Ალუმინის ფუნქციები. ალუმინის: ზოგადი

თითოეული ქიმიური ელემენტი, შეიძლება ჩაითვალოს, რომ თვალსაზრისით სამი მეცნიერებები: ფიზიკა, ქიმია და ბიოლოგია. ამ სტატიაში შევეცდებით, როგორც მჭიდროდ შესაძლებელია დამახასიათებელი ალუმინის. ეს ელემენტი, რომელიც არის მესამე ჯგუფის და მესამე პერიოდში, პერიოდული ცხრილი. ალუმინის - რკინის, რომელსაც აქვს საშუალო რეაქტიულობა. ასევე შესაძლებელია, რომ დაიცვან კავშირები amphoteric თვისებები. ალუმინის ატომური წონა ოცდაექვსი გრამი mole.

ფიზიკური მახასიათებლები ალუმინის

ნორმალურ პირობებში, ეს არის კარგი. ალუმინის ფორმულა ძალიან მარტივია. იგი შედგება ატომებისგან (არ გაერთიანდნენ მოლეკულა), რომლებიც შეესაბამება დახმარებით კრისტალური მესრის მყარი ნივთიერება. ალუმინის ფერი - ვერცხლისფერი თეთრი. გარდა ამისა, მას აქვს მეტალის luster, ისევე, როგორც ნებისმიერი სხვა ნივთიერებების ამ ჯგუფში. ფერი რკინის გამოიყენება მრეწველობის, შეიძლება იყოს სხვადასხვა გამო თანდასწრებით მინარევებისაგან, მსუბუქი. ეს არის საკმაოდ მსუბუქი ლითონის. მისი სიმკვრივე ტოლია 2,7 გ / სმ 3, ანუ ეს არის დაახლოებით სამჯერ უფრო მსუბუქია, ვიდრე რკინის. ამ მას შეუძლია მისცეს გზა გარდა იმისა, რომ მაგნიუმის, რომელიც ბევრად უფრო ადვილია, რომ რკინის კითხვა. სიხისტე ალუმინის საკმაოდ დაბალია. ის, რომ იგი იძლევა ყველაზე ლითონები. ალუმინის სიმტკიცე მხოლოდ ორი წლის Mohs მასშტაბით. აქედან გამომდინარე, მისი მოგების საფუძველზე ლითონის შენადნობები დასძინა რთული.

ალუმინის დნობის ხდება ტემპერატურა მხოლოდ 660 გრადუსი. და ის იწყებს boil გაცხელების ტემპერატურა ორი ათას ოთხასი ორმოცდათორმეტი გრადუსი. ეს არის ძალიან დრეკადია და fusible ლითონის. ამ ფიზიკური დამახასიათებელი ალუმინის მთავრდება. მიუხედავად ამისა, უნდა აღინიშნოს, რომ აქტიური ლითონის აქვს საუკეთესო შემდეგ სპილენძის და ვერცხლის გამტარობის.

გავრცელების ბუნება

ალუმინის მახასიათებლები, რომელიც ჩვენ გამომდინარე, საკმაოდ გავრცელებული გარემოში. ჩანს, შემადგენლობაში ბევრი მინერალები. ალუმინის ელემენტი - მეოთხე შორის ყველაზე გავრცელებული ბუნებაში. მისი წონა ფრაქციას დედამიწის ქერქი თითქმის ცხრა პროცენტი. ძირითადი მინერალების იმყოფებიან შემადგენლობა ატომებს bauxite, ალუმინის, cryolite. პირველი - როკ ფორმირება, რომელიც შედგება რკინის ოქსიდები, სილიკონი და რკინის კითხვა, ასევე სტრუქტურა წყლის მოლეკულების იმყოფება. მას აქვს არაერთგვაროვანი შეღებვა: ნაცრისფერი ფრაგმენტები, მოწითალო ყავისფერი ან სხვა ფერები, რომელიც დამოკიდებული თანდასწრებით სხვადასხვა მინარევებისაგან. ოცდაათი სამოცი პროცენტი ჯიშის - ალუმინის, რომლის ფოტო ჩანს ზემოთ. ეს არის ასევე ძალიან გავრცელებული ბუნებაში მინერალური ალუმინის.

ეს ალუმინის. მისი ქიმიური ფორმულა - Al2O3. მან შეიძლება ჰქონდეს წითელი, ყვითელი, ლურჯი და ყავისფერი. მისი სიმტკიცე შესახებ Mohs მასშტაბით ცხრა ერთეული. სახეობის კორუნდი აღსანიშნავია საფირონები და rubies, leicosapphires და padparadzha (ყვითელი sapphire).

Cryolite - მინერალური რომელსაც უფრო რთული ქიმიური ფორმულა. იგი შედგება fluorides ალუმინის და ნატრიუმის - AlF3 • 3NaF. როგორც ჩანს, უფერო ან ნაცრისფერი ქვის, აქვს დაბალი სიხისტე - სამივე შესახებ Mohs მასშტაბით. დღევანდელ მსოფლიოში, ეს არის სინთეზირებული ხელოვნურად ლაბორატორიაში. იგი გამოიყენება მეტალურგიაში.

ასევე ალუმინის გვხვდება ბუნებაში, როგორც ნაწილი თიხა, რომელიც ძირითადი კომპონენტია სილიციუმის და ოქსიდების ლითონის უკავშირდება წყლის მოლეკულების. გარდა ამისა, ქიმიური ელემენტი შეიმჩნევა შემადგენლობის nepheline, ქიმიური ფორმულა, რომელიც ასეთია: KNa3 [AlSiO4] 4.

მიღება

ალუმინის განხილვის თვისებები მეთოდების მის სინთეზს. არსებობს რამდენიმე მეთოდი. წარმოების ალუმინის პირველი მეთოდი ხდება სამ ეტაპად. ბოლო ეს არის პროცედურა ელექტროლიზის on კათოდური და ნახშირბადის ანოდი. ახორციელებს ასეთი პროცესი მოითხოვს, ალუმინის ოქსიდის, და დამხმარე, როგორიცაა cryolite (ფორმულა - Na3AlF6) და კალციუმის ფტორს (CaF2). იმისათვის, რომ მოხდეს რღვევა დაიშალა ალუმინის, აუცილებელია, რომ molten cryolite და კალციუმის ფტორიდის თბება, რომ ტემპერატურა მინიმუმ ცხრაას ორმოცდაათი გრადუსი, და შემდეგ გაიარა მიმდინარე ამ ნივთიერებების ოთხმოცი ათასი amperes და ძაბვის მოსდევენ რვა ვოლტი. ამრიგად, პროცესი მოაგვაროს ალუმინის კათოდური და ჟანგბადის მოლეკულების იქნება შეგროვებული ანოდზე, რაც თავის მხრივ იჟანგება ანოდი და დააკონვერტიროთ ის ნახშირორჟანგი. ადრე ახორციელებს ამ პროცედურას bauxite, რომელიც სახით ალუმინის ოქსიდის მოიპოვება, წინასწარ გაწმენდა მინარევებისაგან, და გადის პროცესში დეჰიდრატაცია.

ალუმინის წარმოება აღწერილი ზემოთ არის ძალიან გავრცელებული მეტალურგია. ასევე არსებობს მეთოდი, გამოიგონეს 1827 F. ვოლერმა. ეს მდგომარეობს იმაში, რომ ალუმინის შეიძლება მოპოვებული მიერ ქიმიური რეაქცია შორის ქლორიდის და კალიუმის. განახორციელოს ასეთი პროცესი შეიძლება იყოს მხოლოდ ის სახით განსაკუთრებული პირობების ძალიან მაღალი ტემპერატურა და ვაკუუმი. ამგვარად, ერთი mole ქლორიდი და თანაბარი მოცულობის კალიუმის შეიძლება მომზადებული ერთი mole ალუმინის და სამი moles კალიუმის ქლორიდი , როგორც byproduct. ეს რეაქცია შეიძლება გამოიხატოს როგორც ეს განტოლება: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. ეს მეთოდი არ მოიპოვა ბევრი პოპულარობა ინდუსტრიაში.

ალუმინის ფუნქციების თვალსაზრისით ქიმიის

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ეს არის მარტივი ნივთიერება, რომელიც შედგება ატომებისგან, რომლებიც არ არის ორგანიზებული მოლეკულა. მსგავსი სტრუქტურები ჩამოყალიბდა თითქმის ყველა ლითონები. ალუმინის აქვს შედარებით მაღალი რეაქტიულობა და ძლიერი შემცირების თვისებები. ქიმიური დახასიათება ალუმინის დაიწყება აღწერა მისი რეაქციები სხვა მარტივი ნივთიერება, როგორც იქნება აღწერილი შემდგომი ურთიერთქმედების რთული არაორგანული ნაერთების.

ალუმინის და მარტივი ნივთიერებების

ესენია, პირველ რიგში, ჟანგბადის - ყველაზე გავრცელებული ნაერთის დამოკიდებული. მისი ოცი პროცენტი დედამიწის ატმოსფერო შედგება. რეაქცია ნივთიერება ნებისმიერ სხვა ცნობილი როგორც ჟანგვის, ან იწვის. ეს ჩვეულებრივ ხდება მაღალი ტემპერატურა. მაგრამ იმ შემთხვევაში, ალუმინის შეიძლება დაჟანგვის ნორმალური ოპერაციული პირობები - ასე ჩამოყალიბდა ოქსიდი ფილმი. თუ აქტიური ლითონის გაანადგურა, ეს იქნება დამწვრობა, რითაც გათავისუფლების დიდი რაოდენობით ენერგია, როგორც სითბო. ახორციელებს რეაქცია შორის ალუმინის და ჟანგბადის უნდა ამ კომპონენტის მოლური თანაფარდობა 4: 3, რომლის დროსაც ორ ნაწილად მისაღებად ოქსიდი.

ეს ქიმიური რეაქცია გამოიხატება შემდეგ განტოლება: 4AІ + 3O2 = 2AІO3. ასევე ალუმინის შეიძლება რეაგირებს halogens რომელიც მოიცავს fluorine, იოდი, ბრომი და ქლორი. სახელები ამ პროცესების გააჩნია შესაბამისი ჰალოგენის: fluorination, iodination, bromination და დაქლორვა. ეს არის ტიპიური შეუღლების რეაქცია.

მაგალითად, ჩვენ რეაგირებს ალუმინის ქლორის. ამ სახის პროცესი შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ცივი.

ამდენად, აღების ორი moles ალუმინის და სამი moles ქლორი, რათა ორი moles ლითონის ქლორიდი. განტოლება ეს რეაქცია ასეთია: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3. ანალოგიურად, ეს შესაძლებელია ალუმინის ფტორს, ბრომიდის და იოდიდის იგი.

On ნაცრისფერი ნივთიერების კითხვა რეაგირებს მხოლოდ მაშინ, როცა თბება. ახორციელებს ურთიერთქმედების ორი ნაერთების აუცილებელია იმისათვის, რომ მათ მოლური პროპორციები ორი სამი და ერთი ნაწილი სულფიდური ჩამოყალიბდა ალუმინის. რეაქციაზე განტოლება ასეთია: 2Al + 3S = Al2S3.

გარდა ამისა, მაღალი ტემპერატურა და ალუმინის რეაგირებს ნახშირბადის შექმნან კარბიდი და აზოტის შექმნან nitride. შეიძლება მოჰყავთ შემდეგი ქიმიური რეაქცია განტოლება: 4AІ + 3C = AІ4S3; 2Al + 2 = 2AlN.

ურთიერთქმედება რთული ნივთიერებები

ეს მოიცავს წყლის, მარილების, მჟავების, ბაზები, ოქსიდები. ყველა ქიმიური ნაერთების ალუმინის რეაგირებს სხვაგვარად. მოდით შევხედოთ დეტალურად თითოეულ შემთხვევაში.

რეაქცია წყლით

ყველაზე გავრცელებული ნივთიერება დედამიწაზე ალუმინის კომპლექსი ურთიერთქმედებს გათბობა. ეს ხდება მხოლოდ მაშინ, როცა წინასწარი მოხსნა ოქსიდი ფილმი. ურთიერთქმედების amphoteric ჰიდროქსიდი იქმნება და წყალბადის ჰაერში. აღების ორ ნაწილად ალუმინის და ექვს ნაწილად წყალი, ვიღებთ ჰიდროქსიდი და წყალბადის in a მოლური თანაფარდობა ორ-სამ. ეს რეაქცია განტოლება იწერება შემდეგნაირად: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

ურთიერთქმედება მჟავების, ბაზებისა და ოქსიდების

ისევე როგორც სხვა აქტიური ლითონები, ალუმინის შეუძლია ჩაერთოს ცვლილება რეაქცია. აქედან გამომდინარე, შეიძლება გადაადგილებულ წყალბადის მჟავა ან პასიური რკინის მოხსნისათვის მარილი შესახებ. შედეგად ამ ურთიერთქმედების ალუმინის მარილი იქმნება და წყალბადის ხდება (იმ შემთხვევაში, მჟავა) და დააჩქარა რკინის net (ერთი, რომ არის ნაკლებად აქტიური, ვიდრე განიხილება). მეორე შემთხვევაში, და ცხადი დამწევ როგორც ზემოთ აღინიშნა. ერთ-ერთი მაგალითია ურთიერთქმედების ალუმინის მარილმჟავა, სადაც ალუმინის ქლორიდი იქმნება და ჰაერში, წყალბადის. ამგვარი რეაქცია გამოიხატება შემდეგი განტოლებით: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

მაგალითად ურთიერთქმედების ალუმინის მარილი შეიძლება მისი რეაქცია სპილენძის სულფატი. იმის ამ ორი კომპონენტის, ჩვენ დასრულდება მდე ალუმინის სულფატი და სუფთა სპილენძის რომელიც დაეცემა სახით ნალექი. ასეთი მჟავები, როგორც გოგირდის და აზოტის მჟავა, ალუმინის რეაგირებს ცალსახად. მაგალითად, დასძინა განზავებული ხსნარი ალუმინის ნიტრატი მჟავა მოლური თანაფარდობა რვა ნაწილად მიერ ოცდაათი რვა ნაწილად იქმნება ლითონის ნიტრატი, სამ ნაწილად აზოტის ოქსიდი და თხუთმეტი - წყალი. განტოლება რეაქცია ჩაწერილი ამგვარად: 8Al + 30HNO3 = 8Al (NO3) 3 + 3N2O + 15H2O. ეს პროცესი მხოლოდ ხდება თანდასწრებით სითბო.

იმ შემთხვევაში, თუ შერეული გადაწყვეტა ალუმინის სულფატი და სუსტი მჟავა მოლური პროპორციები ორი სამი, მაშინ ვიღებთ სულფატი ლითონის და წყალბადის თანაფარდობა ერთიდან სამ. ეს მოხდება, ჩვეულებრივი ცვლილება რეაქცია, როგორც არის საქმე სხვა მჟავებს. სიცხადე, წარმოგიდგენთ განტოლება: 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2. თუმცა, კონცენტრირებული ხსნარი იმავე მჟავა უფრო რთულია. აქ, ისევე, როგორც იმ შემთხვევაში, ნიტრატი, პროდუქტია იქმნება, მაგრამ არ ოქსიდის სახით და იმ ფორმით, გოგირდის და წყალი. თუ ავიღებთ ორ გვჭირდებოდა კომპონენტი მოლური თანაფარდობა ორი ოთხი, შედეგი იქნება ერთი მარილი რკინის და გოგირდის, ისევე როგორც ოთხი - წყალი. ეს ქიმიური რეაქცია შეიძლება გამოიხატოს შემდეგი განტოლებით: 2Al + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + S + 4H2O. უფრო მეტიც, ალუმინის შეიძლება რეაგირებს alkalis. შეასრულოს ასეთი ქიმიური ურთიერთქმედების უნდა მიიღოს ორი moles ლითონის, იგივე რაოდენობის ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ან კალიუმის ჰიდროქსიდი, ისევე როგორც ექვსი moles წყალი. ეს აწარმოებს ნივთიერებების, როგორიცაა ნატრიუმის ან კალიუმის tetragidroksoalyuminat და წყალბადის, რომელიც გამოვიდა, როგორც გაზის მძაფრი სუნი მოლური პროპორციები, ორ-სამ. ეს ქიმიური რეაქცია შეიძლება წარმოდგენილია შემდეგი განტოლება: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

და ბოლოს, რაც უნდა განიხილოს არის ნიმუში ურთიერთქმედების გარკვეული ალუმინის ოქსიდები. ყველაზე გავრცელებული და გამოიყენება იმ შემთხვევაში - რეაქცია ბეკეტოვი. მას, ისევე როგორც მრავალი სხვა, ზემოთ, მხოლოდ ხდება მაღალი ტემპერატურა. ამდენად, მისი განხორციელება უნდა მიიღოს ორი moles პოსტი mole ალუმინის და ferrum ოქსიდი. ურთიერთქმედების ეს ორი ნივთიერება მიიღოს ალუმინის და თავისუფალი რკინის თანხის ერთი და ორი moles შესაბამისად.

გამოყენება ლითონის ინდუსტრიაში

გაითვალისწინეთ, რომ გამოყენების ალუმინის - ძალიან გავრცელებული მოვლენაა. პირველ რიგში, მას სჭირდება საავიაციო ინდუსტრიის. ერთად მაგნიუმის შენადნობები, არ გამოიყენება, და საფუძველზე ლითონის შენადნობები. შეიძლება ითქვას, რომ საშუალო თვითმფრინავი 50% შენადნობები ალუმინის და მისი დისკზე - 25% -ით. გარდა ამისა, გამოყენების ალუმინის ხორციელდება დროს წარმოების მავთულები და კაბელები რადგან მისი შესანიშნავი ელექტრო გამტარობის. გარდა ამისა, ლითონის და მისი შენადნობები ფართოდ გამოიყენება საავტომობილო ინდუსტრიაში. ეს მასალა შედგება საქონლის მანქანები, ავტობუსები, ტროლეიბუსი ზოგიერთი, ისევე როგორც ჩვეულებრივი მანქანები და მატარებლების. გარდა ამისა, მისი გამოყენება მცირე მასშტაბით პროგრამები, მაგალითად, წარმოების შეფუთვა საკვები და სხვა პროდუქტები, ჭურჭელი. იმისათვის, რომ აწარმოოს ვერცხლის მელნის ლითონის ფხვნილი არის საჭირო. საღებავი არის საჭირო იმისათვის, რომ დაიცვას რკინის კოროზიისაგან. შეიძლება ითქვას, რომ ალუმინის - მეორე ყველაზე გავრცელებული გამოყენება სამრეწველო ლითონები შემდეგ რკინის. მისი კავშირები და ის ხშირად გამოიყენება ქიმიურ მრეწველობაში. ეს აიხსნება კონკრეტული ქიმიური თვისებები ალუმინის, მათ შორის, მისი დამწევ და amphoteric ნაერთები. ჰიდროქსიდი ითვლება ქიმიური ელემენტები საჭირო წყლის გამწმენდი. გარდა ამისა, იგი გამოიყენება მედიცინაში პროცესში ვაქცინის წარმოების. იგი ასევე შეიძლება ნაპოვნი შემადგენლობის გარკვეული ტიპის პლასტიკური და სხვა მასალები.

როლი ბუნებაში

როგორც უკვე ზემოთ აღწერილი, ალუმინის დიდი რაოდენობით დედამიწის ქერქი. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ცოცხალი ორგანიზმები. ალუმინის არის ჩართული რეგულირების ზრდის პროცესების, ქმნის შემაერთებელი ქსოვილების, როგორიცაა ძვლის, ligamentous, და სხვები. ამ მიკროელემენტებით პროცესების რეგენერაციას ქსოვილებში უფრო სწრაფად. მისი შემცირება ახასიათებს შემდეგი სიმპტომები: გაუფასურების ბავშვთა განვითარება და ზრდა, მოზრდილებში - ქრონიკული დაღლილობის, შემცირდა შესრულება, impaired კოორდინაცია, შემცირდა განაკვეთი ქსოვილის რეგენერაციას, შესუსტება კუნთების, განსაკუთრებით კიდურების. ეს მოვლენა შეიძლება მოხდეს, თუ ჭამა ძალიან ცოტა საკვები შინაარსი ამ კვალი ელემენტს.

თუმცა, უფრო საერთო პრობლემა ჭარბი ალუმინის ორგანიზმში. ეს ხშირად აღინიშნება ამ სიმპტომების: შფოთვა, დეპრესია, ძილის დარღვევა, მეხსიერების დაკარგვა, სტრესი, დარბილების კუნთოვანი სისტემა, რომელიც შეიძლება გამოიწვიოს ხშირი მოტეხილობები და დაჭიმულობა. ხანგრძლივი ჭარბი ალუმინის ორგანიზმში ხშირად პრობლემები თითქმის ყველა ორგანოს სისტემის.

ასეთი რამ შეიძლება გამოიწვიოს მთელი რიგი მიზეზების გამო. ეს არის, პირველ რიგში, ალუმინის cookware. მეცნიერები დიდი ხანია დაამტკიცა, რომ კერძები მზადდება ლითონის კითხვა, არ არის შესაფერისი cooking საკვები მას, როგორც მაღალ ტემპერატურაზე ალუმინის იღებს შევიდა საკვები, და შედეგად თქვენ ჭამეთ ბევრი მეტი ამ კვალი ელემენტს, ვიდრე სხეულის სჭირდება.

მეორე მიზეზი - რეგულარული გამოყენების კოსმეტიკური შინაარსი ლითონის ან მარილების შესახებ. სანამ გამოყენებით ნებისმიერი პროდუქტი უნდა ყურადღებით წაიკითხოთ მისი შემადგენლობა. გამონაკლისი არ არის, და კოსმეტიკა.

მესამე მიზეზი - ადმინისტრაციის ნარკოტიკების, რომელიც შეიცავს ბევრი ალუმინის, დიდი ხნის განმავლობაში. ისევე როგორც გამოყენებული ვიტამინები და საკვები დანამატები, რომელიც მოიცავს Microcell.

ახლა მოდით შევხედოთ, თუ რა პროდუქტების შეიცავს ალუმინის შეცვალოს თქვენი დიეტა და ორგანიზება მენიუ სწორად. ეს, პირველ რიგში, სტაფილო, ყველი, ხორბლის, ალუმინის, კარტოფილი. ხილის ატამი და ავოკადო რეკომენდირებულია. გარდა ამისა, ალუმინის მდიდარი კომბოსტო, ბრინჯი, ბევრი მწვანილი. გარდა ამისა, ლითონის კათიონების შეიძლება იმყოფება სასმელი წყალი. თავიდან აცილების მიზნით, მაღალი ან დაბალი ალუმინის შემცველობას (თუმცა, ისევე როგორც სხვა ნებისმიერი კვალი ელემენტები), თქვენ უნდა ყურადღებით მონიტორინგი მათი დიეტა და ცდილობენ, რათა ის, როგორც დაბალანსებული როგორც შესაძლებელი.