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características de aluminio. Aluminio: características generales

Cada elemento químico puede ser considerado desde el punto de vista de tres ciencias: física, química y biología. En este artículo vamos a tratar en la mayor medida posible caracterizar el aluminio. Este elemento, que está en el tercer grupo y el tercer período, de acuerdo con la Tabla Periódica. De aluminio – metal, que tiene una reactividad media. También es posible observar las conexiones propiedades anfóteras. Aluminio peso atómico de veintiséis gramos por mol.


Las características físicas de aluminio

En condiciones normales es un sólido. fórmula de aluminio es muy simple. Se compone de átomos (no unirse en la molécula), que están alineadas con la ayuda de una red cristalina en la sustancia sólida. color aluminio – plata-blanco. Además, tiene un brillo metálico, así como cualesquiera otras sustancias de este grupo. El color del metal utilizado en la industria, puede ser diferente debido a la presencia de impurezas en la aleación. Este es un metal bastante ligero. Su densidad igual a 2,7 g / cm3, es decir, es aproximadamente tres veces más ligero que el hierro. En esto puede dar lugar a excepción de que el magnesio, que es aún más fácil el metal en cuestión. La dureza de aluminio es bastante bajo. En él, da la mayoría de los metales. dureza de aluminio de sólo dos en la escala de Mohs. Por lo tanto, para su ganancia sobre la base de aleaciones de metal añadido más difícil.

de fusión de aluminio se produce a una temperatura de sólo 660 grados Celsius. Y comienza a hervir cuando se calienta a una temperatura de dos mil cuatrocientos cincuenta y dos grados centígrados. Este es un metal muy dúctil y fusible. En este extremos de aluminio característicos físicos. Sin embargo, cabe señalar que el metal activo tiene la mejor después del cobre y plata conductividad.

La prevalencia en la naturaleza

especificaciones de aluminio que acabamos de considerar, bastante común en el medio ambiente. Se puede observar en la composición de muchos minerales. elemento de aluminio – el cuarto lugar entre los más comunes en la naturaleza. Su fracción en peso en la corteza terrestre es casi nueve por ciento. Principales minerales están presentes en la composición de sus átomos es bauxita, alúmina, criolita. En primer lugar – una formación de roca, que consiste en óxidos de hierro, silicio y el metal en cuestión, también en la estructura de las moléculas de agua presentes. Tiene una coloración no uniforme: fragmentos gris, colores marrón rojizo u otros, que dependen de la presencia de diversas impurezas. De treinta a sesenta por ciento de la raza – aluminio, cuyas fotos se puede ver arriba. También es muy común en la naturaleza mineral es alúmina.

Esta alúmina. Su fórmula química – Al2O3. Él puede tener color rojo, amarillo, azul o marrón. Su dureza en la escala de Mohs es de nueve unidades. Las variedades de corindón son zafiros notables y rubíes, leicosapphires y padparadzha (zafiro amarillo).

La criolita – un mineral que tiene una fórmula química más compleja. Se compone de los fluoruros de aluminio y sodio – AlF3 • 3NaF. Parece que la piedra incolora o de color gris, tiene una dureza baja – los tres en la escala de Mohs. En el mundo actual se sintetiza artificialmente en el laboratorio. Se utiliza en la metalurgia.

También de aluminio se puede encontrar en la naturaleza como parte de arcilla, que son los principales componentes de silicio y óxidos de metal asociado con moléculas de agua. Además, el elemento químico se puede observar en la composición de nefelina, fórmula química de las cuales es la siguiente: KNa3 [AlSiO4] 4.

recepción

consideración de aluminio características proporciona métodos para su síntesis. Hay varios métodos. Producción de aluminio por el primer método se lleva a cabo en tres etapas. El último de ellos es el procedimiento de la electrólisis sobre el cátodo y un ánodo de carbono. Para llevar a cabo un proceso de este tipo requiere que el óxido de aluminio, y productos auxiliares tales como criolita (fórmula – Na3AlF6) y fluoruro de calcio (CaF2). Con el fin de producir la descomposición de alúmina disuelta, es necesario con la criolita y calcio fundido fluoruro calentado a una temperatura al menos novecientos cincuenta grados centígrados, y después se pasó a través de una corriente de estas sustancias en los ochenta mil amperios y voltaje de cinco ocho voltios. Por lo tanto, debido a que el proceso para cátodo de aluminio settle, y las moléculas de oxígeno se recogerá en el ánodo, que a su vez se oxida ánodo y convertirlo en dióxido de carbono. Antes de llevar a cabo esta bauxita procedimiento, que en la forma de óxido de aluminio se extrae, pre-limpiado de impurezas, y pasa el proceso de deshidratación.

método de producción de aluminio se ha descrito anteriormente es muy común en la metalurgia. También hay un método, inventado en 1827 por F. Wohler. Se encuentra en el hecho de que el aluminio se puede extraer mediante una reacción química entre su cloruro y potasio. Para llevar a cabo un proceso de este tipo sólo se pueden crear en forma de condiciones especiales de muy alta temperatura y vacío. Por lo tanto, un mol de cloruro y un volumen igual de potasio se pueden preparar un mol de alúmina y tres moles de cloruro de potasio como un subproducto. Esta reacción se puede expresar como la siguiente ecuación: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. Este método no ha ganado mucha popularidad en la industria.

características de aluminio en términos de química

Como ya se mencionó anteriormente, es una sustancia simple, que se compone de átomos que no están organizados en una molécula. Estructuras similares se forman casi todos los metales. El aluminio tiene una reactividad relativamente elevada y fuertes propiedades reductoras. Caracterización química del aluminio comenzará con una descripción de sus reacciones con otra sustancia simple, como se describirá aún más la interacción con compuestos inorgánicos complejos.

sustancias simples y aluminio

Estos incluyen un principalmente oxígeno – el compuesto más común en el planeta. Desde su veintiuno por ciento de la atmósfera de la Tierra está compuesta. La reacción de la sustancia con cualquier otra conocida como oxidación, o la quema. Por lo general ocurre a altas temperaturas. Pero en el caso del aluminio puede oxidación en condiciones normales de operación – la película de óxido así formada. Si se tritura el metal activo, se quemará, liberando de este modo grandes cantidades de energía en forma de calor. Para llevar a cabo la reacción entre el aluminio y el oxígeno necesitar estos componentes en una relación molar de 4: 3, por lo que las dos partes quedan óxido.

Esta reacción química se expresa por la siguiente ecuación: 4AІ + 3O2 = 2AІO3. También aluminio puede reaccionar con halógenos que incluyen flúor, yodo, bromo y cloro. Los nombres de estos procesos proviene del halógeno correspondiente: fluoración, yodación, la bromación y cloración. Esta es la reacción de acoplamiento típica.

Por ejemplo, la reacción de aluminio con cloro. Este tipo de proceso sólo puede ocurrir en el frío.

Por lo tanto, la toma de dos moles de aluminio y tres moles de cloro, para dar dos moles del cloruro de metal. La ecuación para esta reacción es como sigue: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3. De la misma manera es posible obtener fluoruro de aluminio, bromuro y yoduro de ella.

En gris la sustancia en cuestión sólo reacciona cuando se calienta. Para llevar a cabo la interacción entre los dos compuestos necesarios para llevarlos en proporciones molares de dos a tres, y una porción del sulfuro formado de aluminio. Ecuación de reacción es la siguiente: 2Al + 3S = Al2S3.

Además, a altas temperaturas y de aluminio reacciona con el carbono para formar un carburo, y el nitrógeno para formar un nitruro. Se puede citar la siguiente ecuación de reacción química: 4AІ + 3C = AІ4S3; 2Al + N2 = 2AlN.

Interacción con sustancias complejas

Estos incluyen agua, sales, ácidos, bases, óxidos. Con todos los compuestos químicos de aluminio reacciona de manera diferente. Veamos en detalle cada caso.

La reacción con agua

Con la sustancia más común en complejo de aluminio tierra interactúa con calefacción. Esto ocurre sólo cuando la eliminación preliminar de la película de óxido. La interacción del hidróxido anfótero se forma, y el hidrógeno se libera en el aire. Tomando las dos partes de aluminio y seis partes de agua, se obtiene hidróxido e hidrógeno en una relación molar de dos a tres. Esta ecuación de reacción se escribe como sigue: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

Interacción con ácidos, bases y óxidos

Al igual que otros metales activos, el aluminio es capaz de participar en una reacción de sustitución. Por lo tanto, puede desplazar hidrógeno a partir de un ácido o un catión de metal pasivo de una sal del mismo. Como resultado de estas interacciones se forma una sal de aluminio, y se libera hidrógeno (en el caso de ácido) o precipitado red metálica (la que es menos activo que el considerado). En el segundo caso, y manifiesta propiedades reductoras como se mencionó anteriormente. Un ejemplo es la interacción de aluminio con ácido clorhídrico, en el que el cloruro de aluminio se forma y se libera en el aire, hidrógeno. Este tipo de reacción se expresa en la siguiente ecuación: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

Un ejemplo de la interacción de la sal de aluminio puede ser su reacción con sulfato de cobre. Teniendo estos dos componentes, terminamos con sulfato de aluminio y el cobre puro, que entran en la forma de un precipitado. Con ácidos tales como ácido sulfúrico y nítrico, aluminio reacciona de forma única. Por ejemplo, la adición de una solución diluida de ácido nitrato de aluminio en una relación molar de ocho partes por treinta y ocho partes está formada por el nitrato de metal, el óxido nítrico tres partes y quince – agua. La ecuación de la reacción se registra así: 8Al + 30HNO3 = 8Al (NO3) 3 + 3N2O + 15H2O. Este proceso sólo se produce en presencia de calor.

Si la solución mixta de sulfato de aluminio y un ácido débil en proporciones molares de dos a tres, entonces se obtiene el sulfato del metal e hidrógeno en una proporción de uno a tres. Eso va a ocurrir reacción de sustitución ordinaria, como es el caso de otros ácidos. Para mayor claridad, se presentan la ecuación: 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2. Sin embargo, con una solución concentrada de la misma ácido más difícil. Aquí, al igual que en el caso de nitrato, se forma el sub-producto, pero no en la forma de óxido y en forma de azufre y agua. Si tomamos los dos necesitábamos componente en una relación molar de dos a cuatro, el resultado será una de la sal del metal, y de azufre, así como cuatro – agua. Esta reacción química se puede expresar por la siguiente ecuación: 2Al + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + S + 4H2O. Además, el aluminio puede reaccionar con los álcalis. Para la realización de tales interacciones químicas deben tomar dos moles del metal, la misma cantidad de hidróxido de sodio o hidróxido de potasio, así como seis moles de agua. Esto produce sustancias como tetragidroksoalyuminat e hidrógeno de sodio o de potasio, que se libera como un gas con un olor acre en proporciones molares de dos a tres. Esta reacción química se puede representar por la siguiente ecuación: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

Y la última cosa a considerar es el patrón de interacción con algunos óxidos de aluminio. El más común y se utiliza en caso de – reacción Beketov. Que, al igual que muchos otros de lo anterior, sólo tiene lugar a altas temperaturas. Por lo tanto, para su aplicación debe tener dos moles por mol de aluminio y óxido de Ferrum. La interacción de estas dos sustancias obtener alúmina y hierro libre en una cantidad de uno y dos moles respectivamente.

El uso del metal en la industria

Tenga en cuenta que el uso de aluminio – un fenómeno muy común. En primer lugar, se necesita la industria de la aviación. Junto con las aleaciones de magnesio, se utiliza, y sobre la base de las aleaciones de metal. Se puede decir que el plano medio es de 50% Las aleaciones de aluminio y su unidad – 25%. También, el uso de aluminio se lleva a cabo durante la fabricación de alambres y cables, debido a su excelente conductividad eléctrica. Además, el metal y sus aleaciones son ampliamente utilizados en la industria automotriz. Estos materiales consisten de las canales de automóviles, autobuses, trolebuses, tranvías algunos, así como los coches convencionales y los trenes eléctricos. Además, su uso en aplicaciones de menor escala, por ejemplo para la producción de envases para alimentos y otros productos, artículos de mesa. Con el fin de producir una tinta de plata del polvo de metal se requiere. Se necesita la pintura con el fin de proteger al hierro de la corrosión. Se puede decir que el aluminio – el segundo uso más común en los metales industriales después de Ferrum. Sus conexiones y que a menudo se utilizan en la industria química. Esto se explica por las características químicas particulares de aluminio, incluidas sus propiedades reductoras y compuestos anfóteros. Hidróxido considera elementos químicos necesarios para la purificación de agua. Además, se utiliza en la medicina en el proceso de producción de vacunas. También se puede encontrar en la composición de ciertos tipos de plástico y otros materiales.

Papel en la naturaleza

Como se ha descrito anteriormente, el aluminio en grandes cantidades en la corteza terrestre. Es particularmente importante para los organismos vivos. El aluminio es implicado en la regulación de los procesos de crecimiento, forma los tejidos conectivos, tales como hueso, ligamentos, y otros. Con este micronutrientes procesos de regeneración de los tejidos corporales realizados con mayor rapidez. Su declive se caracteriza por los siguientes síntomas: alteración en el desarrollo y crecimiento de los niños, en los adultos – la fatiga crónica, la reducción del rendimiento, deterioro de la coordinación motora, redujo la tasa de regeneración de tejidos, debilitamiento de los músculos, especialmente en las extremidades. Este fenómeno puede ocurrir si come demasiado poco alimento con el contenido de este oligoelemento.

Sin embargo, un problema más común es un exceso de aluminio en el cuerpo. Con frecuencia se observa estos síntomas: ansiedad, depresión, trastornos del sueño, pérdida de memoria, estrés, reblandecimiento del sistema músculo-esquelético, que puede conducir a fracturas frecuentes y esguinces. exceso prolongado de aluminio en el cuerpo son a menudo problemas en casi todos los sistemas de órganos.

Tal fenómeno puede causar una serie de razones. Esto es principalmente utensilios de cocina de aluminio. Los científicos han demostrado desde hace tiempo que los platos elaborados con el metal en cuestión, no es adecuado para la cocción de alimentos en ella, como a una elevada temperatura del aluminio se mete en la comida, y como resultado se come mucho más de este oligoelemento que el cuerpo necesita.

La segunda razón – la aplicación regular de los cosméticos para el contenido del metal o sales de los mismos. Antes de utilizar cualquier producto debe ser leído cuidadosamente su composición. No son una excepción, y cosméticos.

La tercera razón – la administración de medicamentos, que contienen una gran cantidad de aluminio, desde hace mucho tiempo. Así como el mal uso de vitaminas y suplementos dietéticos, que incluyen la microcélula.

Ahora vamos a averiguar qué productos contienen aluminio con el fin de regular su dieta y organizar el menú correctamente. En primer lugar, son las zanahorias, el queso procesado, el trigo, el alumbre, las patatas. De frutas, aguacates y melocotones son recomendados. Además, la col blanca, el arroz, muchas hierbas son ricas en aluminio. Además, los cationes del metal en cuestión pueden estar contenidos en agua potable. Para evitar un aumento o disminución del contenido de aluminio en el cuerpo (sin embargo, al igual que cualquier otro microelemento), es necesario vigilar cuidadosamente su dieta y tratar de hacer lo más equilibrado posible.