Нахождение в природе, Химические свойства - Свойства и применение алюминия

Природный алюминий состоит практически полностью из единственного стабильного изотопа 27Al, со следами 26Al, радиоактивного изотопа с периодом полураспада 720 000 лет, образующегося в атмосфере при бомбардировке ядер аргона протонами космических лучей.

По распространенности в природе занимает 1-е среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Процент содержания алюминия в земной коре по данным различных исследователей составляет от 7,45 до 8,14 % от массы земной коры.[7]

В природе алюминий встречается только в соединениях (минералах). Вот некоторые из них:

Бокситы -- Al2O3 * H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3)

Нефелины -- KNa3[AlSiO4]4

Алуниты -- KAl(SO4)2 * 2Al(OH)3

Глиноземы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3)

Корунд -- Al2O3

Полевой шпат (ортоклаз) -- K2OЧAl2O3Ч6SiO2

Каолинит -- Al2O3Ч2SiO2 Ч 2H2O

Алунит -- (Na, K)2SO4ЧAl2(SO4)3Ч4Al(OH)3

Берилл -- 3ВеО * Al2О3 * 6SiO2

Химические свойства

При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой и потому не реагирует с классическими окислителями: с H2O (t°);O2, HNO3 (без нагревания). Благодаря этому алюминий практически не подвержен коррозии и потому широко востребован современной индустрией. Однако, при разрушении оксидной пленки (например, при контакте с растворами солей аммония NH4+, горячими щелочами или в результате амальгамирования), алюминий выступает как активный металл-восстановитель.

Легко реагирует с простыми веществами:

С кислородом:

4Al + 3O2 = 2Al2O3

С галогенами:

2Al + 3Br2 = 2AlBr3

С другими неметаллами реагирует при нагревании:

С серой, образуя сульфид алюминия:

2Al + 3S = Al2S3

С азотом, образуя нитрид алюминия:

2Al + N2 = 2AlN

С углеродом, образуя карбид алюминия:

4Al + 3С = Al4С3

Сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются:

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S­

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3+ 3CH4­

Со сложными веществами:

С водой (после удаления защитной оксидной пленки, например, амальгамированием или растворами горячей щелочи):

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2­

Со щелочами (с образованием тетрагидроксоалюминатов и других алюминатов):

    2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2­ 2(NaOH*H2O) + 2Al = 2NaAlO2 + 3H2

Легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:

    2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2­ 2Al + 3H2SO4(разб) = Al2(SO4)3 + 3H2

При нагревании растворяется в кислотах -- окислителях, образующих растворимые соли алюминия:

2Al + 6H2SO4(конц) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Al + 6HNO3(конц) = Al(NO3)3 + 3NO2­ + 3H2O

Восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотермия):

    8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe 2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr

Похожие статьи




Нахождение в природе, Химические свойства - Свойства и применение алюминия

Предыдущая | Следующая