Алюминий,алынуы,физ.және хим.қасиеттері,қолданылуы,маңызды қосылыстары.

Алюминий (лат. Aluminium),– ашудас, Al – элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы химиялық элемент, рет нөмірі 13, атомдық массасы 26,9815. Бір тұрақты изотопы бар. Жер қыртысында таралуы бойынша элементтер арасында 4, металдар арасында 1-ші орында. Табиғатта жүздеген минералдары кездеседі, оның көпшілігі – алюмосиликаттар болып келеді. Алюминий латынша Alumіnіum; алюминий алу үшін пайдаланылатын негізгі шикізат – боксит.Al2O3*XH2O. Алюминийді бос күйінде алғаш рет 1825 жылы даниялық физик Ханс Кристиан Эрстед алған.
Алынуы. Алюминий алудағы технологияның бас міндеті осы қоспалардан арылу. Бокситтен алюминий алудың 2 сатысы бар.
1.Бокситтен глинозем (Al2O3) алу
Глиноземнен алюминий алу.
Бірінші сатыны өткізу үшін Байер ұсынған сілтілік әдісті қолданады, ол үшін бокситті ұсатып, автоклавка салып, NaOH-не Na2CO3 ерітіндісімен шаяды,сонда:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O реакцияның нәтижесінен Al алюминат түрінде ерітіндіге көшіп, SiO2 мен Fe2O3 тұнбада қалады.
Енді алюминат ерітіндісін су араластырып, сұйылтса, ол гидролизденеді:
NaAlO2+2H2O=NaOH+AlOH3 тұнба түзіледі.
Кристалданған AlOH3 сүзіп алып, айналмалы пеште 1200С-та суынан айырады:
2AlOH3=Al2O3+3H2O қалған NaOH қайтадан процесске қосылады.
Балқымада алюминий оксиді диссиоциацияланады:
Al2O3=Al3+ + AlO3 3-
Катодта алюминий катиондары тотықсызданады:
2Al3+ + 3e= Al
Физикалық қасиеттері. Алюминий – күміс түсті ақ металл, жылуды және электр тогын жақсы өткізеді, созуға, соғуға икемді, меншікті салмағы 2,7 г/см3; балқу температурасы 660ӘС, қайнау температурасы 2500ӘС; коррозияға берік, қалыпты температурада тұрақты, себебі бетіндегі алюминий оксидінен тұратын жұқа қабыршақ оны тотығудан қорғайды.
Химиялық қасиеттері. Алюминий-активті металл, қалыпты темп.галогендермен әрекеттесіп, галидтер түзеді: 2Al+3Cl2=2AlCl3
Ұсақталған алюминийді қыздырғанда: 4Al+3O2=2Al2O3 дельтаH=-1670 кДж
Алюминий өте қатты қыздырғанда (800-1000С)
2Al+3S=Al2S3 алюминий сульфиді
2Al+ N2=2AlN алюминий нитриді
Өте жоғары темп-да 2000С 4Al+3C=Al4C3 алюминий карбиді
Түзілген алюминий карбиді сумен әрекеттесіп, гидролизденіп, метанды бөліп щығарады:
Al4C3+12HOH=4Al(OH)3+3CH4
Аl H2-мен тікелей әрекеттеспейді. Ал оның гидридін басқа әдіспен алуға болады, ол ақ түсті аморфты зат. Ол суда өзгермейді, себебі оның сыртындағы оксид қабаты металды еруден сақтап тұрады, оксидтен тазартылған алюминий сумен қуатты түрде әрекеттесіп сутегін ығыстырып шығарады: 2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2
Алюминий амфотерлі, сондықтан қышқылдармен,сілтілермен әрекеттесіп, тұздар мен сутек түзеді: 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
2Al+6KOH+6H2O=2K3[Al(OH)6]+3H2
Сыртында қорғаныш қабаты түзілетіндіктен, Al суық азот қыщқылында және конц. Күкірт қышқылында пассивтеледі,әрі қарай әрекеттеспейді.
Алюминий металл оксидтерімен әрекеттескенде өте көп жылу бөлінеді де темп.-да 1200-2000С дейін жоғарылап, түзілген металл балқып кетеді.
Алюминий хромды, марганецті, ванадийді, т.б. Металдарды қосылыстарынан тотықсыздандырады: 2Al+Cr2O3=Al2O3+2Cr
Алюминий қосылыстары: Al2O3 суда ерімейтін, ақ түсті кристалды зат. Амфотерлі қасиет көрсетеді. Ол корунд д.а. Минерал түрінде кездеседі. Қоспасы көп корундты наждак д.а. Құрамында Cr2O3 бар, қызыл қоңыр түсті корундтің түрі рубин д.а. Алюминий оксиді суда ерімейтіндіктен, Al(OH)3-ін алюминий тұздарына эквивалентті мөлшердегі сілтімен әрекет ету арқылы алады:
Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO4
Алюминий гидроксиді суда ерімейтін әлсіз негіз. Ол амфотерлік қасиеттері болғандықтан әрі қышқылдарда, әрі сілтілерде ериді: Al(OH)3+3HNO3=Al(NO3)3+H2O
Al(OH)3+3KOH=K3- [Al(OH)6]
Алюминий гидроксидін сілтілермен қосып балқытқанда орта-алюминаттар немесе металлалюминаттар түзіледі
Al(OH)3+3KOH=K3AlO3+3H2O
Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O
Алюминий тұздары түссіз болады, өйткені олардың құрамына кіретін алюиминий катионының түсі болмайды, тұздары суда жаксы ериді және судағы ерітінділерінде гидролизденеді
Алюминий катионы мен әлсіз қышқылдардың тұздары толықтай гидролизденіп, алюминий гидроксидімен сәйкес қышқылдар түзеді
Al2S3+6H2O= 2Al(OH)3+3H2S
Al(CH3COO)3+ 3H2O= Al(OH)3+ 3 CH3COOH
Алюминийдің практикалық маңызы бар тұздарына алюминий хлориді алюминий сульфаты Al2(SO4)3* 18H2O және алюминий ашудастары Kal(SO4)2*18H2O жатады
Қолданылуы: алюминий мен оның құймалары авиация және автомобиль жасау өнеркәсіптерінде, құрылыста, қорғаныс ісінде көпірлер жасауға кең қолданылады Алюминий электр тоғын жақсы өткізеді, одан көп мөлшерде электр сымдарын жасайды Алюминий оксидінің бөгде қоспасы бар басым түрі-наждак заттардың бетін тегістеуге,тазартуға ал рубин дәл приборлар,сағаттар жасайтын өнеркәсіптерде қолданылады
Алюминий сульфаты су тазартуда кейбір кағаздар жасауда қолданылады