Dyldina Julija

Liepsna gali būti kitokios spalvos, viskas priklauso tik nuo į ją įdėtos metalo druskos.

Parsisiųsti:

Peržiūra:

MAOU vidurinė mokykla Nr.40

Tema

Dažymas liepsna kaip vienas iš analitinės chemijos metodų.

Dyldina Yudia,

9g klasė., MAOU 40 vidurinė mokykla

Prižiūrėtojas:

Gurkina Svetlana Michailovna,

Biologijos ir chemijos mokytoja.

Permė, 2015 m

1. Įvadas.
2. 1 skyrius Analitinė chemija.
3. 2 skyrius Analitinės chemijos metodai.
4. 3 skyrius Liepsnos spalvos reakcijos.
5. Išvada.

Įvadas.

Nuo ankstyvos vaikystės mane žavėjo chemikų darbas. Atrodė, kad jie buvo magai, kurie, išmokę kai kuriuos paslėptus gamtos dėsnius, sukūrė nežinomybę. Šių magų rankose medžiagos keitė spalvą, užsiliepsnojo, kaitino arba atvėso, sprogo. Kai atėjau į chemijos pamoką, ėmė kilti uždanga, ėmiau suprasti, kaip vyksta cheminiai procesai. Baigto chemijos kurso man neužteko, todėl nusprendžiau padirbėti su projektu. Norėjau, kad tema, kurią dirbu, būtų prasminga, padėtų geriau pasiruošti chemijos egzaminui, patenkintų potraukį gražioms ir ryškioms reakcijoms.

Mes chemijos pamokose tiriame liepsnos dažymą metalo jonais įvairiomis spalvomis, kai pereiname per šarminius metalus. Kai pradėjau domėtis šia tema, paaiškėjo, kad šiuo atveju ji nebuvo iki galo atskleista. Nusprendžiau tai panagrinėti išsamiau.

Tikslas: Šio darbo pagalba noriu išmokti nustatyti kai kurių druskų kokybinę sudėtį.

Užduotys:

1. Susipažinkite su analitine chemija.
2. Išmokti analitinės chemijos metodus ir pasirinkti tinkamiausią mano darbui.
3. Eksperimento naudojimas siekiant nustatyti, kuris metalas yra druskos dalis.

1 skyrius.

Analitinė chemija.

analitinė chemija -chemijos šaka, tirianti medžiagų cheminę sudėtį ir iš dalies struktūrą.

Šio mokslo tikslas – nustatyti cheminius elementus ar elementų grupes, iš kurių susidaro medžiagos.

Jo tyrimo objektas – esamų ir naujų analizės metodų tobulinimas, praktinio jų taikymo galimybių paieška, analitinių metodų teorinių pagrindų tyrimas.

Priklausomai nuo metodų uždavinio, išskiriama kokybinė ir kiekybinė analizė.

1. Kokybinė analizė – cheminių, fizikinių-cheminių ir fizikinių metodų rinkinys, naudojamas elementams, radikalams ir junginiams, sudarančius analizuojamą medžiagą ar medžiagų mišinį, aptikti. Atliekant kokybinę analizę, galima naudoti lengvai įgyvendinamas, būdingas chemines reakcijas, kuriose stebimas spalvos atsiradimas arba išnykimas, nuosėdų išsiskyrimas ar ištirpimas, dujų susidarymas ir kt. Tokios reakcijos vadinamos kokybinėmis ir su Jų pagalba galima nesunkiai patikrinti medžiagos sudėtį.

Kokybinė analizė dažniausiai atliekama vandeniniuose tirpaluose. Jis pagrįstas joninėmis reakcijomis ir leidžia aptikti ten esančių medžiagų katijonus arba anijonus. Šios analizės įkūrėju laikomas Robertas Boyle'as. Šią cheminių elementų sampratą jis pristatė kaip pagrindines sudėtingų medžiagų, kurių negalima suskaidyti, dalis, po to susistemino visas jo laikais žinomas kokybines reakcijas.

1. Kiekybinė analizė – cheminių, fizikinių, cheminių ir fizikinių metodų rinkinys, skirtas nustatyti sudedamųjų dalių santykį.

analitė. Remiantis to rezultatais, galima nustatyti pusiausvyros konstantas, tirpumo produktus, molekulines ir atomines mases. Tokią analizę atlikti sunkiau, nes jai reikia kruopštaus ir kruopštesnio požiūrio, kitaip rezultatai gali duoti daug klaidų ir darbas sumažės iki nulio.

Prieš kiekybinę analizę paprastai atliekama kokybinė analizė.

2 skyrius

Cheminės analizės metodai.

Cheminės analizės metodai skirstomi į 3 grupes.

1. Cheminiai metodairemiantis cheminėmis reakcijomis.

Šiuo atveju analizei gali būti naudojamos tik tokios reakcijos, kurias lydi vizualinis išorinis efektas, pavyzdžiui, tirpalo spalvos pasikeitimas, dujų išsiskyrimas, nuosėdų iškritimas ar tirpimas ir pan. Šie išoriniai efektai pasitarnaus kaip analitiniai signalai šiuo atveju. Vykstantys cheminiai pokyčiai vadinami analitinėmis reakcijomis, o šias reakcijas sukeliančios medžiagos – cheminiais reagentais.

Visi cheminiai metodai yra suskirstyti į dvi grupes:

1. Reakcija vykdoma tirpale, vadinamuoju „šlapiu keliu“.
2. Analizės su kietosiomis medžiagomis atlikimo metodas nenaudojant tirpiklių, toks metodas vadinamas „sausuoju keliu“. Ji skirstoma į pirocheminę analizę ir trituravimo analizę. Atpirocheminė analizė irTiriama medžiaga kaitinama dujinio degiklio liepsnoje. Šiuo atveju kai kurių metalų lakiosios druskos (chloridai, nitratai, karbonatai) suteikia liepsnai tam tikrą spalvą. Kitas pirotechninės analizės būdas – spalvotų perlų (akinių) gamyba. Norint gauti perlus, metalų druskos ir oksidai legiruojami natrio tetraboratu (Na2 B4O7 "10H2O) arba natrio amonio hidrofosfatu (NaNH4HP04 4H20) ir stebima gautų stiklų (perlų) spalva.
3. Trinimo būdas buvo pasiūlyta m 1898 F. M. Flavitskis. Kieta bandomoji medžiaga sutrinama kietu reagentu ir stebimas išorinis poveikis. Pavyzdžiui, kobalto druskos su amonio tiocianatu gali suteikti mėlyną spalvą.

1. Analizuojant fizikiniais metodaistirti fizikines medžiagos savybes instrumentų pagalba, nesiimant cheminių reakcijų. Fizikiniai metodai apima spektrinę analizę, liuminescencinę, rentgeno spindulių difrakciją ir kitus analizės metodus.
2. Fizikinių-cheminių metodų pagalbatirti fizikinius reiškinius, vykstančius cheminėse reakcijose. Pavyzdžiui, kolorimetriniu metodu spalvos intensyvumas matuojamas priklausomai nuo medžiagos koncentracijos, konduktometrinėje analizėje matuojamas tirpalų elektrinio laidumo pokytis.

3 skyrius

Laboratoriniai darbai.

Liepsnos spalvos reakcijos.

Tikslas: Ištirti alkoholio lempos liepsnos dažymą metalo jonais.

Savo darbe nusprendžiau panaudoti liepsnos dažymo metalo jonais pirotechninės analizės metodą.

Bandomosios medžiagos:metalų druskos (natrio fluoridas, ličio chloridas, vario sulfatas, bario chloridas, kalcio chloridas, stroncio sulfatas, magnio chloridas, švino sulfatas).

Įranga: porcelianiniai puodeliai, etilo alkoholis, stiklinė lazdelė, koncentruota druskos rūgštis.

Darbui atlikti pagaminau druskos tirpalą etilo alkoholyje, o tada padegiau. Kelis kartus praleidau savo patirtį, paskutiniame etape buvo atrinkti geriausi pavyzdžiai, kurių lauką padarėme vaizdo įrašą.

Išvados:

Daugelio metalų lakiosios druskos nuspalvina liepsną įvairiomis šiems metalams būdingomis spalvomis. Spalva priklauso nuo kaitinamųjų laisvųjų metalų garų, kurie susidaro termiškai skaidant druskas, kai jos patenka į degiklio liepsną. Mano atveju šios druskos buvo natrio fluoridas ir ličio chloridas, jos suteikė ryškių sočiųjų spalvų.

Išvada.

Cheminę analizę žmogus naudoja labai daugelyje sričių, o chemijos pamokose mes susipažįstame tik su nedidele šio sudėtingo mokslo sritimi. Pirocheminėje analizėje naudojami metodai kokybinėje analizėje naudojami kaip išankstinis sausųjų medžiagų mišinio analizės bandymas arba kaip patikrinimo reakcijos. Kokybinėje reakcijos analizėje „sausasis“ būdas atlieka tik pagalbinį vaidmenį, dažniausiai jie naudojami kaip pirminiai testai ir patikros reakcijos.

Be to, šias reakcijas žmonės naudoja kitose pramonės šakose, pavyzdžiui, fejerverkų gamyboje. Kaip žinome, fejerverkai – tai įvairių spalvų ir formų dekoratyviniai šviestuvai, gaunami deginant pirotechnikos kompozicijas. Taigi į pirotechnikos fejerverkus dedama įvairių degiųjų medžiagų, tarp kurių yra plačiai atstovaujami nemetaliniai elementai (silicis, boras, siera). Oksiduojant borą ir silicį išsiskiria didelis kiekis energijos, tačiau nesusidaro dujų produktai, todėl iš šių medžiagų gaminami uždelsto veikimo saugikliai (tam tikru laiku uždegami kiti junginiai). Daugelis mišinių apima organines anglies medžiagas. Pavyzdžiui, anglis (naudojama juoduose milteliuose, fejerverkų sviediniuose) arba cukrus (dūminės granatos). Naudojami reaktyvūs metalai (aliuminis, titanas, magnis), kurių degimas aukštoje temperatūroje suteikia ryškią šviesą. Šią jų savybę imta naudoti fejerverkams paleisti.

Darbo procese supratau, kaip sunku ir svarbu dirbti su medžiagomis, ne viskas pavyko iki galo, kaip norėčiau. Paprastai chemijos pamokose neužtenka praktinio darbo, kurio dėka lavinami teoriniai įgūdžiai. Šis projektas man padėjo išsiugdyti šį įgūdį. Be to, su dideliu malonumu supažindinau kurso draugus su savo darbo rezultatais. Tai padėjo jiems įtvirtinti savo teorines žinias.

Degantis aliuminis

Aliuminio deginimas ore

Skirtingai nuo magnio, pavienės aliuminio dalelės neužsidega, kai kaitinamos ore arba vandens garuose iki 2100 K. Aliuminiui uždegti buvo naudojamos degančios magnio dalelės. Pastarieji buvo dedami ant kaitinimo elemento paviršiaus, o aliuminio dalelės – ant adatos galo 10–4 m atstumu virš pirmojo.

Aliuminio dalelės užsiliepsnoja jo užsidegimo metu garų fazėje, o aplink dalelę atsirandančios švytėjimo zonos intensyvumas didėja lėtai. Stacionariam degimui būdinga švytėjimo zona, kurios dydis nesikeičia tol, kol metalas beveik visiškai nesudegs. Švytėjimo zonos ir dalelės dydžių santykis yra 1,6-1,9. Švytėjimo zonoje susidaro maži oksido lašeliai, kurie susidūrus susilieja.

Likutis po dalelės degimo yra tuščiaviduris apvalkalas, kurio viduje nėra metalo. Dalelės degimo laiko priklausomybė nuo jos dydžio išreiškiama formule (degimas simetriškas).

Aliuminio deginimas vandens garuose

Aliuminio užsidegimas vandens garuose vyksta nevienalyčiai. Reakcijos metu išsiskiriantis vandenilis prisideda prie oksido plėvelės sunaikinimo; o skystas aliuminio oksidas (arba hidroksidas) purškiamas iki 10-15 mikronų skersmens lašelių pavidalu. Toks oksido apvalkalo sunaikinimas periodiškai kartojamas. Tai rodo, kad nemaža dalis metalo dega dalelės paviršiuje.

Degimo pradžioje santykis r /r 0 yra lygus 1,6-1,7. Degimo metu dalelių dydis mažėja, o santykis gsw/?o padidėja iki 2,0-3,0. Aliuminio dalelės degimo greitis vandens garuose yra beveik 5 kartus didesnis nei ore.

Aliuminio-magnio lydinių deginimas

Aliuminio-magnio lydinių deginimas ore

Įvairios sudėties aliuminio-magnio lydinių dalelių užsidegimas ore, deguonies-argono mišiniuose, vandens garuose ir anglies dioksidu paprastai vyksta panašiai kaip ir magnio dalelių užsidegimas. Prieš užsiliepsnojimo pradžią paviršiuje vyksta oksidacinės reakcijos.

Aliuminio-magnio lydinių degimas labai skiriasi nuo aliuminio ir magnio degimo ir labai priklauso nuo komponentų santykio lydinyje bei nuo oksiduojančios terpės parametrų. Svarbiausia lydinio dalelių degimo ypatybė – dviejų pakopų procesas (2.6 pav.). Pirmajame etape dalelė yra apsupta degiklių, kurie sudaro nehomogenišką reakcijos produktų švytėjimo zoną. Lyginant lydinio dalelę supančios šviečiančios zonos pobūdį ir dydį per pirmąjį degimo etapą su šviečiančios zonos aplink degantį magnio dalelę pobūdžiu ir dydžiu (žr. 2.4 pav.), galime daryti išvadą, kad šioje stadijoje tai daugiausia magnio, kuris išdega iš dalelės.

Ryžiai. 2.6. Lydinio dalelės 30% A1 + 70% Mg deginimas esant normaliam atmosferos slėgiui mišinyje, kuriame yra 15% O pagal tūrį 2ir 85 % Ar:

1, 2 – magnio perdegimas; 3-6 – aliuminio perdegimas

Pirmojo lydinio degimo etapo ypatybė yra dalelių dydžio ir liepsnos zonos pastovumas. Tai reiškia, kad skystas lydinio lašelis yra uždarytas kieto oksido apvalkale. Oksido plėvelėje vyrauja magnio oksidas. Magnis išteka per plėvelės defektus ir dega garų fazės difuzinėje liepsnoje.

Pirmojo etapo pabaigoje nevienalyčių reakcijų eiga didėja, tai liudija dalelės paviršiuje atsirandantys ryškios liuminescencijos centrai. Šiluma, išsiskirianti heterogeninių reakcijų metu, prisideda prie dalelės kaitinimo iki oksido lydymosi temperatūros ir antrojo degimo etapo pradžios.

Antrame degimo etape dalelę supa vienalytė, ryškesnė švytėjimo zona, kuri mažėja, kai metalas perdega. Liepsnos zonos vienodumas ir sferiškumas rodo, kad dalelės paviršiuje esanti oksido plėvelė išsilydo. Metalo difuzija per plėvelę užtikrinama dėl mažo skysto oksido difuzijos pasipriešinimo. Liepsnos zonos dydis žymiai viršija dalelės dydį, o tai rodo metalo degimą garų fazėje. Antrojo degimo etapo pobūdžio palyginimas su žinomu aliuminio degimo modeliu rodo didelį panašumą, ko gero, šiame proceso etape aliuminis dega. Jai perdegus, mažėja liepsnos dydis, taigi ir degančio lašo dydis. Išdegusi dalelė šviečia ilgai.

Keisti degančios dalelės švytėjimo zonos dydį pagal aprašytą mechanizmą yra sudėtinga (2.7 pav.). Po uždegimo vertė rŠv. /r 0 greitai (per -0,1 ms) pasiekia didžiausią reikšmę (skyrius ab). Be to, pagrindiniu pirmojo degimo etapo laiku santykis r sv/ r 0 išlieka pastovus (skyrius bv). Kai magnio perdegimas baigiasi, r cv/ r 0 sumažinamas iki minimumo (taškas G), ir tada, prasidėjus aliuminio degimui, jis didėja (skyrius kur). Paskutinis, bet ne mažiau svarbus aliuminio perdegimas rŠv. /r 0 mažėja monotoniškai (skyrius de) iki galutinės vertės, atitinkančios susidariusio oksido dydį.

Ryžiai. 2.7.:

1 – lydinys 30% Al + 70% Mg, oras; 2 – lydinys 30% A1 + 70% Mg, mišinys 15% O2 + 85% Ar; 3 – lydinys 50% A1 + 50% Mg, oras

Aliuminio-magnio lydinių degimo proceso mechanizmas ir parametrai labai priklauso nuo lydinio sudėties. Sumažėjus magnio kiekiui lydinyje, mažėja švytėjimo zonos dydis pirmajame degimo etape ir šio etapo trukmė. Kai magnio kiekis lydinyje yra mažesnis nei 30%, procesas išlieka dviejų etapų, bet tampa nenutrūkstamas. Pirmojo etapo pabaigoje švytėjimo zona sumažinama iki pačios dalelės dydžio, degimo procesas sustoja, o aliuminis perdega tik dalelei vėl užsiliepsnojus. Dalelės, kurios neužsidega pakartotinai, yra tuščiaviduriai akytieji oksido apvalkalai, kurių viduje yra nesudegusio aliuminio lašeliai.

Dalelių degimo trukmės priklausomybė nuo jų pradinio skersmens išreiškiama šiomis empirinėmis formulėmis:

Aliuminio ir magnio lydinių deginimas deguonies ir argono mišiniuose, vandens garuose ir anglies dioksidu.

Aliuminio ir magnio lydinių dalelių degimo pobūdis deguonies ir argono mišiniuose yra toks pat kaip ir ore. Sumažėjus deguonies kiekiui, švytėjimo zonos dydis magnio perdegimo metu žymiai sumažėja. Lydinio 50% A1 + 50% Mg dalelių degimo trukmės priklausomybė nuo dalelių dydžio ir deguonies kiekio mišinyje tūrio procentais išreiškiama formule

Lydinių degimas vandens garuose gerokai skiriasi (2.8 pav.). Pirmojo etapo metu susidariusią oksido plėvelę sunaikina vandenilis, o dalelė įgauna koralo formą. Koraluose likęs aliuminis užsidega tik po 1–10 ms po pirmojo etapo pabaigos. Toks proceso nenutrūkstamumas būdingas bet kokios sudėties lydiniams.

Ryžiai. 2.8. Aliuminio-magnio lydinio (50:50) degimo dalelės sferinėsa) ir negeraib) susidaro vandens garų terpėje esant normaliam atmosferos slėgiui:

1 – pradinė dalelė; 2 – dalelė prieš uždegimą; 3 – magnio perdegimas; 4 - aliuminio perdegimas; 5 - koralas, susidaręs po dalelės

Deginant aliuminio-magnio lydiniams anglies dioksidu, iš dalelės išdega tik magnis, po kurio degimo procesas sustoja.

Aliuminio-magnio lydinių deginimas aukštos temperatūros liepsnoje

Norint ištirti metalo dalelių degimo procesą aukštoje temperatūroje, po dalele, pasodinta ant adatos galiuko, iš amonio perchlorato ir urotropino mišinių buvo sudeginta presuota tabletė, skaičiuojant 2500, 2700 ir 3100 K degimo temperatūras.

Aliuminio ir magnio lydinių dalelės tokiomis sąlygomis paprastai dega sprogimu. Sprogimo buvimas būdingas visų kompozicijų dalelėms. Dėl sprogimo susidaro reikšminga liuminescencijos zona, kuri yra garų fazės degimo vyravimo požymis. Degančios dalelės nuotraukos degimo pradžioje (2.9 pav., a) rodo, kad heterogeninės reakcijos vyksta visame oksido apvalkalo paviršiuje. Dėl nevienalyčių reakcijų karščio metalas greitai išgaruoja (2.9 pav., b), prisidedant prie oksido apvalkalo plyšimo ir neišgaravusio lašo aptaškymo (2.9 pav., in).

Ryžiai. 2.9. 95% Al lydinio dalelių deginimas su 5% Mg oksiduojančioje liepsnoje (temperatūra 2700 K):

a- pradinis degimo etapas; b– stacionarus degimas; in- išsiskyrimas

Pasak B. G. Lrabei, S. E. Salibekov ir Yu. V. Leninsky, aliuminio-magnio lydinių dalelių smulkinimą sukelia labai didelis magnio ir aliuminio virimo taškų skirtumas, dėl kurio magnis užvirsta, kai Aukštos temperatūros zonoje esanti dalelė yra sprogi ir gali sutraiškyti likusį aliuminį. 2500 K temperatūros jau pakanka sprogiam degimui, o tai yra gana natūralu, nes ši temperatūra viršija abiejų komponentų virimo temperatūrą.

• Arabey B. G., Salibekov S. E., Levinsky Yu. V. Kai kurios metalo dulkių užsidegimo ir degimo ypatybės // Miltelinė metalurgija. 1964. Nr. 3. S. 109-118.

periodinės sistemos III grupės cheminis elementas, atominis skaičius 13, santykinė atominė masė 26,98. Gamtoje jį vaizduoja tik vienas stabilus nuklidas 27 Al. Daugybė radioaktyvių aliuminio izotopų buvo gauti dirbtinai, ilgaamžiai - 26 Al pusinės eliminacijos laikas yra 720 tūkstančių metų. aliuminio gamtoje. Žemės plutoje yra daug aliuminio: 8,6 % masės. Jis užima pirmą vietą tarp visų metalų ir trečią tarp kitų elementų (po deguonies ir silicio). Aliuminio yra dvigubai daugiau nei geležies ir 350 kartų daugiau nei vario, cinko, chromo, alavo ir švino kartu! Kaip jis rašė daugiau nei prieš 100 metų savo klasikiniame vadovėlyje Chemijos pagrindai D.I.Mendelejevas, iš visų metalų, „aliuminis yra labiausiai paplitęs gamtoje; pakanka pažymėti, kad jis yra molio dalis, todėl bendras aliuminio pasiskirstymas žemės plutoje yra aiškus. Todėl aliuminis arba alūno (alumeno) metalas kitaip vadinamas moliu, kurio yra molyje.

Svarbiausias aliuminio mineralas yra boksitas, bazinio oksido AlO (OH) ir hidroksido Al (OH) mišinys.

3 . Didžiausi boksito telkiniai yra Australijoje, Brazilijoje, Gvinėjoje ir Jamaikoje; pramoninė gamyba vykdoma ir kitose šalyse. Alunite (alūno akmuo) taip pat gausu aliuminio (Na, K) 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 4Al (OH) 3, nefelinas (Na, K) 2 O Al 2 O 3 2SiO 2 . Iš viso žinoma daugiau nei 250 mineralų, tarp kurių yra ir aliuminis; dauguma jų yra aliumosilikatai, iš kurių daugiausia susidaro žemės pluta. Jiems atvėsus susidaro molis, kurio pagrindas yra mineralas kaolinitas Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O. Geležies priemaišos dažniausiai molį nuspalvina rudai, tačiau yra ir baltojo molio – kaolino, iš kurio gaminami porceliano ir fajanso gaminiai. taip pat žr BOXITAS.

Kartais pasitaiko išskirtinio kietumo (antras po deimantų) mineralinis korundas – kristalinis oksidas Al

2O3 , dažnai nuspalvinta skirtingų spalvų priemaišų. Jo mėlyna atmaina (titano ir geležies priemaiša) vadinama safyru, raudona (chromo priemaiša) – rubinu. Įvairios priemaišos gali nuspalvinti vadinamąjį taurųjį korundą taip pat žalia, geltona, oranžine, violetine ir kitomis spalvomis bei atspalviais.

Dar visai neseniai buvo manoma, kad aliuminis, kaip labai aktyvus metalas, negali būti gamtoje laisvoje būsenoje, tačiau 1978 metais Sibiro platformos uolienose buvo aptiktas vietinis aliuminis – vos 0,5 mm ilgio ūsų pavidalu. (kai sriegio storis yra keli mikrometrai). Mėnulio dirvožemyje, atgabentame į Žemę iš Krizių ir gausos jūrų regionų, taip pat buvo galima aptikti vietinį aliuminį. Daroma prielaida, kad metalinis aliuminis gali susidaryti kondensuojantis iš dujų. Yra žinoma, kad kaitinant aliuminio halogenidus – chloridą, bromidą, fluoridą, jie gali daugiau ar mažiau lengvai išgaruoti (pvz., AlCl

3 sublimuojasi jau esant 180°C). Stipriai kylant temperatūrai, aliuminio halogenidai suyra ir pereina į būseną su mažesniu metalo valentiškumu, pavyzdžiui, AlCl. Kai toks junginys kondensuojasi mažėjant temperatūrai ir nesant deguonies, kietoje fazėje įvyksta disproporcijos reakcija: dalis aliuminio atomų oksiduojasi ir pereina į įprastą trivalenę būseną, o dalis redukuojasi. Vienavalentinis aliuminis gali būti redukuojamas tik iki metalo: 3AlCl® 2Al + AlCl 3 . Šią prielaidą taip pat patvirtina gijinė vietinių aliuminio kristalų forma. Paprastai tokios struktūros kristalai susidaro dėl greito augimo iš dujų fazės. Tikriausiai panašiai susidarė mikroskopiniai aliuminio grynuoliai Mėnulio dirvožemyje.

Aliuminio pavadinimas kilęs iš lotyniško žodžio alumen (genus case aluminis). Taip vadinamas alūnas, dvigubas kalio-aliuminio sulfatas KAl(SO

4) 2 12H 2 O) , kuris buvo naudojamas kaip kandiklis dažant audinius. Lotyniškas pavadinimas tikriausiai kilęs iš graikų kalbos „halme“ – sūrymas, druskos tirpalas. Įdomu, kad Anglijoje aliuminis yra aliuminis, o JAV – aliuminis.

Daugelyje populiarių knygų apie chemiją sklando legenda, kad kažkoks išradėjas, kurio vardo istorija neišliko, imperatoriui Tiberijui, valdžiusiam Romą 14-27 m. mūsų eros metais, atnešė dubenį iš metalo, panašaus į sidabrą, tačiau lengvesni. Ši dovana meistrui kainavo gyvybę: Tiberijus įsakė jam įvykdyti mirties bausmę ir sugriauti dirbtuves, nes bijojo, kad naujasis metalas gali nuvertinti imperijos iždo sidabrą.

Ši legenda remiasi Plinijaus Vyresniojo, romėnų rašytojo ir mokslininko, autoriaus, pasakojimu gamtos istorija- senovės gamtos mokslų žinių enciklopedijos. Plinijaus teigimu, naujasis metalas buvo gautas iš „molio žemės“. Tačiau molyje yra aliuminio.

Šiuolaikiniai autoriai beveik visada daro išlygą, kad visa ši istorija yra ne kas kita, kaip graži pasaka. Ir tai nenuostabu: aliuminis uolienose itin stipriai jungiasi su deguonimi, o jam išleisti reikia daug energijos. Tačiau pastaruoju metu atsirado naujų duomenų apie esminę galimybę gauti metalinį aliuminį senovėje. Kaip parodė spektrinė analizė, dekoracijos ant kinų vado Zhou-Zhu, mirusio III amžiaus pradžioje, kapo. AD, yra pagaminti iš lydinio, kurį sudaro 85% aliuminio. Ar senovės žmonės galėjo gauti nemokamo aliuminio? Visi žinomi metodai (elektrolizė, redukcija metaliniu natriu arba kaliu) automatiškai pašalinami. Ar senovėje buvo galima rasti vietinio aliuminio, pavyzdžiui, aukso, sidabro, vario grynuolių? Tai taip pat neįtraukiama: vietinis aliuminis yra rečiausias mineralas, kurio yra nežymiai, todėl senovės meistrai negalėjo rasti ir surinkti tokių grynuolių reikiamu kiekiu.

Tačiau galimas ir kitoks Plinijaus istorijos paaiškinimas. Aliuminį iš rūdų galima išgauti ne tik elektros ir šarminių metalų pagalba. Yra nuo seno prieinamas ir plačiai naudojamas reduktorius – tai anglis, kurios pagalba daugelio metalų oksidai kaitinant redukuojami iki laisvųjų metalų. Aštuntojo dešimtmečio pabaigoje vokiečių chemikai nusprendė išbandyti, ar aliuminis senovėje galėjo būti pagamintas redukuojant anglimi. Molio mišinį su anglies milteliais ir valgomąja druska arba kaliu (kalio karbonatu) jie kaitino moliniame tiglyje iki raudonos ugnies. Druska buvo gaunama iš jūros vandens, o kalis iš augalų pelenų, kad būtų naudojamos tik tos medžiagos ir metodai, kurie buvo prieinami senovėje. Po kurio laiko tiglio paviršiuje plūduriavo šlakas su aliuminio rutuliais! Metalo išeiga buvo nedidelė

, bet gali būti, kad būtent tokiu būdu senovės metalurgai galėjo gauti „XX amžiaus metalą“.aliuminio savybės. Gryno aliuminio spalva primena sidabrą, tai labai lengvas metalas: jo tankis tik 2,7 g/cm 3 . Lengvesni už aliuminį yra tik šarminiai ir šarminių žemių metalai (išskyrus barį), berilis ir magnis. Aliuminį taip pat lengva išlydyti - 600 ° C temperatūroje (ploną aliuminio vielą galima ištirpinti ant įprasto virtuvės degiklio), tačiau jis verda tik 2452 ° C temperatūroje.C. Pagal elektros laidumą aliuminis yra 4 vietoje, nusileidžiantis tik sidabrui (jis yra pirmoje vietoje), variui ir auksui, kurie, atsižvelgiant į mažą aliuminio kainą, turi didelę praktinę reikšmę. Ta pačia tvarka kinta ir metalų šilumos laidumas. Aukštą aliuminio šilumos laidumą nesunku patikrinti įmerkus aliuminio šaukštą į karštą arbatą. Ir dar viena nuostabi šio metalo savybė: lygus, blizgus paviršius puikiai atspindi šviesą: nuo 80 iki 93% matomoje spektro srityje, priklausomai nuo bangos ilgio. Ultravioletinių spindulių srityje aliuminis šiuo atžvilgiu neturi lygių, o tik raudonajame yra šiek tiek prastesnis už sidabrą (ultraviolete sidabras turi labai mažą atspindį).

Grynas aliuminis yra gana minkštas metalas – beveik tris kartus minkštesnis už varį, todėl net gana storos aliuminio plokštės ir strypai lengvai lankstosi, tačiau aliuminiui formuojant lydinius (jų yra labai daug), jo kietumas gali padidėti dešimteriopai.

Būdinga aliuminio oksidacijos būsena yra +3, bet dėl ​​neužpildytų 3 R- ir 3

d -orbitalių aliuminio atomai gali sudaryti papildomus donoro-akceptoriaus ryšius. Todėl Al jonas 3+ su mažu spinduliu yra labai linkęs į kompleksų susidarymą, sudarydamas įvairius katijoninius ir anijoninius kompleksus: AlCl4 – , AlF 6 3– , 3+ , Al(OH) 4 – , Al(OH) 6 3–, AlH 4 –ir daugelis kitų. Taip pat žinomi kompleksai su organiniais junginiais.

Aliuminio cheminis aktyvumas yra labai didelis; elektrodų potencialų serijoje jis yra iškart už magnio. Iš pirmo žvilgsnio toks teiginys gali pasirodyti keistas: juk aliuminio keptuvė ar šaukštas gana stabilus ore, o verdančiame vandenyje nesubyra. Aliuminis, skirtingai nei geležis, nerūdija. Pasirodo, ore metalas yra padengtas bespalviu, plonu, bet stipriu oksido „šarvu“, kuris apsaugo metalą nuo oksidacijos. Taigi, jei į degiklio liepsną įvedama stora 0,5–1 mm storio aliuminio viela ar plokštelė, metalas išsilydo, bet aliuminis neteka, nes lieka savo oksido maišelyje. Jei aliuminiui atimsite apsauginę plėvelę arba ją atlaisvinsite (pavyzdžiui, panardinsite į gyvsidabrio druskų tirpalą), aliuminis iš karto parodys savo tikrąją esmę: jau kambario temperatūroje jis pradės intensyviai reaguoti su vandeniu, išskirdamas vandenilis: 2Al + 6H

2O ® 2Al(OH)3 + 3H 2 . Ore aliuminis be apsauginės plėvelės virsta biriais oksido milteliais tiesiai prieš akis: 2Al + 3O 2® 2Al 2O 3 . Aliuminis ypač aktyvus smulkiai susmulkintoje būsenoje; aliuminio dulkės, įpūstos į liepsną, akimirksniu perdega. Jei sumaišysite aliuminio dulkes su natrio peroksidu ant keraminės plokštelės ir ant mišinio lašinsite vandenį, aliuminis taip pat užsiliepsnoja ir sudega balta liepsna.

Labai didelis aliuminio afinitetas deguoniui leidžia „paimti“ deguonį iš daugelio kitų metalų oksidų, juos atstatant (aliuminotermijos metodas). Garsiausias pavyzdys yra termito mišinys, kuris degdamas išskiria tiek šilumos, kad susidariusi geležis išsilydo: 8Al + 3Fe

3 O 4 ® 4 Al 2 O 3 + 9 Fe. Šią reakciją 1856 m. atrado N. N. Beketovas. Tokiu būdu galima redukuoti į metalus Fe2 O 3 , CoO, NiO, MoO 3 , V 2 O 5 , SnO 2, CuO, daugybė kitų oksidų. Kai aliuminis redukuojamas, Kr2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , B 2 O 3reakcijos šilumos nepakanka, kad reakcijos produktai būtų pašildyti aukščiau jų lydymosi temperatūros.

Aliuminis lengvai ištirpsta praskiestose mineralinėse rūgštyse, sudarydamas druskas. Koncentruota azoto rūgštis, oksiduodama aliuminio paviršių, prisideda prie oksido plėvelės sustorėjimo ir kietėjimo (vadinamasis metalo pasyvavimas). Taip apdorotas aliuminis nereaguoja net su druskos rūgštimi. Padedant elektrocheminiam

anodinė oksidacija (anodavimas) ant aliuminio paviršiaus, galite sukurti storą plėvelę, kurią lengva dažyti skirtingomis spalvomis.

Mažiau aktyviems metalams iš druskų tirpalų išstumti aliuminiu dažnai trukdo apsauginė plėvelė ant aliuminio paviršiaus. Šią plėvelę greitai sunaikina vario chloridas, todėl 3CuCl reakcija vyksta lengvai.

2 + 2Al ® 2AlCl 3 + 3Cu, kurį lydi stiprus kaitinimas. Stipriuose šarminiuose tirpaluose aliuminis lengvai ištirpsta, išskirdamas vandenilį: 2Al + 6NaOH + 6H 2 О ® 2Na 3 + 3H 2 (susidaro ir kiti anijoniniai hidrokso kompleksai). Amfoterinis aliuminio junginių pobūdis taip pat pasireiškia tuo, kad jo šviežiai nusodintas oksidas ir hidroksidas lengvai ištirpsta šarmuose. Kristalinis oksidas (korundas) yra labai atsparus rūgštims ir šarmams. Susiliejus su šarmais susidaro bevandeniai aliuminatai: Al 2 O 3 + 2NaOH ® 2NaAlO 2 + H 2 O. Magnio aliuminatas Mg (AlO 2) 2 Spinelis yra pusbrangis akmuo, dažniausiai nudažytas įvairiausių spalvų priemaišomis.

Aliuminis smarkiai reaguoja su halogenais. Jei į mėgintuvėlį su 1 ml bromo įkišama plona aliuminio viela, po trumpo laiko aliuminis užsidega ir dega ryškia liepsna. Aliuminio ir jodo miltelių mišinio reakciją inicijuoja vandens lašas (vanduo su jodu sudaro rūgštį, kuri ardo oksido plėvelę), po to atsiranda ryški liepsna su purpurinių jodo garų klubais. Aliuminio halogenidai vandeniniuose tirpaluose yra rūgštūs dėl hidrolizės: AlCl

3 + H 2 O Al(OH)Cl2 + HCl. Aliuminio reakcija su azotu vyksta tik aukštesnėje nei 800 ° C temperatūroje, kai susidaro AlN nitridas, su siera - 200 ° C temperatūroje (susidaro Al sulfidas 2 S 3 ), su fosforu 500°C temperatūroje (susidaro AlP fosfidas). Į išlydytą aliuminį įvedant boro, susidaro AlB kompozicijos boridai 2 ir AlB 12 - ugniai atsparūs junginiai, atsparūs rūgštims. Hidridas (AlH) x (x = 1,2) susidaro tik vakuume esant žemai temperatūrai atominiam vandeniliui reaguojant su aliuminio garais. Hidridas AlH, stabilus, kai kambario temperatūroje nėra drėgmės 3 gautas bevandeniame eterio tirpale: Al Cl 3 + LiH ® AlH 3 + 3 LiCl. Su LiH pertekliumi, į druską panašus ličio aliuminio hidridas LiAlH 4 - labai stiprus reduktorius, naudojamas organinėje sintezėje. Jis akimirksniu suyra su vandeniu: LiAlH 4 + 4H 2 O ® LiOH + Al(OH) 3 + 4H 2 . Aliuminio gavimas. Dokumentuotas aliuminio atradimas įvyko 1825 m. Pirmą kartą šį metalą gavo danų fizikas. Hansas Kristianas Oerstedas kai jis išskyrė jį veikiant kalio amalgamai bevandenį aliuminio chloridą (gaunamą leidžiant chlorą per karštą aliuminio oksido ir anglies mišinį). Išvaręs gyvsidabrį, Oerstedas gavo aliuminį, tačiau užterštą priemaišomis. 1827 m. vokiečių chemikas Friedrichas Wöhleris gavo aliuminio miltelių pavidalą, redukuodamas kalio heksafluoraliuminatą: Na 3 AlF 6 + 3K ® Al + 3NaF + 3KF. Vėliau jam pavyko gauti aliuminio blizgančių metalinių rutuliukų pavidalu. 1854 m. prancūzų chemikas Henri Etienne'as Saint-Clair'as Deville'is sukūrė pirmąjį pramoninį aliuminio gamybos metodą – sumažindamas natrio tetrachloraliuminato lydalą: NaAlCl. 4 + 3Na ® Al + 4 NaCl. Tačiau aliuminis ir toliau buvo itin retas ir brangus metalas; kainavo ne ką pigiau už auksą ir 1500 kartų brangiau už geležį (dabar tik tris kartus). Iš aukso, aliuminio ir brangakmenių 1850-aisiais buvo pagamintas barškutis Prancūzijos imperatoriaus Napoleono III sūnui. Kai 1855 metais pasaulinėje parodoje Paryžiuje buvo eksponuojamas didelis nauju būdu gautas aliuminio luitas, į jį buvo žiūrima kaip į brangakmenį. JAV sostinėje esančio Vašingtono paminklo viršutinė dalis (piramidės pavidalu) buvo pagaminta iš tauriojo aliuminio. Tuo metu aliuminis buvo ne ką pigesnis už sidabrą: pavyzdžiui, JAV 1856 m. jis buvo parduotas už 12 USD už svarą (454 g), o sidabras - už 15 USD. Enciklopedinis Brockhauso ir Efrono žodynas teigė, kad „aliuminis vis dar daugiausia naudojamas puošti... prabangos daiktus“. Iki to laiko visame pasaulyje kasmet buvo išgaunama tik 2,5 tonos metalo. Tik XIX amžiaus pabaigoje, kai buvo sukurtas elektrolitinis aliuminio gavimo būdas, jo metinė gamyba ėmė siekti tūkstančius tonų, o XX a. – milijonai tonų. Dėl to aliuminis tapo plačiai prieinamu pusbrangiu metalu.

Šiuolaikinį aliuminio gavimo būdą 1886 metais atrado jaunas amerikiečių tyrinėtojas. Charleso Martino salė. Chemija susidomėjo dar vaikystėje. Radęs seną tėvo chemijos vadovėlį, jis ėmė uoliai jį mokytis, taip pat eksperimentuoti, kartą net sulaukė mamos barimo, kad sugadino pietų staltiesę. Ir po 10 metų jis padarė puikų atradimą, kuris šlovino jį visame pasaulyje.

Būdamas 16 metų tapęs studentu, Hallas iš savo mokytojo F. F. Jewetto išgirdo, kad jei kam nors pavyks sukurti pigų aliuminio gavimo būdą, tai šis žmogus ne tik suteiks didžiulę paslaugą žmonijai, bet ir uždirbs didžiulę sumą. turtas. Jewett žinojo, apie ką kalba: anksčiau buvo stažavęsis Vokietijoje, dirbo Wöhler ir aptarinėjo su juo aliuminio gavimo problemas. Su juo į Ameriką Jewett atsivežė ir reto metalo pavyzdį, kurį parodė savo mokiniams. Staiga Hall garsiai pareiškė: "Aš gausiu šį metalą!"

Šešeri metai sunkaus darbo tęsėsi. Hall bandė gauti aliuminio įvairiais būdais, bet nesėkmingai. Galiausiai jis pabandė išgauti šį metalą elektrolizės būdu. Tuo metu elektrinių nebuvo, srovę reikėjo gauti naudojant didelius naminius akumuliatorius iš anglies, cinko, azoto ir sieros rūgščių. Holas dirbo tvarte, kuriame įrengė nedidelę laboratoriją. Jam talkino sesuo Julija, kuri labai domėjosi brolio eksperimentais. Ji saugojo visus jo laiškus ir darbo žurnalus, kurie leidžia pažodžiui kiekvieną dieną atsekti atradimo istoriją. Štai ištrauka iš jos atsiminimų:

„Charlesas visada buvo geros nuotaikos ir net pačiomis blogiausiomis dienomis galėjo juoktis iš nelaimingų išradėjų likimo. Nesėkmės laikais jis paguodą rasdavo prie mūsų senojo fortepijono. Namų laboratorijoje jis dirbo ilgas valandas be pertraukos; o kai galėdavo kuriam laikui išeiti iš filmavimo aikštelės, jis skubėdavo pro mūsų ilgą namą pažaisti... Žinojau, kad žaidžia su tokiais

žavesio ir jausmo, jis nuolat galvoja apie savo darbą. Ir muzika jam padėjo tai padaryti.

Sunkiausia buvo rasti elektrolitą ir apsaugoti aliuminį nuo oksidacijos. Po šešių mėnesių alinančio darbo tiglyje pagaliau pasirodė keli maži sidabriniai rutuliukai. Hallas iškart nubėgo pas savo buvusį mokytoją pranešti apie jo sėkmę. „Profesoriau, aš supratau!“ – sušuko jis ištiesdamas ranką: delne gulėjo keliolika mažų aliuminio rutuliukų. Tai atsitiko 1886 m. vasario 23 d. Ir lygiai po dviejų mėnesių, tų pačių metų balandžio 23 d., prancūzas Paulas Héroux patentavo panašų išradimą, kurį jis padarė savarankiškai ir beveik vienu metu (stulbina dar du sutapimai: abu Hall ir Héroux gimė 1863 m. ir mirė 1914 m.).

Dabar pirmieji Holo gauti aliuminio rutuliai saugomi Amerikos aliuminio kompanijoje Pitsburge kaip nacionalinė relikvija, o jo kolegijoje yra paminklas Hallui, išlietas iš aliuminio. Vėliau Jewett rašė: „Mano svarbiausias atradimas buvo žmogaus atradimas

. Tai buvo Charlesas M. Hallas, kuris, būdamas 21 metų, atrado būdą, kaip išgauti aliuminį iš rūdos ir taip padarė aliuminį tuo nuostabiu metalu, kuris dabar plačiai naudojamas visame pasaulyje. Jewett pranašystė išsipildė: Hall sulaukė plataus pripažinimo, tapo daugelio mokslinių draugijų garbės nare. Tačiau jo asmeninis gyvenimas žlugo: nuotaka nenorėjo taikstytis su tuo, kad jos sužadėtinis visą laiką praleidžia laboratorijoje, ir nutraukė sužadėtuves. Hallas paguodą rado gimtajame koledže, kuriame dirbo visą likusį gyvenimą. Kaip rašė Charleso brolis: „Kolegija buvo jo žmona, vaikai ir viskas, visą gyvenimą“. Hall taip pat paliko kolegijai didžiąją dalį savo palikimo - 5 milijonus dolerių. Hall mirė nuo leukemijos, būdamas 51 metų amžiaus.

Hallo metodas leido gauti palyginti nebrangų aliuminį, naudojant elektros energiją dideliu mastu. Jei nuo 1855 iki 1890 metų buvo gauta tik 200 tonų aliuminio, tai per ateinantį dešimtmetį pagal Holo metodą visame pasaulyje buvo gauta 28 000 tonų šio metalo! Iki 1930 m. pasaulio metinė aliuminio gamyba pasiekė 300 000 tonų. Dabar kasmet pagaminama daugiau nei 15 milijonų tonų aliuminio. Specialiose 960–970 °C temperatūros voniose aliuminio oksido tirpalas (techninis Al

2O3 ) išlydytame kriolite Na 3 AlF 6 , kuris iš dalies yra išgaunamas mineralo pavidalu, o iš dalies – specialiai susintetintas. Vonios dugne (katodu) kaupiasi skystas aliuminis, ant anglies anodų išsiskiria deguonis, kurie palaipsniui perdega. Esant žemai įtampai (apie 4,5 V), elektrolizatoriai sunaudoja didžiules sroves -iki 250 000 A! Per dieną vienas elektrolizatorius pagamina apie toną aliuminio. Gamybai reikia didelių elektros energijos kiekių: 1 tonai metalo pagaminti sunaudojama 15 000 kilovatvalandžių elektros energijos. Toks elektros kiekis didelis 150 butų namas sunaudoja visą mėnesį. Aliuminio gamyba yra pavojinga aplinkai, nes atmosferos oras užterštas lakiaisiais fluoro junginiais.Aliuminio naudojimas. Net D.I.Mendelejevas rašė, kad „metalinis aliuminis, pasižymintis dideliu lengvumu ir tvirtumu bei mažu oro kintamumu, labai tinka kai kuriems gaminiams“. Aliuminis yra vienas iš labiausiai paplitusių ir pigiausių metalų. Be jo sunku įsivaizduoti šiuolaikinį gyvenimą. Nenuostabu, kad aliuminis vadinamas XX amžiaus metalu. Jis puikiai tinka apdirbimui: kalimui, štampavimui, valcavimui, piešimui, presavimui. Grynas aliuminis yra gana minkštas metalas; iš jo gaminami elektros laidai, konstrukcinės dalys, maisto folija, virtuvės reikmenys ir „sidabriniai“ dažai. Šis gražus ir lengvas metalas plačiai naudojamas statybose ir aviacijos technologijose. Aliuminis labai gerai atspindi šviesą. Todėl jis naudojamas veidrodžių gamybai – nusodinant metalą vakuume.

Lėktuvų ir mechanikos inžinerijoje, gaminant statybines konstrukcijas, naudojami daug kietesni aliuminio lydiniai. Vienas žinomiausių – aliuminio lydinys su variu ir magniu (duraliuminis, arba tiesiog „duraliuminis“; pavadinimas kilęs nuo Vokietijos Diureno miesto). Šis lydinys po sukietėjimo įgauna ypatingą kietumą ir tampa apie 7 kartus stipresnis už gryną aliuminį. Tuo pačiu metu jis yra beveik tris kartus lengvesnis už geležį. Jis gaunamas legiruojant aliuminį su mažais vario, magnio, mangano, silicio ir geležies priedais. Plačiai paplitę siluminai – aliuminio lydiniai su siliciu. Taip pat gaminami didelio stiprumo, kriogeniniai (atsparūs šalčiui) ir karščiui atsparūs lydiniai. Apsauginės ir dekoratyvinės dangos lengvai padengiamos gaminiais iš aliuminio lydinių. Aliuminio lydinių lengvumas ir stiprumas ypač pravertė aviacijos technikoje. Pavyzdžiui, sraigtasparnių sraigtai gaminami iš aliuminio, magnio ir silicio lydinio. Santykinai pigi aliuminio bronza (iki 11% Al) pasižymi aukštomis mechaninėmis savybėmis, yra stabili jūros vandenyje ir net praskiestoje druskos rūgštyje. Iš aliuminio bronzos SSRS 1926–1957 metais buvo kaldinamos 1, 2, 3 ir 5 kapeikų nominalo monetos.

Šiuo metu ketvirtadalis viso aliuminio sunaudojama statybos reikmėms, tiek pat sunaudoja transporto inžinerija, maždaug 17% išleidžiama pakavimo medžiagoms ir skardinėms, 10% - elektrotechnikai.

Aliuminyje taip pat yra daug degių ir sprogių mišinių. Alumotolis, išlietas trinitrotolueno ir aliuminio miltelių mišinys, yra vienas iš galingiausių pramoninių sprogmenų. Amonalis yra sprogi medžiaga, susidedanti iš amonio nitrato, trinitrotolueno ir aliuminio miltelių. Deginamosiose kompozicijose yra aliuminio ir oksidatoriaus - nitrato, perchlorato. Pirotechnikos kompozicijose „Zvezdochka“ taip pat yra aliuminio miltelių.

Aliuminio miltelių mišinys su metalų oksidais (termitu) naudojamas tam tikriems metalams ir lydiniams gauti, bėgiams suvirinti, padegamojoje amunicija.

Aliuminis taip pat buvo praktiškai naudojamas kaip raketų kuras. Visiškai sudeginti 1 kg aliuminio reikia beveik keturis kartus mažiau deguonies nei 1 kg žibalo. Be to, aliuminį gali oksiduoti ne tik laisvasis deguonis, bet ir surištas deguonis, kuris yra vandens arba anglies dioksido dalis. Aliuminio „degimo“ metu vandenyje 1 kg gaminių išsiskiria 8800 kJ; tai 1,8 karto mažiau nei deginant metalą gryname deguonyje, bet 1,3 karto daugiau nei degant ore. Tai reiškia, kad vietoj pavojingų ir brangių junginių kaip tokio kuro oksidatorius gali būti naudojamas paprastas vanduo. Idėja panaudoti aliuminį

kaip kurą dar 1924 m. pasiūlė vietinis mokslininkas ir išradėjas F.A. Zanderis. Pagal jo planą, kaip papildomas kuras gali būti panaudoti aliumininiai erdvėlaivio elementai. Šis drąsus projektas dar praktiškai neįgyvendintas, tačiau daugumoje šiuo metu žinomų kietųjų raketų kuro yra aliuminio metalo smulkiai susmulkintų miltelių pavidalu. Į kurą įpylus 15 % aliuminio, degimo produktų temperatūrą galima pakelti tūkstančiu laipsnių (nuo 2200 iki 3200 K); degimo produktų išmetimo iš variklio antgalio greitis taip pat pastebimai didėja - pagrindinis energijos rodiklis, lemiantis raketų kuro efektyvumą. Šiuo atžvilgiu su aliuminiu gali konkuruoti tik litis, berilis ir magnis, tačiau jie visi yra daug brangesni už aliuminį.

Taip pat plačiai naudojami aliuminio junginiai. Aliuminio oksidas yra ugniai atspari ir abrazyvinė (šlifavimo) medžiaga, žaliava keramikai gaminti. Taip pat iš jo gaminamos lazerinės medžiagos, laikrodžių guoliai, juvelyriniai akmenys (dirbtiniai rubinai). Kalcinuotas aliuminio oksidas yra adsorbentas dujoms ir skysčiams valyti ir daugelio organinių reakcijų katalizatorius. Bevandenis aliuminio chloridas yra organinės sintezės (Friedelio-Craftso reakcijos) katalizatorius, pradinė medžiaga labai grynam aliuminiui gauti. Aliuminio sulfatas naudojamas vandens valymui; reaguoja su jame esančiu kalcio bikarbonatu:

Al 2 (SO 4) 3 + 3Ca (HCO 3) 2 ® 2AlO(OH) + 3CaSO4 + 6CO 2 + 2H 2O, susidaro oksido-hidroksido dribsniai, kurie nusėsdami sulaiko ir taip pat sorbuoja paviršiuje vandenyje esančias suspenduotas priemaišas ir net mikroorganizmus. Be to, aliuminio sulfatas naudojamas kaip kandiklis audiniams dažyti, odai rauginti, medienai konservuoti, popieriui rūšiuoti. Kalcio aliuminatas yra rišiklių, įskaitant portlandcementį, sudedamoji dalis. Itrio aliuminio granatas (YAG) YAlO 3 - lazerinė medžiaga. Aliuminio nitridas yra ugniai atspari medžiaga elektrinėms krosnims. Sintetiniai ceolitai (jie priklauso aliumosilikatams) yra adsorbentai chromatografijoje ir katalizatoriai. Organiniai aliuminio junginiai (pavyzdžiui, trietilo aliuminis) yra Ziegler-Natta katalizatorių komponentai, naudojami polimerų, įskaitant aukštos kokybės sintetinę kaučiuką, sintezei.

Ilja Leensonas

LITERATŪRA Tikhonovas V.N. Aliuminio analitinė chemija. M., „Mokslas“, 1971 m
Populiari cheminių elementų biblioteka. M., „Mokslas“, 1983 m
Craigas N.C. Charles Martin Hall ir jo Metalas. J.Chem.Educ . 1986, t. 63, Nr.7
Kumaras V., Milewskis L. Charles Martin Hall ir Didžioji aliuminio revoliucija. J.Chem.Educ., 1987, t. 64, Nr.8