Алюминий и его соединения Подготовил Доценко Алексей 9А Положение алюминия в периодической системе химических элементов Электронное строение алюминия и свойства - Алюминий проявляет парамагнитные свойства. Алюминий на воздухе быстро образует прочные оксидные плёнки, защищающие поверхность от дальнейшего взаимодействия, поэтому устойчив к коррозии.
Физические свойства алюминия - Алюминий – лёгкий металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.
- Температура плавления 660оС, температура кипения 1450оС, плотность алюминия 2,7 г/см3.
- Алюминий — один из наиболее ценных цветных металлов для вторичной переработки. На протяжении последних лет, цена на лом алюминия в пунктах приема непреклонно растет.
Нахождение алюминия в природе - Алюминий — самый распространенный металл в природе, и 3-й по распространенности среди всех элементов (после кислорода и кремния). Содержание в земной коре — около 8%.
В природе алюминий встречается в виде соединений: - Бокситы Al2O3 · H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3) — гидрат оксида алюминия.
- Корунд Al2O3. Красный
корунд называют рубином, синий корунд называют сапфиром.
Корунд
Бокситы
Способы получения алюминия - Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. Поэтому традиционные способы получения алюминия восстановлением из оксида протекая требуют больших затрат энергии. Для промышленного получения алюминия используют процесс Холла-Эру. Для понижения температуры плавления оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите (при температуре 960-970оС) Na3AlF6, а затем подвергают электролизу с углеродными электродами. При растворении в расплаве криолита оксид алюминия распадается на ионы: Al2O3 → Al3+ + AlO33-
На катоде происходит восстановление ионов алюминия: Al3+ +3e → Al0 На аноде происходит окисление алюминат-ионов: 4AlO33- — 12e → 2Al2O3 + 3O2 Суммарное уравнение электролиза расплава оксида алюминия:2Al2O3 → 4Al + 3O2 - Лабораторный способ получения алюминия заключается в восстановлении алюминия из
безводного хлорида алюминия металлическим калием: AlCl3 + 3K → Al + 3KCl Химические свойства алюминия - Алюминий – сильный восстановитель. Поэтому он реагирует со многими неметаллами.
- Алюминий реагирует с галогенами с образованием галогенидов: 2Al + 3I2 → 2AlI3
- Алюминий реагирует с серой с образованием сульфидов: 2Al + 3S → Al2S3
- Алюминий реагируют с фосфором . При этом образуются бинарные соединения — фосфиды: Al + P → AlP
- С азотом алюминий реагирует при нагревании до 1000оС с образованием нитрида: 2Al + N2 → 2AlN
- Алюминий реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия: 4Al + 3C → Al4C3
Оксид алюминия можно получить различными методами: Горением алюминия на воздухе: 4Al + 3O2 → 2Al2O3 Разложением гидроксида алюминия при нагревании: 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O Оксид алюминия можно получить разложением нитрата алюминия: 4Al(NO3)3 → 2Al2O3 + 12NO2 + 3O2 Химические свойства оксида алюминия - При взаимодействии оксида алюминия с основными оксидами образуются соли-алюминаты.
- Оксид алюминия взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—алюминаты, а в растворе – комплексные соли. При этом оксид алюминия проявляет кислотные свойства.
- Оксид алюминия не взаимодействует с водой.
- Оксид алюминия взаимодействуетс кислотными оксидами (сильных кислот). При этом образуются соли алюминия. При этом оксид алюминия проявляет основные свойства.
- Оксид алюминия взаимодействует с растворимыми кислотами с образованием средних и кислых солей.
- Оксид алюминия проявляет слабые окислительные свойства.
- Электрический ток восстанавливает алюминий из оксида (производство алюминия): 2Al2O3 → 4Al + 3O2
- Оксид алюминия — твердый, нелетучий. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении.
Гидроксид алюминия Способы получения - Гидроксид алюминия можно получить действием раствора аммиака на соли алюминия.
- Пропусканием углекислого газа, сернистого газа или сероводорода через раствор тетрагидроксоалюмината натрия
- Гидроксид алюминия можно получить действием недостатка щелочи на избыток соли алюминия.
- Также гидроксид алюминия образуется при взаимодействии растворимых солей алюминия с растворимыми карбонатами, сульфитами и сульфидами. Сульфиды, карбонаты и сульфиты алюминия необратимо гидролизуются в водном растворе.
- Хлорид алюминия реагирует с сульфидом натрия с образованием гидроксида алюминия, сероводорода и хлорида натрия
- Гидроксид алюминия реагирует с растворимыми кислотами. При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов и типа соли.
- Гидроксид алюминия взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот.
- Гидроксид алюминия взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—алюминаты, а в растворе – комплексные соли. При этом гидроксид алюминия проявляет кислотные свойства.
- Гидроксид алюминия разлагается при нагревании: 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
|
Скачать 0.64 Mb.