Hliníkové prvky. Hliník: všeobecná charakteristika

Každý chemický prvok možno považovať z hľadiska troch vied: fyziky, chémie a biológie. V tomto článku sa budeme snažiť čo najpresnejšie charakterizovať hliníka. Tento prvok, ktorý je v tretej skupine a tretieho obdobia, podľa periodickej tabuľky. Hliník - kov, ktorý má priemernú reaktivitu. Tiež je možné pozorovať spojov amfotérne vlastnosti. Hliník atómová hmotnosť dvadsať šesť gramov na mol.

Fyzikálne vlastnosti hliníka

Za normálnych podmienok je to pevná látka. hliník vzorec je veľmi jednoduché. Skladá sa z atómov (nespoja v molekule), ktoré sú zarovnané s pomocou kryštalickej mriežky v pevnej látke. farba hliník - striebristo biela. Okrem toho, že má kovový lesk, ako aj iné látky tejto skupiny. Farba kovu použitého v odbore, sa môžu líšiť v dôsledku prítomnosti nečistôt v zliatine. Jedná sa o pomerne ľahký kov. Jeho hustota sa rovná 2,7 g / cm 3, to znamená, že je približne trikrát ľahší ako železa. V tomto on môže dať prednosť v jazde okrem toho, že je horčík, ktorý je ešte jednoduchšie daný kov. Tvrdosť hliníka je pomerne nízka. V ňom sa uvádza väčšinu kovov. Tvrdosť hliníka len dva Mohsovej stupnice. Z tohto dôvodu pre jeho zisk na báze kovových zliatin pridal ťažšie.

tavenie hliníka dochádza pri teplote iba 660 ° C. A to začína vrieť pri zahriatí na teplotu dvetisíc 452 stupňov Celzia. Jedná sa o veľmi tvárne a taviteľný kov. V tejto fyzikálne vlastnosti hliníkových koncoch. Napriek tomu je potrebné poznamenať, že aktívny kov má najlepšie po meď a striebro vodivosťou.

Prevalencia v prírode

špecifikácie hliníkové, ktoré sme práve považované za úplne bežný v životnom prostredí. To môže byť videné v zložení mnoho minerálov. Hliníkový prvok - štvrté miesto medzi najčastejšie v prírode. Jeho hmotnostný podiel v zemskej kôre je takmer deväť percent. Hlavné minerály sú prítomné v prostriedku z jej atómov je bauxit, oxid hlinitý, kryolit. Prvá - skalný útvar, ktorý sa skladá z oxidov železa, kremíka a kovu sa jedná, tiež v štruktúre molekúl vody prítomných. To má nerovnomernou sfarbenie: šedá fragmenty, červenohnedej alebo iné farby, ktoré sú závislé na prítomnosti rôznych nečistôt. Z tridsiatich až šesťdesiat percent z plemena - hliník, ktorých fotografie možno vidieť z vyššie uvedeného. Je tiež veľmi bežné prírodné minerálne je oxid hlinitý.

Tento oxid hlinitý. Jeho chemický vzorec - AI2O3. Ten môže mať červené, žlté, modré alebo hnedé. Jeho tvrdosť podľa Mohsovej stupnice je deväť jednotiek. Odrody korundu sú pozoruhodné zafíry a rubíny, leicosapphires a padparadzha (žltý zafír).

Kryolit - minerálna s zložitejšie chemický vzorec. Skladá sa z fluoridov hliníka a sodíka - AlF3 • 3NaF. Vyzerá to, že bezfarebný alebo sivého kameňa, má nízku tvrdosť - všetky tri Mohsovej stupnice. V dnešnom svete je syntetizovaný umelo v laboratóriu. Používa sa v metalurgii.

Tiež hliník možno nájsť v prírode ako časť hliny, čo sú hlavné zložky kremíka a oxidy kovov spojené s molekulami vody. Okrem toho je chemický prvok možno pozorovať zloženie nefelín, chemický vzorec je nasledujúci: KNa3 [AlSiO4] 4.

recepcia

hliník úvaha funkcia poskytuje spôsoby jeho syntézy. Existuje niekoľko metód. Výroba hliníka od prvého spôsobu prebieha v troch fázach. Posledný z nich je postup elektrolýzy na katóde a uhlíkové anódy. Na realizáciu tohto spôsobu vyžaduje oxid hlinitý, a pomocné látky, ako je kryolit (vzorce - Na3AlF6) a fluorid vápenatý (CaF2). Za účelom, aby došlo k rozkladu rozpusteného oxidu hlinitého, treba s roztaveným kryolit a fluoridu vápenatého vyhriatej na teplotu aspoň deväťsto päťdesiat stupňov Celzia, a potom prechádza prúd týchto látok v osemdesiatich tisíc ampér a napätia päť- osem voltov. To znamená, pretože proces pre usadiť hliníkové katódy, a kyslíkové molekuly sa budú zhromažďovať na anóde, čo sa oxiduje anódu a premeniť ich na oxid uhličitý. Pred vykonaním tohto postupu bauxit, ktoré vo forme oxidu hlinitého sa extrahuje, predčistený nečistôt, a odovzdáva proces dehydratácie.

Hliník spôsob výroby opísaný vyššie je veľmi bežné v hutníctve. K dispozícii je tiež spôsob, vynájdený v 1827 F. Wöhler. To spočíva v tom, že hliník môže byť získaný chemickou reakciou medzi jeho chloridu a draslíka. Na realizáciu takého spôsobu môžu byť vytvorené iba vo forme zvláštnych podmienok veľmi vysoké teploty a tlaku. Tak, jeden mol chloridu a rovnakom objeme draslíka sa môže pripraviť jeden mól oxidu hlinitého a tri moľami chloridu draselného ako vedľajší produkt. Táto reakcia môže byť vyjadrená ako tejto rovnice: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. Táto metóda nezískal veľkú popularitu v priemysle.

hliníkové prvky, pokiaľ ide o chémiu

Ako už bolo uvedené vyššie, je to jednoduchá látka, ktorá sa skladá z atómov, ktoré nie sú organizované v molekule. Podobné štruktúry sú vytvorené takmer všetky kovy. Hliník má relatívne vysokú reaktivitu a silné redukčné vlastnosti. Chemická charakterizácia hliníka začne s popisom jeho reakcia s inými jednoduchá substancie, ako bude popísané v ďalšej interakcie s komplexnými anorganických zlúčenín.

Hliníkové a jednoduché látky

Medzi ne patrí predovšetkým kyslík - najbežnejšie zlúčeniny na planéte. Z jeho dvadsaťjeden percent zemskej atmosféry sa skladá. Reakciou tejto látky s akýkoľvek iný známy ako oxidácia alebo spaľovanie. Zvyčajne sa vyskytuje pri vysokých teplotách. Ale v prípade hliníka sa môže oxidácia za normálnych prevádzkových podmienok - na takto vytvorenej vrstvy oxidu. Ak je aktívny kov drvený, zhorí, čím sa uvoľní veľké množstvo energie vo forme tepla. Pri vykonávaní reakcie medzi hliníkom a kyslíkom je potrebné tieto súčasti v molárnom pomere 4: 3, pričom tieto dve časti dostali oxid.

Táto chemická reakcia je vyjadrená nasledovným vzorcom: 4AІ + 3O2 = 2AІO3. Tiež môže reagovať hliník s halogény, ktoré zahŕňajú fluór, jód, bróm a chlór. Názvy týchto postupov je z zodpovedajúceho halogén: fluoráciu, jodácia, bromace a chlorácie. Toto je typická kopulačné reakcie.

Napríklad sme reakciou hliníka s chlórom. Tento druh procesu môže dôjsť len v zime.

V prípade, keď dvaja mole hliníka a tri mol chlóru, za vzniku dvoch molí chloridom kovu. Rovnica pre túto reakciu je nasledujúci: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3. Rovnakým spôsobom je možné získať fluoridu hlinitého, bromid a jodid ju.

Na šedé daná látka reaguje iba vtedy, keď sa zahrieva. Pri vykonávaní interakcia medzi dvoma zlúčeninami nevyhnutné, aby sa im v mólových pomeroch dvoch až troch a jednej časti sulfidu, vytvorené z hliníka. Reakčná rovnica je nasledovné: 2AL + 3S = Al2S3.

Okrem toho, pri vysokých teplotách a hliníka reaguje s uhlíkom za vzniku karbidu a dusíka za vzniku nitridu. Možno uviesť nasledujúce chemický reakčná rovnica: 4AІ + 3C = AІ4S3; 2AL + N2 = 2AlN.

Interakcia s komplexnou látky

Tie zahŕňajú vodu, soli, kyseliny, bázy, oxidy. So všetkými chemických zlúčenín hliníka reaguje inak. Pozrime sa v detaile každého prípadu.

Reakcie s vodou

S najbežnejšie látky na Zemi hliníkové komplex interaguje s vykurovaním. Tým dochádza iba pri predbežnej odstránení oxidové vrstvy. Interakcia amfoterního hydroxidu je vytvorená, a vodík sa uvoľňuje do ovzdušia. Ak vezmeme dva diely z hliníka a šesť dielov vody, získame hydroxid a vodík v molárnom pomere dvoch až troch. Táto reakcia rovnica sa zapisuje takto: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

Interakcia s kyselinami, bázami a oxidy

Rovnako ako ostatné aktívnych kovov, hliník môže zapojiť do substitučnú reakciu. Tak môže vytesniť vodíka z kyseliny alebo pasívnej kovového katiónu soli. V dôsledku týchto interakcií hliníková soľ je vytvorená, a uvoľňuje vodík (v prípade kyseliny) alebo zrazenín kovové siete (ten, ktorý je menej aktívne, než je považovaný). V druhom prípade, a prejavuje znížením vlastnosti, ako je uvedené vyššie. Jedným z príkladov je interakcia hliníka s kyselinou chlorovodíkovou, vyznačujúci sa tým, chlorid hlinitý tvorí a uvoľňujú do ovzdušia, vodík. Tento druh reakcie, je vyjadrený v nasledujúcej rovnici: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

Príklad interakcie soli hliníka, môže byť jeho reakcia s síranu meďnatého. S ohľadom na tieto dve zložky, sme sa nakoniec sa síran hlinitý a medi, ktoré spadajú vo forme zrazeniny. S takými kyselinami, ako je kyselina sírová a kyselina dusičná, hliník reaguje jedinečne. Napríklad pridaním zriedeného roztoku kyseliny dusičnanov v molárnom pomere ôsmich dielov tridsiatich ôsmich dielov je vytvorená z kovu, dusičnanu tri diely oxidu dusnatého a pätnásť - voda. Rovnica reakcie je zaznamenaný takto: 8AL + 30HNO3 = 8AL (NO 3) 3 + 3N2O + 15H2O. Tento proces prebieha len v prítomnosti tepla.

V prípade, že zmiešaný roztok síranu hlinitého a slabá kyselina v molárnom pomere dvoch až troch, potom sa získa síran kovu a vodíka v pomere jedna ku trom. To sa stane bežné substitučnú reakciu, ako je tomu u iných kyselín. Pre názornosť uvádzame rovnicu: 2AL + 3H2SO4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H2. Avšak, s koncentrovaným roztokom rovnakou kyselinou ťažšie. Tu, rovnako ako v prípade s dusičnanom, vedľajší produkt je vytvorený, avšak nie vo forme oxidu a vo forme síry a vody. Ak vezmeme dva potrebujeme zložku v molárnom pomere dvoch až štyroch, výsledkom bude jeden z soli kovu a síru, ako aj štyri - voda. Táto chemická reakcia môže byť vyjadrená nasledovným vzorcom: 2AL + 4H2SO4 = Al 2 (SO 4) 3 + S + 4H2O. Okrem toho, hliník môže reagovať s alkálií. Na vykonanie takejto chemickej interakcie musí brať dva mólami kovu, rovnaké množstvo hydroxidu sodného alebo hydroxidu draselného, ako aj šesť molí vody. Toto produkuje látky, ako je sodný alebo draselný tetragidroksoalyuminat a vodík, ktorý sa uvoľňuje ako plyn s prenikavým zápachom v mólových pomeroch od dvoch do troch. Táto chemická reakcia môže byť reprezentovaná nasledovným vzorcom: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

A posledná vec na zváženie je vzor interakcie s niektorými oxidmi hliníka. Najbežnejšie a používa sa v prípade, že - reakčné Beketov. To, rovnako ako mnoho ďalších z vyššie uvedeného, je možné uplatniť iba pri vysokých teplotách. Tak, pre jej prevedenie musí mať dva mol na mol hliníka a oxidu Ferrum. Interakcie týchto dvoch látok získa oxid hlinitý a voľné železo v množstve jedného a dvoch molí, resp.

Použitie kovu v priemysle

Všimnite si, že použitie hliníka - veľmi častý jav. Po prvé, je potrebné leteckého priemyslu. Spolu s zliatin horčíka, je tu použitý, a na základe kovových zliatin. Dá sa povedať, že sa strednou rovinou 50% zliatiny hliníka a jeho pohonu - o 25%. Tiež použitie hliníka sa vykonáva pri výrobe drôtov a káblov, pretože má vynikajúcu elektrickou vodivosťou. Okrem toho je kovový a jeho zliatiny sú široko používané v automobilovom priemysle. Tieto materiály sa skladajú z tiel automobilov, autobusov, trolejbusov, električiek niektoré, ale aj bežných automobilov a elektrických vlakov. Aj jeho použitie v aplikáciách, v menšom meradle, napríklad na výrobu obalov na potraviny a iné produkty, riad. Aby bolo možné produkovať striebornej farby kovového prášku je nutné. Náter je potrebné, aby bola chránená pred koróziou železa. Dá sa povedať, že hliník - druhou najčastejšie využitie v priemyselných kovov po Ferrum. Jeho spojenie a on často používa v chemickom priemysle. To sa vysvetľuje tým konkrétnych chemických vlastností hliníka, vrátane jeho schopnosťou redukovať a amfotérne zlúčeniny. Hydroxid považované chemické prvky potrebné pre čistenie vody. Okrem toho, že je používaný v lekárstve v procese výroby vakcíny. To možno tiež nájsť v kompozícii určitých typov plastov a iných materiálov.

Úloha v prírode

Ako už bolo opísané vyššie, na hliník vo veľkom množstve v zemskej kôre. To je dôležité najmä pre živé organizmy. Hliník je zapojený do regulácie rastových procesov, tvoria spojivového tkaniva, ako sú kosti, väzov, a ďalšie. S týmto mikronutrientov procesov regeneráciu telesných tkanív z rýchlejšie. Jeho pokles je charakterizovaná nasledujúcimi príznakmi: zhoršenie vo vývoji a raste detské u dospelých - chronická únava, znížená výkonnosť, poruchy koordinácie pohybov, znížená rýchlosť regeneráciu tkanív, oslabenie svalov, a to najmä v končatinách. Tento jav môže nastať, ak budete jesť príliš málo jedla s obsahom tohto stopového prvku.

Avšak, ďalší spoločný problém je nadbytok hliníka v tele. To je často pozorovať tieto príznaky: úzkosť, depresia, poruchy spánku, strata pamäti, stres, mäknutie pohybového ústrojenstva, čo môže viesť k častým zlomeninám a vyvrtnutie. Dlhotrvajúci nadbytok hliníka v tele sú často problémy v takmer všetkých orgánových systémov.

Takýto jav môže spôsobiť celý rad dôvodov. Jedná sa predovšetkým hliník riadu. Vedci už dlho dokázali, že pokrmy vyrobené z kovu v otázke, nie je vhodná pre varenie potravín v ňom, ako pri vysokej teplote hliníka dostane do jedla, a ako výsledok budete jesť oveľa viac tohto stopového prvku, ako telo potrebuje.

Druhý dôvod - pravidelná aplikácia kozmetických prípravkov s obsahom kovu alebo ich soli. Pred použitím akéhokoľvek produktu je potrebné pozorne prečítať jeho zloženie. Nie sú výnimkou, a kozmetiky.

Tretí dôvod - podávanie liekov, ktoré obsahujú veľké množstvo hliníka, po dlhú dobu. Ako aj zneužívanie vitamínov a potravinových doplnkov, medzi ktoré patrí mikrobuňku.

Teraz sa pozrime na to, aké produkty obsahujú hliník upraviť svoj jedálniček a správne usporiadať menu. To predovšetkým mrkva, tavené syry, pšenica, kamenec, zemiaky. Odporúča sa ovocie broskyne a avokáda. Okrem toho, hliník bohaté kapusta, ryža, mnoho bylín. Aj z katiónov kovov môžu byť prítomné v pitnej vode. Aby sa zabránilo vysokým alebo nízkym obsahom hliníka v tele (aj keď, rovnako ako akékoľvek iné stopových prvkov), je potrebné starostlivo sledovať svoje stravovacie návyky a snaží sa, aby to tak vyrovnané, ako je to možné.