วันที่ _____________ ชั้นเรียน _______________
หัวเรื่อง : อะลูมิเนียม. ตำแหน่งของอลูมิเนียมใน ระบบเป็นระยะและโครงสร้างของอะตอม ค้นหาในธรรมชาติ ทางกายภาพและ คุณสมบัติทางเคมีอลูมิเนียมวัตถุประสงค์ของบทเรียน:
พิจารณาการกระจายตัวของอะลูมิเนียมในธรรมชาติ คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอะลูมิเนียม ตลอดจนคุณสมบัติของสารประกอบที่ก่อตัว
ความคืบหน้า
1. เวลาจัดงานบทเรียน. 2. การเรียนรู้เนื้อหาใหม่ อลูมิเนียมกลุ่มย่อยหลักสาม กลุ่มของระบบธาตุ ได้แก่ โบรอน (B) อะลูมิเนียม (Aล.), แกลเลียม (Ga), อินเดียม (ใน) และแทลเลียม (T ล.) ดังจะเห็นได้จากข้อมูลที่ให้มา องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้ถูกเปิดในศตวรรษที่สิบเก้า การค้นพบโลหะของกลุ่มย่อยหลัก สาม กลุ่ม| 1806 | 1825 | พ.ศ. 2418 | พ.ศ. 2406 | พ.ศ. 2404 |
| จี. ลุสแซค | G.H. Oersted | L. de Boisbaudran | เอฟ รีค | W. Crooks |
| L. Tenard | (เดนมาร์ก) | (ฝรั่งเศส) | I. ริกเตอร์ | (อังกฤษ) |
| (ฝรั่งเศส) | (เยอรมนี) |
| สถานะตื่นเต้น 1 วินาที 2 2 วินาที 2 2 หน้า 6 3 วินาที 1 3 หน้า 2 |
| อัล 2 โอ 3 | คอรันดัม |
| ทับทิม |
|
| ไพลิน |
ฉัน . ปฏิสัมพันธ์กับสารอย่างง่าย อลูมิเนียมที่อุณหภูมิห้องจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนทั้งหมดอย่างแข็งขันทำให้เกิดเฮไลด์ เมื่อถูกความร้อนจะทำปฏิกิริยากับกำมะถัน (200 °C), ไนโตรเจน (800 °C), ฟอสฟอรัส (500 °C) และคาร์บอน (2000 °C) กับไอโอดีนต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา - น้ำ: 2A l + 3 S \u003d A l 2 S 3 (อะลูมิเนียมซัลไฟด์), 2A l + N 2 \u003d 2A lN (อะลูมิเนียมไนไตรด์), A l + P = A l พี (อะลูมิเนียมฟอสไฟด์) 4A l + 3C \u003d A l 4 C 3 (อะลูมิเนียมคาร์ไบด์) 2 อัล + 3 ฉัน 2 \u003d 2 A lI 3 (อะลูมิเนียมไอโอไดด์)สารประกอบทั้งหมดเหล่านี้ถูกไฮโดรไลซ์อย่างสมบูรณ์ด้วยการก่อตัวของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และตามนั้น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนีย ฟอสฟีนและมีเทน: อัล 2 ส 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 สอัล 4 ค 3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 + 3CH 4 มีลักษณะเป็นขี้เลื่อยหรือเป็นผง เผาไหม้เป็นประกายในอากาศ ปล่อยออก จำนวนมากของความร้อน: 4A l + 3 O 2 \u003d 2A l 2 O 3 + 1676 kJ
II. ปฏิกิริยากับสารที่ซับซ้อน ปฏิสัมพันธ์กับน้ำ : 2 อัล + 6 H 2 O \u003d 2 อัล (OH) 3 + 3 H 2 ไม่มีฟิล์มออกไซด์ ปฏิกิริยากับโลหะออกไซด์: อะลูมิเนียมเป็นสารรีดิวซ์ที่ดี เนื่องจากเป็นโลหะออกฤทธิ์ชนิดหนึ่ง อยู่ในชุดกิจกรรมหลังจากโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท นั่นเป็นเหตุผลที่ฟื้นฟูโลหะจากออกไซด์ของพวกมัน . ปฏิกิริยาดังกล่าว - ความร้อนจากอะลูมิเนียม - ใช้เพื่อให้ได้โลหะหายากบริสุทธิ์ เช่น ทังสเตน วานาเดียม เป็นต้น 3 Fe 3 O 4 + 8 Al \u003d 4 Al 2 O 3 + 9 Fe + Q ส่วนผสมเทอร์ไมต์ Fe 3 โอ 4 และอัล (ผง) - ยังใช้ในการเชื่อมเทอร์โม C r 2 O 3 + 2A l \u003d 2C r + A l 2 O 3 ปฏิกิริยากับกรด : ด้วยสารละลายกรดซัลฟิวริก: 2 Al + 3 H 2 SO 4 \u003d อัล 2 (SO 4) 3 + 3 H 2 ไม่ทำปฏิกิริยากับซัลฟิวริกเข้มข้นและไนโตรเจนที่เย็นจัด (พาสซิเวต) ดังนั้นกรดไนตริกจึงถูกขนส่งในถังอลูมิเนียม เมื่อถูกความร้อน อะลูมิเนียมสามารถลดกรดเหล่านี้ได้โดยไม่ปล่อยไฮโดรเจน: 2A l + 6H 2 SO 4 (conc) \u003d A l 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 + 6H 2 O, A l + 6H NO 3 (conc) \u003d A l (NO 3) 3 + 3 NO 2 + 3H 2 O. ปฏิกิริยากับด่าง . 2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O \u003d 2 Na Al (OH) 4 + 3 H 2 นา[แต่ l(เขา) 4 ] – โซเดียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต ตามคำแนะนำของนักเคมี Gorbov ในช่วงสงครามรัสเซีย-ญี่ปุ่น ปฏิกิริยานี้ถูกใช้เพื่อผลิตไฮโดรเจนสำหรับลูกโป่ง ด้วยสารละลายเกลือ: 2 อัล + 3 CuSO 4 \u003d อัล 2 (SO 4) 3 + 3 Cu หากพื้นผิวของอลูมิเนียมถูด้วยเกลือปรอทจะเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้: 2 อัล + 3 HgCl 2 = 2 AlCl 3 + 3 hgปรอทที่ปล่อยออกมาจะละลายอะลูมิเนียมกลายเป็นส่วนผสม 5. การใช้อะลูมิเนียมและสารประกอบต่างๆ
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอะลูมิเนียมนำไปสู่การใช้เทคโนโลยีอย่างแพร่หลายอุตสาหกรรมการบินเป็นผู้บริโภคอลูมิเนียมรายใหญ่ : 2/3 เครื่องบินทำจากอลูมิเนียมและโลหะผสม เครื่องบินที่ทำจากเหล็กจะหนักเกินไปและสามารถบรรทุกผู้โดยสารได้น้อยกว่ามากดังนั้นอลูมิเนียมจึงเรียกว่าโลหะมีปีก สายไฟและสายไฟทำจากอลูมิเนียม : ด้วยค่าการนำไฟฟ้าเท่ากัน มวลของพวกมันจะน้อยกว่าผลิตภัณฑ์ทองแดงที่สอดคล้องกัน 2 เท่าเมื่อพิจารณาถึงความทนทานต่อการกัดกร่อนของอะลูมิเนียมแล้วผลิตชิ้นส่วนเครื่องมือและภาชนะสำหรับกรดไนตริก . ผงอลูมิเนียมเป็นพื้นฐานในการผลิตสีเงินเพื่อป้องกันผลิตภัณฑ์เหล็กจากการกัดกร่อน เช่นเดียวกับการสะท้อนรังสีความร้อน สีดังกล่าวใช้ปิดโรงเก็บน้ำมันและชุดนักดับเพลิงอะลูมิเนียมออกไซด์ใช้ในการผลิตอะลูมิเนียมและเป็นวัสดุทนไฟอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เป็นส่วนประกอบหลักของยาที่รู้จักกันดี Maalox, Almagel ซึ่งลดความเป็นกรดของน้ำย่อย เกลืออะลูมิเนียมถูกไฮโดรไลซ์สูง คุณสมบัตินี้ใช้ในกระบวนการทำน้ำให้บริสุทธิ์ เติมอะลูมิเนียมซัลเฟตและปูนขาวเล็กน้อยลงในน้ำเพื่อทำให้บริสุทธิ์เพื่อทำให้กรดเป็นกลาง เป็นผลให้เกิดการตกตะกอนของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เชิงปริมาตรซึ่งตกตะกอนนำอนุภาคของความขุ่นและแบคทีเรียที่แขวนลอยไปด้วยดังนั้นอะลูมิเนียมซัลเฟตจึงเป็นตัวตกตะกอน6. รับอะลูมิเนียม 1) วิธีการผลิตอะลูมิเนียมที่ประหยัดต้นทุนสมัยใหม่ถูกคิดค้นโดย American Hall และ Frenchman Héroux ในปี 1886 ประกอบด้วยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายอะลูมิเนียมออกไซด์ในไครโอไลต์หลอมเหลว ไครโอไลต์หลอมเหลว Na 3 AlF 6 ละลาย Al 2 O 3 วิธีที่น้ำละลายน้ำตาล อิเล็กโทรลิซิสของ "สารละลาย" ของอะลูมิเนียมออกไซด์ในไครโอไลต์หลอมเหลวดำเนินไปราวกับว่าไครโอไลต์เป็นเพียงตัวทำละลาย และอะลูมิเนียมออกไซด์เป็นอิเล็กโทรไลต์ 2Al 2 O 3 กระแสไฟฟ้า → 4Al + 3O 2 ในสารานุกรมภาษาอังกฤษสำหรับเด็กชายและเด็กหญิง บทความเกี่ยวกับอะลูมิเนียมเริ่มต้นด้วยคำต่อไปนี้: “ในวันที่ 23 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2429 ยุคโลหะใหม่เริ่มต้นขึ้นในประวัติศาสตร์ของอารยธรรม - ยุคของอะลูมิเนียม ในวันนี้ ชาร์ลส์ ฮอลล์ นักเคมีอายุ 22 ปี ปรากฏตัวในห้องทดลองของครูคนแรกพร้อมกับลูกบอลอลูมิเนียมสีเงิน-ขาวขนาดเล็กโหลในมือของเขา และด้วยข่าวว่าเขาได้ค้นพบวิธีที่จะผลิตโลหะชนิดนี้ ราคาถูกและในปริมาณมาก ดังนั้นฮอลล์จึงกลายเป็นผู้ก่อตั้งชาวอเมริกัน อุตสาหกรรมอลูมิเนียมและแองโกล-แซกซอน วีรบุรุษของชาติในฐานะผู้ชายที่สร้างธุรกิจที่ยิ่งใหญ่ด้วยวิทยาศาสตร์ 2) 2Al 2 O 3 + 3 C \u003d 4 Al + 3 CO 2 มันน่าสนใจ:
- อลูมิเนียมเมทัลลิกถูกแยกออกครั้งแรกในปี พ.ศ. 2368 โดยนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Hans Christian Oersted โดยการส่งผ่านก๊าซคลอรีนผ่านชั้นของอลูมินาร้อนผสมกับถ่านหิน อะลูมิเนียมคลอไรด์ที่แยกได้ของ Oersted โดยไม่มีความชื้นแม้แต่น้อย ในการคืนสภาพอะลูมิเนียมที่เป็นโลหะ Oersted จำเป็นต้องบำบัดอะลูมิเนียมคลอไรด์ด้วยโพแทสเซียมอะมัลกัม ผ่านไป 2 ปี ฟรีดริช โวลเลอร์ นักเคมีชาวเยอรมัน เขาปรับปรุงวิธีการโดยแทนที่โพแทสเซียมอะมัลกัมด้วยโพแทสเซียมบริสุทธิ์
ในศตวรรษที่ 18 และ 19 อะลูมิเนียมเป็นโลหะเครื่องประดับหลัก ในปี พ.ศ. 2432 ในลอนดอน D.I. Mendeleev ได้รับรางวัลของขวัญล้ำค่าสำหรับบริการของเขาในการพัฒนาเคมี - เครื่องชั่งที่ทำจากทองคำและอลูมิเนียม
ในปี ค.ศ. 1855 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Saint-Clair Deville ได้พัฒนาวิธีการได้มาซึ่ง โลหะอลูมิเนียมในระดับเทคนิค แต่วิธีการนั้นมีราคาแพงมาก Deville เพลิดเพลินกับการอุปถัมภ์พิเศษของนโปเลียนที่ 3 จักรพรรดิแห่งฝรั่งเศส เพื่อเป็นการแสดงความจงรักภักดีและความกตัญญู Deville ได้ทำเพื่อลูกชายของนโปเลียนซึ่งเป็นเจ้าชายแรกเกิดซึ่งเป็นเสียงคำรามที่แกะสลักอย่างหรูหราซึ่งเป็น "ผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค" ตัวแรกที่ทำจากอลูมิเนียม นโปเลียนถึงกับตั้งใจจะจัดชุดเกราะอะลูมิเนียมให้กับทหารยามของเขา แต่ราคาก็ถูกห้ามปราม ในขณะนั้น อลูมิเนียม 1 กก. ราคา 1,000 มาร์ค เช่น ราคาแพงกว่าเงินถึง 5 เท่า จนกระทั่งการประดิษฐ์กระบวนการอิเล็กโทรไลต์อลูมิเนียมมีค่าเท่ากับโลหะทั่วไป
รู้หรือไม่ อะลูมิเนียมเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ ทำให้เกิดความวุ่นวาย ระบบประสาท. ด้วยส่วนเกินการเผาผลาญจะถูกรบกวน และสารป้องกันคือ วิตามินซี แคลเซียม สารประกอบสังกะสี
เมื่ออะลูมิเนียมเผาไหม้ออกซิเจนและฟลูออรีน ความร้อนจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา ดังนั้นจึงใช้เป็นสารเติมแต่งเชื้อเพลิงจรวด จรวดของดาวเสาร์เผาผงอลูมิเนียม 36 ตันระหว่างการบิน F.A. Zander เสนอแนวคิดในการใช้โลหะเป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงจรวด
คิด! เหตุใดจึงไม่สามารถทำปฏิกิริยานี้ในสารละลายที่เป็นน้ำได้? №2. ทำสมการปฏิกิริยาเคมีให้สมบูรณ์:
Al + H 2 SO 4 (สารละลาย) ->
อัล + CuCl 2 ->
Al + HNO 3 (conc) - t ->
Al + NaOH + H 2 O -> ไม่ใช่ 3. แก้ปัญหา:
โลหะผสมอะลูมิเนียม-ทองแดงสัมผัสกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้นมากเกินไปขณะถูกให้ความร้อน ปล่อยก๊าซ 2.24 ลิตร (ไม่มี) คำนวณเปอร์เซ็นต์องค์ประกอบของโลหะผสมถ้ามวลรวมของมันคือ 10 g?4. การบ้าน หน้า 42 เช่น 1-11. งาน 1-3 ในหน้า 131
คุณสมบัติทางกายภาพ อะลูมิเนียมเป็นโลหะสีขาวเงิน ละลายที่ 660 ° C พลาสติกมาก ดึงเป็นเส้นลวดได้ง่ายและรีดเป็นกระดาษฟอยล์ มีการนำไฟฟ้าและความร้อนสูงมาก ขึ้นรูปด้วยแสงโลหะอื่นๆ และ โลหะผสมที่แข็งแกร่ง
จากประวัติศาสตร์การค้นพบ ระหว่างการค้นพบอลูมิเนียม - โลหะมีราคาแพงกว่าทองคำ ชาวอังกฤษต้องการให้เกียรตินักเคมีชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ D.I. Mendeleev ด้วยของกำนัลมากมายพวกเขาให้สมดุลทางเคมีแก่เขาซึ่งถ้วยหนึ่งทำจากทองคำและอีกถ้วยเป็นอลูมิเนียม ถ้วยอลูมิเนียมมีราคาแพงกว่าทอง ผลลัพธ์ที่ได้คือ "เงินจากดินเหนียว" ไม่เพียงแต่สนใจนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงนักอุตสาหกรรมและแม้แต่จักรพรรดิแห่งฝรั่งเศสด้วย
ตรวจสอบตัวเอง 1. อะตอมอะลูมิเนียมมีอิเล็กตรอนกี่ตัว? a) 1 b) 6 c) 13 d) 3 2. สถานะออกซิเดชันของอะตอมอะลูมิเนียมในสารประกอบ Al 2 O 3 a) -3 b) -2 c) +3 d) +2 3. Amphoteric hydroxide รวมถึง: a) Mg (OH) 2 b) Al (OH) 3 c) H 2 Cr 2 O 7 d) Na OH 4. เมื่ออะลูมิเนียมถูกออกซิไดซ์ในตัวกลางที่เป็นด่าง ... a) Al 3+ b) Al 2 O 3 c) - d) Al H 3 5. อะลูมิเนียมออกไซด์ - ... a) ของแข็ง สีขาว b) ก๊าซไม่มีสีและไม่มีกลิ่น c) ของแข็งสีแดง d) ของเหลวเดือดต่ำ
สรุป ด้วยคุณสมบัติต่างๆ เช่น ความเบา ความแข็งแรง ความต้านทานการกัดกร่อน ความทนทานต่อสารเคมีที่รุนแรง อลูมิเนียมได้นำไปใช้อย่างกว้างขวางในการบินและการขนส่งในอวกาศ และในหลายภาคส่วนของเศรษฐกิจของประเทศ อลูมิเนียมและโลหะผสมมีจุดยืนพิเศษในด้านวิศวกรรมไฟฟ้า และเบื้องหลังคืออนาคตของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของเรา
2.1.1 ตำแหน่งของอลูมิเนียมในระบบธาตุและโครงสร้างของอะตอม
อลูมิเนียมอยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม III โครงร่างของระดับพลังงานมีดังนี้:
3 อัล 2e - , 8e - ,3e -
เนื่องจากอะตอมของอะลูมิเนียมมีอิเล็กตรอน 3 ตัวที่ระดับชั้นนอก อะลูมิเนียมในสารประกอบจึงมีสถานะออกซิเดชันที่ 4-3
เราได้ข้อสรุปแบบเดียวกันโดยได้รับคำแนะนำจากแนวคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในอะตอมและตำแหน่งของพวกมัน ไม่เพียงแต่ในระดับพลังงานเท่านั้น แต่ยังอยู่ในระดับย่อยด้วย ในอะตอมอะลูมิเนียม อิเล็กตรอน 3s 2 จะขาดออกอย่างง่ายดาย และอิเล็กตรอนหนึ่งตัวผ่านวงโคจร 3p:
ผลที่ได้คืออิเล็กตรอนสามตัวที่ไม่มีการจับคู่ ตอบคำถามข้อ 1 (น.138)
2.1.2 การหาอะลูมิเนียมในธรรมชาติ การผลิต และคุณสมบัติของอะลูมิเนียม
อลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบที่มีมากเป็นอันดับสามในเปลือกโลก มันเกิดขึ้นเฉพาะในสารประกอบ ที่สำคัญที่สุดของพวกเขาแสดงไว้ในรูปที่ 19
สีแดง Al 2 O 3 คริสตัล - ทับทิม สีฟ้า- ไพลิน
ใบเสร็จ
ในปี ค.ศ. 1827 นักเคมีชาวเยอรมันชื่อ F. Wöhler ได้อะลูมิเนียมโดยการให้ความร้อนกับอะลูมิเนียมคลอไรด์ด้วยโลหะอัลคาไลที่มีโพแทสเซียมหรือโซเดียมโดยไม่สามารถเข้าถึงอากาศ
AlCl 3 +3K 3KCl + อัล
สำหรับ การผลิตภาคอุตสาหกรรมอลูมิเนียม วิธีการเหล่านี้ไม่เป็นประโยชน์ทางเศรษฐกิจ ดังนั้นจึงมีการพัฒนาวิธีการไฟฟ้าเคมีเพื่อให้ได้อะลูมิเนียมจากอะลูมิเนียม
คุณสมบัติทางกายภาพ
อลูมิเนียมเป็นโลหะสีเงิน-ขาว น้ำหนักเบา (r = 2.7 g / cm 3) ละลายที่ 660 ° C เป็นพลาสติกมาก ดึงเป็นลวดได้ง่าย และอบเป็นแผ่นและฟอยล์ ในแง่ของการนำไฟฟ้า อลูมิเนียมเป็นอันดับสองรองจากเงินและทองแดง (เป็น 2/3 ของค่าการนำไฟฟ้าของทองแดง)
คุณสมบัติทางเคมี
ในซีรีส์แรงดันไฟฟ้าเคมี อะลูมิเนียมจะอยู่ด้านหลังโลหะที่มีปฏิกิริยารุนแรงที่สุด อย่างไรก็ตาม จากประสบการณ์ในชีวิตประจำวัน เป็นที่ทราบกันดีว่าผลิตภัณฑ์อะลูมิเนียม (จาน ฯลฯ) ไม่ได้รับผลกระทบจากออกซิเจนหรือน้ำ แม้จะอยู่ในอุณหภูมิเดือดก็ตาม อลูมิเนียมยังไม่ได้รับผลกระทบจากกรดไนตริกเย็นเข้มข้น นี่เป็นเพราะการปรากฏตัวของฟิล์มออกไซด์บาง ๆ บนพื้นผิวอลูมิเนียมซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้เกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม หากพื้นผิวของอลูมิเนียมถูด้วยเกลือปรอทจะเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้:
2A1 + 3HgCl 2 ® 2А1С1 3 + 3Hg
ปรอทที่ปล่อยออกมาจะละลายอะลูมิเนียมและโลหะผสมของปรอทกับปรอทจะก่อตัวขึ้น - อะลูมิเนียมอะมัลกัม ฟิล์มไม่เกาะบนพื้นผิวที่ผสมกัน ดังนั้นอะลูมิเนียมจะทำปฏิกิริยากับน้ำภายใต้สภาวะปกติ (รูปที่ 46):
2А1 + 6НОН ® 2А1(ОН) 3 ¯ + 3Н 2
ที่อุณหภูมิสูง อะลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับอโลหะและสารเชิงซ้อนจำนวนมากโดยไม่มีการควบรวมกัน:
แอปพลิเคชัน
อลูมิเนียมใช้ในการผลิตโลหะผสมต่างๆ ที่แพร่หลายที่สุดคือดูราลูมินที่มีทองแดงและแมกนีเซียม และซิลูมิน ซึ่งเป็นโลหะผสมของอะลูมิเนียมกับซิลิกอน ข้อได้เปรียบหลักของโลหะผสมเหล่านี้คือความเบาและความแข็งแรงสูง โลหะผสมดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องบิน ยานยนต์ เรือและเครื่องมือ ในเทคโนโลยีจรวดและในการก่อสร้าง ในรูปของโลหะบริสุทธิ์ อลูมิเนียมใช้สำหรับการผลิตสายไฟและอุปกรณ์เคมีต่างๆ
อลูมิเนียมยังใช้สำหรับการทำให้เป็นอะลูมิเนียม เช่น ทำให้พื้นผิวของเหล็กและผลิตภัณฑ์เหล็กหล่ออิ่มตัวด้วยอะลูมิเนียม เพื่อป้องกันการกัดกร่อน
ในทางปฏิบัติมักใช้เทอร์โม (ส่วนผสมของ Fe 3 O 4 ออกไซด์กับผงอลูมิเนียม) หากส่วนผสมนี้ติดไฟ (โดยใช้เทปแมกนีเซียม) จะเกิดปฏิกิริยารุนแรงเมื่อปล่อยความร้อนจำนวนมาก:
8Al + 3Fe 3 O 4 ® 4Al 2 O 3 + 9Fe
กระบวนการนี้ใช้ในการเชื่อมที่เรียกว่าเทอร์ไมต์ รวมถึงการได้รับโลหะบางชนิดในรูปแบบอิสระ
ตอบคำถามข้อ 2-6 (น.138) แก้ปัญหา 1 - 2 (หน้า 138)
2.1.3 สารประกอบอะลูมิเนียมที่สำคัญที่สุด
อะลูมิเนียมออกไซด์
สามารถรับ Al 2 O 3 ได้ด้วยวิธีต่อไปนี้:
1. โดยการเผาไหม้โดยตรงของผงโลหะอลูมิเนียม (โดยการเป่าผงอลูมิเนียมลงในเปลวไฟ):
4Al + 3O 2 ® 2A1 2 O 3
2. โดยการแปลงตามรูปแบบด้านล่าง:
อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นสารสีขาวที่แข็งและทนไฟ (อุณหภูมิ pl. 2050 ° C)
ตามคุณสมบัติทางเคมี มันคือแอมโฟเทอริกออกไซด์ (I, § 37) ทำปฏิกิริยากับกรด แสดงคุณสมบัติของออกไซด์พื้นฐาน:
A1 2 O 3 + 6HC1 2A1C1 3 + 3H 2 O
อัล 2 O 3 + 6H + + 6С1 - 2Al 3+ + 6С1 - + 3Н 2 O
A1 2 O 3 + 6H + 2A1 3+ + 3H 2 O
อะลูมิเนียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับด่างและแสดงคุณสมบัติของกรดออกไซด์ นอกจากนี้ ในระหว่างการหลอมรวมจะเกิดเกลือของกรดเมตาอะลูมินัม HA1O 2 ขึ้น กล่าวคือ เมตาอะลูมิเนต:
อัล 2 O 3 + 2NaOH 2NaA10 2 + H 2 0
ในที่ที่มีน้ำ ปฏิกิริยาจะแตกต่างกัน:
A1 2 O 3 + 2NaOH + H 2 O ® 2
เนื่องจากในสารละลายที่เป็นน้ำ โซเดียมอะลูมิเนต NaA1O 2 ยึดโมเลกุลของน้ำหนึ่งหรือสองโมเลกุล ซึ่งสามารถอธิบายได้ดังนี้:
ก) NaA1O 2 -H 2 O หรือ NaH 2 A1O 3; b) NaA1O 2 -2H 2 O หรือ NaAl (OH) 4
อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์
อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ A1 (OH) 3 ได้มาจากการทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไลกับสารละลายของเกลืออะลูมิเนียม (ไม่สามารถใช้สารละลายอัลคาไลเกินได้):
AlCl 3 + NaOH ® Al(OH) 3 ¯ + 3NaCl
A1 3+ + 3Cl - + 3Na + + 3OH - ® Al(OH) 3 ¯ + 3Na + + 3С1 -
อัล 3+ + 3OH - ® A1 (OH) 3 ¯
หากมวลของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่มีลักษณะคล้ายวุ้นสีขาวถูกแยกออกจากสารละลายและทำให้แห้ง จะได้สารผลึกสีขาวซึ่งแทบไม่ละลายในน้ำ
อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (เช่น ออกไซด์) มีคุณสมบัติแอมโฟเทอริก เช่นเดียวกับเบสทั้งหมด อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยากับกรด เมื่ออะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์หลอมรวมกับด่าง จะเกิดเมตาอะลูมิเนตและใน สารละลายน้ำ- ไฮเดรตของ metaaluminates:
А1(OH) 3 + NaOH NaA1O 2 + 2Н 2 O
A1 (OH) 3 + NaOH ® NaH 2 A1O 3 + H 2 O
เกลืออะลูมิเนียมได้มาจากปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมที่เป็นโลหะกับกรดเป็นหลัก โดย คุณสมบัติทางกายภาพเหล่านี้เป็นสารผลึกแข็งที่ละลายได้สูงในน้ำ คุณสมบัติทางเคมีของเกลืออะลูมิเนียมคล้ายกับเกลือชนิดอื่นๆ (, หน้า 98-99) เนื่องจากเกลืออะลูมิเนียมก่อตัวขึ้นจากเบสอ่อนและกรดแก่ พวกมันจึงถูกไฮโดรไลซิสในสารละลายที่เป็นน้ำ (หน้า 18)
ตอบคำถาม 7-10 (น.138) แก้ปัญหาที่ 3 (หน้า 138)
ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมระหว่างอะลูมิเนียมกับสารประกอบที่สำคัญที่สุด (แบบที่ 20)
จากที่กล่าวมาสรุปได้ว่า หลักสูตรโรงเรียนมีเวลาไม่กี่ชั่วโมงในการศึกษาหัวข้อนี้ และนอกเหนือจากนี้ แทบไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมของหัวข้อนี้เลย
ไนโตรเจนก่อให้เกิดออกไซด์จำนวนหนึ่งที่สอดคล้องกับสถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้ทั้งหมดตั้งแต่ +1 ถึง +5: N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 5 อย่างไรก็ตาม มีเพียงสองในนั้นเท่านั้นที่เป็นไนตริกออกไซด์ ( II) และไนโตรเจนออกไซด์ (IV) ไม่เพียงเสถียรภายใต้สภาวะปกติ แต่ยังมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในวัฏจักรไนโตรเจนทางธรรมชาติและทางอุตสาหกรรมอีกด้วย
2.2.1 สารประกอบไนโตรเจนบางชนิดและคุณสมบัติของพวกมัน 1.2.1.1 ไนโตรเจนออกไซด์
N 2 +1 O - ไนตริกออกไซด์ (I), ไนตรัสออกไซด์, แก๊ส "หัวเราะ", ออกไซด์ที่ไม่ก่อให้เกิดเกลือ รับ N 2 O โดยการสลายตัวของแอมโมเนียมไนเตรต:
N 2 O มีกลิ่นหอมเล็กน้อยและมีรสหวาน ไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน น้ำ สารละลายของกรดและด่าง มันสลายตัวเป็นองค์ประกอบที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 ° C กล่าวอีกนัยหนึ่งคือค่อนข้างเสถียร
โครงสร้าง: ออกซิเจนมีอิเลคตรอน 2 ตัวที่ไม่มีคู่ ไนโตรเจนมี 3 ตัว - พันธะคู่ก่อตัวขึ้น และอิเล็กตรอนที่เหลืออีก 1 ตัวในส่วนที่เหลือ สามารถสันนิษฐานได้ว่าไม่มีโมเลกุลใดจะจับคู่และสร้างโมเลกุล ONNO แบบไดเมอร์ โครงสร้างโมเลกุล: โมเลกุลเชิงเส้น O=N=N ซึ่งอะตอม N ส่วนกลางเป็นเตตระวาเลนต์ มันสร้างพันธะคู่สองพันธะ: อันหนึ่งมีออกซิเจนตามแบบแผนทั่วไปสำหรับการสร้างพันธะโควาเลนต์ (อิเล็กตรอนไนโตรเจน 2 อิเล็กตรอน ออกซิเจน 2 อิเล็กตรอน) อีกอันที่มีอะตอมไนโตรเจน สำหรับสิ่งนี้) หนึ่งในพันธะคือโควาเลนต์ส่วนที่สองคือผู้บริจาค - ผู้รับ (รูปที่ 1)
การติดตั้งสำหรับการผลิตไนตริกออกไซด์ (I) ประกอบด้วยชั้นวาง หลอดทดลอง ปลั๊กพร้อมท่อจ่ายก๊าซ เครื่องตกผลึก กระบอก และตะเกียงแอลกอฮอล์ (รูปที่ 2) วาง NH 4 NO 3 ลงในหลอดทดลอง ปิดด้วยจุกที่มีท่อจ่ายก๊าซและให้ความร้อน ก๊าซจะถูกรวบรวมในถังที่เต็มไปด้วยน้ำ
ข้าว. 1. โมเลกุลของไนตริกออกไซด์ (I) - N 2 O
ออกไซด์ N 2 O สลายตัวเมื่อถูกความร้อน:
ออกไซด์ N 2 O ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน:
N +2 O - ไนตริกออกไซด์ (II), ออกไซด์ที่ไม่ก่อให้เกิดเกลือ NO ได้มาจากปฏิกิริยาของทองแดงกับกรด HNO 3 (แตกต่าง) (รูปที่ 3)
คริสตัลเซลล์โมเลกุล; โมเลกุลนั้นเบาและมีขั้วอ่อน (อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของออกซิเจนสูงกว่าไนโตรเจนเล็กน้อย) สามารถสันนิษฐานได้ว่าจุดหลอมเหลวและจุดเดือดจะต่ำ แต่สูงกว่าจุดของไนโตรเจน เนื่องจากขั้วของโมเลกุลทำให้สามารถเชื่อมต่อแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิตกับแรงระหว่างโมเลกุลอย่างง่ายได้ การก่อตัวของไดเมอร์ยังช่วยเพิ่มจุดเดือดอีกด้วย โครงสร้างของโมเลกุลยังแสดงให้เห็นความสามารถในการละลายในน้ำต่ำ ไนตริกออกไซด์ (II) ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น
เพื่อให้ได้ไนตริกออกไซด์ (II) จะมีการใส่ขี้กบทองแดงสองสามตัวในหลอดทดลองและเทกรดไนตริกเจือจางลงไป ปิดหลอดทดลองด้วยจุกที่มีท่อจ่ายก๊าซและยึดเข้ากับขาตั้ง ปลายท่อระบายแก๊สจะถูกลดระดับลงในแม่พิมพ์ด้วยน้ำแล้วจึงเข้าไปในกระบอกสูบ (รูปที่ 3) เมื่อถูกความร้อน NO จะถูกปล่อยออกมา NO ถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายโดยออกซิเจนในอากาศ เช่น ทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์:
ในการทำปฏิกิริยากับ แก๊สเปรี้ยวออกไซด์ NO - ตัวออกซิไดซ์:
N +2 2 O 3 - ไนตริกออกไซด์ (III), ไนตรัสแอนไฮไดรด์ (สอดคล้องกับกรดไนตรัส HNO 2 และเกลือไนไตรต์); มันเป็นกรดออกไซด์มีคุณสมบัติทั้งหมดของกรดออกไซด์ รับออกไซด์ N 2 O 3 โดยปฏิกิริยา:
NO 2 + NO N 2 O 3
N +4 O 2 - ไนตริกออกไซด์ (IV), ไนโตรเจนไดออกไซด์, ก๊าซสีน้ำตาล (เป็นพิษ)
พิจารณาอิเล็กตรอนไนโตรเจนในโมเลกุล NO นี่คืออิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ อิเล็กตรอนอิสระ และอิเล็กตรอนอีกสองตัวที่ผูกมัดกับออกซิเจน รวมเป็น 5 ตัว และอะตอมของออกซิเจน "สัมผัสกัน" มีอิเล็กตรอน 6 ตัวใน 4 ออร์บิทัล หากคุณจัดเรียงพวกมันทีละตัว หนึ่งออร์บิทัลจะยังคงว่างอยู่ เป็นพื้นที่นี้ที่ครอบครองโดยอิเล็กตรอนคู่หนึ่งของอะตอมไนโตรเจน (รูปที่ 4, 5)
ข้าว. 4. แผนผังโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล NO 2 (รุ่นแรก) (จุดแสดงถึงอิเล็กตรอนของอะตอม O เครื่องหมายกากบาทแสดงถึงอิเล็กตรอนของอะตอม N)
ข้าว. 5. แผนผังโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล NO 2 (รุ่นที่สอง) (เครื่องหมายดอกจันแสดงถึงอะตอม O ที่ถูกกระตุ้น ลูกศรแสดงถึงพันธะของผู้บริจาค-ผู้รับ
เนื่องจากอิเล็กตรอนคู่หนึ่งที่อยู่ใน s-orbital "ได้เชื่อมต่อ" มันจึงต้องผ่านการผสมพันธุ์ คำถามเกิดขึ้น: อะตอมใช้การผสมพันธุ์แบบใด? คำตอบ: ออร์บิทัลอิเล็กทรอนิกส์ของไนโตรเจนสามออร์บิทัลอยู่ในสถานะของการผสมแบบ sp 2 โมเลกุล NO 2 เป็นเชิงมุม มุมคือ 134° (มุมนั้นมากกว่า 120° เนื่องจากอิเล็กตรอน 1 ตัวขับไล่อิเล็กตรอนจากพันธะที่อ่อนแอกว่าอิเล็กตรอนคู่หนึ่ง) (รูปที่ 6, 7)
โครงตาข่ายคริสตัลเป็นโมเลกุล อย่างไรก็ตาม เนื่องจากตัวโมเลกุลเองนั้นหนักกว่า NO และแนวโน้มที่จะทำให้เกิดไดเมอไรเซชันสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด สารนี้ควรละลายและเดือดที่อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างเห็นได้ชัด จุดเดือดคือ 21 ° C ดังนั้นภายใต้สภาวะปกติ - 20 ° C และ 760 mm Hg ศิลปะ. – ของเหลวไนตริกออกไซด์ (IV)
ไนตริกออกไซด์ (IV) ละลายในน้ำ ทำปฏิกิริยากับมันพร้อมกัน และในกรณีนี้ จะได้กรดสองชนิดในคราวเดียว
ข้าว. 6. NO 2 โมเลกุล - มุมมองด้านบน
ข้าว. 7. NO 2 โมเลกุล - มุมมองด้านข้างจากด้านข้างของพันธะผู้บริจาค - ผู้รับ (อะตอมออกซิเจนที่สองมองไม่เห็นเกินออร์บิทัลของอะตอมไนโตรเจน วงกลมที่แรเงาคือออร์บิทัลของอะตอมลูกผสมที่ชี้ไปทางเครื่องอ่าน)
ไนตริกออกไซด์ (IV) มีทั้งกลิ่นฉุนเฉพาะตัวและสีน้ำตาลแดง ซึ่งเฉดสีจะแตกต่างกันไปตามความเข้มข้น สำหรับสีนี้เองที่การปล่อยไนโตรเจนออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศเรียกว่า "หางจิ้งจอก"
NO 2 ปฏิกิริยาออกไซด์
1) ด้วยน้ำ:
2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 3 + HNO 2
2) ด้วยด่าง:
2NO 2 + 2NaOH \u003d NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O
3) Dimerization เมื่อทำความเย็น:
ที่อุณหภูมิ -11 °C สมดุลจะถูกเลื่อนไปทางขวาโดยสมบูรณ์ และที่ +140 °C สมดุลจะเลื่อนไปทางซ้ายโดยสมบูรณ์
N +5 2 O 5 - ไนตริกออกไซด์ (V), ไนตริกแอนไฮไดรด์, กรดออกไซด์, ตัวออกซิไดซ์ที่แรง ออกไซด์ N 2 O 5 สลายตัวได้ง่าย:
2N 2 O 5 \u003d 4NO 2 + O 2
2.2.1.2 กรดไนตริก
ของไนโตรเจนไฮดรอกไซด์เราจะพิจารณากรดไนตริกที่มีหลายน้ำหนักมากที่สุด
โมเลกุลของกรดไนตริกมีขั้ว (เนื่องจากอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ที่แตกต่างกันของออกซิเจนและไฮโดรเจน เนื่องจากไนโตรเจนซ่อนอยู่ภายในโมเลกุลอย่างที่เป็นอยู่) และไม่สมมาตร ทั้งสามมุมอยู่ในนั้นระหว่างพันธะของไนโตรเจนและออกซิเจนนั้นแตกต่างกัน สถานะออกซิเดชันอย่างเป็นทางการของไนโตรเจนมีค่าสูงสุด (+5) แต่ในขณะเดียวกัน อะตอมไนโตรเจนกับอะตอมอื่นมีพันธะเพียง 4 พันธะ - ความจุของไนโตรเจนคือ 4
โครงสร้างของโมเลกุลจะเข้าใจได้ง่ายขึ้นหากเราพิจารณาถึงกระบวนการได้มาซึ่งโมเลกุลนั้น กรดไนตริกได้มาจากปฏิกิริยาของไนตริกออกไซด์ (IV) กับน้ำ (ในที่ที่มีออกซิเจน): โมเลกุล NO 2 สองตัวพร้อมกัน "โจมตี" โมเลกุลของน้ำด้วยอิเลคตรอนที่ไม่คู่กัน เป็นผลให้พันธะระหว่างไฮโดรเจนและออกซิเจนคือ ไม่แตกตามปกติ (อิเล็กตรอนคู่หนึ่งในออกซิเจนและ "โปรตอนเปล่า") และโมเลกุล NO 2 ตัวหนึ่งได้รับไฮโดรเจนพร้อมกับอิเล็กตรอน อีกตัวหนึ่ง - อนุมูล OH (รูปที่ 8) กรดสองชนิดเกิดขึ้น: กรดทั้งสองมีความแข็งแรง ทั้งสองส่งโปรตอนของพวกมันไปยังโมเลกุลของน้ำที่ใกล้ที่สุดอย่างรวดเร็ว และสุดท้ายยังคงอยู่ในรูปของ NO 2 - และ NO 3 - ไอออน ไอออน NO 2 ไม่เสถียร โมเลกุล HNO 2 สองโมเลกุลสลายตัวเป็นน้ำ NO 2 และ NO NO ออกไซด์ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน กลายเป็น NO 2 ไปเรื่อยๆ จนกว่าจะได้กรดไนตริกเท่านั้น
ข้าว. 8. แผนผังการก่อตัวของโมเลกุลของกรดไนตริกและไนตรัส (ลูกบอลสีดำคืออะตอม N ลูกบอลสีขาวขนาดใหญ่คืออะตอม O ลูกบอลสีขาวขนาดเล็กคืออะตอม H)
อย่างเป็นทางการ ปรากฎว่าอะตอมไนโตรเจนเชื่อมต่อกับอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมด้วยพันธะคู่และอีกพันธะหนึ่งด้วยพันธะเดี่ยวธรรมดา (อะตอมออกซิเจนนี้เชื่อมต่อกับอะตอมไฮโดรเจนด้วย) ไนโตรเจนใน HNO 3 เชื่อมโยงกับออกซิเจนอะตอมที่สามโดยพันธะของผู้บริจาค-ผู้รับ โดยอะตอมไนโตรเจนทำหน้าที่เป็นผู้ให้ การผสมพันธุ์ของอะตอมไนโตรเจนในกรณีนี้ควรเป็น sp 2 เนื่องจากมีพันธะคู่ซึ่งกำหนดโครงสร้าง - สามเหลี่ยมแบน ในความเป็นจริง ปรากฎว่าชิ้นส่วนของอะตอมไนโตรเจนและออกซิเจนสามอะตอมเป็นสามเหลี่ยมแบน เฉพาะในโมเลกุลกรดไนตริกสามเหลี่ยมนี้ไม่ถูกต้อง - ทั้งสามมุม ONO ต่างกัน ดังนั้นด้านต่างๆ ของรูปสามเหลี่ยม เมื่อโมเลกุลแยกตัวออก สามเหลี่ยมจะกลายเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า ซึ่งหมายความว่าอะตอมของออกซิเจนในนั้นจะมีค่าเท่ากัน การเชื่อมต่อทั้งหมดจะเหมือนกัน
คุณสมบัติทางกายภาพของกรดไนตริก
สารประกอบที่แตกตัวเป็นไอออน แม้ว่าเพียงบางส่วนเท่านั้น ก็ยากที่จะเปลี่ยนเป็นก๊าซได้ ดังนั้นจุดเดือดควรสูงพอ แต่ด้วยน้ำหนักโมเลกุลที่น้อย จุดหลอมเหลวไม่ควรสูง ดังนั้น สถานะของการรวมกลุ่มที่ 20°C จึงเป็นของเหลว สำหรับความสามารถในการละลาย เช่นเดียวกับของเหลวที่มีขั้วอื่นๆ กรดไนตริกสามารถผสมกับน้ำได้อย่างง่ายดายในทุกอัตราส่วน กรดไนตริกบริสุทธิ์ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการสลายตัวเป็นออกซิเจนและไนตริกออกไซด์ (IV) ซึ่งละลายอยู่ในนั้น เราสามารถพูดได้ว่ากรดไนตริกเข้มข้นธรรมดามีสีเหลืองน้ำตาลและมีกลิ่นฉุนของ NO 2 เรามาดูกันว่าโครงสร้างของโมเลกุลกรดไนตริกส่งผลต่อคุณสมบัติทางเคมีอย่างไร
HNO 3 เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง
เมื่อ HNO 3 ทำปฏิกิริยากับโลหะ (M) ไฮโดรเจนจะไม่ถูกปล่อยออกมา:
M + HNO 3 ® เกลือ + น้ำ + แก๊ส
ส่วนผสมของ HNO 3 (conc.) กับ HCl (conc.) ในอัตราส่วนปริมาตร 1:3 (1V HNO 3 + 3V HCl) เรียกว่า "aqua regia"
Au + HNO 3 + 3HCl = AuCl 3 + NO + 2H 2 O
กรดไนตริกไม่ทำปฏิกิริยากับกรดอื่น ๆ ในรูปของปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนหรือปฏิกิริยาผสม อย่างไรก็ตาม มันค่อนข้างสามารถทำปฏิกิริยาเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงได้ ในส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น ปฏิกิริยาย้อนกลับสาระสำคัญซึ่งสามารถสรุปได้โดยสมการ:
คลอรีนของอะตอมที่เป็นผลลัพธ์จะทำงานได้มากและดึงอิเล็กตรอนจากอะตอมของโลหะได้อย่างง่ายดาย และคลอไรด์ไอออนจะสร้างไอออนเชิงซ้อนที่เสถียรพร้อมกับไอออนของโลหะที่เป็นผลลัพธ์ ทั้งหมดนี้ทำให้สามารถโอนแม้แต่ทองคำไปเป็นสารละลายได้ เข้มข้น H 2 SO 4 เป็นสารขจัดน้ำออกอย่างแรงกระตุ้นปฏิกิริยาการสลายตัวของกรดไนตริกเป็นไนตริกออกไซด์ (IV) และออกซิเจน กรดไนตริกเป็นกรดอนินทรีย์ที่แรงชนิดหนึ่งและทำปฏิกิริยากับด่างตามธรรมชาติ นอกจากนี้ยังทำปฏิกิริยากับไฮดรอกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำและออกไซด์พื้นฐาน
เมื่อศึกษาหัวข้อ “ไนโตรเจน สารประกอบไนโตรเจน” ใช้ตำราเคมีที่แก้ไขโดย G.E. Rudzitis, F.G. Feldman ซึ่งเป็นตำราเรียนสำหรับชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 เช่นกัน แก้ไขโดย N.S. อัคเมตอฟ สื่อการสอนเป็นหนังสือเกี่ยวกับวิชาเคมีสำหรับเกรด 8-9 แก้ไขโดย A. M. Radetsky, V. P. Gorshkov; ใช้สำหรับงานอิสระในวิชาเคมีสำหรับเกรด 9 แก้ไขโดย R.P. Surovtseva, S.V. โซโฟรโนวา; รวบรวมปัญหาในวิชาเคมีไว้ใช้ มัธยมและสำหรับผู้สมัครเข้ามหาวิทยาลัย เรียบเรียงโดย จี.พี. Khomchenko, I.G. โคมเชนโก. จัดสรรเวลา 7 ชั่วโมงสำหรับการศึกษาหัวข้อนี้
บทที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างวิชาเมื่อศึกษากลุ่ม III และ V ของ D.I.
โบรอนไม่เคยพบในธรรมชาติในสภาวะอิสระ แต่กลับกลายเป็นว่าเกี่ยวข้องกับออกซิเจนเสมอ ในรูปแบบนี้มีอยู่ในกรดบอริก H 3 BO 3 ซึ่งพบได้ในน้ำพุร้อนในบริเวณภูเขาไฟ นอกจากนี้เกลือจำนวนมากของกรดบอริกมีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ เกลือเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดคือบอแรกซ์หรือทินคา Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O. Boracite 2Mg 3 B 8 O 15 มีความสำคัญทางเทคนิค MgCl 2, pandermite Ca 2 B 6 O 11 3H 2 O, โคลแมไนต์ Ca 2 B 6 O 11 5H 2 O, kernite นา 2 B 4 O 7. 4H 2 O.
จำเป็นต้องระบุแร่ธาตุต่อไปนี้ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของกรดบอริก: borocalsite CaB 4 O 7 4H 2 O, โบรอน-นาโทรแคลไซต์ NaCaB 5 O 9 6H 2 O, ไฮโดรบอราไซต์ MgCaB 6 O 11 6H 2 O, โบโรแมกนีไซต์ 2Mg 5 B 4 O 11 5H 2 O, singalite MgAlBO 4 และอื่นๆ
3.1.1.2 บทบาททางชีวเคมี
โบรอนและสารประกอบของโบรอนมี สำคัญมากใน เศรษฐกิจของประเทศ. ไอโซโทป 5 10 B ซึ่งดูดซับนิวตรอน ใช้ในเทคโนโลยีนิวเคลียร์เพื่อชะลอปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ บอแรกซ์และกรดบอริกถูกนำมาใช้เป็นยาฆ่าเชื้อมานานแล้ว
กิจกรรมทางสรีรวิทยาและชีวภาพของโบรอนนั้นสูงมาก โบรอนสามารถมีอิทธิพล กระบวนการที่สำคัญชีวเคมีของสัตว์และพืช เมื่อใช้ร่วมกับ Mn, Cu, Zn และ Mo โบรอนเป็นหนึ่งในห้าธาตุที่จำเป็น โบรอนมีความเข้มข้นในกระดูกและฟัน ในกล้ามเนื้อ ในไขกระดูก ตับ และต่อมไทรอยด์ มีแนวโน้มว่าจะเร่งการเจริญเติบโตและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต เห็นได้จากผลของโบรอนต่อพืช ด้วยความอดอยากโบรอน ผลผลิตและโดยเฉพาะอย่างยิ่งจำนวนเมล็ดจะลดลงอย่างมาก สำหรับชีวิตของสัตว์นั้น สิ่งสำคัญคือต้องหามันในนม (วัว) และในไข่แดง ไข่ไก่. พืชบางชนิด (หญ้าอาหารสัตว์และหัวบีทน้ำตาล) เก็บโบรอนหลายกรัมต่อเฮกตาร์ของที่ดิน โบรอนพบในปริมาณมากในเนื้อเยื่อไขมันของสัตว์บางชนิดที่เล็มหญ้าบนทุ่งหญ้าที่อุดมด้วยโบรอน ไม่ทราบองค์ประกอบของสารประกอบโบรอนในร่างกาย เป็นที่ยอมรับแล้วว่าโบรอนยับยั้งอะไมเลสในลำไส้และโปรตีเอสในลำไส้ เสริมการทำงานของอินซูลินและยับยั้งการเกิดออกซิเดชันของอะดรีนาลีน ทำให้วิตามินบี 2 และบี 12 อ่อนแอลง ด้วยโบรอนที่มากเกินไปจะทำให้เกิดโรคลำไส้อักเสบจากเชื้อบอริก ปริมาณโบรอนที่มากเกินไปทำให้เกิดโรคพืช ข้าวสาลีและข้าวโอ๊ตต้องทนทุกข์ทรมานเมื่อมีดิน 0.7 - 0.8 มก. / กก. การต่อสู้กับความเค็มของดินด้วยโบรอนนั้นดำเนินการโดยการล้างดินบอริก
และรากฐานการสอนขององค์กรการศึกษาทำให้สามารถอธิบายเนื้อหาที่กำลังศึกษาในบทเรียนฟิสิกส์ได้ง่ายขึ้นเมื่อศึกษาหัวข้อ "พื้นฐานของไฟฟ้าไดนามิก" การวิเคราะห์ เทคโนโลยีต่างๆทำให้สามารถร่างเทคโนโลยีของผู้เขียนเพื่อพัฒนาความสนใจของนักเรียนในการสื่อสารแบบโต้ตอบในรูปแบบกลุ่มของการศึกษา จากวิธีการที่ถูกต้องกระบวนการเรียนรู้จะถูกสร้างขึ้นเมื่อใช้ ...
ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องพิจารณาประเด็นความสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลฟิสิกส์และเคมีในหลักสูตรระดับมัธยมศึกษา ในการศึกษาฟิสิกส์โมเลกุล ความสัมพันธ์กับเคมีแสดงออกในสองทิศทางหลัก ประการแรกคือการใช้ความรู้ของนักเรียนที่ได้รับในกระบวนการศึกษาเคมีเป็นวัสดุในการพิสูจน์บทบัญญัติหลักของฟิสิกส์ระดับโมเลกุล ที่สอง...
3 หลัก กำหนดลักษณะองค์ประกอบโดยการแทรกคำที่หายไป 1. อลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบของกลุ่ม III ซึ่งเป็นกลุ่มย่อยหลัก 2. ประจุของนิวเคลียสของอะตอมอะลูมิเนียมคือ 13 โปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมอะลูมิเนียม 4. มี 14 นิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอมอะลูมิเนียม 5. มีอิเล็กตรอน 13 ตัวในอะตอมอะลูมิเนียม 6. อะตอมอะลูมิเนียมมีพลังงาน 3 ระดับ 7. เปลือกอิเล็กตรอนมีโครงสร้าง 2e, 8e, 3e 8. ที่ระดับชั้นนอกของอะตอมมีอิเล็กตรอน 3 ตัว 9. สถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารประกอบ เท่ากับ อะลูมิเนียมสารอย่างง่ายคือโลหะ 11. อะลูมิเนียมออกไซด์และไฮดรอกไซด์มีลักษณะเป็นแอมโฟเทอริก ไกลออกไป
4 โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์อะตอม 27 AlAl e8e3e P + = 13 n 0 = 14 e - = 13 1s21s2 2s22s2 2p 6 3s 2 3p 1 สัญกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบสั้น 1s21s2 2s22s2 2p 6 3s 2 3p 1
7 จากประวัติศาสตร์การค้นพบ Main Next ระหว่างการค้นพบอลูมิเนียม - โลหะมีราคาแพงกว่าทองคำ ชาวอังกฤษต้องการให้เกียรตินักเคมีชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ D.I. Mendeleev ด้วยของกำนัลมากมายพวกเขาให้สมดุลทางเคมีแก่เขาซึ่งถ้วยหนึ่งทำจากทองคำและอีกถ้วยเป็นอลูมิเนียม ถ้วยอลูมิเนียมมีราคาแพงกว่าทอง ผลลัพธ์ที่ได้คือ "เงินจากดินเหนียว" ไม่เพียงแต่สนใจนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงนักอุตสาหกรรมและแม้แต่จักรพรรดิแห่งฝรั่งเศสด้วย ไกลออกไป
12 1. โลหะสีเงิน-ขาว 2. ความมันวาวของโลหะ 3. โลหะที่แข็งที่สุด 4. จุดหลอมเหลว +660 ° C 5. พลาสติก 6. มีดตัดง่าย 7. ตัวนำ ไฟฟ้า 8. น้ำหนักเบา 9. นำความร้อน 10. ง่ายต่อการดึงดูดและล้างอำนาจแม่เหล็ก 11. ซอฟต์เลือกและจดตัวเลขของคุณสมบัติเหล่านั้นที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางกายภาพของอลูมิเนียม
สถาบันการศึกษางบประมาณเทศบาล
โรงเรียนการศึกษาทั่วไป № 81
อลูมิเนียม ตำแหน่งของอลูมิเนียมในระบบธาตุและโครงสร้างของอะตอม ค้นหาในธรรมชาติ คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของอะลูมิเนียม
ครูสอนเคมี
โรงเรียนมัธยม MBOU №81
2013
หัวข้อบทเรียน: อะลูมิเนียม. ตำแหน่งของอลูมิเนียมในระบบธาตุและโครงสร้างของอะตอม ค้นหาในธรรมชาติ คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของอะลูมิเนียม
วัตถุประสงค์ของบทเรียน:
พิจารณาการกระจายตัวของอะลูมิเนียมในธรรมชาติ คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอะลูมิเนียม ตลอดจนคุณสมบัติของสารประกอบที่ก่อตัว
ความคืบหน้า
1. ช่วงเวลาขององค์กรของบทเรียน 2. การเรียนรู้เนื้อหาใหม่ อลูมิเนียมกลุ่มย่อยหลักสาม กลุ่มของระบบธาตุประกอบขึ้นเป็นโบรอน (B), (Aล.), แกลเลียม (Ga), อินเดียม (ใน) และแทลเลียม (T ล.) ดังจะเห็นได้จากข้อมูลที่ให้มา องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้ถูกเปิดในศตวรรษที่สิบเก้าการค้นพบโลหะของกลุ่มย่อยหลัก
สาม
กลุ่ม
ที่
โบรอนเป็นอโลหะ อลูมิเนียมเป็นโลหะทรานซิชัน ในขณะที่แกลเลียม อินเดียม และแทลเลียมเป็นโลหะทั้งหมด ดังนั้นด้วยการเพิ่มขึ้นของรัศมีอะตอมของธาตุของแต่ละกลุ่มของระบบธาตุ คุณสมบัติทางโลหะของสารอย่างง่ายจึงเพิ่มขึ้นในการบรรยายนี้ เราจะเจาะลึกถึงคุณสมบัติของอะลูมิเนียม1. ตำแหน่งของอลูมิเนียมในตารางของ D.I. Mendeleev โครงสร้างของอะตอม แสดงสถานะออกซิเดชัน องค์ประกอบอลูมิเนียมอยู่ในสาม กลุ่ม, กลุ่มย่อยหลัก "A", ช่วงที่ 3 ของระบบธาตุ, หมายเลขซีเรียลหมายเลข 13, มวลอะตอมสัมพัทธ์อาร์(อัล ) = 27. เพื่อนบ้านทางด้านซ้ายของตารางคือแมกนีเซียม ซึ่งเป็นโลหะทั่วไป และทางด้านขวาคือซิลิกอน ซึ่งไม่ใช่โลหะอีกต่อไป ดังนั้นอลูมิเนียมจึงต้องมีคุณสมบัติที่เป็นกลางบางอย่างและสารประกอบของอะลูมิเนียมนั้นมีลักษณะเป็นแอมโฟเทอริกอัล +13) 2 ) 8 ) 3 , p เป็นองค์ประกอบ
สถานะพื้นฐาน
1 วินาที 2 2 วินาที 2 2 หน้า 6 3 วินาที 2 3 หน้า 1
อลูมิเนียมแสดงสถานะออกซิเดชันของ +3 ในสารประกอบ:อัล 0 - 3 e - → Al +3 2. คุณสมบัติทางกายภาพ อะลูมิเนียมแบบอิสระเป็นโลหะสีขาวเงินที่มีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าสูง จุดหลอมเหลว 650เกี่ยวกับ C. อะลูมิเนียมมีความหนาแน่นต่ำ (2.7 g/cm 3 ) - น้อยกว่าเหล็กหรือทองแดงประมาณสามเท่าและในขณะเดียวกันก็เป็นโลหะที่ทนทาน3. อยู่ในธรรมชาติ ในแง่ของความชุกในธรรมชาติก็ครอบครองที่ 1 ในหมู่โลหะ และที่ 3 ในหมู่ธาตุ รองจากออกซิเจนและซิลิกอนเท่านั้น เปอร์เซ็นต์ของปริมาณอะลูมิเนียมในเปลือกโลกตามที่นักวิจัยหลายคนระบุ มีตั้งแต่ 7.45 ถึง 8.14% ของมวลของเปลือกโลกโดยธรรมชาติแล้ว อลูมิเนียมเกิดขึ้นเฉพาะในสารประกอบ (แร่ธาตุ). บางคน: อะลูมิเนียม - Al 2 O 3 H 2 O (มีสิ่งเจือปน SiO 2 , Fe 2 O 3 , CaCO 3 ) Nephelines - KNa 3 4 Alunites - KAl(SO 4 ) 2 2Al(OH) 3 อลูมินา (ส่วนผสมของดินขาวกับทราย SiO 2 , หินปูน CaCO 3 , แมกนีเซียม MgCO 3 ) คอรันดัม - อัล 2 O 3 เฟลด์สปาร์ (orthoclase) - K 2 O×Al 2 O 3 ×6SiO 2 Kaolinite - Al 2 O 3 ×2SiO 2 × 2H 2 O อะลูไนต์ - (Na,K) 2 SO 4 ×Al 2 (SO 4 ) 3 ×4Al(OH) 3 เบริล - 3BeO อัล 2 O 3 6SiO 2อะลูมิเนียม
4. คุณสมบัติทางเคมีของอะลูมิเนียมและสารประกอบต่างๆ อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้ง่ายภายใต้สภาวะปกติและเคลือบด้วยฟิล์มออกไซด์ความหนาของมันคือ 0.00001 มม. แต่ด้วยเหตุนี้ อลูมิเนียมจึงไม่เป็นสนิม เพื่อศึกษาคุณสมบัติทางเคมีของอะลูมิเนียม ฟิล์มออกไซด์จะถูกลบออก (โดยใช้กระดาษทรายหรือในทางเคมี: ขั้นแรกให้หย่อนลงในสารละลายอัลคาไลเพื่อเอาฟิล์มออกไซด์ออก แล้วจึงใส่สารละลายเกลือปรอทเพื่อสร้างโลหะผสมอะลูมิเนียมที่มีสารปรอท - อมัลกัม)ฉัน . ปฏิสัมพันธ์กับสารอย่างง่าย อลูมิเนียมที่อุณหภูมิห้องจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนทั้งหมดอย่างแข็งขันทำให้เกิดเฮไลด์ เมื่อถูกความร้อนจะทำปฏิกิริยากับกำมะถัน (200 °C), ไนโตรเจน (800 °C), ฟอสฟอรัส (500 °C) และคาร์บอน (2000 °C) กับไอโอดีนต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา - น้ำ: 2A l + 3 S \u003d A l 2 S 3 (อะลูมิเนียมซัลไฟด์), 2A l + N 2 \u003d 2A lN (อะลูมิเนียมไนไตรด์), A l + P = A l พี (อะลูมิเนียมฟอสไฟด์) 4A l + 3C \u003d A l 4 C 3 (อะลูมิเนียมคาร์ไบด์) 2 อัล + 3 ฉัน 2 \u003d 2 A lI 3 (อะลูมิเนียมไอโอไดด์)สารประกอบทั้งหมดเหล่านี้ถูกไฮโดรไลซ์อย่างสมบูรณ์ด้วยการก่อตัวของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และตามนั้น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนีย ฟอสฟีนและมีเทน: อัล 2 ส 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 สอัล 4 ค 3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 + 3CH 4 ในรูปแบบของขี้กบหรือผง มันเผาไหม้อย่างสดใสในอากาศ ปล่อยความร้อนจำนวนมาก: 4A l + 3 O 2 \u003d 2A l 2 O 3 + 1676 kJ
II. ปฏิกิริยากับสารที่ซับซ้อน ปฏิสัมพันธ์กับน้ำ : 2 อัล + 6 H 2 O \u003d 2 อัล (OH) 3 + 3 H 2 ไม่มีฟิล์มออกไซด์ ปฏิกิริยากับโลหะออกไซด์: อะลูมิเนียมเป็นสารรีดิวซ์ที่ดี เนื่องจากเป็นโลหะออกฤทธิ์ชนิดหนึ่ง อยู่ในชุดกิจกรรมหลังจากโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท นั่นเป็นเหตุผลที่ฟื้นฟูโลหะจากออกไซด์ของพวกมัน . ปฏิกิริยาดังกล่าว - ความร้อนจากอะลูมิเนียม - ใช้เพื่อให้ได้โลหะหายากบริสุทธิ์ เช่น ทังสเตน วานาเดียม เป็นต้น 3 Fe 3 O 4 + 8 Al \u003d 4 Al 2 O 3 + 9 Fe + Q ส่วนผสมเทอร์ไมต์ Fe 3 โอ 4 และอัล (ผง) - ยังใช้ในการเชื่อมเทอร์โม C r 2 O 3 + 2A l \u003d 2C r + A l 2 O 3 ปฏิกิริยากับกรด : ด้วยสารละลายกรดซัลฟิวริก: 2 Al + 3 H 2 SO 4 \u003d อัล 2 (SO 4) 3 + 3 H 2 ไม่ทำปฏิกิริยากับซัลฟิวริกเข้มข้นและไนโตรเจนที่เย็นจัด (พาสซิเวต) ดังนั้นกรดไนตริกจึงถูกขนส่งในถังอลูมิเนียม เมื่อถูกความร้อน อะลูมิเนียมสามารถลดกรดเหล่านี้ได้โดยไม่ปล่อยไฮโดรเจน: 2A l + 6H 2 SO 4 (conc) \u003d A l 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 + 6H 2 O, A l + 6H NO 3 (conc) \u003d A l (NO 3) 3 + 3 NO 2 + 3H 2 O. ปฏิกิริยากับด่าง . 2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O \u003d 2 Na Al (OH) 4 + 3 H 2 นา[แต่ l(เขา) 4 ] – โซเดียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต ตามคำแนะนำของนักเคมี Gorbov ในช่วงสงครามรัสเซีย-ญี่ปุ่น ปฏิกิริยานี้ถูกใช้เพื่อผลิตไฮโดรเจนสำหรับลูกโป่ง ด้วยสารละลายเกลือ: 2 อัล + 3 CuSO 4 \u003d อัล 2 (SO 4) 3 + 3 Cu หากพื้นผิวของอลูมิเนียมถูด้วยเกลือปรอทจะเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้: 2 อัล + 3 HgCl 2 = 2 AlCl 3 + 3 hgปรอทที่ปล่อยออกมาจะละลายอะลูมิเนียมกลายเป็นส่วนผสม 5. การใช้อะลูมิเนียมและสารประกอบต่างๆ
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอะลูมิเนียมนำไปสู่การใช้เทคโนโลยีอย่างแพร่หลายอุตสาหกรรมการบินเป็นผู้บริโภคอลูมิเนียมรายใหญ่ : 2/3 เครื่องบินทำจากอลูมิเนียมและโลหะผสม เครื่องบินที่ทำจากเหล็กจะหนักเกินไปและสามารถบรรทุกผู้โดยสารได้น้อยกว่ามากดังนั้นอลูมิเนียมจึงเรียกว่าโลหะมีปีก สายไฟและสายไฟทำจากอลูมิเนียม : ด้วยค่าการนำไฟฟ้าเท่ากัน มวลของพวกมันจะน้อยกว่าผลิตภัณฑ์ทองแดงที่สอดคล้องกัน 2 เท่าเมื่อพิจารณาถึงความทนทานต่อการกัดกร่อนของอะลูมิเนียมแล้วผลิตชิ้นส่วนเครื่องมือและภาชนะสำหรับกรดไนตริก . ผงอลูมิเนียมเป็นพื้นฐานในการผลิตสีเงินเพื่อป้องกันผลิตภัณฑ์เหล็กจากการกัดกร่อน เช่นเดียวกับการสะท้อนรังสีความร้อน สีดังกล่าวใช้ปิดโรงเก็บน้ำมันและชุดนักดับเพลิงอะลูมิเนียมออกไซด์ใช้ในการผลิตอะลูมิเนียมและเป็นวัสดุทนไฟอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เป็นส่วนประกอบหลักของยาที่รู้จักกันดี Maalox, Almagel ซึ่งลดความเป็นกรดของน้ำย่อย เกลืออะลูมิเนียมถูกไฮโดรไลซ์สูง คุณสมบัตินี้ใช้ในกระบวนการทำน้ำให้บริสุทธิ์ เติมอะลูมิเนียมซัลเฟตและปูนขาวเล็กน้อยลงในน้ำเพื่อทำให้บริสุทธิ์เพื่อทำให้กรดเป็นกลาง เป็นผลให้เกิดการตกตะกอนของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เชิงปริมาตรซึ่งตกตะกอนนำอนุภาคของความขุ่นและแบคทีเรียที่แขวนลอยไปด้วยดังนั้นอะลูมิเนียมซัลเฟตจึงเป็นตัวตกตะกอน6. รับอะลูมิเนียม 1) วิธีการผลิตอะลูมิเนียมที่ประหยัดต้นทุนสมัยใหม่ถูกคิดค้นโดย American Hall และ Frenchman Héroux ในปี 1886 ประกอบด้วยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายอะลูมิเนียมออกไซด์ในไครโอไลต์หลอมเหลว ไครโอไลต์หลอมเหลว Na 3 AlF 6 ละลาย Al 2 O 3 วิธีที่น้ำละลายน้ำตาล อิเล็กโทรลิซิสของ "สารละลาย" ของอะลูมิเนียมออกไซด์ในไครโอไลต์หลอมเหลวดำเนินไปราวกับว่าไครโอไลต์เป็นเพียงตัวทำละลาย และอะลูมิเนียมออกไซด์เป็นอิเล็กโทรไลต์ 2Al 2 O 3 กระแสไฟฟ้า → 4Al + 3O 2 ในสารานุกรมภาษาอังกฤษสำหรับเด็กชายและเด็กหญิง บทความเกี่ยวกับอะลูมิเนียมเริ่มต้นด้วยคำต่อไปนี้: “ในวันที่ 23 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2429 ยุคโลหะใหม่เริ่มต้นขึ้นในประวัติศาสตร์ของอารยธรรม - ยุคของอะลูมิเนียม ในวันนี้ ชาร์ลส์ ฮอลล์ นักเคมีอายุ 22 ปี ปรากฏตัวในห้องทดลองของครูคนแรกพร้อมกับลูกบอลอลูมิเนียมสีเงิน-ขาวขนาดเล็กโหลในมือของเขา และด้วยข่าวว่าเขาได้ค้นพบวิธีที่จะผลิตโลหะชนิดนี้ ราคาถูกและในปริมาณมาก ดังนั้น Hall จึงกลายเป็นผู้ก่อตั้งอุตสาหกรรมอะลูมิเนียมของอเมริกาและเป็นวีรบุรุษของชาติแองโกล-แซกซอน ในฐานะชายที่ทำธุรกิจที่ยอดเยี่ยมด้วยวิทยาศาสตร์ 2) 2Al 2 O 3 + 3 C \u003d 4 Al + 3 CO 2 มันน่าสนใจ:
- อลูมิเนียมเมทัลลิกถูกแยกออกครั้งแรกในปี พ.ศ. 2368 โดยนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Hans Christian Oersted โดยการส่งผ่านก๊าซคลอรีนผ่านชั้นของอลูมินาร้อนผสมกับถ่านหิน อะลูมิเนียมคลอไรด์ที่แยกได้ของ Oersted โดยไม่มีความชื้นแม้แต่น้อย ในการคืนสภาพอะลูมิเนียมที่เป็นโลหะ Oersted จำเป็นต้องบำบัดอะลูมิเนียมคลอไรด์ด้วยโพแทสเซียมอะมัลกัม ผ่านไป 2 ปี ฟรีดริช โวลเลอร์ นักเคมีชาวเยอรมัน เขาปรับปรุงวิธีการโดยแทนที่โพแทสเซียมอะมัลกัมด้วยโพแทสเซียมบริสุทธิ์
ในศตวรรษที่ 18 และ 19 อะลูมิเนียมเป็นโลหะเครื่องประดับหลัก ในปี พ.ศ. 2432 ในลอนดอน D.I. Mendeleev ได้รับรางวัลของขวัญล้ำค่าสำหรับบริการของเขาในการพัฒนาเคมี - เครื่องชั่งที่ทำจากทองคำและอลูมิเนียม
ในปี 1855 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Saint-Clair Deville ได้พัฒนากระบวนการผลิตโลหะอลูมิเนียมในระดับอุตสาหกรรม แต่วิธีการนั้นมีราคาแพงมาก Deville เพลิดเพลินกับการอุปถัมภ์พิเศษของนโปเลียนที่ 3 จักรพรรดิแห่งฝรั่งเศส เพื่อเป็นการแสดงความจงรักภักดีและความกตัญญู Deville ได้ทำเพื่อลูกชายของนโปเลียนซึ่งเป็นเจ้าชายแรกเกิดซึ่งเป็นเสียงคำรามที่แกะสลักอย่างหรูหราซึ่งเป็น "ผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค" ตัวแรกที่ทำจากอลูมิเนียม นโปเลียนถึงกับตั้งใจจะจัดชุดเกราะอะลูมิเนียมให้กับทหารยามของเขา แต่ราคาก็ถูกห้ามปราม ในขณะนั้น อลูมิเนียม 1 กก. ราคา 1,000 มาร์ค เช่น ราคาแพงกว่าเงินถึง 5 เท่า จนกระทั่งการประดิษฐ์กระบวนการอิเล็กโทรไลต์อลูมิเนียมมีค่าเท่ากับโลหะทั่วไป
คุณรู้หรือไม่ว่าอลูมิเนียมที่เข้าสู่ร่างกายมนุษย์ทำให้เกิดความผิดปกติของระบบประสาท ด้วยส่วนเกินการเผาผลาญจะถูกรบกวน และสารป้องกันคือ วิตามินซี แคลเซียม สารประกอบสังกะสี
เมื่ออะลูมิเนียมเผาไหม้ออกซิเจนและฟลูออรีน ความร้อนจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา ดังนั้นจึงใช้เป็นสารเติมแต่งเชื้อเพลิงจรวด จรวดของดาวเสาร์เผาผงอลูมิเนียม 36 ตันระหว่างการบิน F.A. Zander เสนอแนวคิดในการใช้โลหะเป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงจรวด
คิด! เหตุใดจึงไม่สามารถทำปฏิกิริยานี้ในสารละลายที่เป็นน้ำได้? №2. ทำสมการปฏิกิริยาเคมีให้สมบูรณ์:
Al + H 2 SO 4 (สารละลาย) ->
อัล + CuCl 2 ->
Al + HNO 3 (conc) - t ->
Al + NaOH + H 2 O -> ไม่ใช่ 3. แก้ปัญหา:
โลหะผสมอะลูมิเนียม-ทองแดงสัมผัสกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้นมากเกินไปขณะถูกให้ความร้อน ปล่อยก๊าซ 2.24 ลิตร (ไม่มี) คำนวณเปอร์เซ็นต์องค์ประกอบของโลหะผสมถ้ามวลรวมของมันคือ 10 g?4. การบ้าน หมายเหตุ: สามารถใช้การนำเสนอในบทเรียนได้“อลูมิเนียม ตำแหน่งของอลูมิเนียมในระบบธาตุและโครงสร้างของอะตอม ค้นหาในธรรมชาติ คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของอะลูมิเนียม»
