Alluminio: proprietà chimiche e fisiche

2024 Autore: Angel Austin | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-02 17:49

I metalli sono uno dei materiali più convenienti da lavorare. Hanno anche i loro leader. Ad esempio, le proprietà di base dell'alluminio sono note alle persone da molto tempo. Sono così adatti per l'uso nella vita di tutti i giorni che questo metallo è diventato molto popolare. Quali sono le proprietà dell'alluminio come sostanza semplice e come atomo, considereremo in questo articolo.

La storia della scoperta dell'alluminio

Da molto tempo l'uomo conosce il composto del metallo in questione: allume di potassio. Veniva utilizzato come agente in grado di rigonfiare e legare tra loro i componenti dell'impasto; ciò era necessario anche nella vestizione dei prodotti in pelle. L'esistenza dell'ossido di alluminio puro divenne nota nel XVIII secolo, nella sua seconda metà. Tuttavia, non è stata ottenuta alcuna sostanza pura.

Riuscito a isolare per la prima volta il metallo dal suo cloruro lo scienziato H. K. Oersted. Fu lui a trattare il sale con amalgama di potassio e ad isolare dalla miscela una polvere grigia, che era di alluminio nella sua forma pura.

Poi è diventato chiaro che le proprietà chimiche dell'alluminio si manifestano nella sua elevata attività, forte capacità riducente. Pertanto, nessun altro ha lavorato con lui per molto tempo.

Tuttavia, nel 1854, il francese Deville riuscì a ottenere lingotti di metallo mediante elettrolisi fusa. Questo metodo è ancora attuale oggi. Soprattutto la produzione di massa di materiale prezioso iniziò nel 20° secolo, quando furono risolti i problemi di ottenere una grande quantità di elettricità nelle imprese.

Oggi, questo metallo è uno dei più popolari e utilizzati nell'industria edile e domestica.

Caratteristiche generali dell'atomo di alluminio

Se caratterizziamo l'elemento in esame in base alla sua posizione nel sistema periodico, possiamo individuare diversi punti.

1. Numero ordinale - 13.
2. Situato nel terzo periodo minore, il terzo gruppo, il sottogruppo principale.
3. Massa atomica - 26, 98.
4. Numero di elettroni di valenza - 3.
5. La configurazione dello strato esterno è espressa come 3s²3p^1.
6. Il nome dell'elemento è alluminio.
7. Le proprietà del metallo sono forti.
8. Non ha isotopi in natura, esiste solo in una forma, con un numero di massa di 27.
9. Il simbolo chimico è AL, letto come "alluminio" nelle formule.
10. Lo stato di ossidazione è uno, pari a +3.

Le proprietà chimiche dell'alluminio sono pienamente confermate dalla struttura elettronica del suo atomo, perché avendo un grande raggio atomico e una bassa affinità elettronica, è in grado di agire come un forte agente riducente, come tutti i metalli attivi.

L'alluminio come sostanza semplice: proprietà fisiche

Se parliamo di alluminio, che ne dicisostanza semplice, è un metallo lucido bianco argenteo. Nell'aria, si ossida rapidamente e si ricopre di un denso film di ossido. La stessa cosa accade con l'azione degli acidi concentrati.

La presenza di tale caratteristica rende i prodotti realizzati con questo metallo resistenti alla corrosione, il che, ovviamente, è molto conveniente per le persone. Pertanto, è l'alluminio che trova un'applicazione così ampia nelle costruzioni. Interessanti anche le proprietà della sostanza in quanto questo metallo è molto leggero, pur essendo forte e morbido. La combinazione di tali caratteristiche non è disponibile per tutte le sostanze.

Ci sono diverse proprietà fisiche di base che sono caratteristiche dell'alluminio.

1. Elevato grado di malleabilità e duttilità. La lamina leggera, resistente e molto sottile è realizzata con questo metallo, inoltre è arrotolata in un filo.
2. Punto di fusione - 660 0C.
3. Punto di ebollizione - 2450 0C.
4. Densità - 2,7 g/cm3.
5. Volume reticolo cristallino centrato sulla faccia, metallico.
6. Tipo di connessione - metallo.

Le proprietà fisiche e chimiche dell'alluminio determinano le aree di applicazione e utilizzo. Se parliamo di aspetti quotidiani, le caratteristiche già considerate da noi sopra giocano un ruolo importante. Come metallo leggero, durevole e anticorrosivo, l'alluminio viene utilizzato negli aerei e nella costruzione navale. Pertanto, queste proprietà sono molto importanti da conoscere.

Proprietà chimiche dell'alluminio

Dal punto di vistachimica, il metallo in questione è un forte agente riducente in grado di esibire un'elevata attività chimica, essendo una sostanza pura. La cosa principale è eliminare il film di ossido. In questo caso, l'attività aumenta notevolmente.

Le proprietà chimiche dell'alluminio come sostanza semplice sono determinate dalla sua capacità di reagire con:

• acidi;
• alcali;
• alogeni;
• grigio.

Non interagisce con l'acqua in condizioni normali. Allo stesso tempo, dagli alogeni, senza riscaldamento, reagisce solo con lo iodio. Altre reazioni richiedono la temperatura.

È possibile fornire esempi che illustrano le proprietà chimiche dell'alluminio. Equazioni di reazione di interazione con:

• acidi - AL + HCL=AlCL₃ + H_2;

• alcali - 2Al + 6H₂O + 2NaOH=Na[Al(OH)₄] + 3H ₂;

• alogeni - AL + Hal=ALHal_3;
• grigio - 2AL + 3S=AL₂S_3.

In generale, la proprietà più importante della sostanza in questione è la sua elevata capacità di ripristinare altri elementi dai loro composti.

Capacità ricostituente

Le proprietà riducenti dell'alluminio sono ben tracciate nelle reazioni di interazione con ossidi di altri metalli. Li estrae facilmente dalla composizione della sostanza e consente loro di esistere in una forma semplice. Ad esempio: Cr₂O₃ + AL=AL₂O_{3 + Cr.}

Nella metallurgia esiste un'intera tecnica per ottenere sostanze,sulla base di tali risposte. Si chiama alluminotermia. Pertanto, nell'industria chimica, questo elemento viene utilizzato proprio per ottenere altri metalli.

Diffusione nella natura

In termini di prevalenza tra gli altri elementi metallici, l'alluminio è al primo posto. Il suo contenuto nella crosta terrestre è dell'8,8%. Se confrontato con i non metalli, il suo posto sarà terzo, dopo ossigeno e silicio.

A causa della sua elevata attività chimica, non si trova nella sua forma pura, ma solo come parte di vari composti. Quindi, ad esempio, ci sono molti minerali, minerali, rocce, tra cui l'alluminio. Tuttavia, viene estratto solo dalle bauxiti, il cui contenuto non è di natura troppo elevata.

Le sostanze più comuni contenenti il metallo in questione:

• feldspati;
• bauxite;
• graniti;
• silice;
• silicati di alluminio;
• bas alti e altri.

In una piccola quantità, l'alluminio fa necessariamente parte delle cellule degli organismi viventi. Alcune specie di muschio e vita marina sono in grado di accumulare questo elemento all'interno dei loro corpi durante la loro vita.

Ricevi

Le proprietà fisiche e chimiche dell'alluminio consentono di ottenerlo in un solo modo: per elettrolisi di una massa fusa dell'ossido corrispondente. Tuttavia, questo processo è tecnologicamente complesso. Il punto di fusione di AL₂O₃ è superiore a 2000 ^{0C. Per questo motivo, non può essere elettrolizzato direttamente. Cosìprocedere come segue.}

1. Le bauxite vengono estratte.
2. Pulili dalle impurità, lasciando solo ossido di alluminio.
3. Poi la criolite si scioglie.
4. Aggiungi ossido lì.
5. Questa miscela viene elettrolizzata e si ottengono alluminio puro e anidride carbonica.

Il rendimento del prodotto è del 99,7%. Tuttavia, è possibile ottenere un metallo ancora più puro, che viene utilizzato per scopi tecnici.

Applicazione

Le proprietà meccaniche dell'alluminio non sono sufficientemente buone per essere utilizzato nella sua forma pura. Pertanto, vengono spesso utilizzate leghe a base di questa sostanza. Ce ne sono molti, possiamo nominare i più elementari.

1. Duralumin.
2. Alluminio-manganese.
3. Alluminio-magnesio.
4. Alluminio-rame.
5. Silumin.
6. Aviale.

La loro principale differenza sono, ovviamente, gli additivi di terze parti. Tutti sono a base di alluminio. Altri metalli rendono il materiale più durevole, resistente alla corrosione, all'usura e malleabile.

Ci sono diversi campi di applicazione principali dell'alluminio sia in forma pura che sotto forma di suoi composti (leghe).

1. Per fare fili e fogli usati in casa.
2. Produzione di pentole.
3. Industria aeronautica.
4. Costruzioni navali.
5. Costruzioni e architettura.
6. Industria spaziale.
7. Costruire reattori.

Insieme al ferro e ai suoileghe di alluminio - il metallo più importante. Sono questi due rappresentanti del sistema periodico che hanno trovato l'uso industriale più esteso nelle mani dell'uomo.

Proprietà dell'idrossido di alluminio

L'idrossido è il composto più comune che forma l'alluminio. Le sue proprietà chimiche sono le stesse del metallo stesso: è anfotero. Ciò significa che è in grado di esibire una doppia natura, reagendo sia con gli acidi che con gli alcali.

L'idrossido di alluminio stesso è un precipitato gelatinoso bianco. È facile ottenerlo facendo reagire un sale di alluminio con alcali o idrossido di ammonio. Quando reagito con acidi, questo idrossido dà il solito sale e acqua corrispondenti. Se la reazione procede con alcali, si formano idrossicomplessi di alluminio, in cui il suo numero di coordinazione è 4. Esempio: Na[Al(OH)_{4] - tetraidrossialluminato di sodio.}