Vyuma ni mojawapo ya nyenzo zinazofaa zaidi kuchakatwa. Pia wana viongozi wao. Kwa mfano, mali ya msingi ya alumini imejulikana kwa watu kwa muda mrefu. Wanafaa sana kwa matumizi katika maisha ya kila siku kwamba chuma hiki kimekuwa maarufu sana. Ni nini sifa za alumini kama dutu rahisi na kama atomi, tutazingatia katika makala haya.
Historia ya ugunduzi wa alumini
Kwa muda mrefu, mwanadamu amejua kiwanja cha chuma kinachohusika - alum ya potasiamu. Ilitumiwa kama wakala wenye uwezo wa kuvimba na kuunganisha vipengele vya mchanganyiko pamoja; hii pia ilikuwa muhimu katika uvaaji wa bidhaa za ngozi. Uwepo wa oksidi safi ya alumini ulijulikana katika karne ya 18, katika nusu yake ya pili. Hata hivyo, hakuna dutu safi iliyopatikana.
Imefaulu kutenga chuma kutoka kwa kloridi yake kwa mara ya kwanza mwanasayansi H. K. Oersted. Ni yeye aliyetibu chumvi kwa amalgam ya potasiamu na kutenga unga wa kijivu kutoka kwa mchanganyiko huo, ambao ulikuwa alumini katika umbo lake safi.
Kisha ikawa wazi kwamba sifa za kemikali za alumini huonyeshwa katika shughuli zake za juu, uwezo mkubwa wa kupunguza. Kwa hivyo, hakuna mtu mwingine aliyefanya kazi naye kwa muda mrefu.
Hata hivyo, mnamo 1854, Mfaransa Deville aliweza kupata ingo za chuma kwa kuyeyusha umeme. Njia hii bado inafaa leo. Hasa uzalishaji mkubwa wa nyenzo za thamani ulianza katika karne ya 20, wakati matatizo ya kupata kiasi kikubwa cha umeme katika makampuni ya biashara yalitatuliwa.
Leo, chuma hiki ni mojawapo ya maarufu na kutumika katika sekta ya ujenzi na kaya.
Sifa za jumla za atomi ya alumini
Ikiwa tutaangazia kipengele kinachozingatiwa kwa nafasi yake katika mfumo wa muda, tunaweza kubainisha pointi kadhaa.
- Nambari ya kawaida - 13.
- Inapatikana katika kipindi cha tatu kidogo, kikundi cha tatu, kikundi kikuu.
- Misa ya atomiki - 26, 98.
- Idadi ya elektroni za valence - 3.
- Usanidi wa safu ya nje unaonyeshwa kama 3s23p1.
- Jina la kipengele ni alumini.
- Sifa za chuma ni kali.
- Haina isotopu katika asili, ipo katika umbo moja tu, yenye idadi ya molekuli ya 27.
- Alama ya kemikali ni AL, inayosomeka kama "alumini" katika fomula.
- Hali ya oksidi ni moja, sawa na +3.
Sifa za kemikali za alumini huthibitishwa kikamilifu na muundo wa kielektroniki wa atomi yake, kwa sababu ikiwa na kipenyo kikubwa cha atomi na mshikamano wa elektroni, inaweza kufanya kazi kama wakala wenye nguvu wa kupunguza, kama metali zote amilifu.
Alumini kama dutu rahisi: sifa halisi
Tukizungumza kuhusu alumini, vipidutu rahisi, ni metali ya fedha-nyeupe inayong'aa. Katika hewa, ni oxidizes haraka na inafunikwa na filamu mnene ya oksidi. Jambo hilo hilo hufanyika na kitendo cha asidi iliyokolea.
Kuwepo kwa kipengele kama hicho hufanya bidhaa zilizotengenezwa kwa chuma hiki kustahimili kutu, ambayo, bila shaka, ni rahisi sana kwa watu. Kwa hiyo, ni alumini ambayo hupata matumizi makubwa katika ujenzi. Mali ya dutu pia ni ya kuvutia kwa kuwa chuma hiki ni nyepesi sana, huku kikiwa na nguvu na laini. Mchanganyiko wa sifa kama hizi haupatikani kwa kila dutu.
Kuna sifa kadhaa za kimsingi ambazo ni tabia ya alumini.
- Kiwango cha juu cha kutoweza kuharibika na upenyo. Karatasi nyepesi, yenye nguvu na nyembamba sana imetengenezwa kutoka kwa chuma hiki, pia inakunjwa kuwa waya.
- Kiwango myeyuko - 660 0C.
- Kiwango cha mchemko - 2450 0C.
- Uzito - 2.7 g/cm3.
- Miani ya kioo yenye kiasi cha uso katikati, ya chuma.
- Aina ya muunganisho - chuma.
Sifa za kimwili na kemikali za alumini huamua maeneo ya matumizi na matumizi yake. Ikiwa tunazungumza juu ya mambo ya kila siku, basi sifa ambazo tayari tumezingatia hapo juu zina jukumu kubwa. Kama chuma chepesi, cha kudumu na cha kuzuia kutu, alumini hutumiwa katika ujenzi wa ndege na meli. Kwa hivyo, sifa hizi ni muhimu sana kujua.
Sifa za kemikali za alumini
Kwa mtazamokemia, chuma kinachohusika ni kinakisishaji chenye nguvu ambacho kinaweza kuonyesha shughuli nyingi za kemikali, kuwa dutu safi. Jambo kuu ni kuondokana na filamu ya oksidi. Katika hali hii, shughuli huongezeka sana.
Sifa za kemikali za alumini kama dutu rahisi hubainishwa na uwezo wake wa kuitikia na:
- asidi;
- alkali;
- halojeni;
- kijivu.
Haiingiliani na maji katika hali ya kawaida. Wakati huo huo, kutoka kwa halojeni, bila inapokanzwa, humenyuka tu na iodini. Maitikio mengine yanahitaji halijoto.
Inawezekana kutoa mifano inayoonyesha sifa za kemikali za alumini. Milinganyo ya majibu ya mwingiliano na:
- asidi - AL + HCL=AlCL3 + H2;
-
alkali - 2Al + 6H2O + 2NaOH=Na[Al(OH)4] + 3H 2;
- halojeni - AL + Hal=ALHal3;
- kijivu - 2AL + 3S=AL2S3..
Kwa ujumla, sifa muhimu zaidi ya dutu inayohusika ni uwezo wake wa juu wa kurejesha vipengele vingine kutoka kwa misombo yao.
Uwezo wa kurejesha
Sifa za kupunguza za alumini hufuatiliwa vyema katika athari za mwingiliano na oksidi za metali nyingine. Inawaondoa kwa urahisi kutoka kwa utungaji wa dutu na inaruhusu kuwepo kwa fomu rahisi. Kwa mfano: Cr2O3 + AL=AL2O3 + Cr.
Katika madini, kuna mbinu nzima ya kupata dutu,kulingana na majibu kama haya. Inaitwa aluminothermy. Kwa hivyo, katika tasnia ya kemikali, kipengele hiki hutumika kwa usahihi kupata metali nyingine.
Enea kwa asili
Kwa upande wa kuenea kati ya vipengele vingine vya chuma, alumini huchukua nafasi ya kwanza. Maudhui yake katika ukoko wa dunia ni 8.8%. Ikilinganishwa na zisizo za metali, basi nafasi yake itakuwa ya tatu, baada ya oksijeni na silicon.
Kutokana na shughuli zake nyingi za kemikali, haipatikani katika umbo lake safi, lakini kama sehemu ya misombo mbalimbali. Kwa hiyo, kwa mfano, kuna ores nyingi, madini, miamba, ambayo ni pamoja na alumini. Hata hivyo, huchimbwa tu kutoka kwa bauxite, ambayo maudhui yake si ya juu sana kimaumbile.
Vitu vya kawaida vilivyo na chuma kinachohusika:
- feldspars;
- bauxtes;
- granites;
- silika;
- aluminosilicates;
- bas alts na nyinginezo.
Kwa kiasi kidogo, alumini lazima iwe sehemu ya seli za viumbe hai. Baadhi ya aina za mosi wa kilabu na viumbe wa baharini wanaweza kukusanya kipengele hiki ndani ya miili yao wakati wa maisha yao.
Pokea
Sifa halisi na kemikali za alumini hurahisisha kuipata kwa njia moja tu: kwa kielektroniki cha kuyeyuka kwa oksidi inayolingana. Walakini, mchakato huu ni ngumu kiteknolojia. Kiwango myeyuko cha AL2O3 ni zaidi ya 2000 0C. Kwa sababu ya hili, haiwezi kuwa electrolyzed moja kwa moja. Kwa hiyoendelea kama ifuatavyo.
- Bauxite huchimbwa.
- Zisafishe kutokana na uchafu, ukiacha oksidi ya alumini pekee.
- Kisha kriolite inayeyuka.
- Ongeza oksidi hapo.
- Mchanganyiko huu umetiwa umeme na alumini safi na dioksidi kaboni hupatikana.
Mapato ya bidhaa ni 99.7%. Hata hivyo, inawezekana kupata chuma safi zaidi, ambacho hutumika kwa madhumuni ya kiufundi.
Maombi
Sifa za kiufundi za alumini si nzuri vya kutosha kutumika katika umbo lake safi. Kwa hiyo, aloi kulingana na dutu hii hutumiwa mara nyingi. Zipo nyingi, tunaweza kutaja zile za msingi zaidi.
- Duralumin.
- Alumini-manganese.
- Alumini-magnesiamu.
- Alumini-shaba.
- Silumini.
- Avial.
Tofauti yao kuu ni, bila shaka, viungio vya watu wengine. Wote ni msingi wa alumini. Metali nyingine hufanya nyenzo kudumu zaidi, kustahimili kutu, sugu na inayoweza kutengenezwa.
Kuna maeneo kadhaa kuu ya uwekaji wa alumini katika umbo safi na katika muundo wa misombo yake (aloi).
- Kwa ajili ya kutengenezea waya na foil zinazotumika nyumbani.
- Kutengeneza kupika.
- Sekta ya ndege.
- Ujenzi wa meli.
- Ujenzi na usanifu.
- Sekta ya Anga.
- Vinu vya mitambo vya ujenzi.
Pamoja na chuma na yakealoi za alumini - chuma muhimu zaidi. Ni wawakilishi hawa wawili wa mfumo wa muda ambao wamepata matumizi makubwa zaidi ya viwanda mikononi mwa binadamu.
Sifa za hidroksidi ya alumini
Hydroksidi ndicho kiwanja kinachojulikana zaidi ambacho huunda alumini. Mali yake ya kemikali ni sawa na yale ya chuma yenyewe - ni amphoteric. Hii ina maana kwamba ina uwezo wa kuonyesha hali mbili, ikitenda pamoja na asidi na alkali.
Alumini hidroksidi yenyewe ni mvua ya rojorojo nyeupe. Ni rahisi kuipata kwa kuitikia chumvi ya alumini na alkali au hidroksidi ya amonia. Inapoguswa na asidi, hidroksidi hii hutoa chumvi na maji ya kawaida yanayolingana. Majibu yakiendelea kwa alkali, basi haidroxocompleksi za alumini huundwa, ambapo nambari yake ya uratibu ni 4. Mfano: Na[Al(OH)4] - tetrahydroxoaluminate ya sodiamu.
