Алюминий и его соединения.

1. Характеристика алюминия исходя из его положения в периодической системе.

+13 Al 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ ст. ок. 0; +3.

) ) ) 27 ₁p = 13 + ₀n =14

2 8 3 Al =

19. e^- = 13

	
				


Высший оксид: Al₂O₃

Высший гидроксид: Al(OH)₃  H₃AlO₃

2. Физические свойства.

Al серебристый легкий металл. Нагретый до температуры 100 - 150С, легко прокатывается в листы, фольгу и проволоку. При температуре 500С алюминий становится очень хрупким, его можно истолочь в мелкий порошок. При более высокой температуре вновь становится пластичным. Алюминий – механически прочный металл. Обладает хорошей электро- и теплопроводностью, но уступает в этом отношении меди. Легко образует сплавы. Природный алюминий состоит их одного изотопа:

27

Al (100%)

13

3. Распространение в природе.

Алюминий самый распространенный металл в природе. Общее содержание его в земной коре составляет 8,8%. В свободном виде алюминия в природе нет, он встречается только в виде соединений:

1. алюмосиликаты

2H₂O  Al₂O₃  2SiO₂ и

K₂O  Al₂O₃  6SiO₂

2. бокситы

Al₂O₃  nH₂O

3. криолит

3NaF  AlF₃

4. Получение.

В промышленности алюминий получают электролизом оксида алюминия в расплаве криолита:

эл.ток, К – Са F₂, t = 950 –1000С

Na₃[AlF₆]

2Al₂O₃  4 Al + 30₂

(анод) (катод)

5. Химические свойства. Отношение к простым веществам

4. с металлами образует сплавы

а) дуралюминий – Al (95%), Cu (40%), Mg (0,5 %), Mn (0,5%).

Применяется в самолетостроении.

б) магналий – до 12% Mg.

в) силумин – сплав Al c Si.

Алюминий применяют для алитирования – насыщения поверхности стальных и чугунных изделий алюминием с целью защиты основного материала от окисления при сильном нагревании. Ртуть и ее соединения оказывают разрушающее действие на алюминий, образуя на его поверхности рыхлый слой амальгамы, которая не защищает металл от окисления кислородом воздуха, так как оксид алюминия не удерживается на ее поверхности.

5. При накаливании Al сгорает в струе Cl₂.

2Al +3Cl₂ ^t 2AlCl₃

6. 2Al + 3S ^t Al₂S₃

7. 2Al + N₂ ^t 2AlN

8. 4Al + 3C ^t Al₄C₃

9. при обычной температуре легко соединяется с кислородом, образуя оксидную пленку Al₂O₃, которая предохраняет материал от дальнейшего окисления. Пленка прочна, тверда и гибка, не отстает при растягивании, сжатии, закручивании и изгибе, проводит ток, плавится при температуре 2050С.

Пленка придает вид матовой поверхности алюминию. При накаливании мелкораздробленного алюминия на воздухе до температуры 600 – 700 С он сгорает ослепительно ярким пламенем:

4Al + 3O₂ ^t 2Al₂O₃

Отношение к сложным веществам.

3. По отношению к воде алюминий устойчив, потому что покрыт защитной пленкой оксида алюминия. Разрушить оксидную пленку можно потерев поверхность алюминия наждачным порошком или опустив его на неделю в горячий раствор щелочи и тогда алюминий будет взаимодействовать с водой:

2Al + 6H₂O  2 Al(OH)₃ +3H₂

При обыкновенной температуре алюминий практически не взаимодействует с концентрированной и сильно разбавленной азотной кислотой, медленно растворяется в азотной кислоте средних концентраций, не взаимодействует концентрированной серной кислотой.

4. 2Al + 6HCl  2AlCl₃ + 3H₂

5. а) 2Al + 3H₂SO₄  Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

б) с концентрированной серной кислотой при нагревании:

8Al + 15H₂SO₄ ^t 4Al₂(SO₄)₃ + 3H₂S + 12H₂O

6. 2Al + Fe₂O₃ ^t 2Fe + Al₂O₃

7. а) 2Al + 2NaOH + 2H₂O 2NaAlO₂ + 3H₂

б) 2Al + 2NaOH + 6H₂O  2NaAl(OH)₄ + 3H₂

VI. Применение алюминия.

Сплавы алюминия применяют в авиа-, автомобилестроении, в металлургии железа, в производстве посуды, цистерн, труб, высококачественных зеркал, проводов и т.д.

Важнейшие соединения алюминия:

Оксид Al₂O₃:

Белое, очень твердое и тугоплавкое вещество с температурой плавления 2050С. В природе встречается в виде минерала корунда. Корунд второй по твердости после алмаза. Природный корунд используют для изготовления шлифовальных кругов, а мелкораздробленный – наждачной бумаги. Не растворим в воде.

2. Al₂O₃ + 3H₂SO₄  Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

доказательство

3. а) Al₂O₃ + 2NaOH2NaAlO₂ + H₂O амфотерности

б) Al₂O₃ +3H₂O+ 2NaOH  2NaAl(OH)₄ Al₂O₃

Гидроксид алюминия:

получение:

Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH  2Al(OH)₃ + 3Na₂SO₄

белый студнеобразн.

Химические свойства:

2. Al(OH)₃ ^t HAlO₂ + H₂O

3. а) HAlO₂ + NaOH ^t Na AlO₂ + H₂O доказательство

избыт. алюминат амфотерности

б) Al(OH)₃ + NaOH  NaAl(OH)₄ Al(OH)₃

4. Al(OH)₃ + 3HCl  AlCl₃ + 3H₂O

A l(OH)₃ применяют в медицине в качестве адсорбирующего средства: наружно – для присыпок, внутрь при повышенной кислотности желудочного сока и при интоксикациях.