Алюминий - одна из наиболее распространённых добавок в сплавах на основе меди, магния, титана, никеля, цинка, железа.
В чистом виде алюминий используется для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов, конденсаторов. Хотя электропроводность у алюминия меньше чем у меди (около 60 % электропроводности меди), но это компенсируется лёгкостью алюминия, позволяющей делать провода более толстыми: при одинаковой электропроводности алюминиевый провод весит вдвое меньше медного.
Важным является применения алюминия для алитирования, которое заключается в насыщении поверхности стальных и чугунных изделий алюминием с целью защиты основного материала от окисления при сильном нагревании. В металлургии алюминий применяется для получения кальция, бария, лития и некоторых других металлов методом алюминотермии.
Оксид, гидроксид, хлорид и сульфат алюминия
Оксид алюминия Al2O3, называемый также глинозёмом, встречается в природе в кристаллическом виде, образуя минерал корунд. Корунд обладает очень высокой твёрдостью. Его прозрачные кристаллы, окрашенные примесями в красный или синий цвет, представляют собой драгоценные камни - рубин и сапфир. Теперь рубины получают искусственно, сплавляя глинозем в электрической печи. Они используются не столько для украшений, сколько для технических целей, например, для изготовления деталей точных приборов, камней в часах и т.п. Кристаллы рубинов, содержащих малую примесь Cr2O3, применяют в качестве квантовых генераторов - лазеров, создающих направленный пучок монохроматического излучения.
Корунд и его мелкозернистая разновидность, содержащая большое количество примесей, - наждак, применяется как абразивные материалы.
Гидроксид алюминия Al(OH)3 выпадает в виде студенистого осадка при действии щелочей на растворы солей алюминия и легко образует коллоидные растворы.
Гидроксид алюминия типичный атмосферный гидроксид. С кислотами образует соли, содержащие катион алюминия, со щелочами алюминаты. При взаимодействии гидроксида алюминия с водными растворами щелочей или при растворении металлического алюминия в растворах щелочей образуются, как уже говорилось выше, гидроксоалюминаты, например Na[Al(OH)4]. при расплавлении же оксида алюминия с соответствующими оксидами или гидроксидами получают метаалюминаты - производные метаалюминиевой кислоты HAlO2, например:
Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O
Как соли алюминия, так и алюминаты в растворах сильно гидролизованны. Поэтому соли алюминия и слабых кислот в растворах превращаются в основные соли или подвергаются полному гидролизу. Например, при взаимодействии в растворе какой-либо соли алюминия с Na2CO3 образуется не карбонат алюминия, а его гидроксид и выделяется диоксид углерода:
2Al3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Al(OH)3 ¯ + 3CO2
Хлорид алюминия AlCl3. Безводный хлорид алюминия получается при непосредственном взаимодействии хлора с алюминием. Он широко применяется в качестве катализатора при различных органических синтезах. В воде хлорид алюминия растворяется с выделением большого количества теплоты. При выпаривании раствора происходит гидролиз, выделяется хлористый водород и получается гидроксид алюминия. Если выпаривание вести в присутствии избытка соляной кислоты, то можно получить кристаллы состава AlCl3 · 6H2O. При нормальном атмосферном давлении безводный хлорид алюминия уже при 180 ºС, а при высоких давлениях плавиться при 193 ºС, причем в расплавленном состоянии не проводит электрический ток. Поэтому расплав хлористого алюминия нельзя использовать для электролитического получения алюминия.
Сульфат алюминия Al2(SO4)3 · 18H2O получается при действии горячей серной кислоты на оксид алюминия или на каолин. Применяется для очистки воды, а также при приготовлении некоторых сортов бумаги.
Алюмокалиевые квасцы KAl(SO4)3 · 12H2O применяются в больших количествах для дубления кож, а также в красильном деле в качестве протравы для хлопчатобумажных тканей. В последнем случае действие квасцов основано на том, что образующийся вследствие их гидролиза гидроксид алюминия отлагается на волокнах ткани в мелкодисперсионном состоянии и, адсорбируя краситель, прочно удерживает его на волокне.
Список литературы
1 Глинка Н. Л. Общая химия. - СПб.:Химия., 1978 г.
2 Курс общей химии под редакцией Коровина Н. В. - М.: Высшая школа., 1990 г.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Петрозаводский государственный университет
Форма обучения________________Заочная сокращенная________________
Специальность__________________УОГР_____________________________
РЕФЕРАТ ПО ХИМИИ
На тему___Алюминий (Распространение, получение, химические свойства, соединения, ________________ __________________________ использование в технике)__________
____________________________________________________________________________
Студента____Гулкова Е.А._______________________________________
Рецензент __________Ханина Е. Я._______________________________
Петрозаводск
2007
* Месторождение криолита, этого очень важного для алюминиевой промышленности минерала, встречаются крайне редко. Поэтому обычно криолит получают искусственно - взаимодействием гидроксида алюминия с плавиковой кислотой и последующей нейтрализацией кислого раствора содой.