г.К. Ерстед Першим, кому вдалось одержати металічний алюміній, був датський учений Г.К.Ерстед. У 1825 році Ерстед отримав алюміній з бокситу (Al2O3 + домішки). До винайдення способу одержання алюмінію методом електролізу вартість його була дуже високою. На Всесвітній виставці в Парижі в 1855 році алюміній демонструвався як матеріал для виготовлення ювелірних виробів. У 1889 році Менделєєву в Лондоні подарували, як особливо цінний подарунок, терези, виготовлені з алюмінію.

Фрідріх Веллер У 1827 році німецький хімік Фрідріх Веллер одержав алюміній простішим способом. Він використав металічний калій замість амальгами калію для відновлення алюмінію. Веллер одержав метал у вигляді порошку. Al2O3 + 3Cl2 + 3C 2AlCl3 + 3CO AlCl3 + 3KHg 3KCl + AlHg3x AlHg3x Al + 3x Hg

Для становлення вітчизняної алюмінієвої промисловості велике значення мали дослідження члена-кореспондента АН СРСР О.О. Яковкіна (1860-1936), який розробив методи одержання чистого оксиду алюмінію з бокситів, глин і нефелінів. В Україні вперше одержали алюміній у 1933 році на Дніпропетровському алюмінієвому заводі.

Основними способами одержання алюмінію на сьогоднішній день є електроліз. Хоча вчені знайшли в Китаї гробницю полководця Чжоу Чжу (помер на початку ІІІ ст.), зроблену зі сплаву, що містить 85% алюмінію. Це свідчить про те, що існував інший спосіб одержання алюмінію, який було втрачено.

Польовий шпат Al2O3; Боксит Al2O3 ∙nH2O; Нефелін Al2O3 ∙Na2O∙2SiO2, або NaAlSiO4; Корунд (прозорі кристали) Al2O3; Каолін (глина) Al2O3 ∙2SiO2∙2H2O; Гідроаргеліт Al(OH)3; Беміт AlO(OH); Діаспор HAlO2; Кріоліт Na3AlF6; Алюмінієві галуни KAl(SO)4∙12H2O

Періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва Періоди 1 2 3 4 5 6 7 Ряди 1 2 3 4 10 9 8 7 5 6 Групи елементів I II VI V VII III IV VIII Al Характеристика 1. Вперше добуто в 1825 році Гансом Ерстедом. 2. У Періодичній системі знаходиться в 3 періоді, III група, головна підгрупа. 3. У природі зустрічається тільки у вигляді сполук. 4. Сріблясто-білий, легкий метал. Має високі тепло - та електропровідність. 5. Валентність: III. Ступінь окиснення: +3.

27 +13 0 2 8 3 P = 13 e = 13 N = 14 − Короткий електронний запис: 1s² 2p⁶ 2s² 3s²

сріблясто – білий метал; ковкий; легко витягується; tпл = 660 0С; tкип = 2520 0С; ρ = 22,7 г/см3; За кімнатної температури Al не змінюється, його поверхня вкрита тонкою оксидною плівкою.

2Al +3O2 Al2O3 +3Cl2 2AlCl3 +3S Al2S3 +6HCl 2AlCl3 + 3H2 +3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu

Алюміній є амфотерним елементом: взаємодіє с кислотами та лугами. 2Al + 6HCl(розбавлена) = 2AlCl3 + 3H2 8Al + 15H2SO4(конц.) 4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O Al + 6HNO3 (конц.) Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O 2Al + 6NaOH 2Na3AlO3 + 3H2 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OН)4] + 3H2 2Al + 6NaOH(надлишок) + 6H2O = 2 Na3[Al(OH)6] + 3H2

Оксид та гідроксид алюмінію також мають амфотерні властивості: Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O 2Al(OH)3 + 6HCl = 2AlCl3 + 6H2O Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O (у процесі сплавлення) Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] (у розчинах)

Алюміній утворює солі двох типів. У сполуках AlCl3, Al2(SO4)3, AlPO4 містяться катіони цього елемента, а в солях NaAlO2, Ca3(AlO3)2 він входить до складу аніонів кислотних залишків. При охолодженні насичених розчинів хлориду, сульфату і нітрату Алюмінію або випаровуванні води із них виділяються безбарвні кристалогідрати AlCl3∙6H2O, Al2(SO4)3 ∙18H2O і Al(NO3)3 ∙9H2O. У насиченому розчині сульфатів Алюмінію і Калію можна виростити кристали “ подвійної ” солі К2SO4∙ Al2(SO4)3 ∙24H2O. Її тривіальна назва – алюмокалієвий галун.

Алюміній дуже добре проводить електричний струм – за електропровідністю він іде після срібла та міді. Тому з чистого алюмінію виготовляють електропроводи. Алюмінієве покриття добре захищає стальні та чавунні вироби від корозії. Для цього поверхню таких виробів насичують алюмінієм – алітують. Сплавам алюмінію з міддю, магнієм, силіцієм властиві легкість та висока міцність, тому вони використовуються в авіації, суднобудуванні, залізничному транспорті, у будівництві, приладобудуванні. Алюміній застосовують для одержання металів і неметалів.