Алюми́ний - элемент главной подгруппы третьей группы третьего периода периодической системы химических элементов , с атомным номером 13. Обозначается символом Al (лат. Aluminium). Относится к группе лёгких металлов. Наиболее распространённый металл и третий по распространённости химический элемент в земной коре (после кислорода и кремния).
Простое вещество алюминий (CAS-номер: 7429-90-5) - лёгкий, парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия.
Вместо этого используйте посуду для керамической или стеклянной выпечки и размещайте продукты непосредственно на гриле. Наша компания начала свою деятельность в Бухаресте, Румыния, изготавливая алюминиевые окна. Этот тип окон был самым первым продуктом, продаваемым нашей компанией. Вот почему мы считаем, что мы являемся специалистами этого типа плотницких работ, являясь одним из первых на румынском рынке для производства и установки таких рамок. За прошедшие годы международный рост цен на алюминиевые профили, некоторые производители, которые опустили планку, используя профили низкого качества, а также постоянный прилив румын по выгодным ценам, существенно снизили спрос на этот вид продукта.
История
Впервые алюминий был получен Гансом Эрстедом в 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути.
Получение
Современный метод получения был разработан независимо американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру в 1886 году. Он заключается в растворении оксида алюминия Al 2 O 3 в расплаве криолита Na 3 AlF 6 с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых электродов. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке.
Для производства 1 т алюминия чернового требуется 1,920 т глинозёма, 0,065 т криолита, 0,035 т фторида алюминия, 0,600 т анодной массы и 17 тыс. кВт·ч электроэнергии постоянного тока.
Существует идея, поддерживаемая некоторыми плотничьими фирмами, что алюминиевые столярные изделия не подходят для жилого сектора домов и квартир, идея, с которой наша компания не согласна вообще. Алюминий является третьим наиболее распространенным химическим элементом в земной коре из кислорода и кремния, и это те элементы, с которыми он обладает наибольшим сродством к объединению, и алюминий просто встречается в природе только в форме силикатов и оксидов. Среди металлических элементов это самая большая из общей массы земной коры, на которую приходится около 7, 3%.
Физические свойства
Металл серебристо-белого цвета, лёгкий, плотность - 2,7 г/см³,
температура плавления у технического алюминия - 658 °C, у алюминия высокой чистоты - 660 °C,
удельная теплота плавления - 390 кДж/кг,
температура кипения - 2500 °C,
удельная теплота испарения - 10,53 МДж/кг,
временное сопротивление литого алюминия - 10…12 кг/мм², деформируемого - 18…25 кг/мм², сплавов - 38…42 кг/мм².
Твёрдость по Бринеллю - 24…32 кгс/мм²,
высокая пластичность: у технического - 35 %, у чистого - 50 %, прокатывается в тонкий лист и даже фольгу.
Модуль Юнга - 70 ГПа.
Алюминий обладает высокой электропроводностью (0,0265 мкОм·м) и теплопроводностью (203,5 Вт/(м·К)), 65 % от электропроводности меди, обладает высокой светоотражательной способностью.
Слабый парамагнетик.
Температурный коэффициент линейного расширения 24,58×10 -6 К -1 (20…200 °C).
Температурный коэффициент электрического сопротивления 2,7×10 -8 K -1 .
Алюминий образует сплавы почти со всеми металлами. Наиболее известны сплавы с медью и магнием (дюралюминий) и кремнием (силумин).
Алюминий является довольно «молодым» металлом в промышленности, в том смысле, что он был произведен в коммерческих целях «всего» 146 лет. Другие металлы, такие как медь, олово, свинец, известны и эксплуатируются на протяжении всей истории человечества в течение тысяч лет. Однако, благодаря своей исключительной универсальности, алюминий в настоящее время является самым используемым цветным металлом, который производится в превосходном количестве для всех других цветных металлов, собранных вместе!
Алюминий так используется в наши дни, что почти невозможно представить мир без него. Уникальные, необычные качества этого металла в сочетании с относительно недорогой ценой металла дают ему широкий спектр возможных применений. На самом деле, без этого металла, индустрия коммерческой авиации никогда бы не существовала! Первый в мире тяжелый самолет, чем Братья Райт, мог подняться с земли, потому что его двигатель был освобожден, заменив сталь на алюминий. Устойчивость и легкость этого металла наряду с его превосходной способностью поглощать кинетическую энергию - вот что делает его столь популярным в авиационной, автомобильной и строительной отраслях.
Химические свойства
При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной плёнкой и потому не реагирует с классическими окислителями: с H 2 O (t°); O 2 , HNO 3 (без нагревания). Благодаря этому алюминий практически не подвержен коррозии и потому широко востребован современной индустрией. Однако при разрушении оксидной плёнки (например, при контакте с растворами солей аммония NH 4 + , горячими щелочами или в результате амальгамирования), алюминий выступает как активный металл-восстановитель.
Из-за своей легкости алюминий также является экологически чистым металлом, и было подсчитано, что тонна алюминия, используемая вместо тонны стали, используемой для сборки автомобиля, приводит к увеличению производства двуокиси углерода на 20 тонн в течение всего срока его службы транспортного средства.
Многие из этих атрибутов, которые делают алюминий таким хорошим металлом для транспортной отрасли, рекомендуют его для строительства и использования на открытом воздухе. Хорошо известно, что алюминий не ржавеет. Это связано с тем, что при открытом воздухе поверхность алюминия быстро развивает тонкий микроскопический слой на своей поверхности, что делает его полностью невосприимчивым к коррозии. Этот металл не будет дезинтегрироваться под самыми плодовитыми факторами окружающей среды. Таким образом, алюминий идеально подходит для производства объектов, которые подвергаются воздействию факторов окружающей среды в течение очень долгого времени.
Cтраница 1
Окисление алюминия при атмосферных условиях происходит быстро, но не на большую глубину. Наличие окисной пленки на поверхности алюминия, как правило, тормозит дальнейшее протекание реакции окисления с кислородом воздуха.
Окисления алюминия на воздухе без предварительной обработки не происходит, так как на его поверхности имеется невидимый простым глазом слой защитной пленки окиси алюминия.
Он сохранит свой первоначальный внешний вид, целостность и структуру в течение очень длительного периода времени с минимальным обслуживанием. Естественные антикоррозионные свойства алюминия могут быть усилены химическими или электрохимическими процессами покрытия, а также электростатическим порошковым покрытием. Эти растворы, применяемые вместе, приводят к необычайной стабильности формы и структурной целостности алюминия в этой форме.
Процесс экструзии алюминия, который является наиболее часто используемым процессом для обработки этого металла, приводит его к тому, что он может быть использован в конкретных условиях, заключается в том, что он подталкивает его принудительным горячим прессованием через матрицу с целью получения профилей профилей предопределенной секции. Это высокопроизводительный процесс, и большое разнообразие возможных форм приводит к тому, что алюминий имеет очень широкий спектр применений. Поскольку метод экструзии «ставит металл там, где это необходимо», результатом является очень устойчивый продукт с относительно низким весом.
Окисление алюминия ускоряется выше температуры его плавления; мелко раздробленный алюминий при нагревании на воздухе сгорает. Присутствие примесей магния, натрия, меди, кремния усиливает окисление алюминия.
Окисление алюминия на воздухе, а) Алюминий энергично окисляется на воздухе, если удалить с его поверхности пленку окиси алюминия и создать условия, при которых она не будет возникать. Через 2 - 3 мин алюминий вынимают из раствора нитрата ртути, промывают водой и протирают досуха бумагой. Алюминий вытесняет ртуть из ее соли, на поверхности образуется амальгама алюминия, препятствующая образованию плотной окисной пленки алюминия. Поэтому алюминий окисляется на воздухе, постепенно разрушается.
Таким образом, масса алюминия составляет примерно одну треть от массы меди, латуни или стали. Процесс экструзии чрезвычайно экономичен и универсален. В отличие от других режимов обработки, таких как литье, где стоимость заготовки учитывается в каждой части, экструзия воспроизводит ту же форму неограниченно без дополнительных затрат на подготовку.
При всех его удивительных качествах неудивительно, что за столь короткий период в истории истории алюминий стал краеугольным камнем современного общества! Если вы хотите приготовить рыбу или вырезать некоторые овощи или даже сочный стейк на ужин, шансы достаточно велики, чтобы все эти препараты завернули их в алюминиевую фольгу, прежде чем положить их в духовку. Что вы еще не знаете, так это то, что хороший кусок алюминия проникнет в вашу пищу - и это, безусловно, повредит здоровью.
Выразим окисление алюминия и восстановление кислорода электронными уравнениям.
Возможность окисления алюминия в насыпных ВВ до плоскости Ч - Ж подтверждается экспериментальными данными, приведенными в и других работах, для смесей А1 с аммиачной селитрой и перхлоратами.
Реакция окисления алюминия с помощью оксида железа (III) протекает так.
В этом направлении больше исследований было сделано, и результаты не очень удовлетворительные, особенно если вы большой поклонник алюминиевой фольги. Алюминий также можно найти во многих кастрюлях и кастрюлях на большинстве кухонь и даже в некоторых кухонных принадлежностях, таких как столовые приборы.
До алюминия эта роль ключа на кухне была медной, но со временем она была заменена на алюминий, потому что ее намного дешевле использовать в массовом производстве и еще проще чистить. Человеческий организм может даже эффективно удалять даже небольшое количество алюминия. Это означает, что минимальное воздействие алюминия не является проблемой.
Процесс окисления алюминия или другого металла начинается уже непосредственно в прогретом слое конденсированной фазы. Основной же процесс окисления металла - процесс горения - идет в высокотемпературном пламени. Факел пламени пороха по существу состоит из газообразных продуктов горения, разлагающихся горючего и окислителя и горящих в этой среде частиц металла. Макрокинетика процесса горения такого факела должна учитывать закономерности горения и воспламенения индивидуальных частиц с определенным распределением их по размерам и изменение во времени концентрации активных реагептов в среде.
Большинство людей, однако, подвергаются воздействию и глотают гораздо больше, чем принятый лимит. Знаете ли вы, что алюминий присутствует в кукурузе, сыре, соли, травах, специях и даже чае? Он также встречается в довольно больших количествах в фармакологических продуктах, таких как антациды и антиперспиранты.
Сульфат алюминия, который является производным алюминия, используется в качестве коагулянта в процессе очистки питьевой воды. Ученые все еще изучают, как далеко они влияют на чрезмерное воздействие на здоровье человека. Например, в мозговой ткани пациентов с Альжгеймером была обнаружена очень высокая концентрация алюминия. Они также изучили пожилые общины Альцгеймера и пришли к выводу, что это современная болезнь, которая также проявляется в их жизненных условиях, условиях, связанных с эпохой индустриализации.
Скорость окисления алюминия в различных условиях изучена совершенно недостаточно. Известно, что при высоких температурах алюминий покрывается очень тонкой, обладающей хорошими защитными свойствами пленкой, устойчивой даже при температуре плавления алюминия.
Так, окисление алюминия во влажном кислороде при 25 С описывается во времени логарифмическим законом, переходящим по мере увеличения толщины окисной пленки в обратный логарифмический закон (рис. 32); переход от логарифмического закона к обратно логарифмическому закону окисления наблюдали у тантала в интервале от 100 до 300 С.
Эти условия означают, короче говоря, воздействие высокого уровня алюминия в повседневной жизни. Алюминий приводит к другим проблемам. Исследования показывают, что большое потребление алюминия может быть вредным для пациентов, страдающих болезнью костной ткани или почечной недостаточностью. Это также снижает скорость роста клеток в головном мозге.
Избегайте алюминиевой фольги при приготовлении
Принимая во внимание все эти риски, крайне важно, чтобы вы удалили максимально возможное воздействие на проглатывание алюминия. Горшки и другая кухонная утварь находятся в подавляющем большинстве окисленных случаев, что означает, что поверх настоящего алюминия нанесен защитный слой, который не позволяет ему попасть в пищу. Проблема в том, что когда вы моете его, особенно если вы делаете это с помощью губки из проволоки, этот защитный слой может со временем исчезнуть, и, таким образом, алюминий попадает в пищу каждый раз, когда вы используете блюдо.
У реакции окисления алюминия имеется свой порог.
Анодный процесс окисления алюминия сопровождается побочным процессом выделения кислорода. В начале процесса (20 - 30 мин) на выделение кислорода расходуется незначительная часть тока. Но по мере протекания процесса доля тока, приводящаяся к выделению кислорода, все возрастает.
Но эта проблема имеет довольно простое решение. Все, что вам нужно сделать, это когда вы покупаете новые алюминиевые горшки для кипячения воды несколько раз в них, пока база не станет матовой. Это создает естественное окисление, которое предотвращает утечку алюминия в пищу. Они, конечно, выглядят лучше, когда они недавно вымыты проволочной губкой и глянцевые, но матовая основа намного лучше для вашей еды и здоровья.
Но приготовление в алюминиевой фольге - совершенно новая история. Эта фольга является одноразовой, и вы не можете создать этот защитный слой, если бросить его после первого использования. Исследования показывают, что миграция алюминия и количество, которое попадает в пищу во время приготовления пищи, значительно превышает лимит, принятый Всемирной организацией здравоохранения.
