химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

ора имитируют структуру атома углерода и кремния соответственно.

§ 2. АЛЮМИНИЙ

Атом алюминия (ls22s22p63s23p1) больше но размеру, чем атом бора, и обладает меньшей энергией ионизации. Следовательно, неметаллические признаки химического элемента алюминия выражены в меньшей степени, чем химического элемента бора. Для алюминия, как и для бора, наиболее характерна степень окисления +3. Отрицательная степень окисления алюминия проявляется еще реже. Для алюминия (III) наиболее характерны координационные числа 6 и 4:

Координационное Пространственное Примеры соединений

число А1 (Ш) расположение лигандов

4 Тетраэдрическое А1С14, AIH", алюмосиликаты

6 Октаэдрическое А1203. A1F;;". AIFA, [А!(ОНгд,р*.

[Al(OH)4(OH2)J-

Алюминий — типичный амфотериый элемент. В отличие от бора для него характерны не только анионные, но и катионные комплексы. Так, в зависимости от рН водного раствора существуют катионный аквакомплекс [AI(OH2)(i]3+ и анионный гидроксокомплекс [Al(OH)J3".

По распространенности на Земле алюминий занимает третье место (после О, Si), состоит из одного стабильного изотопа 27А1.

Алюминий находится в земной коре главным образом в виде соединений с кислородом. Важным минералом для получения алюминия является боксит А1203-я.Н20; встречается в природе минерал корунд А]203. Способность алюминия давать анионные комплексы определяет нахождение алюминия в виде алюмосиликатов.

В алюмосиликатах сосредоточена основная масса алюминия земной коры. Распространенным продуктом разрушения горных пород являет-

488 ся каолин, состоящий в основном из глинистого минерала каолинита Al4[Si4Oin](OH)e (Al203-2Si02-2H20). Важное промышленное значение имеет минерал криолит Na3AlF6.

Простое вещество. В виде простого вещества алюминий — серебристо-белый металл (т. пл. 660 °С, т. кип. - 2500 °С). Кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке. Обладает высокой электрической проводимостью и теплопроводностью, исключительно пластичен.

Алюминий химически активен; даже в обычных условиях покрывается очень прочной тончайшей (0,00001 мм) оксидной пленкой. Последняя несколько ослабляет металлический блеск алюминия и определяет его довольно высокую коррозионную стойкость. Так, алюминий горит в кислороде лишь при высокой температуре и притом в мелкораздробленном состоянии. Взаимодействие сопровождается большим выделением теплоты (Д#°д8 = —1676 кДж/моль А1203). Подобным же

образом протекает взаимодействие алюминия с серой. С хлором и бромом он реагирует при обычной температуре, а с иодом — при нагревании или в присутствии воды как катализатора. При сильном нагревании реагирует с азотом (800 °С) и углеродом (2000 °С). С водородом непосредственно не взаимодействует.

Вследствие высокого сродства к кислороду (ДС7°г2д8 = —1582

кДж/моль А1203) алюминий активно восстанавливает многие металлы из оксидов (алюлютерлсия). При этом реакция обычно сопровождается выделением большого количества теплоты и повышением температуры до 1200—3000° С. Алюмотермия применяется в производстве марганца, хрома, ванадия, вольфрама, ферросплавов.

О высокой химической (восстановительной) активности алюминия свидетельствуют также значения его стандартного электродного потенциала в кислой и щелочной среде:

АР>++ Зе-= Al, р;дв = -1,66 В

АЮ- + 2Н20 + Зе" = А1 + 40Н", р°д8 = -2,35 В

Будучи амфотерным, алюминий растворяется в растворах кислот и щелочей, образуя соответственно катионные и анионные комплексы: 2AI + 60HJ + 6Н20 = ЗН2 + 2[А1(0Н2)6]3+

2А1 + 6Н20 + 60Н- = ЗН2 + 2[А1(ОН)6р-Как в том, так и в другом случае окисление алюминия сопровождается выделением водорода. Если механическим путем или амальгамированием снять предохраняющее действие оксидной пленки, то алюминий энергично взаимодействует с водой:

489

2А1 + 6Н20 = 2А1(ОН),, + :(Н2

Вследствие образования защитной пленки алюминий устойчив в очень разбавленной HNOa и концентрированных растворах HNO3 и H2S04 на холоду. Склонность к пассивированию позволяет повысить коррозионную стойкость алюминия обработкой его поверхности соответствующими окислителями (конц. HNO.s, К2СГ2О7) или анодным окислением. При этом толщина защитной пленки возрастает. Устойчивость алюминия позволяет использовать его для изготовления емкостей для хранения и транспортировки азотной кислоты .

Получение и применение алюминия. В

100 А1,0,

МАЕ. ДОЛИ А1203,%

промышленности алюминий получают электролизом раствора глинозема А120.( в расплавленном криолите Na»AIFri. Содержание в растворе Na^AlF,, (92—94%) и А120з отвечает эвтектическому составу (рис. 190). Это позволяет вести процесс электролиза при сравнительно низкой температуре (800—1000 "С: температуре плавления криолита 1009 "С).

!' и с. 190. Фрагмент диаграммы плавкости системы Na3AtFG - А120з

Электролиз А120з можно представить следующей условной схемон. В растворе А120з диссоциирует на ионы

А12Оа ^ Als* + AlOf

на катоде разряжаются ионы А13*:

Al3* + Зе- = А1 на аноде происходит процесс

4A10f - 12 г" = 2А12Оз

страница 148
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы туристического направления
покраска заднего капота багажника видео самому
биотуалеты для дачи торфяные купить
курсы автокад в москве цена

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)