Физикохимични свойства на алуминия. Алуминият в астрологията. Молекула и атом на алуминия

Търсене в пълен текст:

Начало > Резюме >Геология

ФЕДЕРАЛНА АГЕНЦИЯ ЗА ОБРАЗОВАНИЕ

УРАЛСКИЯ ДЪРЖАВЕН МИНЕН УНИВЕРСИТЕТ

по основи на геологията на тема:

"алуминий"

Екатеринбург, 2009 г

Въведение ................................................. ................................................ .. .............3

Обща информация, основни свойства и употреба на алуминия ........................ 4

Основните минерали на елемента ................................................ ........................................ 9

Видове геоложко-промишлени находища и тяхното групиране .............................. 10

Заключение................................................................ ................................................. ........13

Списък на използваните източници и литература ................................................. .. 14

Въведение

Алуминий (Алуминий) - химичен елементтрета група периодична система. атомен номер 13, атомна маса 26,9815. Обозначава се с латински букви Ал. Това е сребристо-бял метал, лек (= 2,7 g/cm3), топим (tmelt = 660,4 °C), пластичен, лесно се изтегля в тел и фолио. Електропроводимостта на алуминия е доста висока и е на второ място след среброто (Ag) и медта (Cu) (2,3 пъти по-висока от тази на медта).

Алуминият се намира почти навсякъде по земното кълбо, тъй като неговият оксид (Al2O3) формира основата на алуминиевия оксид. Алуминият се среща естествено в съединения - основните му минерали са:

боксит - смес от диаспорови минерали, бемит AlOOH, хидраргилит Al (OH) 3 и оксиди на други метали - алуминиева руда;

алунит - (Na, K) 2SO4 * Al2 (SO4) 3 * 4Al (OH) 3;

нефелин - (Na, K) 2O * Al2O3 * 2SiO2;

Използването на алуминий в магията

Въпреки това можем да обясним нещата по-трезво и числено, когато погледнем обвързващата топлина. Тук алуминият заема третото място сред всички известни тела. Но след това е трети в алуминия. Само на голямо разстояние от мангана, след желязото следват фосфор, натрий, калций, сяра и арсен. Логично е необходимо същото количество за разграждането на железния оксид обратно до желязо и кислород.

Използването на алуминия в медицината

Термитната реакция е завършена. Тигелът има тежко термитно желязо отдолу, както и лека корундова шлака. При преобръщане на тигела първо изтича шлаката, след това термично желязо, което се използва за извличане на дефекти в железните части. В действителност условията са малко по-различни, тъй като алуминиевият и железният оксид трябва да се смесват в термита пропорционално на техните молекулни тегла.

корунд - Al2O3 - прозрачни кристали;

фелдшпат (ортоклаз) - K2O * Al2O3 * 6SiO2;

каолинит - Al2O3 * 2SiO2 * 2H3O - най-важната съставка на глината

и други алумосиликати, които са част от глините.

Обща информация, основни свойства и приложение на елемента

Главна информация

В земната кора има много алуминий: 8,6% от теглото. Той се нарежда на първо място сред всички метали и на трето сред останалите елементи (след кислорода и силиция). Има два пъти повече алуминий от желязото и 350 пъти повече от мед, цинк, хром, калай и олово взети заедно! Както Д. И. Менделеев пише преди повече от 100 години в своя класически учебник „Основи на химията“, от всички метали „алуминият е най-разпространеният в природата; достатъчно е да се посочи, че е част от глината, така че общото разпределение на алуминия в земната кора е ясно. Алуминият или металът на стипцата (алумен) се нарича иначе глина, която се намира в глината.

Най-важният алуминиев минерал е бокситът, смес от основен оксид AlO(OH) и хидроксид Al(OH)3. Най-големите находища на боксит са в Австралия, Бразилия, Гвинея и Ямайка; промишленото производство се извършва и в други страни. Богати на алуминий са и алунит (стипца) (Na, K) 2SO4 Al2 (SO4) 3 4Al (OH) 3, нефелин (Na, K) 2O Al2O3 2SiO2. Общо са известни повече от 250 минерала, които включват алуминий; повечето от тях са алумосиликати, от които се образува основно земната кора. При изветряването им се образува глина, чиято основа е минералът каолинит Al2O3 2SiO2 2H3O. Желязните примеси обикновено оцветяват глината в кафяво, но се среща и бяла глина – каолин, от който се правят порцеланови и фаянсови изделия.

Понякога се среща изключително твърд (втори след диаманта) минерал корунд - кристален оксид на Al2O3, често оцветен от примеси в различни цветове. Синята му разновидност (примес от титан и желязо) се нарича сапфир, а червената (примес от хром) се нарича рубин. Различни примеси могат да оцветят така наречения благороден корунд също в зелено, жълто, оранжево, лилаво и други цветове и нюанси.

Доскоро се смяташе, че алуминият като много активен метал не може да се среща в природата в свободно състояние, но през 1978 г. в скалите на Сибирската платформа е открит самороден алуминий - под формата на мустаци с дължина само 0,5 мм. (с дебелина на нишката от няколко микрометра). В лунната почва, доставена на Земята от регионите на Моретата на кризи и изобилие, също беше възможно да се открие самороден алуминий. Предполага се, че металният алуминий може да се образува чрез кондензация от газа. Известно е, че когато алуминиеви халогениди - хлорид, бромид, флуорид - се нагряват, те могат да се изпарят повече или по-малко лесно (например, AlCl3 сублимира вече при 180 ° C). При силно повишаване на температурата алуминиевите халогениди се разлагат, преминавайки в състояние с по-ниска валентност на метала, например AlCl. Когато такова съединение се кондензира с понижаване на температурата и отсъствие на кислород, в твърдата фаза възниква реакция на диспропорциониране: някои от алуминиевите атоми се окисляват и преминават в обичайното тривалентно състояние, а някои се редуцират. Едновалентният алуминий може да се редуцира само до метала: 3AlCl  2Al + AlCl3. Това предположение се подкрепя и от нишковидната форма на естествените алуминиеви кристали. Обикновено кристалите с тази структура се образуват поради бърз растеж от газовата фаза. Вероятно по подобен начин са се образували микроскопични алуминиеви късове в лунната почва.

Името алуминий идва от латинското alumen (род case aluminis). Това е името на стипца, двоен калиево-алуминиев сулфат KAl(SO4)2 12H3O), който се използва като морско средство при боядисване на тъкани. Латинското име вероятно се връща към гръцкото "halme" - саламура, физиологичен разтвор. Любопитно е, че в Англия алуминият е алуминий, а в САЩ е алуминий.

Основни свойства на алуминия

Цветът на чистия алуминий прилича на сребро, той е много лек метал: неговата плътност е само 2,7 g/cm3. По-леки от алуминия са само алкалните и алкалоземните метали (с изключение на барий), берилий и магнезий. Алуминият също се топи лесно - при 600 ° C (тънка алуминиева тел може да се стопи на обикновена кухненска горелка), но кипи само при 2452 ° C. По електропроводимост алуминият е на 4-то място, на второ място след среброто (той е на първо място), мед и злато, което, предвид евтиността на алуминия, е от голямо практическо значение. Топлопроводимостта на металите се променя в същия ред. Лесно е да се провери високата топлопроводимост на алуминия чрез потапяне на алуминиева лъжица в горещ чай. И още едно забележително свойство на този метал: неговата гладка, лъскава повърхност перфектно отразява светлината: от 80 до 93% във видимата област на спектъра, в зависимост от дължината на вълната. В ултравиолетовата област алуминият няма равен в това отношение и само в червения регион е малко по-нисък от среброто (в ултравиолетовата среброто има много ниска отразяваща способност).

Чистият алуминий е доста мек метал - почти три пъти по-мек от медта, така че дори сравнително дебели алуминиеви плочи и пръти са лесни за огъване, но когато алуминият образува сплави (има огромен брой от тях), твърдостта му може да се увеличи десетократно.

Характерното състояние на окисление на алуминия е +3, но поради наличието на незапълнени 3p и 3d орбитали, алуминиевите атоми могат да образуват допълнителни донорно-акцепторни връзки. Следователно, йонът Al3+ с малък радиус е много податлив на образуване на комплекси, образувайки различни катионни и анионни комплекси: AlCl4–, AlF63–, 3+, Al(OH)4–, Al(OH)63–, AlH4– и много други. Известни са и комплекси с органични съединения.

Химическата активност на алуминия е много висока; подред електродни потенциалитой е точно до магнезия. На пръв поглед подобно твърдение може да изглежда странно: в края на краищата алуминиев тиган или лъжица са доста стабилни във въздуха и не се срутват във вряща вода. Алуминият, за разлика от желязото, не ръждясва. Оказва се, че във въздуха металът е покрит с безцветна, тънка, но здрава "броня" от оксид, която предпазва метала от окисляване. Така че, ако в пламъка на горелката се въведе дебел алуминиев проводник или плоча с дебелина 0,5–1 mm, металът се топи, но алуминият не тече, тъй като остава в торбичка от своя оксид. Ако лишите алуминия от защитния филм или го разхлабите (например чрез потапяне в разтвор на живачни соли), алуминият веднага ще покаже истинската си същност: вече при стайна температура той ще започне да реагира енергично с вода с отделянето на водород: 2Al + 6H3O  2Al (OH) 3 + 3H3. Във въздуха алуминият, лишен от защитен филм, се превръща в насипен оксиден прах точно пред очите ни: 2Al + 3O2  2Al2O3. Алуминият е особено активен във фино разделено състояние; алуминиевият прах, когато се издуха в пламъка, незабавно изгаря. Ако смесите алуминиев прах с натриев пероксид върху керамична чиния и пуснете вода върху сместа, алуминият също пламва и изгаря с бял пламък.

Алуминият лесно се разтваря в разредени минерални киселини, за да образува соли. Концентрираната азотна киселина, чрез окисление на алуминиевата повърхност, допринася за удебеляването и укрепването на оксидния филм (т.нар. пасивиране на метала). Обработеният по този начин алуминий не реагира дори със солна киселина. Използвайки електрохимично анодно окисляване (анодиране) върху повърхността на алуминия, можете да създадете дебел филм, който лесно може да бъде боядисан в различни цветове.

Приложение на алуминий

Дори Д. И. Менделеев пише, че „металният алуминий, който има голяма лекота и здравина и ниска променливост на въздуха, е много подходящ за някои продукти“. Алуминият е един от най-разпространените и евтини метали. Без него е трудно да си представим съвременния живот. Нищо чудно, че алуминият се нарича метал на 20-ти век. Той се поддава добре на обработка: коване, щамповане, валцоване, изтегляне, пресоване. Чистият алуминий е доста мек метал; използва се за направата на електрически проводници, конструктивни части, хранително фолио, кухненски прибори и "сребърна" боя. Този красив и лек метал намира широко приложение в строителството и авиационната техника. Алуминият отразява много добре светлината. Затова се използва за производството на огледала - чрез отлагане на метал във вакуум.

В самолетостроенето и машиностроенето, при производството на строителни конструкции се използват много по-твърди алуминиеви сплави. Една от най-известните е сплав от алуминий с мед и магнезий (дуралуминий, или просто "дуралуминий"; името идва от германския град Дюрен). Тази сплав след втвърдяване придобива специална твърдост и става приблизително 7 пъти по-здрава. чист алуминий. В същото време е почти три пъти по-лек от желязото. Получава се чрез легиране на алуминий с малки добавки на мед, магнезий, манган, силиций и желязо. Силумините са широко разпространени - леярски сплави на алуминий със силиций. Произвеждат се и високоякостни, криогенни (устойчиви на замръзване) и топлоустойчиви сплави. Защитните и декоративни покрития се нанасят лесно върху продукти от алуминиеви сплави. Лекотата и здравината на алуминиевите сплави бяха особено полезни в авиационните технологии. Например, витлата на хеликоптер са направени от сплав от алуминий, магнезий и силиций. Сравнително евтиният алуминиев бронз (до 11% Al) има високи механични свойства, стабилен е в морска вода и дори в разредена солна киселина. От алуминиев бронз в СССР от 1926 до 1957 г. са сечени монети с номинал от 1, 2, 3 и 5 копейки.

В момента една четвърт от целия алуминий се използва за строителни нужди, същото количество се изразходва от транспортното инженерство, приблизително 17% се изразходват за опаковъчни материали и кутии, 10% - в електротехниката.

Алуминият също съдържа много горими и експлозивни смеси. Алумотол, отлята смес от тринитротолуен с алуминиев прах, е един от най-мощните индустриални експлозиви. Амоналът е експлозивно вещество, състоящо се от амониев нитрат, тринитротолуен и алуминиев прах. Запалителни състави съдържат алуминий и окислител - нитрат, перхлорат. Пиротехническите състави "Zvezdochka" също съдържат алуминий на прах.

Химичен елемент от група III на периодичната система на Менделеев.

латинско име— алуминий.

Обозначаване— Ал.

атомно число — 13.

Атомна маса — 26,98154.

Плътност- 2,6989 g / cm 3.

Температура на топене- 660 °С.

Прост, лек, парамагнитен метал от светло сив или сребристо бял цвят. Има висока топло- и електрическа проводимост, устойчивост на корозия. Разпределение в земната кора- 8,8% от масата - това е най-разпространеният метал и третият най-разпространен химичен елемент.

Използва се като конструктивен материал в строителството на сгради, самолети и корабостроене, за производство на проводими продукти в електротехниката, химическо оборудване, потребителски стоки, производството на други метали с помощта на алуминотермия, като компонент на твърдо ракетно гориво, пиротехнически композиции и други подобни.

Металният алуминий е получен за първи път от датския физик Ханс Кристиан Ерстед.

В природата се среща изключително под формата на съединения, тъй като има висока химическа активност. Образува силен химическа връзкас кислород. Поради реактивността е много трудно да се получи метал от руда. Сега се използва методът Hall-Heroult, който изисква големи количества електроенергия.

Алуминият образува сплави с почти всички метали. Най-известните са дуралимият (сплав с мед и магнезий) и силумин (сплав със силиций). При нормални условия алуминият е покрит със силен оксиден филм, поради което не реагира с класическите окислители вода (H 2 O), кислород (O 2) и азотна киселина (HNO 3). Поради това той практически не е подложен на корозия, което осигури търсенето му в индустрията.

Името идва от латинското "alumen", което означава "стипца".

Използването на алуминия в медицината

народна медицина

Ролята на алуминия в тялото не е напълно разбрана. Известно е, че присъствието му стимулира растежа на костната тъкан, развитието на епитела и съединителната тъкан. Под негово влияние се повишава активността на храносмилателните ензими. Алуминият е свързан с процесите на възстановяване и регенерация на тялото.

Алуминият се счита за токсичен елемент за човешкия имунитет, но въпреки това той е част от клетките. В същото време той има формата на положително заредени йони (Al3+), които засягат паращитовидните жлези. AT различни видовеклетки, се наблюдава различно количество алуминий, но е точно известно, че клетките на черния дроб, мозъка и костите го натрупват по-бързо от другите.

Лекарствата с алуминий имат аналгетичен и обвиващ ефект, антиациден и адсорбиращ ефект. Последното означава, че при взаимодействие със солна киселина лекарствата могат да намалят киселинността на стомашния сок. Алуминият се предписва и за външна употреба: при лечение на рани, трофични язви, остър конюнктивит.

Токсичността на алуминия се проявява в заместването му с магнезий в активните центрове на редица ензими. Неговата конкурентна връзка с фосфора, калция и желязото също играе роля.

При липса на алуминий се наблюдава слабост в крайниците. Но такъв феномен съвременен святпочти невъзможно, тъй като металът идва от вода, храна и през замърсен въздух.

При излишък на алуминий в организма започват промени в белите дробове, гърчове, анемия, дезориентация в пространството, апатия и загуба на паметта.

аюрведа

Алуминият се счита за отровен и поради това не трябва да се използва за лечение. Също както не трябва да използвате алуминиеви прибори за приготвяне на отвари или съхранение на билки.

Използването на алуминий в магията

Поради трудността за получаване на чист елемент, металът е бил използван в магията заедно с него, от него са се изработвали бижута. Когато процесът на получаване беше опростен, модата за алуминиевите занаяти веднага премина.

Защитна магия

Използван само алуминиево фолио, който има свойствата да екранира енергийните потоци, предотвратявайки тяхното разпространение. Следователно, като правило, в него са увити предмети, които могат да се разпространят около тях отрицателна енергия. Много често съмнителните магически подаръци се опаковат във фолио – пръчици, маски, кинжали, особено тези, донесени от Африка или Египет.

Същото правят и с изхвърлени непознати предмети, намерени в двора или под вратата. Вместо да го повдигате с ръце или през кърпа, по-добре е да го покриете с фолио, без да докосвате самия предмет.

Понякога фолиото се използва като защитен екран за амулети и талисмани, които в момента не са необходими, но може да се изискват в бъдеще.

Алуминият в астрологията

зодия: Козирог.