Būdingos aliuminio cheminės savybės. Aliuminio cheminės reakcijos. Aliuminis ir rūgštys

Metalai yra viena iš patogiausių apdirbti medžiagų. Jie taip pat turi savo lyderius. Pavyzdžiui, pagrindinės aliuminio savybės žmonėms žinomos nuo seno. Jie taip tinka kasdieniam naudojimui, kad šis metalas tapo labai populiarus. Kas yra ir paprasta medžiaga, ir atomas, mes apsvarstysime šiame straipsnyje.

Aliuminio atradimo istorija

Aptariamą metalo junginį žmogus žinojo jau seniai – jis buvo naudojamas kaip priemonė, galinti išbrinkti ir surišti mišinio komponentus, tai buvo būtina ir gaminant odos gaminius. Gryno aliuminio oksido egzistavimas tapo žinomas XVIII amžiuje, jo antroje pusėje. Tačiau jis nebuvo gautas.

Mokslininkas H. K. Ørstedas pirmasis išskyrė metalą nuo jo chlorido. Būtent jis apdorojo druską kalio amalgama ir iš mišinio išskyrė pilkus miltelius, kurie buvo gryna aliuminio forma.

Tada tapo aišku, kad aliuminio cheminės savybės pasireiškia dideliu jo aktyvumu ir stipriu redukciniu gebėjimu. Todėl niekas kitas su juo ilgą laiką nedirbo.

Tačiau 1854 m. prancūzas Devilis sugebėjo gauti metalo luitus elektrolizės būdu. Šis metodas yra aktualus ir šiandien. Ypač masinė vertingų medžiagų gamyba prasidėjo XX amžiuje, kai buvo išspręstos didelių elektros energijos kiekių gamybos įmonėse problemos.

Šiandien šis metalas yra vienas populiariausių ir naudojamų statybose bei buityje.

Bendrosios aliuminio atomo charakteristikos

Jei aptariamą elementą apibūdiname pagal jo vietą periodinėje lentelėje, galima išskirti keletą taškų.

  1. Serijos numeris – 13.
  2. Įsikūręs trečiajame mažajame periode, trečioje grupėje, pagrindiniame pogrupyje.
  3. Atominė masė – 26,98.
  4. Valentinių elektronų skaičius yra 3.
  5. Išorinio sluoksnio konfigūracija išreiškiama formule 3s 2 3p 1.
  6. Elemento pavadinimas yra aliuminis.
  7. stipriai išreikštas.
  8. Gamtoje jis neturi izotopų, jis egzistuoja tik viena forma, kurios masės skaičius yra 27.
  9. Cheminis simbolis yra AL, formulėse skaitomas kaip „aliuminis“.
  10. Oksidacijos būsena yra viena, lygi +3.

Aliuminio chemines savybes visiškai patvirtina jo atomo elektroninė struktūra, nes turėdamas didelį atominį spindulį ir mažą elektronų afinitetą, jis, kaip ir visi aktyvieji metalai, gali veikti kaip stiprus reduktorius.

Aliuminis kaip paprasta medžiaga: fizinės savybės

Jei kalbėsime apie aliuminį kaip apie paprastą medžiagą, tai yra sidabriškai baltas blizgus metalas. Ore jis greitai oksiduojasi ir pasidengia tankia oksido plėvele. Tas pats atsitinka veikiant koncentruotoms rūgštims.

Dėl tokios savybės gaminiai iš šio metalo yra atsparūs korozijai, o tai, žinoma, yra labai patogu žmonėms. Štai kodėl aliuminis taip plačiai naudojamas statybose. Jie taip pat įdomūs, nes šis metalas yra labai lengvas, tačiau patvarus ir minkštas. Tokių savybių derinys prieinamas ne kiekvienai medžiagai.

Yra keletas pagrindinių fizinių savybių, būdingų aliuminiui.

  1. Aukštas plastiškumo ir lankstumo laipsnis. Iš šio metalo gaminama lengva, tvirta ir labai plona folija, taip pat susukama į vielą.
  2. Lydymosi temperatūra – 660 0 C.
  3. Virimo temperatūra – 2450 0 C.
  4. Tankis - 2,7 g/cm3.
  5. Kristalinė gardelė yra tūrinė, nukreipta į veidą, metalinė.
  6. Jungties tipas - metalinis.

Aliuminio fizinės ir cheminės savybės lemia jo panaudojimo ir naudojimo sritis. Jei kalbėsime apie kasdienius aspektus, tai charakteristikos, kurias jau aptarėme aukščiau, vaidina didelį vaidmenį. Aliuminis, kaip lengvas, patvarus ir antikorozinis metalas, naudojamas orlaivių ir laivų statyboje. Todėl šias savybes labai svarbu žinoti.

Aliuminio cheminės savybės

Cheminiu požiūriu aptariamas metalas yra stiprus reduktorius, galintis turėti didelį cheminį aktyvumą ir būdamas gryna medžiaga. Svarbiausia yra pašalinti oksido plėvelę. Šiuo atveju aktyvumas smarkiai padidėja.

Aliuminio, kaip paprastos medžiagos, chemines savybes lemia jo gebėjimas reaguoti su:

  • rūgštys;
  • šarmai;
  • halogenai;
  • sieros.

Įprastomis sąlygomis jis nesąveikauja su vandeniu. Šiuo atveju iš halogenų, nekaitinant, jis reaguoja tik su jodu. Kitoms reakcijoms reikalinga temperatūra.

Galima pateikti pavyzdžių, iliustruojančių aliuminio chemines savybes. Sąveikos reakcijų lygtys su:

  • rūgštys- AL + HCL = AlCL3 + H2;
  • šarmų- 2Al + 6H2O + 2NaOH = Na + 3H2;
  • halogenai- AL + Hal = ALHal 3;
  • pilka- 2AL + 3S = AL 2 S 3.

Apskritai, svarbiausia nagrinėjamos medžiagos savybė yra didelis jos gebėjimas atkurti kitus elementus iš jų junginių.

Regeneracinis pajėgumas

Aliuminio redukuojančios savybės aiškiai matomos sąveikos su kitų metalų oksidais reakcijose. Jis lengvai išskiria juos iš medžiagos sudėties ir leidžia jiems egzistuoti paprasta forma. Pavyzdžiui: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

Metalurgijoje yra visas būdas gaminti medžiagas, pagrįstas panašiomis reakcijomis. Tai vadinama aliuminotermija. Todėl chemijos pramonėje šis elementas naudojamas specialiai kitų metalų gamybai.

Paplitimas gamtoje

Pagal paplitimą tarp kitų metalinių elementų aliuminis užima pirmąją vietą. Žemės plutoje jo yra 8,8%. Jei palyginsime jį su nemetalais, tada jo vieta bus trečia po deguonies ir silicio.

Dėl didelio cheminio aktyvumo jis randamas ne gryna forma, o tik kaip įvairių junginių dalis. Pavyzdžiui, yra daug žinomų rūdų, mineralų ir uolienų, kuriose yra aliuminio. Tačiau jis išgaunamas tik iš boksito, kurio kiekis gamtoje nėra labai didelis.

Dažniausios medžiagos, kurių sudėtyje yra atitinkamo metalo:

  • lauko špatai;
  • boksitas;
  • granitai;
  • silicio dioksidas;
  • aliuminio silikatai;
  • bazaltai ir kt.

Mažais kiekiais aliuminio būtinai randama gyvų organizmų ląstelėse. Kai kurios samanų rūšys ir jūrų gyventojai gali kaupti šį elementą savo kūne per visą savo gyvenimą.

Kvitas

Aliuminio fizikinės ir cheminės savybės leidžia jį gauti tik vienu būdu: elektrolizuojant atitinkamo oksido lydalą. Tačiau šis procesas yra technologiškai sudėtingas. AL 2 O 3 lydymosi temperatūra viršija 2000 0 C. Dėl šios priežasties jis negali būti tiesiogiai elektrolizuojamas. Todėl elkitės taip.


Produkto išeiga yra 99,7%. Tačiau galima gauti dar grynesnį metalą, kuris naudojamas techniniams tikslams.

Taikymas

Aliuminio mechaninės savybės nėra tokios geros, kad būtų galima naudoti gryną. Todėl dažniausiai naudojami šios medžiagos lydiniai. Tokių yra daug, galima įvardinti pačius paprasčiausius.

  1. Duraliuminis.
  2. Aliuminis-manganas.
  3. Aliuminis-magnis.
  4. Aliuminis-varis.
  5. Siluminai.
  6. Avialas.

Pagrindinis jų skirtumas, žinoma, yra trečiųjų šalių priedai. Visi jie pagaminti aliuminio pagrindu. Dėl kitų metalų medžiaga tampa patvaresnė, atsparesnė korozijai, atspari dilimui ir lengvai apdorojama.

Yra kelios pagrindinės aliuminio panaudojimo sritys tiek gryno pavidalo, tiek jo junginių (lydinių) pavidalu.


Kartu su geležimi ir jos lydiniais aliuminis yra svarbiausias metalas. Būtent šie du periodinės lentelės atstovai rado plačiausią pramoninį pritaikymą žmogaus rankose.

Aliuminio hidroksido savybės

Hidroksidas yra labiausiai paplitęs aliuminio junginys. Jo cheminės savybės yra tokios pat kaip ir paties metalo – jis yra amfoterinis. Tai reiškia, kad jis gali turėti dvejopą pobūdį, reaguodamas tiek su rūgštimis, tiek su šarmais.

Pats aliuminio hidroksidas yra baltos želatinos nuosėdos. Jis lengvai gaunamas aliuminio druskai reaguojant su šarmu arba reaguojant su rūgštimis, šis hidroksidas suteikia įprastą atitinkamą druską ir vandenį. Jei reakcija vyksta su šarmu, susidaro aliuminio hidrokso kompleksai, kuriuose jo koordinacinis skaičius yra 4. Pavyzdys: Na - natrio tetrahidroksoaliuminatas.

Aliuminis yra sidabriškai baltas metalas, pasižymintis dideliu elektros ir šilumos laidumu. (Aliuminio šilumos laidumas yra 1,8 karto didesnis nei vario ir 9 kartus didesnis nei nerūdijančio plieno.) Jo tankis mažas – maždaug tris kartus mažesnis nei geležies, vario ir cinko. Ir vis dėlto tai labai patvarus metalas.

Trys elektronai iš aliuminio atomo išorinio apvalkalo yra delokalizuoti visoje aliuminio metalo kristalinėje gardelėje. Ši gardelė turi į veidą nukreiptą kubinę struktūrą, panašią į alavo ir aukso gardelę (žr. 3.2 skyrių). Todėl aliuminis pasižymi geru kaliumu.

Cheminės savybės

Aliuminis sudaro joninius ir kovalentinius junginius. Jam būdinga didelė jonizacijos energija (15.1 lentelė). Jono krūvio tankis (krūvio ir spindulio santykis) yra labai didelis, lyginant su kitų to paties laikotarpio metalų katijonais (žr. 15.2 lentelę).

Ryžiai. 15.2. Hidratuotas aliuminio jonas.

15.2 lentelė. Krūvio ir katijonų spindulio santykis

Kadangi jonas turi didelį krūvio tankį, jis turi didelę poliarizacinę galią. Tai paaiškina, kodėl izoliuotas jonas randamas tik labai keliuose junginiuose, tokiuose kaip bevandenis aliuminio fluoridas ir aliuminio oksidas, ir net šie junginiai turi pastebimą kovalentinį pobūdį. Vandeniniame tirpale jonas poliarizuoja vandens molekules, kurios dėl to katijoną hidratuoja (žr. 15.2 pav.). Ši hidratacija pasižymi dideliu egzotermiškumu:

Standartinis aliuminio redokso potencialas yra - 1,66 V:

Todėl aliuminis yra gana aukštai elektrocheminėje elementų serijoje (žr. 10.5 skyrių). Tai rodo, kad aliuminis turėtų lengvai reaguoti su deguonimi ir praskiestomis mineralinėmis rūgštimis. Tačiau kai aliuminis reaguoja su deguonimi, jo paviršiuje susidaro plonas, neakytas oksido sluoksnis. Šis sluoksnis apsaugo aliuminį nuo tolesnės sąveikos su aplinka. Oksido sluoksnį nuo aliuminio paviršiaus galima pašalinti patrynus gyvsidabriu. Tada aliuminis gali tiesiogiai jungtis su deguonimi ir kitais nemetalais, tokiais kaip siera ir azotas. Sąveika su deguonimi sukelia reakciją

Anodavimas. Aliuminį ir lengvuosius aliuminio lydinius galima toliau apsaugoti sutirštinant natūralų oksido sluoksnį naudojant procesą, vadinamą anodavimu. Šiame procese aliuminio objektas dedamas kaip anodas į elektrolitinį elementą, kuriame kaip elektrolitas naudojama chromo rūgštis arba sieros rūgštis.

Aliuminis reaguoja su karštomis praskiestomis druskos ir sieros rūgštimis, sudarydamas vandenilį:

Ši reakcija iš pradžių yra lėta dėl oksido sluoksnio buvimo. Tačiau jį pašalinus reakcija tampa intensyvesnė.

Koncentruota ir praskiesta azoto rūgštis, taip pat koncentruota sieros rūgštis daro aliuminį pasyvų. Tai reiškia, kad jis nereaguoja su minėtomis rūgštimis. Šis pasyvumas paaiškinamas plono oksido sluoksnio susidarymu aliuminio paviršiuje.

Natrio hidroksido ir kitų šarmų tirpalai reaguoja su aliuminiu, sudarydami tetrahidroksoaliuminato (III) jonus ir vandenilį:

Jei oksido sluoksnis pašalinamas nuo paviršiaus, aliuminis gali veikti kaip reduktorius redokso reakcijose (žr. 10.2 skyrių). Jis išstumia metalus, esančius po juo elektrocheminėje serijoje, iš jų tirpalų. Pavyzdžiui

Aiškus aliuminio redukcinio gebėjimo pavyzdys yra aliuminoterminė reakcija. Taip vadinama reakcija tarp aliuminio miltelių ir

oksidas Laboratorinėmis sąlygomis jis paprastai pradedamas naudojant magnio juostelę kaip uždegiklį. Ši reakcija vyksta labai audringai ir išskiria energijos kiekį, kurio pakanka susidariusiai geležiai ištirpdyti:

Aliuminoterminė reakcija naudojama aliuminoterminiam suvirinimui; pavyzdžiui, taip sujungiami bėgiai.

Aliuminio oksidas Aliuminio oksidas arba aliuminio oksidas, kaip jis dažnai vadinamas, yra junginys, turintis ir joninių, ir kovalentinių savybių. Jis turi lydymosi temperatūrą ir, išlydęs, yra elektrolitas. Dėl šios priežasties jis dažnai laikomas joniniu junginiu. Tačiau kietas aliuminio oksidas turi karkasinę kristalinę struktūrą.

Korundas. Bevandenės aliuminio oksido formos natūraliomis sąlygomis susidaro dėl korundo grupės mineralų. Korundas yra labai kieta aliuminio oksido kristalinė forma. Jis naudojamas kaip abrazyvinė medžiaga, nes savo kietumu nusileidžia tik deimantams. Dideli ir skaidrūs, dažnai spalvoti, korundo kristalai vertinami kaip brangakmeniai. Grynas korundas yra bespalvis, tačiau esant nedideliam kiekiui metalo oksido priemaišų, brangusis korundas suteikia jam būdingą spalvą. Pavyzdžiui, rubino spalvą lemia jonų buvimas korunde, o safyrų spalva - dėl kobalto jonų. Purpurinė ametisto spalva atsiranda dėl jame esančių mangano priemaišų. Lydant aliuminio oksidą su įvairių -metalų oksidais, galima gauti dirbtinių brangakmenių (taip pat žr. 14.6 ir 14.7 lenteles).

Aliuminio oksidas netirpsta vandenyje ir turi amfoterinių savybių, reaguoja tiek su atskiestomis rūgštimis, tiek su atskiestais šarmais. Reakciją su rūgštimis apibūdina bendra lygtis:

Reakcija su šarmais sukelia -jonų susidarymą:

Aliuminio halogenidai. Aliuminio halogenidų struktūra ir cheminis ryšys aprašyti skyriuje. 16.2.

Aliuminio chloridas gali būti gaunamas per pašildytą aliuminį perleidžiant sausą chlorą arba sausą vandenilio chloridą. Pavyzdžiui

Išskyrus aliuminio fluoridą, visi kiti aliuminio halogenidai yra hidrolizuojami vandens:

Dėl šios priežasties aliuminio halogenidai „rūko“ kontaktuodami su drėgnu oru.

Aliuminio jonai. Aukščiau jau nurodėme, kad jonas yra hidratuotas vandenyje. Kai aliuminio druskos ištirpinamos vandenyje, susidaro tokia pusiausvyra:

Šioje reakcijoje vanduo veikia kaip bazė, nes priima protoną, o hidratuotas aliuminio jonas veikia kaip rūgštis, nes dovanoja protoną. Dėl šios priežasties aliuminio druskos turi rūgštinių savybių. Jei į

3s 2 3p 1 Cheminės savybės Kovalentinis spindulys 118 val Jonų spindulys 51 (+3e) pm Elektronegatyvumas
(pagal Paulingą) 1,61 Elektrodo potencialas -1,66 V Oksidacijos būsenos 3 Paprastos medžiagos termodinaminės savybės Tankis 2,6989 / cm³ Molinė šiluminė talpa 24,35 J / ( mol) Šilumos laidumas 237 W/( ·) Lydymosi temperatūra 933,5 Lydymosi šiluma 10,75 kJ/mol Virimo temperatūra 2792 Garavimo šiluma 284,1 kJ/mol Molinis tūris 10,0 cm³/mol Paprastos medžiagos kristalinė gardelė Grotelių struktūra kubinis veido centre Grotelių parametrai 4,050 c/a santykis — Debye temperatūra 394

Aliuminis- D.I. Mendelejevo periodinės cheminių elementų sistemos trečiojo periodo pagrindinio pogrupio elementas, atominis skaičius 13. Žymi simboliu Al (aliuminis). Priklauso lengvųjų metalų grupei. Labiausiai paplitęs metalas ir trečias pagal gausumą (po deguonies ir silicio) cheminis elementas žemės plutoje.

Paprasta medžiaga aliuminis (CAS numeris: 7429-90-5) yra lengvas, paramagnetinis sidabro baltumo metalas, kurį galima lengvai formuoti, lieti ir apdirbti. Aliuminis pasižymi dideliu šilumos ir elektros laidumu bei atsparumu korozijai, nes greitai susidaro stiprios oksido plėvelės, apsaugančios paviršių nuo tolesnės sąveikos.

Kai kurių biologinių tyrimų duomenimis, aliuminio patekimas į žmogaus organizmą buvo laikomas Alzheimerio ligos išsivystymo veiksniu, tačiau vėliau šie tyrimai sulaukė kritikos, o išvada apie vieno ir kito ryšį buvo paneigta.

Istorija

Aliuminį pirmą kartą gavo Hansas Oerstedas 1825 m., veikiant kalio amalgamą aliuminio chloridui, o po to distiliuojant gyvsidabrį.

Kvitas

Šiuolaikinį gamybos metodą savarankiškai sukūrė amerikietis Charlesas Hallas ir prancūzas Paulas Héroux. Jį sudaro aliuminio oksido Al 2 O 3 ištirpinimas kriolito Na 3 AlF 6 lydyte, po kurio atliekama elektrolizė naudojant grafito elektrodus. Šis gamybos būdas reikalauja daug elektros energijos, todėl išpopuliarėjo tik XX a.

Norint pagaminti 1 toną neapdoroto aliuminio, reikia 1,920 tonų aliuminio oksido, 0,065 tonos kriolito, 0,035 tonos aliuminio fluorido, 0,600 tonų anodo masės ir 17 tūkst. kWh nuolatinės srovės elektros.

Fizinės savybės

Metalas sidabriškai baltos spalvos, šviesus, tankis - 2,7 g/cm³, techninio aliuminio lydymosi temperatūra - 658 °C, didelio grynumo - 660 °C, specifinė lydymosi šiluma - 390 kJ/kg, virimo temperatūra - 2500 °C, savitoji garavimo šiluma - 10,53 MJ/kg, laikinas aliuminio lydinio atsparumas - 10-12 kg/mm², deformuojamas - 18-25 kg/mm², lydinių - 38-42 kg/mm².

Brinelio kietumas yra 24-32 kgf/mm², didelis lankstumas: techninis - 35%, grynas - 50%, susuktas į plonus lakštus ir net foliją.

Aliuminis turi didelį elektros ir šilumos laidumą, 65% vario elektros laidumo ir turi didelį šviesos atspindį.

Aliuminis sudaro lydinius su beveik visais metalais.

Buvimas gamtoje

Natūralų aliuminį beveik visas sudaro vienas stabilus izotopas – 27Al, o 26Al – radioaktyvus izotopas, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 720 000 metų, susidaręs atmosferoje bombarduojant branduolius. argonas kosminių spindulių protonai.

Pagal paplitimą gamtoje jis užima 1 vietą tarp metalų ir 3 vietą tarp elementų, nusileidžia tik deguoniui ir siliciui. Aliuminio procentas žemės plutoje, įvairių tyrinėtojų duomenimis, svyruoja nuo 7,45 iki 8,14% žemės plutos masės.

Gamtoje aliuminio yra tik junginiuose (mineraluose). Kai kurie iš jų:

  • Boksitas – Al 2 O 3. H 2 O (su priemaišomis SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)
  • Nefelinai – KNa 3 4
  • Alunitai – KAl(SO 4) 2. 2Al(OH) 3
  • Aliuminio oksidas (kaolinų mišiniai su smėliu SiO 2, kalkakmeniu CaCO 3, magnezitu MgCO 3)
  • Korundas – Al 2 O 3
  • lauko špatas (ortoklazas) – K 2 O×Al 2 O 3 × 6SiO 2
  • Kaolinitas – Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O
  • Alunitas – (Na,K) 2 SO 4 ×Al 2 (SO 4) 3 × 4Al(OH) 3
  • Berilas - 3BeO. Al 2 O 3 . 6SiO2

Natūraliuose vandenyse aliuminio yra mažai toksiškų cheminių junginių, pavyzdžiui, aliuminio fluorido, pavidalu. Katijono arba anijono tipas visų pirma priklauso nuo vandeninės terpės rūgštingumo. Aliuminio koncentracija paviršiniuose vandens telkiniuose Rusijoje svyruoja nuo 0,001 iki 10 mg/l.

Cheminės savybės

Aliuminio hidroksidas

Įprastomis sąlygomis aliuminis yra padengtas plona ir patvaria oksido plėvele, todėl nereaguoja su klasikiniais oksidatoriais: su H 2 O (t°, HNO 3 (be kaitinimo). Dėl šios priežasties aliuminis praktiškai nėra korozijai atsparus, todėl yra labai paklausus šiuolaikinėje pramonėje. Tačiau, kai oksido plėvelė sunaikinama (pavyzdžiui, susilietus su amonio druskų NH4 + tirpalais, karštais šarmais arba dėl amalgamacijos), aliuminis veikia kaip aktyvus redukuojantis metalas.

Lengvai reaguoja su paprastomis medžiagomis:

  • su deguonimi: 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
  • su halogenais: 2Al + 3Br2 = 2AlBr 3
  • kaitinant reaguoja su kitais nemetalais:
    • su siera, sudarydamas aliuminio sulfidą: 2Al + 3S = Al 2 S 3
    • su azotu, susidaro aliuminio nitridas: 2Al + N 2 = 2AlN
    • su anglimi, formuojant aliuminio karbidą: 4Al + 3C = Al 4 C 3

Metodas, kurį beveik vienu metu išrado Charlesas Hallas Prancūzijoje ir Paulas Hérouxas JAV 1886 m. ir pagrįstas aliuminio gamyba išlydytame kriolite ištirpusio aliuminio oksido elektrolizės būdu, padėjo pagrindą šiuolaikiniam aliuminio gamybos būdui. Nuo tada dėl elektrotechnikos patobulinimų aliuminio gamyba pagerėjo. Žymią indėlį plėtojant aliuminio oksido gamybą įnešė Rusijos mokslininkai K. I. Bayeris, D. A. Peniakovas, A. N. Kuznecovas, E. I. Žukovskis, A. A. Jakovkinas ir kt.

Pirmoji aliuminio lydykla Rusijoje buvo pastatyta 1932 metais Volchove. SSRS metalurgijos pramonė 1939 metais pagamino 47,7 tūkst.t aliuminio, dar 2,2 tūkst.t buvo importuota.

Rusijoje de facto aliuminio gamybos monopolistas yra „Russian Aluminium OJSC“, kuriai priklauso apie 13% pasaulio aliuminio rinkos ir 16% aliuminio oksido.

Pasaulio boksito atsargos praktiškai neribotos, tai yra, jos neproporcingos paklausos dinamikai. Esami įrenginiai per metus gali pagaminti iki 44,3 mln. tonų pirminio aliuminio. Taip pat reikėtų atsižvelgti į tai, kad ateityje kai kurie aliuminio pritaikymai gali būti perorientuoti į, pavyzdžiui, kompozitinių medžiagų naudojimą.

Taikymas

Aliuminio gabalas ir amerikietiška moneta.

Plačiai naudojama kaip statybinė medžiaga. Pagrindiniai šios kokybės aliuminio pranašumai yra lengvumas, lankstumas štampavimui, atsparumas korozijai (oro sąlygomis aliuminis akimirksniu pasidengia patvaria Al 2 O 3 plėvele, kuri neleidžia toliau oksiduotis), didelis šilumos laidumas ir netoksiškumas. jo junginių. Visų pirma dėl šių savybių aliuminis itin išpopuliarėjo gaminant indus, aliuminio foliją maisto pramonėje ir pakuojant.

Pagrindinis aliuminio, kaip konstrukcinės medžiagos, trūkumas yra mažas stiprumas, todėl jis dažniausiai legiruojamas su nedideliu kiekiu vario ir magnio - duraliuminio lydinys.

Aliuminio elektrinis laidumas yra tik 1,7 karto mažesnis nei vario, o aliuminis yra maždaug 2 kartus pigesnis. Todėl jis plačiai naudojamas elektrotechnikoje gaminant laidus, jų ekranavimą ir net mikroelektronikoje gaminant laidininkus lustuose. Mažesnis aliuminio elektros laidumas (37 1/omų), lyginant su variu (63 1/omų), kompensuojamas padidinus aliuminio laidininkų skerspjūvį. Aliuminio, kaip elektrinės medžiagos, trūkumas yra stipri oksido plėvelė, kuri apsunkina litavimą.

  • Dėl savo savybių komplekso plačiai naudojamas šildymo įrenginiuose.
  • Aliuminis ir jo lydiniai išlaiko tvirtumą esant itin žemai temperatūrai. Dėl šios priežasties jis plačiai naudojamas kriogeninėje technologijoje.
  • Dėl didelio atspindžio, mažos kainos ir lengvo nusodinimo aliuminis yra ideali medžiaga veidrodžiams gaminti.
  • Gaminant statybines medžiagas kaip dujas formuojantį agentą.
  • Aliuminizavimas suteikia plieno ir kitų lydinių, tokių kaip stūmoklinių vidaus degimo variklių vožtuvai, turbinų mentės, alyvos platformos, šilumos mainų įranga, atsparumą korozijai ir nuosėdoms, taip pat pakeičia cinkavimą.
  • Aliuminio sulfidas naudojamas vandenilio sulfidui gaminti.
  • Vykdomi tyrimai, siekiant sukurti putų aliuminį kaip ypač tvirtą ir lengvą medžiagą.

Kaip reduktorius

  • Kaip termito komponentas, aliuminotermijos mišiniai
  • Aliuminis naudojamas retiesiems metalams išgauti iš jų oksidų ar halogenidų.

Aliuminio lydiniai

Konstrukcinė medžiaga dažniausiai naudojama ne grynas aliuminis, o įvairūs jo pagrindu pagaminti lydiniai.

— Aliuminio ir magnio lydiniai pasižymi dideliu atsparumu korozijai ir gerai suvirinami; Jie naudojami, pavyzdžiui, greitaeigių laivų korpusams gaminti.

— Aliuminio ir mangano lydiniai daugeliu atžvilgių yra panašūs į aliuminio ir magnio lydinius.

— Aliuminio ir vario lydiniai (ypač duraliuminis) gali būti termiškai apdorojami, o tai labai padidina jų stiprumą. Deja, termiškai apdorotų medžiagų suvirinti nepavyksta, todėl orlaivių dalys vis tiek jungiamos kniedėmis. Lydinys, turintis didesnį vario kiekį, savo spalva labai panašus į auksą ir kartais naudojamas pastarajam imituoti.

— Liejimui geriausiai tinka aliuminio ir silicio lydiniai (siluminai). Iš jų dažnai liejami įvairių mechanizmų korpusai.

— Sudėtingi aliuminio lydiniai: avial.

— Aliuminis pereina į superlaidžią būseną esant 1,2 kelvino temperatūrai.

Aliuminis kaip priedas prie kitų lydinių

Aliuminis yra svarbus daugelio lydinių komponentas. Pavyzdžiui, aliuminio bronzose pagrindiniai komponentai yra varis ir aliuminis. Magnio lydiniuose aliuminis dažniausiai naudojamas kaip priedas. Spiralėms elektriniuose šildymo įrenginiuose gaminti naudojamas fechral (Fe, Cr, Al) (kartu su kitais lydiniais).

Papuošalai

Kai aliuminis buvo labai brangus, iš jo buvo gaminami įvairūs papuošalai. Mada jiems iškart praėjo, kai atsirado naujos jos gamybos technologijos, kurios daug kartų sumažino savikainą. Šiais laikais aliuminis kartais naudojamas bižuterijos gamyboje.

Stiklo gamyba

Stiklo gamyboje naudojami fluoras, fosfatas ir aliuminio oksidas.

Maisto pramone

Aliuminis registruotas kaip maisto priedas E173.

Aliuminis ir jo junginiai raketų technologijoje

Aliuminis ir jo junginiai naudojami kaip labai efektyvus raketinis raketinis kuras dviračių raketų raketose ir kaip degioji sudedamoji dalis kietajame raketiniame kure. Šie aliuminio junginiai yra labiausiai svarbūs kaip raketų kuras:

— Aliuminis: kuras raketų degaluose. Naudojamas miltelių ir suspensijų pavidalu angliavandeniliuose ir kt.
- Aliuminio hidridas
- Aliuminio boranatas
- Trimetilaliuminis
- trietilo aliuminis
- Tripropilaliuminis

Aliuminio hidrido su įvairiais oksidatoriais suformuotų degalų teorinės charakteristikos.

Oksidatorius Savitoji trauka (P1, sek.) Degimo temperatūra °C Kuro tankis, g/cm³ Greičio padidėjimas, ΔV id, 25, m/s Svorio turinys kuras, %
Fluoras 348,4 5009 1,504 5328 25
Tetrafluorhidrazinas 327,4 4758 1,193 4434 19
ClF 3 287,7 4402 1,764 4762 20
ClF5 303,7 4604 1,691 4922 20
Perchlorilfluoridas 293,7 3788 1,589 4617 47
Deguonies fluoridas 326,5 4067 1,511 5004 38,5
Deguonis 310,8 4028 1,312 4428 56
Vandenilio peroksidas 318,4 3561 1,466 4806 52
N2O4 300,5 3906 1,467 4537 47
Azoto rūgštis 301,3 3720 1,496 4595 49

Aliuminis pasaulio kultūroje

Poetas Andrejus Voznesenskis 1959 m. parašė eilėraštį „Ruduo“, kuriame aliuminį panaudojo kaip meninį vaizdą:
...Ir už lango jauname šaltyje
yra aliuminio laukai...

Viktoras Tsoi parašė dainą „Aliuminio agurkai“ su choru:
Aliuminių agurkų sodinimas
Ant tento lauko
Sodinu aliuminio agurkus
Ant tento lauko

Toksiškumas

Jis turi nedidelį toksinį poveikį, tačiau daugelis vandenyje tirpių neorganinių aliuminio junginių ilgą laiką išlieka ištirpę ir per geriamąjį vandenį gali turėti žalingą poveikį žmonėms ir šiltakraujams gyvūnams. Nuodingiausi yra chloridai, nitratai, acetatai, sulfatai ir kt.. Žmonėms toksinį poveikį sukelia šios aliuminio junginių dozės (mg/kg kūno svorio): aliuminio acetatas - 0,2-0,4; aliuminio hidroksidas - 3,7-7,3; aliuminio alūnas - 2,9. Visų pirma paveikia nervų sistemą (kaupiasi nerviniame audinyje, sukelia sunkius centrinės nervų sistemos sutrikimus). Tačiau aliuminio neurotoksiškumas buvo tiriamas nuo septintojo dešimtmečio vidurio, nes jo pašalinimo mechanizmas neleidžia metalui kauptis žmogaus organizme. Įprastomis sąlygomis su šlapimu gali išsiskirti iki 15 mg elemento per dieną. Atitinkamai, didžiausias neigiamas poveikis pastebimas žmonėms, kurių inkstų išskyrimo funkcija sutrikusi.

Papildoma informacija

– Aliuminio hidroksidas
— Enciklopedija apie aliuminį
- Aliuminio jungtys
— Tarptautinis aliuminio institutas

Aliuminis, aliuminis, Al (13)

Rišikliai, kurių sudėtyje yra aliuminio, žinomi nuo seniausių laikų. Tačiau alūnas (lot. Alumen arba Alumin, vok. Alaun), kurį ypač mini Plinijus, senovėje ir viduramžiais buvo suprantamas kaip įvairios medžiagos. Rulando alchemijos žodyne žodis Alumen, pridedant įvairių apibrėžimų, pateikiamas 34 reikšmėmis. Visų pirma tai reiškė stibį, Alumen alafuri – šarminę druską, Alumen Alcori – nitrumą arba šarminį alūną, Alumen creptum – gero vyno tartarą, Alumen fascioli – šarmą, Alumen odig – amoniaką, Alumen scoriole – gipsą ir kt. , garsiojo „Paprastų farmacijos produktų žodyno“ (1716 m.) autorius, taip pat pateikia didelį alūno veislių sąrašą.

Iki XVIII a aliuminio junginių (alumo ir oksido) nepavyko atskirti nuo kitų panašios išvaizdos junginių. Lemeris alūną apibūdina taip: „1754 m. Marggrafas iš alūno tirpalo (veikiant šarmą) išskyrė aliuminio oksido nuosėdas, kurias pavadino „alumo žeme“ (Alaunerde) ir nustatė jos skirtumą nuo kitų kraštų. Netrukus alūno žemė gavo pavadinimą aliuminio oksidas (Alumina arba Alumina). 1782 m. Lavoisier išreiškė mintį, kad aliuminis yra nežinomo elemento oksidas. Savo paprastų kūnų lentelėje Lavoisier priskyrė Aliuminą tarp „paprastų, druską formuojančių, žemiškų kūnų“. Čia yra aliuminio oksido pavadinimo sinonimai: argile, alum. žemė, alūno pamatas. Žodis argila arba argila, kaip savo žodyne nurodo Lemery, kilęs iš graikų kalbos. keramikos molis. Daltonas savo „Naujojoje cheminės filosofijos sistemoje“ suteikia specialų ženklą aliuminiui ir pateikia sudėtingą struktūrinę (!) alūno formulę.

Po to, kai buvo atrasti šarminiai metalai naudojant galvaninę elektrą, Davy ir Berzelius nesėkmingai bandė tokiu pačiu būdu izoliuoti metalinį aliuminį nuo aliuminio oksido. Tik 1825 metais šią problemą cheminiu metodu išsprendė danų fizikas Oerstedas. Jis per karštą aliuminio oksido ir anglies mišinį perleido chlorą, o gautas bevandenis aliuminio chloridas buvo kaitinamas kalio amalgama. Išgarinus gyvsidabrį, rašo Oersted, buvo gautas metalas, panašus į alavą. Galiausiai 1827 m. Wöhleris išskyrė aliuminio metalą efektyvesniu būdu – kaitindamas bevandenį aliuminio chloridą su kalio metalu.

Apie 1807 m. Deivis, kuris bandė atlikti aliuminio oksido elektrolizę, pavadino metalą, kuriame turėtų būti aliuminio (aliuminio) arba aliuminio (aliuminio). Pastarasis pavadinimas nuo tada paplito JAV, o Anglijoje ir kitose šalyse buvo priimtas vėliau to paties Davy pasiūlytas pavadinimas Aliuminis. Visiškai aišku, kad visi šie pavadinimai kilę iš lotyniško žodžio alum (Alumen), apie kurio kilmę yra įvairių nuomonių, pagrįstų įvairių autorių įrodymais, siekiančiais antiką.

A. M. Vasiljevas, atkreipdamas dėmesį į neaiškią šio žodžio kilmę, cituoja tam tikro Izidoriaus nuomonę (akivaizdu, Izidorius iš Sevilijos, vyskupas, gyvenęs 560–636 m., enciklopedistas, ypač užsiėmęs etimologiniais tyrimais): „Alumenas yra vadinamas liumenu, taigi, kaip jis suteikia liumeną (šviesą, ryškumą) dažams, kai pridedama dažymo metu. Tačiau šis paaiškinimas, nors ir labai senas, neįrodo, kad žodis alumenas turi būtent tokią kilmę. Čia gana tikėtina tik atsitiktinė tautologija. Lemery (1716) savo ruožtu nurodo, kad žodis alumen yra susijęs su graikų kalba (halmi), reiškiančiu druskingumą, sūrymą, sūrymą ir kt.

Rusiški aliuminio pavadinimai pirmaisiais XIX amžiaus dešimtmečiais. gana įvairus. Kiekvienas šio laikotarpio knygų apie chemiją autorius akivaizdžiai siekė pasiūlyti savo pavadinimą. Taigi Zacharovas aliuminį vadina aliuminio oksidu (1810), Giese – aliuminiu (1813), Strachovą – aliuminiu (1825), Iovskiu – moliu, Ščeglovas – aliuminio oksidu (1830). Dvigubskio parduotuvėje (1822 - 1830) aliuminio oksidas vadinamas aliuminio oksidu, aliuminio oksidu, aliuminio oksidu (pavyzdžiui, fosforo rūgšties aliuminio oksidu), o metalas - aliuminiu ir aliuminiu (1824). Hessas pirmajame „Grynosios chemijos pagrindų“ leidime (1831 m.) vartoja aliuminio oksido (aliuminio), o penktajame (1840 m.) – molio pavadinimą. Tačiau jis formuoja druskų pavadinimus remdamasis terminu aliuminio oksidas, pavyzdžiui, aliuminio oksido sulfatas. Mendelejevas pirmajame „Chemijos pagrindų“ leidime (1871 m.) vartoja pavadinimus aliuminis ir molis. Vėlesniuose leidimuose žodžio molis nebepasirodo.

Maždaug 1807 m. Deivis, kuris bandė atlikti aliuminio oksido elektrolizę, pavadino metalą, kuriame jis turėjo būti, Aliuminiu. Aliuminį pirmą kartą gavo Hansas Oerstedas 1825 m., veikiant kalio amalgamą aliuminio chloridui, o po to distiliuojant gyvsidabrį. 1827 metais Wöhleris išskyrė aliuminio metalą efektyvesniu būdu – kaitindamas bevandenį aliuminio chloridą su kalio metalu.

Būnant gamtoje, gauti:

Pagal paplitimą gamtoje jis užima 1 vietą tarp metalų ir 3 vietą tarp elementų, nusileidžia tik deguoniui ir siliciui. Aliuminio kiekis žemės plutoje, įvairių tyrinėtojų duomenimis, svyruoja nuo 7,45% iki 8,14% žemės plutos masės. Gamtoje aliuminio yra tik junginiuose (mineraluose).
Korundas: Al 2 O 3 - priklauso paprastų oksidų klasei ir kartais sudaro skaidrius brangius kristalus - safyrą ir, pridedant chromo, rubiną. Kaupiasi įdėklose.
Boksitas: Al 2 O 3 *nH 2 O – nuosėdinės aliuminio rūdos. Sudėtyje yra kenksmingų priemaišų - SiO 2. Boksitas yra svarbi žaliava aliuminio, taip pat dažų ir abrazyvų gamyboje.
Kaolinitas: Al 2 O 3 *2SiO 2 *2H 2 O yra sluoksniuotojo silikato poklasio mineralas, pagrindinis baltojo, ugniai atsparaus ir porcelianinio molio komponentas.
Šiuolaikinį aliuminio gamybos metodą nepriklausomai sukūrė amerikietis Charlesas Hallas ir prancūzas Paulas Héroux. Jį sudaro aliuminio oksido Al 2 O 3 ištirpinimas kriolito Na 3 AlF 3 lydyte, po kurio atliekama elektrolizė naudojant grafito elektrodus. Šis gamybos būdas reikalauja daug elektros energijos, todėl išpopuliarėjo tik XX a. 1 tonai aliuminio pagaminti reikia 1,9 tonos aliuminio oksido ir 18 tūkst. kWh elektros energijos.

Fizinės savybės:

Metalas sidabriškai baltas, lengvas, tankis 2,7 g/cm 3, lydymosi temperatūra 660°C, virimo temperatūra 2500°C. Didelis lankstumas, susuktas į plonus lakštus ir lygią foliją. Aliuminis pasižymi dideliu elektros ir šilumos laidumu bei puikiai atspindi. Aliuminis sudaro lydinius su beveik visais metalais.

Cheminės savybės:

Įprastomis sąlygomis aliuminis yra padengtas plona ir patvaria oksido plėvele, todėl nereaguoja su klasikiniais oksidatoriais: su H 2 O (t°, HNO 3 (be kaitinimo). Dėl šios priežasties aliuminis praktiškai nėra korozijai atsparus, todėl yra labai paklausus šiuolaikinėje pramonėje. Tačiau, kai oksido plėvelė sunaikinama (pavyzdžiui, susilietus su amonio druskų NH4 + tirpalais, karštais šarmais arba dėl amalgamacijos), aliuminis veikia kaip aktyvus redukuojantis metalas. Lengvai reaguoja su paprastomis medžiagomis: deguonimi, halogenais: 2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
Kaitinamas aliuminis reaguoja su kitais nemetalais:
2Al + 3S = Al 2 S 3 2Al + N 2 = 2AlN
Aliuminis gali ištirpinti tik vandenilį, bet su juo nereaguoja.
Su sudėtingomis medžiagomis: aliuminis reaguoja su šarmais (susidaro tetrahidroksialiuminatai):
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2
Lengvai tirpsta praskiestose ir koncentruotose sieros rūgštyse:
2Al + 3H 2 SO 4 (dil) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 2Al + 6H 2 SO 4 (konc.) = Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
Aliuminis redukuoja metalus iš jų oksidų (aliuminotermija): 8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe

Svarbios jungtys:

Aliuminio oksidas, Al 2 O 3: kieta, ugniai atspari balta medžiaga. Kristalinis Al 2 O 3 yra chemiškai pasyvus, amorfinis – aktyvesnis. Lėtai reaguoja su tirpale esančiomis rūgštimis ir šarmais, pasižymėdamas amfoterinėmis savybėmis:
Al 2 O 3 + 6HCl (konc.) = 2AlCl 3 + ZH 2 O Al 2 O 3 + 2NaOH (konc.) + 3H 2 O = 2Na
(Šarmo lydaloje susidaro NaAlO 2).
Aliuminio hidroksidas, Al(OH) 3: baltas amorfinis (panašus į gelį) arba kristalinis. Praktiškai netirpsta vandenyje. Kaitinamas jis žingsnis po žingsnio suyra. Jis pasižymi amfoterinėmis, vienodai ryškiomis rūgštinėmis ir bazinėmis savybėmis. Susiliejus su NaOH, susidaro NaAlO 2. Al(OH) 3 nuosėdoms gauti šarmas paprastai nenaudojamas (dėl to, kad nuosėdos lengvai pereina į tirpalą), bet veikia aliuminio druskas su amoniako tirpalu - kambario temperatūroje susidaro Al(OH) 3.
Aliuminio druskos. Aliuminio druskos ir stiprios rūgštys gerai tirpsta vandenyje ir smarkiai hidrolizuojamos katijonuose, sukurdamos stipriai rūgštinę aplinką, kurioje tirpsta tokie metalai kaip magnis ir cinkas: Al 3+ + H 2 O = AlOH 2+ + H +
AlF 3 fluoridas ir AlPO 4 ortofosfatas netirpsta vandenyje, o labai silpnų rūgščių druskos, pavyzdžiui, H 2 CO 3, visiškai nesusidaro nusodinant iš vandeninio tirpalo.
Yra žinomos dvigubos aliuminio druskos - alūnas sudėtis MAl(SO 4) 2 *12H 2 O (M=Na +, K +, Rb +, Cs +, TI +, NH 4 +), iš jų labiausiai paplitęs kalio alūnas KAl(SO 4) 2 *12H 2 O.
Amfoterinių hidroksidų tirpimas šarminiuose tirpaluose laikomas formavimosi procesu hidrokso druskos(hidroksi kompleksai). Eksperimentiškai įrodytas hidroksokompleksų [Al(OH) 4 (H 2 O) 2] -, [Al(OH) 6] 3-, [Al(OH) 5 (H 2 O)] 2- egzistavimas; iš jų pirmasis yra patvariausias. Aliuminio koordinacinis skaičius šiuose kompleksuose yra 6, t.y. aliuminis yra šešių koordinačių.
Dvejetainiai aliuminio junginiai Junginiai, kuriuose vyrauja kovalentiniai ryšiai, pavyzdžiui, Al 2 S 3 sulfidas ir Al 4 C 3 karbidas, visiškai suskaidomi vandens:
Al 2S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S Al 4 C3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 + 3CH 4

Taikymas:

Plačiai naudojama kaip statybinė medžiaga. Pagrindiniai šios kokybės aliuminio pranašumai yra lengvumas, kaliumas štampavimui, atsparumas korozijai ir didelis šilumos laidumas. Aliuminis yra svarbus daugelio lydinių (vario – aliuminio bronzos, magnio ir kt.) komponentas.
Jis naudojamas elektrotechnikoje laidams ir jų ekranavimui gaminti.
Aliuminis plačiai naudojamas tiek šiluminėje įrangoje, tiek kriogeninėje technologijoje.
Dėl didelio atspindžio, mažos kainos ir lengvo nusodinimo aliuminis yra ideali medžiaga veidrodžiams gaminti.
Aliuminis ir jo junginiai naudojami raketų technologijoje kaip raketų kuras. Gaminant statybines medžiagas kaip dujas formuojantį agentą.

Alajarovas Damiras
HF Tiumenės valstybinis universitetas, 561 grupė.

Aliuminis yra amfoterinis metalas. Aliuminio atomo elektroninė konfigūracija yra 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1. Taigi, jo išoriniame elektronų sluoksnyje yra trys valentiniai elektronai: 2 3s ir 1 3p polygyje. Dėl šios struktūros jam būdingos reakcijos, kurių metu aliuminio atomas praranda tris elektronus nuo išorinio lygio ir įgyja +3 oksidacijos būseną. Aliuminis yra labai reaktyvus metalas ir pasižymi labai stipriomis redukuojančiomis savybėmis.

Aliuminio sąveika su paprastomis medžiagomis

su deguonimi

Kai visiškai grynas aliuminis liečiasi su oru, paviršiaus sluoksnyje esantys aliuminio atomai akimirksniu sąveikauja su ore esančiu deguonimi ir sudaro ploną, dešimčių atominių sluoksnių storio, patvarią Al 2 O 3 sudėties oksido plėvelę, kuri apsaugo aliuminį nuo tolesnė oksidacija. Taip pat neįmanoma oksiduoti didelių aliuminio mėginių net esant labai aukštai temperatūrai. Tačiau smulkūs aliuminio milteliai gana lengvai dega degiklio liepsnoje:

4Al + 3O 2 = 2Al 2O 3

su halogenais

Aliuminis labai intensyviai reaguoja su visais halogenais. Taigi reakcija tarp sumaišytų aliuminio ir jodo miltelių vyksta jau kambario temperatūroje, įpylus vandens lašą kaip katalizatorių. Jodo ir aliuminio sąveikos lygtis:

2Al + 3I 2 = 2AlI 3

Aliuminis taip pat nekaitindamas reaguoja su bromu, kuris yra tamsiai rudas skystis. Tiesiog į skystą bromą įpilkite aliuminio pavyzdį: iškart prasideda smarki reakcija, išsiskirianti daug šilumos ir šviesos:

2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3

Aliuminio ir chloro reakcija įvyksta, kai į chloro pripildytą kolbą įpilama įkaitintos aliuminio folijos arba smulkių aliuminio miltelių. Aliuminis efektyviai dega chlore pagal lygtį:

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3

su siera

Kaitinant iki 150-200 o C arba uždegus aliuminio miltelių ir sieros mišinį, tarp jų prasideda intensyvi egzoterminė reakcija, išsiskirianti šviesa:

— sulfidas aliuminio

su azotu

Kai aliuminis reaguoja su azotu maždaug 800 o C temperatūroje, susidaro aliuminio nitridas:

su anglimi

Maždaug 2000 o C temperatūroje aliuminis reaguoja su anglimi ir susidaro aliuminio karbidas (metanidas), turintis -4 oksidacijos būsenos anglies, kaip ir metane.

Aliuminio sąveika su sudėtingomis medžiagomis

su vandeniu

Kaip minėta aukščiau, stabili ir patvari Al 2 O 3 oksido plėvelė neleidžia aliuminiui oksiduotis ore. Ta pati apsauginė oksido plėvelė daro aliuminį inertišką vandeniui. Pašalinus apsauginę oksido plėvelę nuo paviršiaus tokiais būdais kaip apdirbimas vandeniniais šarmų, amonio chlorido ar gyvsidabrio druskų tirpalais (amalgiacija), aliuminis pradeda intensyviai reaguoti su vandeniu, sudarydamas aliuminio hidroksidą ir vandenilio dujas:

su metalo oksidais

Uždegus aliuminio mišinį su mažiau aktyvių metalų oksidais (į dešinę nuo aliuminio veiklos serijoje), prasideda itin smarki, labai egzoterminė reakcija. Taigi, aliuminiui sąveikaujant su geležies (III) oksidu, susidaro 2500-3000 o C temperatūra. Šios reakcijos rezultate susidaro didelio grynumo išlydyta geležis:

2AI + Fe 2 O 3 = 2 Fe + Al 2 O 3

Toks metalų gavimo iš jų oksidų būdas redukuojant aliuminiu vadinamas aliuminiotermija arba aliuminiotermija.

su neoksiduojančiomis rūgštimis

Aliuminio sąveika su neoksiduojančiomis rūgštimis, t.y. su beveik visomis rūgštimis, išskyrus koncentruotas sieros ir azoto rūgštis, susidaro atitinkamos rūgšties aliuminio druska ir vandenilio dujos:

a) 2Al + 3H 2 SO 4 (praskiestas) = ​​Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2

2Al0 + 6H+ = 2Al3+ + 3H20;

b) 2AI + 6HCl = 2AICl3 + 3H2

su oksiduojančiomis rūgštimis

- koncentruota sieros rūgštis

Aliuminio sąveika su koncentruota sieros rūgštimi normaliomis sąlygomis ir žemoje temperatūroje nevyksta dėl poveikio, vadinamo pasyvavimu. Kaitinant, reakcija yra įmanoma ir dėl to susidaro aliuminio sulfatas, vanduo ir vandenilio sulfidas, kuris susidaro redukuojant sierą, kuri yra sieros rūgšties dalis:

Toks gilus sieros redukavimas iš oksidacijos būsenos +6 (H 2 SO 4) iki oksidacijos būsenos -2 (H 2 S) vyksta dėl labai didelio aliuminio redukcijos gebėjimo.

- koncentruota azoto rūgštis

Įprastomis sąlygomis koncentruota azoto rūgštis taip pat pasyvina aliuminį, todėl jį galima laikyti aliuminio induose. Kaip ir koncentruotos sieros rūgšties atveju, aliuminio sąveika su koncentruota azoto rūgštimi tampa įmanoma stipriai kaitinant, o reakcija dažniausiai vyksta:

- praskiesta azoto rūgštis

Aliuminio sąveika su praskiesta azoto rūgštimi, palyginti su koncentruota azoto rūgštimi, lemia gilesnio azoto redukcijos produktus. Vietoj NO, priklausomai nuo praskiedimo laipsnio, gali susidaryti N 2 O ir NH 4 NO 3:

8Al + 30HNO 3 (dil.) = 8Al(NO 3) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O

8Al + 30HNO 3 (grynas praskiestas) = ​​8Al(NO 3) 3 + 3NH 4 NO 3 + 9H 2 O

su šarmais

Aliuminis reaguoja ir su vandeniniais šarmų tirpalais:

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

ir su grynais šarmais sintezės metu:

Abiem atvejais reakcija prasideda, kai ištirpsta apsauginė aliuminio oksido plėvelė:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na

Al 2 O 3 + 2NaOH = 2 NaAlO 2 + H 2 O

Vandeninio tirpalo atveju aliuminis, nuvalytas nuo apsauginės oksido plėvelės, pradeda reaguoti su vandeniu pagal lygtį:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

Gautas aliuminio hidroksidas, būdamas amfoterinis, reaguoja su vandeniniu natrio hidroksido tirpalu, sudarydamas tirpų natrio tetrahidroksoaliuminatą:

Al(OH)3 + NaOH = Na