מהם המאפיינים העיקריים של אלומיניום. אלומיניום: תכונות כימיות ופיזיקליות

יסוד כימי מקבוצה III של המערכת המחזורית של מנדלייב.

שם לטיני- אלומיניום.

יִעוּד- אל.

מספר אטומי — 13.

מסה אטומית — 26,98154.

צְפִיפוּת- 2.6989 גרם/סמ"ק.

נקודת התכה- 660 מעלות צלזיוס.

מתכת פשוטה, קלת משקל, פרמגנטית בצבע אפור בהיר או לבן כסוף. יש לו מוליכות תרמית ומוליכות חשמלית גבוהה, והוא עמיד בפני קורוזיה. התפלגות בקרום כדור הארץ - 8.8% במסה - היא המתכת הנפוצה ביותר והיסוד הכימי השלישי בשכיחותו.

הוא משמש כחומר מבני בבניית מבנים, מטוסים ובניית ספינות, לייצור מוצרים מוליכים בהנדסת חשמל, ציוד כימי, מוצרי צריכה, ייצור מתכות אחרות באמצעות אלומינותרמיה, כמרכיב של דלק רקטי מוצק, פירוטכניקה קומפוזיציות וכדומה.

מתכת אלומיניום הופקה לראשונה על ידי הפיזיקאי הדני הנס כריסטיאן אורסטד.

בטבע, הוא נמצא אך ורק בצורה של תרכובות, שכן יש לו פעילות כימית גבוהה. יוצר קשר כימי חזק עם חמצן. בשל תגובתיותו, קשה מאוד להשיג מתכת מעפרות. כיום משתמשים בשיטת הול-הרולט, הדורשת כמויות גדולות של חשמל.

אלומיניום יוצר סגסוגות כמעט עם כל המתכות. המפורסמים ביותר הם דוראלומיניום (סגסוגת עם נחושת ומגנזיום) וסילומין (סגסוגת עם סיליקון). בתנאים רגילים, האלומיניום מכוסה בסרט תחמוצת עמיד, כך שהוא אינו מגיב עם חומרי חמצון קלאסיים מים (H 2 O), חמצן (O 2) וחומצה חנקתית (HNO 3). הודות לכך, הוא כמעט ואינו נתון לקורוזיה, מה שהבטיח את הביקוש שלו בתעשייה.

השם בא מהלטינית "אלומן", שפירושה "אלום".

יישום אלומיניום ברפואה

רפואה מסורתית

תפקידו של האלומיניום בגוף אינו מובן במלואו. ידוע שנוכחותו מעוררת את צמיחת רקמת העצם, התפתחות אפיתל ורקמות חיבור. בהשפעתו, פעילות אנזימי העיכול עולה. אלומיניום קשור לתהליכי השיקום וההתחדשות של הגוף.

אלומיניום נחשב ליסוד רעיל לחסינות האדם, אך עם זאת, הוא חלק מהתאים. במקרה זה, יש לו צורה של יונים טעונים חיובית (Al3+), המשפיעים על בלוטות הפאראתירואיד. סוגים שונים של תאים מכילים כמויות שונות של אלומיניום, אך ידוע שתאי כבד, מוח ועצם צוברים אותו מהר יותר מאחרים.

לתרופות המכילות אלומיניום יש השפעות משככות כאבים ועוטפות, השפעות סותרות חומצה וסופחות. זה האחרון אומר שכאשר אינטראקציה עם חומצה הידרוכלורית, תרופות יכולות להפחית את החומציות של מיץ הקיבה. אלומיניום נקבע גם לשימוש חיצוני: בטיפול בפצעים, כיבים טרופיים, דלקת הלחמית חריפה.

הרעילות של האלומיניום מתבטאת בהחלפת המגנזיום שלו במרכזים הפעילים של מספר אנזימים. גם הקשר התחרותי שלו עם זרחן, סידן וברזל משחק תפקיד.

עם חוסר אלומיניום נצפית חולשה בגפיים. אבל תופעה כזו היא כמעט בלתי אפשרית בעולם המודרני, שכן המתכת מגיעה עם מים, מזון ודרך אוויר מזוהם.

עם תכולת אלומיניום מופרזת בגוף, מתחילים שינויים בריאות, עוויתות, אנמיה, חוסר התמצאות במרחב, אדישות ואובדן זיכרון.

איורוודה

אלומיניום נחשב רעיל ואין להשתמש בו לטיפול. כמו כן, אין להשתמש במיכלי אלומיניום להכנת מרתחים או אחסון עשבי תיבול.

שימוש באלומיניום בקסם

בשל הקושי להשיג יסוד טהור, נעשה שימוש במתכת בקסם יחד עם, וממנה יוצרו תכשיטים. כאשר תהליך הייצור נעשה פשוט יותר, האופנה למלאכת יד אלומיניום חלפה מיד.

קסם מגן

נעשה שימוש רק בנייר אלומיניום, בעל תכונות של מיגון זרימות אנרגיה, ומונע מהם להתפשט. לכן, ככלל, עטופים בו חפצים שיכולים להפיץ אנרגיה שלילית סביב עצמם. לעתים קרובות מאוד מתנות קסומות מפוקפקות עטופות בנייר כסף - שרביטים, מסכות, פגיונות, במיוחד אלה שהובאו מאפריקה או מצרים.

הם עושים את אותו הדבר עם חפצים לא ידועים שתולים שנמצאו בחצר או מתחת לדלת. במקום להרים אותו בידיים או דרך מטלית, עדיף לכסות אותו בנייר כסף מבלי לגעת בחפץ עצמו.

לפעמים נייר כסף משמש כמסך הגנה לקמעות וקמעות שאינם נחוצים כרגע, אך עשויים להידרש בעתיד.

אלומיניום באסטרולוגיה

מזל גלגל המזלות: גדי.

אלומיניום הוא יסוד מהקבוצה ה-13 של הטבלה המחזורית של היסודות הכימיים, תקופה שלישית, עם מספר אטומי 13. שייך לקבוצת המתכות הקלות. המתכת הנפוצה ביותר והיסוד הכימי השלישי בשכיחותו בקרום כדור הארץ (אחרי חמצן וסיליקון).

החומר הפשוט אלומיניום הוא מתכת קלה, פרמגנטית כסוף-לבן, שניתן ליצור, ליצוק ולעבד בקלות. לאלומיניום מוליכות תרמית וחשמלית גבוהה ועמידות בפני קורוזיה עקב היווצרות מהירה של סרטי תחמוצת חזקים המגינים על פני השטח מפני אינטראקציה נוספת.

שיטת ייצור מודרנית, תהליך הול-הרולט. היא מורכבת מהמסת תחמוצת אלומיניום Al2O3 בקריוליט מותך Na3AlF6, ולאחר מכן אלקטרוליזה באמצעות אלקטרודות קולה מתכלות או אנודה גרפיט. שיטת ייצור זו דורשת כמויות גדולות מאוד של חשמל, ולכן קיבלה יישום תעשייתי רק במאה ה-20.

שיטת מעבדה לייצור אלומיניום: הפחתת אלומיניום כלוריד נטול מים עם מתכת אשלגן (התגובה מתרחשת בחימום ללא גישה לאוויר):

המתכת לבנה-כסופה, קלה, צפיפות - 2.7 גרם/ס"מ³, נקודת התכה לאלומיניום טכני - 658 מעלות צלזיוס, לאלומיניום בטוהר גבוה - 660 מעלות צלזיוס, משיכות גבוהה: לאלומיניום טכני - 35%, לאלומיניום טהור - 50%, מגולגל ליריעות דקות ואפילו נייר כסף. לאלומיניום מוליכות חשמלית גבוהה (37·106 S/m) ומוליכות תרמית (203.5 W/(m·K)), 65%, ובעל החזר אור גבוה.

אלומיניום יוצר סגסוגות כמעט עם כל המתכות. הסגסוגות המפורסמות ביותר הן נחושת ומגנזיום (דוראלומין) וסיליקון (סילומין).

במונחים של שכיחות בקרום כדור הארץ, הוא מדורג במקום הראשון בין המתכות ובמקום השלישי בין היסודות, שני רק לחמצן ולסיליקון. ריכוז המסה של האלומיניום בקרום כדור הארץ, לפי חוקרים שונים, מוערך בין 7.45 ל-8.14%. בטבע, האלומיניום, בשל פעילותו הכימית הגבוהה, נמצא כמעט אך ורק בצורת תרכובות.

אלומיניום טבעי מורכב כמעט כולו מאיזוטופ יציב יחיד, 27Al, עם עקבות זניחים של 26Al, האיזוטופ הרדיואקטיבי הארוך ביותר עם מחצית חיים של 720 אלף שנה, שנוצר באטמוספירה כאשר גרעיני ארגון 40Ar מפוצלים על ידי קוסמי עתיר אנרגיה. פרוטוני קרניים.

בתנאים רגילים, האלומיניום מכוסה בסרט תחמוצת דק ועמיד ולכן אינו מגיב עם חומרי חמצון קלאסיים: H2O (t°), O2, HNO3 (ללא חימום). הודות לכך, אלומיניום כמעט ואינו נתון לקורוזיה ולכן יש ביקוש נרחב בתעשייה המודרנית. עם זאת, כאשר סרט התחמוצת נהרס (לדוגמה, במגע עם תמיסות של מלחי אמוניום NH4+, אלקליות חמות או כתוצאה ממיזוג), האלומיניום פועל כמתכת מצמצמת פעילה. ניתן למנוע היווצרות של סרט תחמוצת על ידי הוספת מתכות כגון גליום, אינדיום או בדיל לאלומיניום. במקרה זה, משטח האלומיניום נרטב על ידי eutectics בהתכה נמוכה המבוססת על מתכות אלה.

מגיב בקלות עם חומרים פשוטים:

עם חמצן, יוצר תחמוצת אלומיניום:

עם הלוגנים (למעט פלואור), יוצרים אלומיניום כלוריד, ברומיד או יודיד:

מגיב עם לא-מתכות אחרות בעת חימום:

עם פלואור ליצירת פלואוריד אלומיניום:

עם גופרית, יוצר גופרית אלומיניום:

עם חנקן ליצירת ניטריד אלומיניום:

עם פחמן, יוצר אלומיניום קרביד:

אלומיניום גופרתי וקרביד עוברים הידרוליזה מלאה:

עם חומרים מורכבים:

עם מים (לאחר הסרת סרט התחמוצת המגן, למשל, מיזוג או תמיסות אלקליות חמות):

עם אלקליות (עם היווצרות של tetrahydroxoaluminates ואלומינטים אחרים):

מתמוסס בקלות בחומצות הידרוכלוריות ומדוללות:

כאשר הוא מחומם, הוא מתמוסס בחומצות - חומרי חמצון היוצרים מלחי אלומיניום מסיסים:

מפחית מתכות מהתחמוצות שלהן (אלומינותרמיה):

44. תרכובות אלומיניום, תכונותיהן האמפוטריות

תצורה אלקטרונית של הרמה החיצונית של אלומיניום ... 3s23p1.

במצב הנרגש, אחד ה-s-אלקטרונים הולך לתא חופשי של תת-ה-p מצב זה מתאים לערך III ולמצב חמצון +3. בשכבת האלקטרונים החיצונית של אטום האלומיניום ישנן תת-רמות d חופשיות.

התרכובות הטבעיות החשובות ביותר הן אלונוסיליקטים:

חימר לבן Al2O3 ∙ 2SiO2 ∙ 2H2O, שדה ספייר K2O ∙ Al2O3 ∙ 6SiO2, נציץ K2O ∙ Al2O3 ∙ 6SiO2 ∙ H2O

מבין הצורות הטבעיות האחרות של אלומיניום, החשובות ביותר הן בוקסיט А12Оз ∙ nН2О, המינרלים קורונדום А12Оз וקריוליט А1Fз ∙ 3NaF.

מתכת קלת משקל, כסוף-לבנה, רקיעה המוליכה חשמל וחום היטב.

באוויר, האלומיניום מצופה בסרט תחמוצת דק (0.00001 מ"מ) אך צפוף מאוד, המגן על המתכת מפני חמצון נוסף ומשווה לה מראה מט.

תחמוצת אלומיניום A12O3

מוצק לבן, לא מסיס במים, נקודת התכה 20500C.

A12O3 טבעי הוא המינרל קורונדום. גבישי קורונדום צבעוניים שקופים - אודם אדום - מכיל תערובת של כרום - וספיר כחול - תערובת של טיטניום וברזל - אבנים יקרות. הם גם מתקבלים באופן מלאכותי ומשמשים למטרות טכניות, למשל, לייצור חלקים למכשירים מדויקים, אבני שעונים וכו'.

תכונות כימיות

תחמוצת אלומיניום מציגה תכונות אמפוטריות

1. אינטראקציה עם חומצות

А12О3 +6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

2. אינטראקציה עם אלקליות

А12О3 + 2NaOH – 2NaAlO2 + H2O

Al2O3 + 2NaOH + 5H2O = 2Na

3. כאשר מתחממת תערובת של תחמוצת המתכת המקבילה עם אבקת אלומיניום, מתרחשת תגובה אלימה, המובילה לשחרור מתכת חופשית מהתחמוצת שנלקחה. שיטת ההפחתה באמצעות Al (aluminothermy) משמשת לעתים קרובות להשגת מספר אלמנטים (Cr, Mn, V, W וכו') במצב חופשי

2A1 + WO3 = A12Oz + W

4. אינטראקציה עם מלחים שיש להם סביבה בסיסית מאוד עקב הידרוליזה

Al2O3 + Na2CO3 = 2 NaAlO2 + CO2

אלומיניום הידרוקסיד A1(OH)3

Al(OH)3 הוא משקע לבן ג'לטיני נפחי, כמעט בלתי מסיס במים, אך מסיס בקלות בחומצות ובאלקליות חזקות. לכן יש לו אופי אמפוטרי.

אלומיניום הידרוקסיד מתקבל על ידי החלפה של מלחי אלומיניום מסיסים עם אלקליות

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓

תגובה זו יכולה לשמש כתגובה איכותית ליון Al3+

תכונות כימיות

1. אינטראקציה עם חומצות

Al(OH)3 +3HCl = 2AlCl3 + 3H2O

2. עם אינטראקציה עם אלקליות חזקות, האלומינטים המתאימים נוצרים:

NaOH + A1(OH)3 = Na

3. פירוק תרמי

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

מלחי אלומיניום עוברים הידרוליזה לתוך הקטיון המדיום הוא חומצי (pH< 7)

Al3+ + H+OH- ↔ AlOH2+ + H+

Al(NO3)3 + H2O↔ AlOH(NO3)2 + HNO3

מלחי אלומיניום מסיסים וחומצות חלשות עוברים הידרוליזה מלאה (בלתי הפיכה)

Al2S3+ 3H2O = 2Al(OH)3 +3H2S

תחמוצת אלומיניום Al2O3 - כלול בכמה נוגדי חומצה (לדוגמה, Almagel), המשמש להגברת החומציות של מיץ הקיבה.

КAl(SO4)3 12H2О – אלום אשלגן משמש ברפואה לטיפול במחלות עור, כגורם המוסטטי. הוא משמש גם כטאנין בתעשיית העור.

(CH3COO)3Al - הנוזל של בורוב - תמיסה של 8% אלומיניום אצטט בעלת אפקט עפיצי ואנטי דלקתי, ובריכוז גבוה יש לו תכונות חיטוי בינוניות. הוא משמש בצורה מדוללת לשטיפה, קרמים ומחלות דלקתיות של העור והריריות.

AlCl3 - משמש כזרז בסינתזה אורגנית.

Al2(SO4)3 18 H20 – משמש לטיהור מים.

מאפיינים של אלומיניום

תוֹכֶן:

ציוני אלומיניום

תכונות פיזיקליות

תכונות קורוזיביות

תכונות מכניות

תכונות טכנולוגיות

בַּקָשָׁה

ציוני אלומיניום.

אלומיניום מאופיין במוליכות חשמלית ותרמית גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, משיכות ועמידות בפני כפור. התכונה החשובה ביותר של האלומיניום היא הצפיפות הנמוכה שלו (כ-2.70 גרם/סמ"ק נקודת ההיתוך של האלומיניום היא כ-660 מעלות צלזיוס).

התכונות הפיזיקליות, המכניות והטכנולוגיות של האלומיניום תלויות מאוד בסוג וכמות הזיהומים, מה שמחמיר את רוב התכונות של מתכת טהורה הזיהומים הטבעיים העיקריים באלומיניום הם ברזל וסיליקון. ברזל, למשל, קיים כשלב Fe-Al עצמאי,מפחית מוליכות חשמלית ועמידות בפני קורוזיה, פוגע בגמישות, אך מגביר מעט את חוזק האלומיניום.

בהתאם לדרגת הטיהור, אלומיניום ראשוני מחולק לאלומיניום בטוהר גבוה וטכני (GOST 11069-2001). אלומיניום טכני כולל גם ציונים המסומנים AD, AD1, AD0, AD00 (GOST 4784-97). אלומיניום טכני מכל הכיתות מיוצר על ידי אלקטרוליזה של נמס קריוליט-אלומינה. אלומיניום בטוהר גבוה מתקבל על ידי טיהור נוסף של אלומיניום טכני. תכונות של תכונות אלומיניום בטוהר גבוה ומיוחד נדונות בספרים

1) מטלורגיה של אלומיניום וסגסוגותיו. אד. אי.נ.פרידלינדר. מ' 1971.2) תכונות מכניות וטכנולוגיות של מתכות. א.ו.בובילב. מ' 1980.

הטבלה שלהלן מספקת מידע מקוצר על רוב ציוני האלומיניום. גם התוכן של הזיהומים הטבעיים העיקריים שלו - סיליקון וברזל - מצוין.

מותג	אל, %	אה, %	Fe,%	יישומים
אלומיניום בטוהר גבוה
A995	99.995	0.0015	0.0015	ציוד כימי נייר כסף עבור לוחות קבלים מטרות מיוחדות
A98	99.98	0.006	0.006
A95	99.95	0.02	0.025
אלומיניום בדרגה טכנית
A8 AD000	99.8	0.10 0.15	0.12 0.15	מוט תיל לייצור מוצרי כבלים וחוטים (מ-A7E ו-A5E). חומרי גלם לייצור סגסוגות אלומיניום לְסַכֵּל מוצרים מגולגלים (מוטות, רצועות, יריעות, תיל, צינורות)
A7 AD00	99.7	0.15	0.16 0.25
A6	99.6	0.18	0.25
A5E	99.5	0.10	0.20
A5 AD0	99.5	0.25 0.25	0.30 0.40
AD1	99.3	0.30	0.30
A0 גֵיהִנוֹם	99.0	0.95 בסך הכל עד 1.0%

ההבדל המעשי העיקרי בין אלומיניום טכני לאלומיניום מטוהר מאוד קשור להבדלים בעמידות בפני קורוזיה בסביבות מסוימות. מטבע הדברים, ככל שדרגת טיהור האלומיניום גבוהה יותר, כך הוא יקר יותר.

אלומיניום בטוהר גבוה משמש למטרות מיוחדות. אלומיניום טכני משמש לייצור סגסוגות אלומיניום, מוצרי כבלים וחוטים ומוצרים מגולגלים. בשלב הבא נדבר על אלומיניום טכני.

מוליכות חשמלית.

המאפיין החשוב ביותר של האלומיניום הוא המוליכות החשמלית הגבוהה שלו, בה הוא שני רק לכסף, נחושת וזהב. השילוב של מוליכות חשמלית גבוהה עם צפיפות נמוכה מאפשר לאלומיניום להתחרות בנחושת בתחום מוצרי הכבלים והחוטים.

בנוסף לברזל ולסיליקון, המוליכות החשמלית של האלומיניום מושפעת מאוד מכרום, מנגן וטיטניום. לכן, באלומיניום המיועד לייצור מוליכים זרם, התוכן של מספר זיהומים נוספים מוסדר. לפיכך, בדרגת אלומיניום A5E עם תכולת ברזל מותרת של 0.35% וסיליקון 0.12%, סכום הזיהומים Cr + V + Ti + Mn לא יעלה על 0.01% בלבד.

מוליכות חשמלית תלויה במצב החומר. חישול לטווח ארוך ב-350 C משפר את המוליכות, בעוד שהתקשות קרה מחמירה את המוליכות.

הערך של התנגדות חשמלית בטמפרטורה של 20 C הואOhm*mm 2 /m או μOhm*m :

0.0277 – חוט אלומיניום מחושל בדרגה A7E

0.0280 – חוט אלומיניום מחושל בדרגה A5E

0.0290 – לאחר לחיצה, ללא טיפול בחום מאלומיניום AD0

לפיכך, ההתנגדות החשמלית של מוליכים מאלומיניום גבוהה פי 1.5 בערך מההתנגדות החשמלית של מוליכים נחושת. בהתאם לכך, המוליכות החשמלית (ההדדיות של ההתנגדות) של אלומיניום היא 60-65% מהמוליכות החשמלית של נחושת. המוליכות החשמלית של האלומיניום עולה עם ירידה בכמות הזיהומים.

מקדם הטמפרטורה של ההתנגדות החשמלית של אלומיניום (0.004) זהה בערך לזה של נחושת.

מוליכות תרמית

המוליכות התרמית של אלומיניום ב-20 C היא בערך 0.50 cal/cm*s*C והיא עולה עם הגדלת טוהר המתכת. מבחינת מוליכות תרמית, האלומיניום הוא שני רק לכסף ונחושת (בערך 0.90), גבוה פי שלושה מהמוליכות התרמית של פלדה דלת פחמן. מאפיין זה קובע את השימוש באלומיניום ברדיאטורים ומחלפי חום.

תכונות פיזיקליות אחרות.

לאלומיניום יש גבוה מאוד קיבולת חום ספציפית(בערך 0.22 cal/g*C). זה משמעותי יותר מאשר לרוב המתכות (נחושת – 0.09). חום ספציפי של היתוךגם גבוה מאוד (בערך 93 cal/g). לשם השוואה, עבור נחושת וברזל ערך זה הוא כ-41-49 קלוריות לגרם.

הֶחזֵרִיוּתהאלומיניום תלוי מאוד בטוהר שלו. עבור רדיד אלומיניום בטוהר של 99.2%, רפלקטיביות האור הלבן היא 75%, ולרדיד עם תכולת אלומיניום של 99.5%, ההחזרה היא כבר 84%.

תכונות קורוזיה של אלומיניום.

האלומיניום עצמו הוא מתכת מאוד מגיבה. זה קשור לשימוש בו באלומינותרמיה ובייצור חומרי נפץ. עם זאת, באוויר, אלומיניום מצופה בסרט דק (בערך מיקרון) של תחמוצת אלומיניום. בעל חוזק גבוה ואינרטיות כימית, הוא מגן על אלומיניום מפני חמצון נוסף וקובע את תכונות האנטי קורוזיה הגבוהות שלו בסביבות רבות.

באלומיניום בטוהר גבוה, סרט התחמוצת הוא רציף ולא נקבובי, ובעל הידבקות חזקה מאוד לאלומיניום. לכן, אלומיניום בטוהר גבוה עמיד מאוד בפני חומצות אנאורגניות, אלקליות, מי ים ואוויר. ההידבקות של סרט התחמוצת לאלומיניום במקומות בהם נמצאים זיהומים מתדרדרת משמעותית ומקומות אלו הופכים לפגיעים לקורוזיה. לכן, לאלומיניום של טוהר טכני יש פחות התנגדות. לדוגמה, ביחס לחומצה הידרוכלורית חלשה, ההתנגדות של אלומיניום מעודן וטכני שונה פי 10.

קורוזיה בבור נפוצה על אלומיניום (וסגסוגותיו). לכן, יציבות האלומיניום וסגסוגותיו בסביבות רבות נקבעת לא על ידי שינויים במשקל הדגימות או על ידי קצב חדירת הקורוזיה, אלא על ידי שינויים בתכונות המכניות.

ההשפעה העיקרית על תכונות הקורוזיה של אלומיניום טכני היא תכולת הברזל. לפיכך, שיעור הקורוזיה של תמיסת HCl 5% עבור מותגים שונים הוא (ב):

מותג	תוֹכֶןאל	תוכן פה	שיעור קורוזיה
A7	99.7 %	< 0.16 %	0.25 – 1.1
A6	99.6%	< 0.25%	1.2 – 1.6
A0	99.0%	< 0.8%	27 - 31

נוכחות הברזל מפחיתה גם את עמידות האלומיניום בפני אלקליות, אך אינה משפיעה על העמידות בפני חומצה גופריתית וחנקתית. באופן כללי, העמידות בפני קורוזיה של אלומיניום טכני, בהתאם לטוהר, מתדרדרת בסדר הבא: A8 ו-AD000, A7 ו-AD00, A6, A5 ו-AD0, AD1, A0 ו-AD.

בטמפרטורות מעל 100C, אלומיניום מגיב עם כלור. אלומיניום אינו יוצר אינטראקציה עם מימן, אלא ממיס אותו היטב, ולכן הוא המרכיב העיקרי של הגזים הקיימים באלומיניום. לאדי מים, המתנתקים ב-500 C, יש השפעה מזיקה על אלומיניום בטמפרטורות נמוכות יותר, השפעת הקיטור זניחה.

האלומיניום עמיד בסביבות הבאות:

אווירה תעשייתית

מים מתוקים טבעיים עד לטמפרטורות של 180 C. קצב הקורוזיה עולה עם אוורור,

זיהומים של סודה קאוסטית, חומצה הידרוכלורית וסודה.

מי ים

חומצה חנקתית מרוכזת

מלחי חומצה של נתרן, מגנזיום, אמוניום, היפוסולפיט.

תמיסות חלשות (עד 10%) של חומצה גופרתית,

100% חומצה גופרתית

תמיסות חלשות של זרחן (עד 1%), כרום (עד 10%)

חומצת בורית בכל ריכוז

חומץ, לימון, יין. חומצה מאלית, מיצי פירות חמוצים, יין

תמיסת אמוניה

אלומיניום אינו יציב בסביבות כאלה:

מדללים חומצה חנקתית

חומצה הידרוכלורית

חומצה גופרתית מדללת

חומצה הידרופלואורית והידרופרוםית

חומצה אוקסלית, פורמית

תמיסות אלקליות קאוסטיות

מים המכילים מלחים של כספית, נחושת וכלור יוני ההורסים את סרט התחמוצת.

קורוזיה במגע

במגע עם רוב המתכות והסגסוגות התעשייתיות, האלומיניום משמש כאנודה והקורוזיה שלו תגבר.

תכונות מכניות

מודול אלסטיות ה = 7000-7100 kgf/mm 2 עבור אלומיניום טכני ב-20 C. ככל שטוהר האלומיניום עולה, ערכו יורד (6700 עבור A99).

מודול גזירה G = 2700 ק"ג/מ"מ 2.

הפרמטרים העיקריים של המאפיינים המכניים של אלומיניום טכני ניתנים להלן:

פָּרָמֶטֶר	יְחִידָה לְשַׁנוֹת	מְעוּוָת	חישול
חוזק תפוקה? 0.2	ק"ג/מ"מ 2	8 - 12	4 - 8
חוזק מתיחה? V	ק"ג/מ"מ 2	13 - 16
התארכות בהפסקה?		5 – 10	30 – 40
צמצום יחסית בהפסקה		50 - 60	70 - 90
חוזק גזירה	ק"ג/מ"מ 2
קַשִׁיוּת	NV	30 - 35

האינדיקטורים המפורטים הם מאוד אינדיקטיביים:

1) עבור אלומיניום מחולל ויצוק, ערכים אלה תלויים בדרגת האלומיניום הטכני. ככל שיותר זיהומים, חוזק וקשיות גדולים יותר והגמישות נמוכה יותר. לדוגמה, הקשיות של אלומיניום יצוק היא: עבור A0 - 25HB, עבור A5 - 20HB, ועבור אלומיניום בטוהר גבוה A995 - 15HB. חוזק המתיחה למקרים אלה הוא: 8.5; 7.5 ו-5 kgf/mm 2, והתארכות יחסית 20; 30 ו-45% בהתאמה.

2) עבור אלומיניום מעוות, התכונות המכניות תלויות במידת העיוות, סוג המוצר המגולגל ומידותיו. לדוגמה, חוזק המתיחה הוא לפחות 15-16 kgf/mm 2 עבור חוט ו-8 - 11 kgf/mm 2 עבור צינורות.

עם זאת, בכל מקרה, אלומיניום טכני הוא מתכת רכה ושבירה. חוזק התפוקה הנמוך (גם עבור פלדה בעיבוד קר אינו עולה על 12 kgf/mm2) מגביל את השימוש באלומיניום מבחינת עומסים מותרים.

לאלומיניום יש מגבלת זחילה נמוכה: ב-20 C - 5 kgf/mm 2, וב-200 C - 0.7 kgf/mm 2. לשם השוואה: עבור נחושת נתונים אלה הם 7 ו-5 kgf/mm 2, בהתאמה.

נקודת ההיתוך הנמוכה והטמפרטורה שבה מתחיל התגבשות מחדש (עבור אלומיניום טכני היא כ-150 C), ומגבלת הזחילה הנמוכה מגבילים את טווח הטמפרטורות של פעולת האלומיניום בצד הטמפרטורה הגבוהה.

המשיכות של האלומיניום אינה מתדרדרת בטמפרטורות נמוכות, עד הליום. כאשר הטמפרטורה יורדת מ-+20 C ל-269 C, חוזק המתיחה גדל פי 4 עבור אלומיניום טכני ופי 7 עבור אלומיניום בטוהר גבוה. במקרה זה, הגבול האלסטי גדל פי 1.5.

ההתנגדות לכפור של אלומיניום מאפשרת את השימוש בו במכשירים ומבנים קריוגניים.

תכונות טכנולוגיות.

המשיכות הגבוהה של האלומיניום מאפשרת לייצר נייר כסף (עד 0.004 מ"מ עובי), מוצרים מושכים עמוק, ולהשתמש בו למסמרות.

אלומיניום של טוהר טכני מפגין פריכות בטמפרטורות גבוהות.

יכולת החיתוך נמוכה מאוד.

טמפרטורת חישול מחדש היא 350-400 C, טמפרטורת חישול היא 150 C.

רְתִיכוּת.

קשיים בריתוך אלומיניום נובעים מ-1) נוכחות של סרט תחמוצת אינרטי חזק, 2) מוליכות תרמית גבוהה.

עם זאת, אלומיניום נחשב למתכת הניתנת לריתוך גבוה. לריתוך יש את החוזק של המתכת הבסיסית (במצב חישול) ואותן תכונות קורוזיה. לפרטים על ריתוך אלומיניום, ראה, למשל,www. אתר ריתוך.com.ua.

בַּקָשָׁה.

בשל חוזקו הנמוך, האלומיניום משמש רק עבור אלמנטים מבניים לא טעונים כאשר מוליכות חשמלית או תרמית גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, משיכות או ריתוך חשובים. החלקים מחוברים באמצעות ריתוך או מסמרות. אלומיניום טכני משמש הן ליציקה והן למוצרים מגולגלים.

במחסן של החברה יש כל הזמן יריעות, חוטים וצמיגים מאלומיניום טכני.

(ראה את הדפים המקבילים של האתר). מטילי A5-A7 זמינים לפי בקשה.

מתכות הן אחד החומרים הנוחים ביותר לעיבוד. יש להם גם מנהיגים משלהם. לדוגמה, התכונות הבסיסיות של האלומיניום ידועות לאנשים כבר זמן רב. הם כל כך מתאימים לשימוש יומיומי שמתכת זו הפכה לפופולרית מאוד. מה הם גם חומר פשוט וגם אטום, נשקול במאמר זה.

היסטוריה של גילוי האלומיניום

במשך זמן רב, האדם מכיר את התרכובת של המתכת המדוברת - היא שימשה כאמצעי שיכול להתנפח ולחבר יחד את מרכיבי התערובת. הדבר היה הכרחי גם בייצור מוצרי עור. קיומה של תחמוצת האלומיניום בצורתה הטהורה נודע במאה ה-18, במחציתה השנייה. עם זאת, הוא לא התקבל.

המדען H. K. Ørsted היה הראשון שבידד את המתכת מהכלוריד שלה. הוא זה שטיפל במלח באמלגם אשלגן ובודד אבקה אפורה מהתערובת, שהייתה אלומיניום בצורתו הטהורה.

אז התברר שהתכונות הכימיות של האלומיניום מתבטאות בפעילותו הגבוהה וביכולת הצמצום החזקה שלו. לכן, אף אחד אחר לא עבד איתו במשך זמן רב.

עם זאת, בשנת 1854, הצרפתי דוויל הצליח להשיג מטילי מתכת על ידי אלקטרוליזה של ההיתוך. שיטה זו רלוונטית גם היום. בייחוד ייצור המוני של חומר יקר ערך החל במאה ה-20, כאשר נפתרו הבעיות של ייצור כמויות גדולות של חשמל בארגונים.

כיום, מתכת זו היא אחת הפופולריות והמשמשות ביותר בבנייה ובתעשיית הבית.

מאפיינים כלליים של אטום האלומיניום

אם נאפיין את היסוד המדובר לפי מיקומו בטבלה המחזורית, אז ניתן להבחין במספר נקודות.

1. מספר סידורי - 13.
2. נמצא בתקופה הקטנה השלישית, קבוצה שלישית, תת-קבוצה ראשית.
3. מסה אטומית - 26.98.
4. מספר האלקטרונים הערכיים הוא 3.
5. תצורת השכבה החיצונית באה לידי ביטוי בנוסחה 3s 2 3p 1.
6. שם האלמנט הוא אלומיניום.
7. בא לידי ביטוי חזק.
8. אין לו איזוטופים בטבע הוא קיים רק בצורה אחת, עם מספר מסה של 27.
9. הסמל הכימי הוא AL, נקרא "אלומיניום" בנוסחאות.
10. מצב החמצון הוא אחד, שווה ל-+3.

המאפיינים הכימיים של האלומיניום מאושרים במלואם על ידי המבנה האלקטרוני של האטום שלו, מכיוון שיש לו רדיוס אטומי גדול וזיקת ​​אלקטרונים נמוכה, הוא מסוגל לפעול כחומר מפחית חזק, כמו כל המתכות הפעילות.

אלומיניום כחומר פשוט: תכונות פיזיקליות

אם אנחנו מדברים על אלומיניום כחומר פשוט, אז זו מתכת מבריקה כסופה-לבנה. באוויר הוא מתחמצן במהירות ומתכסה בסרט תחמוצת צפוף. אותו דבר קורה כאשר נחשפים לחומצות מרוכזות.

הנוכחות של תכונה כזו הופכת מוצרים העשויים ממתכת זו לעמידים בפני קורוזיה, אשר, באופן טבעי, מאוד נוחה לאנשים. לכן נעשה שימוש כה נרחב באלומיניום בבנייה. הם גם מעניינים מכיוון שמתכת זו קלה מאוד, אך עמידה ורכה. השילוב של מאפיינים כאלה אינו זמין לכל חומר.

ישנן מספר תכונות פיזיקליות בסיסיות האופייניות לאלומיניום.

1. רמה גבוהה של גמישות וגמישות. ממתכת זו עשוי נייר כסף קל, חזק ודק מאוד, והוא גם מגולגל לתיל.
2. נקודת התכה - 660 0 C.
3. נקודת רתיחה - 2450 0 C.
4. צפיפות - 2.7 גרם/סמ"ק.
5. סריג הקריסטל הוא נפחי במרכז פנים, מתכת.
6. סוג החיבור - מתכת.

התכונות הפיזיקליות והכימיות של האלומיניום קובעות את תחומי היישום והשימוש בו. אם אנחנו מדברים על היבטים יומיומיים, אז המאפיינים שכבר דנו למעלה משחקים תפקיד גדול. כמתכת קלת משקל, עמידה ונגד קורוזיה, האלומיניום משמש בבניית מטוסים וספינות. לכן, חשוב מאוד להכיר את המאפיינים הללו.

תכונות כימיות של אלומיניום

מנקודת מבט כימית, המתכת המדוברת היא חומר מפחית חזק המסוגל להפגין פעילות כימית גבוהה תוך היותה חומר טהור. העיקר הוא להסיר את סרט התחמוצת. במקרה זה, הפעילות עולה בחדות.

התכונות הכימיות של אלומיניום כחומר פשוט נקבעות על ידי יכולתו להגיב עם:

• חומצות;
• אלקליות;
• הלוגנים;
• גוֹפרִית.

זה לא יוצר אינטראקציה עם מים בתנאים רגילים. במקרה זה, של הלוגנים, ללא חימום, הוא מגיב רק עם יוד. תגובות אחרות דורשות טמפרטורה.

ניתן לתת דוגמאות כדי להמחיש את התכונות הכימיות של האלומיניום. משוואות תגובות של אינטראקציה עם:

• חומצות- AL + HCL = AlCL 3 + H 2;
• אלקליות- 2Al + 6H 2 O + 2NaOH = Na + 3H 2;
• הלוגנים- AL + Hal = ALHal 3;
• אָפוֹר- 2AL + 3S = AL 2S 3.

באופן כללי, המאפיין החשוב ביותר של החומר המדובר הוא יכולתו הגבוהה לשחזר יסודות אחרים מהתרכובות שלהם.

יכולת התחדשות

התכונות המפחיתות של האלומיניום נראות בבירור בתגובות של אינטראקציה עם תחמוצות של מתכות אחרות. הוא מחלץ אותם בקלות מהרכב החומר ומאפשר להם להתקיים בצורה פשוטה. לדוגמה: Cr 2 O 3 + AL = AL 2 O 3 + Cr.

במטלורגיה קיימת שיטה שלמה לייצור חומרים המבוססים על תגובות דומות. זה נקרא אלומינותרמיה. לכן, בתעשייה הכימית אלמנט זה משמש במיוחד לייצור מתכות אחרות.

תפוצה בטבע

במונחים של שכיחות בין אלמנטים מתכתיים אחרים, האלומיניום נמצא במקום הראשון. הוא כלול בקרום כדור הארץ 8.8%. אם נשווה אותו ללא מתכות, אז המקום שלו יהיה שלישי, אחרי חמצן וסיליקון.

בשל פעילותו הכימית הגבוהה, הוא אינו נמצא בצורה טהורה, אלא רק כחלק מתרכובות שונות. לדוגמה, ישנם עפרות, מינרלים וסלעים ידועים רבים המכילים אלומיניום. עם זאת, הוא מופק רק מבוקסיט, שתכולתו בטבע אינה גבוהה במיוחד.

החומרים הנפוצים ביותר המכילים את המתכת המדוברת:

• ספירי שדה;
• בוקסיט;
• גרניטים;
• סיליקה;
• אלומינוסיליקטים;
• בזלת ואחרים.

בכמויות קטנות, אלומיניום נמצא בהכרח בתאים של אורגניזמים חיים. כמה מינים של אזובי מועדון ותושבים ימיים מסוגלים לצבור את האלמנט הזה בתוך גופם במהלך חייהם.

קַבָּלָה

התכונות הפיזיקליות והכימיות של האלומיניום מאפשרות להשיגו רק בדרך אחת: על ידי אלקטרוליזה של התכה של התחמוצת המתאימה. עם זאת, תהליך זה מורכב מבחינה טכנולוגית. נקודת ההיתוך של AL 2 O 3 עולה על 2000 0 C. בגלל זה, זה לא יכול להיות נתון לאלקטרוליזה ישירות. לכן, המשך כדלקמן.

תשואת המוצר היא 99.7%. עם זאת, אפשר להשיג מתכת טהורה עוד יותר, המשמשת למטרות טכניות.

בַּקָשָׁה

התכונות המכניות של האלומיניום אינן כל כך טובות עד שניתן להשתמש בו בצורתו הטהורה. לכן, לרוב משתמשים בסגסוגות המבוססות על חומר זה. יש הרבה כאלה, אתה יכול למנות את הבסיסיים ביותר.

1. Duralumin.
2. אלומיניום-מנגן.
3. אלומיניום-מגנזיום.
4. אלומיניום-נחושת.
5. סילומינים.
6. אביאל.

ההבדל העיקרי ביניהם הוא, באופן טבעי, תוספים של צד שלישי. כולם מבוססים על אלומיניום. מתכות אחרות הופכות את החומר ליותר עמיד, עמיד בפני קורוזיה, עמיד בפני שחיקה וקל לעיבוד.

ישנם מספר תחומי יישום עיקריים של אלומיניום, הן בצורה טהורה והן בצורת התרכובות שלו (סגסוגות).

יחד עם הברזל וסגסוגותיו, האלומיניום היא המתכת החשובה ביותר. שני הנציגים הללו של הטבלה המחזורית הם שמצאו את היישום התעשייתי הנרחב ביותר בידי אדם.

תכונות של אלומיניום הידרוקסיד

הידרוקסיד היא התרכובת הנפוצה ביותר שיוצרת אלומיניום. התכונות הכימיות שלו זהות לאלו של המתכת עצמה - היא אמפוטרית. זה אומר שהוא מסוגל להפגין אופי כפול, להגיב עם חומצות ועם אלקליות כאחד.

אלומיניום הידרוקסיד עצמו הוא משקע ג'לטיני לבן. זה מתקבל בקלות על ידי תגובה של מלח אלומיניום עם אלקלי או על ידי תגובה עם חומצות, הידרוקסיד זה נותן את המלח והמים המקבילים הרגילים. אם התגובה מתרחשת עם אלקלי, אז נוצרים קומפלקסים הידרוקסו של אלומיניום, שבהם מספר הקואורדינציה שלו הוא 4. דוגמה: Na - נתרן tetrahydroxoaluminate.