🗊 Алюминий 

Алюминий 

Структура презентации Положение в таблице Получение Физические свойства Химические свойства Нахождение в природе Производство Применение

Положение в таблице Алюми́ний —элемент главной подгруппы третьей группы третьего периода периодической системы химических элементов Д. И . Менделеева, атомный номер 13. Обозначается символом Al (от лат. Aluminium). Относится к группе легких металлов. Наиболее распространённый металл и третий по распространённости (после кислорода и кремния) химический элемент в земной коре.

Получение Впервые алюминий был получен Гансом Эрстедом в 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути. Получение Современный метод получения был разработан независимо американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру в 1886 году. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием графитовых электродов. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке.

Физические свойства Металл серебристо-белого цвета, лёгкий, плотность — 2,7 г/см³, температура плавления у технического алюминия — 658 °C, у алюминия высокой чистоты — 660 °C, удельная теплота плавления — 390 кДж/кг, температура кипения — 2500 °C, удельная теплота испарения — 10,53 МДж/кг, временное сопротивление литого алюминия — 10-12 кг/мм², деформируемого — 18-25 кг/мм², сплавов — 38-42 кг/мм². Твёрдость по Бринеллю — 24-32 кгс/мм², высокая пластичность: у технического — 35 %, у чистого — 50 %, прокатывается в тонкий лист и даже фольгу. Алюминий обладает высокой электропроводностью (0,0265 мкОм*м) и теплопроводностью (1,24*10−3 Вт/(м*К)), 65 % от электропроводности меди, обладает высокой светоотражательной способностью. Слабый парамагнетик. Температурный коэффициент линейного расширения 24,58*10−6 К−1 (20-200 °C). Алюминий образует сплавы почти со всеми металлами. Наиболее известны сплавы с медью и магнием (дюралюминий) и кремнием (силумин).

Химические свойства При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной плёнкой и потому не реагирует с классическими окислителями: с H2O (t°);O2, HNO3 (без нагревания). Благодаря этому алюминий практически не подвержен коррозии и потому широко востребован современной индустрией. Однако при разрушении оксидной плёнки (например, при контакте с растворами солей аммония NH4+, горячими щелочами или в результате амальгамирования), алюминий выступает как активный металл-восстановитель. Легко реагирует с простыми веществами: кислородом, галогенами. С другими неметаллами реагирует при нагревании с: серой, азотом, углеродом. Со сложными веществами с: водой, щелочами

Нахождение в природе Природный алюминий состоит практически полностью из единственного стабильного изотопа 27Al со следами 26Al, радиоактивного изотопа с периодом полураспада 720 тыс. лет, образующегося в атмосфере при бомбардировке ядер аргона протонами космических лучей. По распространённости в природе занимает 1-е среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Процент содержания алюминия в земной коре по данным различных исследователей составляет от 7,45 до 8,14 % от массы земной коры. В природе алюминий в связи с высокой химической активностью встречается почти исключительно в виде соединений. Некоторые из них:

Производство К императору Тиберию (42 год до н. э. — 37 год н. э.)пришел один ювелир и показал ему тарелку сделанную из Al. Ювелир сказал, что только он знает способ создания такого метала из глины. Император испугался, что этот метал может обесценить золото и серебро. Поэтому приказал казнить ювелира.

Применение

Основной недостаток Основной недостаток алюминия как конструкционного материала малая прочность, поэтому его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий). Благодаря комплексу свойств широко распространён в тепловом оборудовании. Алюминий и его сплавы сохраняют прочность при сверхнизких температурах. Благодаря этому он широко используется в криогенной технике.