Скачать реферат в СКАЧАТЬ - Реферат по химии
| ← Скачать РЕФЕРАТ Ампульное производство гентамицина сульфата | Алюминий Скачать РЕФЕРАТ → |
|---|
Алюмнй (Aluminium) - хмческй элемент третьей группы перодческой сстемы. Атомный номер 13, атомная масса 26,9815. Обозначается латнскм буквам Al . Это серебрсто-белый металл, легкй (= 2,7 г/см3) , легкоплавкй (tпл = 660,4 °С ), пластчный, легко вытягвается в проволоку фольгу. Электропроводность алюмня довольно высока уступает только серебру (Ag) мед (Cu) (в 2,3 раза больше чем у мед)
Алюмнй находтся практческ везде на земном шаре так как его оксд (Al2O3) составляет основу глнозема. Алюмнй в прроде встречается в соедненях - его основные мнералы:
• бокст - смесь мнералов даспора, бемта AlOOH, гдраргллта Al(OH)3 оксдов другх металлов - алюмневая руда;
• алунт - (Na,K)2SO4 * Al2(SO4)3 * 4Al(OH)3 ;
• нефелн - (Na,K)2O * Al2O3 * 2SiO2 ;
• корунд - Al2O3 - прозрачные крсталлы;
• полевой шпат (ортоклаз) - K2O * Al2O3 * 6SiO2 ;
• каолнт - Al2O3 * 2SiO2 * 2H2O - важнейшая составляющая часть глны
друге алюмослкаты, входяще в состав глн.
И хотя содержане его в земной коре 8,8% (для сравненя, напрмер, железа в земной коре 4,65% - в два раза меньше), а по распространенност занмает третье место после кслорода (O) кремня (Si) в свободном состоян впервые был получен в 1825 году Х. К. Эрстедом.
Немецкй хмк Ф. Вёлер в 1827 получл алюмнй пр нагреван хлорда алюмня AlCl3 со щелочным металлам калем (K) натрем (Na) без доступа воздуха.
AlCl3 + 3K 3KCl + Al
(Реакця протекает с выделенем тепла).
Для промышленного прмененя этот способ непрменм з-за его экономческой невыгодност, поэтому был разработан способ добыч алюмня з бокстов путем электролза. Это весьма энергоемкое прозводство, поэтому заводы, прозводяще алюмнй, как правло, располагаются недалеко от электростанцй.
Это весьма энергоемкое прозводство, поэтому заводы, прозводяще алюмнй, как правло, располагаются недалеко от электростанцй.
Алюмнй отлчается также своей хмческой актвностью. Порошкообразный алюмнй энергчно сгорает на воздухе. Есл поверхность алюмня потереть солью ртут (HgCl2) , то прозойдет следующая реакця
2Al + 3HgCl2 2AlCl3 + 3Hg
Выделвшаяся ртуть растворяет алюмнй с образованем сплава алюмня с ртутью - амальгаму, которая не удержвается на поверхност алюмня, поэтому, есл результат этого опыта поместть в воду, то мы увдм бурную реакцю
2Al +6HOH 2Al(OH)3 + 3H3
Эта реакця говорт об очень высокой хмческой актвност чстого алюмня.
Остается удвляться как посуда з алюмня не растворяется прямо у нас на глазах когда мы налваем в неё воду.
Секрет подобного поведеня алюмня прост - он настолько актвен, что менно благодаря этой своей способност столь нтенсвно оксляться постоянно покрыт плотной оксной пленкой Al2O3 которая препятствует его дальнейшему оксленю.
Инертность оксда алюмня настолько велка, что покрытый м алюмнй практческ не реагрует с концентррованной разбавленной азотной кслотой (HNO3), с трудом взамодействует с концентррованной разбавленной серной кслотой (H2SO4), не растворяется в ортофосфорной кслоте (H3PO4). Хотя, даже пр обычной температуре, реагрует с хлором (Cl2 ) бромом (Br2) а пр нагреван с фтором (F2 ) , йодом (I2 ) , серой (S ) , углеродом (C ) , азотом (N2 ) , растворяется в растворах щелочей.
Оксд алюмня спользуют для полученя некоторых марок цемента, для обработк поверхностей, так как он обладает высокой твердостью (разновдность оксда - корунд).
Оксд алюмня (глнозем) существует в несколькх крсталлческх модфкацях з которых устойчвы -форма -форма. Но даже только одна форма -Al2O3 в прроде очень многолка - это рубн сапфр, лейкосапфр др. - все это разновдност мнерала корунд.
-Форма более хмческ актвна, может существовать аморфном состоян но пр 900 °С необратмо переходт в -форму.
Температура плавленя оксда алюмня 2053 °С (а кпеня вообще больше 3000 °С ). Для сравненя - температура плавленя самого алюмня 660,4 °С. Поэтому вознкал трудност с добычей алюмня, несмотря на его шрокое распространене.
Оксд алюмня Al2O3 получают лбо сжганем алюмня путем вдуваня порошка алюмня в пламя горелк,
4Al + 3O2 2Al2O3
лбо превращенем по схеме
HCl л H2SO4 NaOH л KOH t °С
Al соль Al(OH)3 Al2O3
Чстый алюмнй добывается методом электролза раствора глнозема в расплавленном кролте (6-8% Al2O3 94-92% Na3AlF6) л электролзом AlCl3.
Гдрооксд алюмня Al(OH)3 спользуется для крашеня тканей, для зготовленя керамк как нейтралзующй агент .
На практке очень шрокое прменене получл так называемый термт - смесь оксда железа Fe3O4 с алюмнем. Пр поджоге данной смес с помощью магневой ленты просходт бурная реакця с обльным выделенем тепла.
8Al + 3Fe3O4 4Al2O3 + 9Fe
Данный процесс спользуют пр сварке. Иногда для полученя некоторых чстых металлов в свободном вде.
Есть также ное спользоване данной реакц - есл обратть внмане на соеднене железа до реакц его состояне после реакц, то можно заметть, что до начала реакц это был оксд железа - а менно - ржавчна, а после реакц - чстое восстановленное железо. Этот эффект спользуют для хмческой защты удаленя ржавчны.
Поэтому алюмнй очень шроко спользуется в технке не только как основа легкх сплавов, но как раскслтель сталей, для восстановленя металлов з оксдов (алюмотермя - см. прмер выше), в электротехнке.
Алюмнй в технке также спользуют для насыщеня поверхност стальных чугунных зделй с целью защты этх зделй от корроз - этот процесс называется алтроване.
Тонкая алюмневая фольга спользуется как упаковочный матерал для продуктов птаня (напрмер шоколада), более толстая - для зготовленя банок для наптков.
Алюмневые сплавы обладают малой плотностью (2,5 - 3,0 г/см3) в сочетан с достаточно хорошм механческм свойствам удовлетвортельной устойчвостью к оксленю. По свом прочностным характерсткам по зносостойкост он уступают сталям, некоторые з нх также не обладают хорошей сварваемостью, но многе з нх обладают характерсткам, превосходящм чстый алюмнй.
Эт воздушные конструкц выполнены з сплавов алюмня
Особо выделяются алюмневые сплавы с повышенной пластчностью, содержаще до 2,8% Mg до 2,5% Mn - он обладают большей, чем чстый алюмнй прочностью, легко поддаются вытяжке, блзк по коррозонной стойкост к алюмню.
Дуралюмны - от французского слова dur - твердый, трудный aluminium - твердый алюмнй. Дуралюмны - сплавы на основе алюмня, содержаще:
• 1,4-13% Cu,
• 0,4-2,8% Mg ,
• 0,2-1,0% Mn ,
• ногда 0,5-6,0% Si ,
• 5-7% Zn ,
• 0,8-1,8% Fe ,
• 0,02-0,35% Ti др.
Дуралюмны - наболее прочные наменее коррозонно-стойке з алюмневых сплавов. Склонны к межкрсталлческой корроз. Для защты лстового дуралюмня от корроз его поверхность плакруют чстым алюмнем. Он не обладают хорошей сварваемостью, но благодаря свом остальным характерсткам прменяются везде, где необходма прочность легкость. Набольшее прменене нашл в авастроен для зготовленя некоторых деталей турбореактвных двгателей.
Магнал - названы так з-за большого содержаня в нх магня (Mg), сплавы на основе алюмня, содержаще:
• 5-13% Mg ,
• 0,2-1,6% Mn ,
• ногда 3,5-4,5% Zn ,
• 1,75-2,25% Ni ,
• до 0,15% Be ,
• до 0,2% Ti ,
• до 0,2% Zr др.
Алюмневые трубы
Магнал отлчаются высокой прочностью устойчвостью к корроз в пресной даже морской воде. Магнал также хорошо устойчвы к воздействю азотной кслоты HNO3 , разбавленной серной кслоты H2SO4 , ортофосфорной кслоты H3PO4 , а также в средах, содержащх SO2 .
Прменяются как конструкцонный матерал в :
• авастроен;
• судостроен;
• машностроен (сварные бак, заклепк, бензопроводы, маслопроводы);
• для зготовленя арматуры стротельных сооруженй;
• для зготовленя деталей холодльных установок;
• для зготовленя декоратвных бытовых предметов др.
Пр содержан Mg выше 6% магнал склонны к межкрсталлческой корроз. Обладают более нзкм лтейным свойствам, чем слумны.
Слумны - сплавы на основе алюмня с большм содержанем кремня (Si).
В состав слумнов входят:
• 3-26% Si ,
• 1-4% Cu ,
• 0,2-1,3% Mg ,
• 0,2-0,9% Mn ,
• ногда 2-4% Zn ,
• 0,8-2% Ni ,
• 0,1-0,4% Cr ,
• 0,05-0,3% Ti др.
Пр свох отностельно невысокх прочностных характерстках слумны обладают налучшм з всех алюмневых сплавов лтейным свойствам. Он наболее часто спользуются там, где необходмо зготовть тонкостенные л сложные по форме детал.
По коррозонной стойкост занмают промежуточное положене между дуралюмнам магналям.
Нашл свое основное прменене в:
• авастроен;
• вагоностроен;
• автомоблестроен стротельстве сельскохозяйственных машн для зготовленя картеров, деталей колес, корпусов деталей прборов.
САП - сплавы, состояще з Al 20-22% Al2O3 .
Получают спеканем оксленного алюмневого порошка. После спеканя частцы Al2O3 грают роль упрочнтеля.
Прочность данного соедненя пр комнатной температуре нже, чем у дуралюмнов магналев, но пр температуре превышающей 200 °С превосходт х.
Пр этом САП обладают повышенной стойкостью к оксленю, поэтому он незаменмы там, где температура эксплуатац превышает 400 °С .
| < Скачать ПРЕДЫДУЩИЙ реферат | Скачать СЛЕДУЮЩИЙ реферат > |
|---|