ХІМІЯ МЕТАЛІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

 

АЛЮМІНІЙ

 

Алюміній — третій за поширеністю елемент земної кори. Він входить до складу багатьох силікатних мінералів, які називаються алюмосилікатами. Найважливішою природною сполукою алюмінію, що стала сировиною для виробництва металу, є боксит - гідратований оксид алюмінію.

 

Алюміній — дуже активний метал. У ряді активності металів він стоїть лівіше багатьох інших металів, тому використовується для промислового одержання деяких рідкісних металів шляхом відновлення їх оксидів металічним алюмінієм за високої температури, наприклад:

Метод одержання металів з їх оксидів за допомогою алюмінію називається алюмінотермією. Найважливіша сполука Алюмінію — оксид Аl₂О₃. Він володіє амфотерністю, що виявляється у взаємодії його і з кислотами, і з основами:

Алюміній одержують розкладанням електричним струмом розчину його оксиду у роз плавленому кріоліті ЗNaF • АlF₃:

Через високу енергію хімічного зв’язку в оксиді алюмінію процес його розкладу надзвичайно енергоємний, що обмежує використання алюмінію.

 

Таблиця

Алюміній і його сполуки

 

Алюміній	Сполуки Алюмінію
	оксид алюмінію	гідроксид алюмінію
1. Сріблясто-білий легкий метал   2. Окислюється на повітрі з утворенням захисної оксидної плівки: 3. Витісняє водень з води:   4. Взаємодіє з кислотами:   5. Взаємодіє з лугами:   6. Витісняє метали з їх оксидів (алюмінотермія): Одержання Розклад електричним струмом розплаву оксиду алюмінію (у кріоліті):	1. Дуже твердий порошок білого кольору   2. Амфотерний гідроксид, взаємодіє: з кислотами з лугами: Утворення а) при окисненні або горінні алюмінію на повітрі: б) у процесі алюмінотермії: в) при термічному розкладанні гідроксиду алюмінію:	1. Білий нерозчинний у воді порошок   2. Проявляє амфотерні властивості, взаємодіє: з кислотами: з лугами:   3. Розкладається при нагріванні: Утворення а) при взаємодії розчинів солей алюмінію з розчинами лугів (без надлишку): б) при взаємодії алюмінатів з кислотами (без надлишку): Солі алюмінію у водних розчинах гідролізуються:

 

Проте і сам алюміній, і його сплави широко застосовуються у промисловості, і масштаби застосування цього металу постійно зростають. Це зумовлено рядом чинників. Перерахуємо найважливіші з них.

1. Алюміній — найпоширеніший метал земної кори. Його ресурси практично невичерпні.

2. Алюміній має високу корозійну стійкість, і вироби з нього практично не потребують спеціального захисту.

3. Невелика густина алюмінію (2,7 г/см³) у поєднанні з високою міцністю і пластичністю його сплавів робить алюміній незамінним конструкційним матеріалом у літакобудуванні і сприяє розширенню його застосування в наземному і водному транспорті, а також у будівництві.

4. Відносно висока електропровідність алюмінію дозволяє замінювати ним в електротехніці значно дорожчу мідь.

5. Висока хімічна активність алюмінію використовується в алюмінотермії.

6. Міцність хімічного зв’язку в оксиді А1₂O₃ зумовлює його механічну міцність, твердість. Природний оксид алюмінію, корунд, — один з основних абразивних матеріалів. Штучний рубін — оксид алюмінію з домішками хрому (для надання забарвлення) є обов’язковими деталями механічних годинників (осі і підшипники; чим більше «каменів» у годинниках, тим вони кращі).

Хімічні властивості алюмінію і його сполук наведено у таблиці, наданої вище.